機(jī)械密封安裝問題的分析研究

2015-05-29 李鳳成 合肥通用機(jī)械研究院

  該文分析研究了機(jī)械密封在安裝使用過程中可能出現(xiàn)的問題,以及這些問題造成機(jī)械密封失效的原因和機(jī)理。提出了機(jī)械密封的正確安裝方法及措施,使機(jī)械密封各泄漏點都保持正常的密封性能,為其長周期的可靠運(yùn)行提供了保證。

  前言

  機(jī)械密封,即端面密封,其至少有一對垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面,該端面在流體壓力及彈性元件(彈簧或者金屬波紋管)補(bǔ)償彈力的作用下,依賴輔助密封件的配合,與另一端保持貼合,并相對滑動,從而達(dá)到密封的作用。機(jī)械密封由于其運(yùn)行可靠、壽命長、泄漏量小、功率損耗低、對軸的磨損量小等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用,不但對節(jié)能減排有著重要的現(xiàn)實意義,而且有效地減少跑、冒、滴、漏現(xiàn)象,對環(huán)境保護(hù)有著重要的作用。但機(jī)械密封屬于較為精密的機(jī)械設(shè)備,使用不當(dāng)就會對其造成損壞,如化學(xué)損壞、熱損壞和機(jī)械損壞等,使其密封性能失效,出現(xiàn)大的泄漏現(xiàn)象。機(jī)械密封的失效,除了設(shè)計上的缺陷之外,安裝不當(dāng)導(dǎo)致的失效占有相當(dāng)大的比例。集裝式機(jī)械密封安裝簡單,操作方便,安裝過程中出現(xiàn)問題的幾率較;散裝式機(jī)械密封安裝相對復(fù)雜。機(jī)械密封的基本型式如圖1和圖2所示,本文以此為例,來分析研究由于安裝過程中出現(xiàn)的問題導(dǎo)致的機(jī)械密封失效的情況。

機(jī)械密封基本型式

圖1 機(jī)械密封基本型式(彈簧)

  1、靜止環(huán)輔助密封件失效原因分析

  1.1、安裝過程中輔助密封件被毛刺損傷

  靜止環(huán)在安裝過程中,靜止環(huán)輔助密封件(見圖2)極易被靜止環(huán)法蘭(或靜環(huán)座)中的毛刺損傷,降低或者甚至完全失去其密封性能,以致泄漏介質(zhì)向四周噴射或從急冷孔中漏出。因此在安裝時,應(yīng)首先檢查靜止環(huán)法蘭(靜環(huán)座)與輔助密封件的接觸部位,確保沒有毛刺等其他缺陷。

機(jī)械密封基本型式

圖2 機(jī)械密封基本型式(金屬波紋管)

  1.2、輔助密封件發(fā)生“溶脹”現(xiàn)象

  由于在安裝時,對輔助密封件采用了錯誤的潤滑劑,使輔助密封件與潤滑劑之間發(fā)生相似相溶的現(xiàn)象,輔助密封件失彈,進(jìn)而失效。例如,如果輔助密封件使用的是乙丙橡膠,而在安裝過程中使用的潤滑劑是礦物油,乙丙橡膠就會發(fā)生“溶脹”,失去密封性能。因此在安裝前,須根據(jù)輔助密封件的材料,選取合適的潤滑劑。

  1.3、輔助密封件承受螺釘預(yù)緊力不均勻

  如圖2,緊定螺釘1松緊不勻,輔助密封件的受力就會不均勻,進(jìn)而發(fā)生泄漏現(xiàn)象。在安裝過程中,使用力矩扳手,確保各螺釘預(yù)緊力相同,避免泄漏的發(fā)生。

  4、焊接金屬波紋管失效原因分析

  機(jī)械密封在安裝過程中,一定要小心謹(jǐn)慎,防止因跌落而損傷。焊接金屬波紋管如果跌落被摔,容易出現(xiàn)肉眼看不見的損傷,而會出現(xiàn)一個如圖2中的泄漏點D’,使其密封性能失效,而這種失效在使用現(xiàn)場是無法彌補(bǔ)的。

  5、結(jié)語

  通過對機(jī)械密封安裝過程中出現(xiàn)問題的分析,研究了機(jī)械密封失效的原因和機(jī)理,提出了正確的安裝方法,對機(jī)械密封的安裝使用有著指導(dǎo)意義,也為判斷機(jī)械密封的失效原因提供了重要的判定依據(jù)。