水泵机械密封泄漏原因分析略

水泵机械密封泄漏原因分析略

李凤雷

身份证号321102197707140417

摘要：随着国家经济的发展越来越好，各领域也不断的提高和进步，农业、工业等各种行业的不断发展，水泵机械设备被广泛的运用在这些行业当中。水泵机械设备的质量在一定程度上关系到整个水泵的作业能力。经过有关的研究调查不难发现，水泵机械设备在清理的过程中，如果没有做到位，就会使得相应的水垢在设备当中沉积。这样一来就对水泵机械设备的维护和保养提出了更进一步的要求。水泵企业通过不断的更新和发展，才可以更好地为各行各业的发展提供相应的保障。

关键词：水泵机械；密封泄漏原因

引言

水泵作为一种介质输送或增压的设备，种类众多，多用于输送水系统、排水系统、供水系统、工业用水、水处理系统、区域或建筑的制冷/供暖系统、消防和灌溉等领域，并在其中承担着重要作用。轴封部件作为水泵设备的重要结构，可以防止空气被吸入泵腔，同时保证介质不向外泄漏。轴封类型有填料密封、机械密封和动力密封等，其中，机械密封具有低功耗、使用寿命长、低泄漏的特点，应用较多。

1机封的组成及工作原理

机械密封是一种用于流体旋转机械的轴向密封装置，它一般由4部分组成，即由动环和静环组成的密封端面（摩擦副）；以弹性元件为主要零件的缓冲补偿机构；辅助密封圈；使动环随轴旋转的传动机构。缓冲补偿机构一般采用弹簧和波纹管两种形式，其中波纹管可采用橡胶、聚四氟乙烯和焊接金属等材料制作。工作原理：机械密封亦称端面密封，其有一对垂直于旋转轴线的端面，该端面在流体压力及补偿机械外弹力的作用下，依赖辅助密封的配合与另一端保持贴合，并相对滑动，从而防止流体泄漏。由于其密封性能稳定、泄漏量少、功耗低、使用寿命长、对轴承磨损小、耐振性强、密封参数高的特点，使用范围十分广泛。

2泄漏原因分析

（1）机械密封设计或加工等不满足要求。机械密封本身不满足设备精度或系统工况要求，主要有3方面原因：①动环或静环端面平面度不满足要求，使得机械密封动环与静环接触面存在间隙，导致泄漏。也可能因水泵内的介质、温度等条件不同，动环或静环材料不满足条件，受到介质腐蚀等影响而出现密封失效；②机械密封弹簧也可能由于水泵流体介质、温度等工况影响，造成弹簧弹力失效，甚至弹簧疲劳断裂等情况，使得动环与静环无法紧密接触，出现间隙，导致机械密封失效，出现泄漏；③O形圈设计尺寸、型号、材料等因素，不满足密封介质或运行转速等要求，从而出现密封圈脱落、断裂等情况，导致密封失效。（2）机械密封安装过程不规范。机械密封安装不满足要求，主要有：①安装不到位，随着设备不断运行，弹簧补偿量不足，动环与静环之间存在间隙，不满足密封要求，导致泄漏。O形圈未安装到位，密封位置出现间隙，也会导致泄漏；②安装过紧，弹簧压缩量过大，导致动环与静环贴合过度紧密，在水泵运行过程中，辅助设施提供的冷却介质不足以冷却其产生的热量，较高转速使得动环与静环磨损严重。甚至磨损产生的高温，使得动环或静环变质，引起机械密封泄漏。安装过程不符合规范，密封圈挤压过紧，导致O形圈受力变形，引起密封失效。（3）机械密封受杂质影响。如果流体介质中存在细小杂质，或者泵腔、管道等处存在颗粒性杂质，被引进机械密封。在水泵运行过程中划伤或损伤动环或静环，使得机械密封泄漏超标。杂质也会使机械密封弹簧压缩不良，导致动环与静环贴合不均匀或不紧密，引起泄漏。O形圈也可能因杂质而影响密封效果，导致O形圈贴合不紧密或不均匀，使得密封介质从O形圈处泄漏。（4）机械密封冷却不足。机械密封因条件不同一般会有不同的冲洗方案，辅助设施利用泵内的压力差输送介质，对密封面进行冲洗，完成机械密封的润滑冷却。机械密封冷却水管出现堵塞或者向外渗漏，引起机械密封冷却水不足，机械密封得不到及时冷却，使得机械密封干磨，导致动环或静环磨损，引起泄漏。（5）水泵运行不满足标准。水泵运行过程中，振动超标或轴窜较大，也会造成机械密封受损，动环或静环端面受振动影响损伤，导致机械密封泄漏。

3水泵机械设备维护措施

3.1定期维护

水泵机械设备在运行一定时间之后就需要进行定期的维护和保养，这主要是指每间隔一段时间都要对设备进行相应的检查，如果在检查过程当中出现一些问题，要及时的进行上报并做出处理，这样才能够保证机械设备不会再运行的过程当中出现较大的问题，在经过检查之后，如果没有发现十分大的质量问题，就要对设备进行最基本的保养，这样可以有效的保证机械设备的运行效率足够稳定。

3.2监控性维护

监控性维护的方式主要是指相关的工作人员必须要对水泵机械设备进行全天性的观察，要密切的关注其设备的变化状况，一旦出现一些异常的现象，就要进行及时的维修和管理，监控性维护的优点是能够及时的发现一些问题，从而降低一些安全隐患的出现频率。但是也存在较大的缺点，主要包括的是维修人员自身的技术水平，必须要十分的高强，只有这样才能够有效的保证，一旦出现问题就可以立即解决。对于一些小型的企业来说，聘请专业性的人才进行监控性维护来说，是不太合适的，这主要是因为需要投入的成本过高。

3.3检修维护

检修维护就主要是指在事故发生之后，相关的检修人员通过对事故进行一定的研究和分析，从而找到出现问题的位置，进行更进一步的维修处理工作，对于一些较大的问题，还可以进行更进一步的设计和改造，这样可以使得整体的使用周期得到延长，但也存在应的缺点，主要体现在事故发生之前，不能够做好相应的预测工作，对于企业的发展来说，会带来一定的损失。

4改进措施

随着装置长周期、大负荷生产的要求，水泵机械密封的寿命短的问题显得尤为突出，为了解决机械密封寿命短的问题，保证装置长周期运行，成立攻关小组通过研究主要有两种思路：①换热器冷却液采用闭路脱盐水，解决换热器结垢换热能力下降的问题，保证机械密封冲洗液的温度平稳；②改进机械密封结构型式以及机械密封冲洗方案。第一种方案，需要增加一套脱盐水储罐、换热器、循环泵，投资成本较大、现场占地面积较大，没有可实施性。因此只能采用第二种方案。机械密封的使用工况主要有压力和温度两个因素，针对此水泵机械密封的实际情况，针对高温高压水泵机械密封的实际工况，新的密封改造方案采用T-48V型单端面集装式机械密封+APIPLAN23辅助系统方案。新的机械密封结构主要由补偿环、配合环、辅助密封、泵效环等组成。在密封腔处设置循环进出口，外接换热器，密封腔内部设置泵效环为循环提供动力。同时辅助密封密封O形环材料为FFKM，耐温达到320℃，解决了辅助密封高温老化使密封失效的缺陷，新系统使热介质在密封腔内部形成近似封闭的循环冷却系统，冷却效率大大高于PLAN21方案，可以将热介质温度控制在80℃以下，从源头上减少冷却水在换热器内部结垢的程度。更重要的是，密封腔内热介质温度低于80℃，从根本上避免了热介质汽化的可能，使配合环与补偿环之间得到良好润滑和冷却，延长了机械密封的整体使用寿命。

结语

通过对水泵机械密封进行改造，使该泵的运行周期有了显著提高，降低了检修费用，减少检修劳动强度，降低了生产成本，减少了由于泄漏对环境造成的污染，为系统设备的长周期运行打下良好的基础，取得了较好的经济效益和社会效益。

参考文献

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［2］雷志华，樊青秀.机械密封泄漏原因分析及解决措施［J］.中国高新技术企业，2021，105（18）：82-83.

［3］马军杰，白凯丰.化工用泵机械密封泄漏与检修问题的探讨［J］.化工管理，2020（7）：152-152.