机械密封在水泵维修中的应用

王世海

摘要：对机械密封的机构、性能、安装要求及原理等方面进行综合分析，然后结合水泵在实际密封中的构造特点，对其机械密封在水泵不同的密封位置应用的可行性做出探讨，阐述了机械密封的泄漏量少、使用时间长、安装简单、用途广、节能等方面优势。

关键词：机械密封 水泵 应用

1 概况

根据相关资料研究表明，机械密封方法目前在行业中应用已经达到85%以上，机械密封的维修量大约占水泵维修量的40%左右。从上述现象可以看出，机械密封质量的好坏，不仅关系水泵使用寿命的长短，而且对响应国家节能减排工作具有一定积极作用。在使用过程中主要出现两方面问题：首先，在实际维修过程中，常常难以找到合适的机械密封进行更换，因此选择更换轴套，从而形成一个完整的密封环境；第二，安装完成后，静水试验不存在问题，但是，当正常运转开始时，其泄露量突然增大，并且泄露点难以寻找，使得维修人员连续返工，影响效率，增加使用成本。

2 出现问题的原理分析和处理

2.1 修改轴套尺寸 在实际维修时，更换轴套的情况大致分为以下两种：第一种是相同的安装长度，但是机械密封的内径不同，这时可以选择长度相同，内径略大于安装内径需要的机械密封作为替代，然后根据安装的替代品的尺寸加工轴套进行安装。这样的加工过程应当注意，除了对轴套直径的工程尺寸增加之外，其余部分，例如轴套的材料、形状、长度、尺寸公差、粗糙度和形位公差等，都不可随意变换，从而保证机械密封的安装质量。第二种是長度和内径都不相同的情况，遇到这样的情况时，通常维修人员选择内径和长度较为接近的机械密封，然后通过T形套将其转换成可以使用的机械密封大小，例如，某损坏水泵需要安装，现在只有内径为85mm的机械密封，如果想要采用内径为85mm的机械密封代替，便需要做出转换的T形套来将两个部分连接。T型套实际上是起到将内径为85mm的机械密封与水泵轴的间隙填充的作用。与此同时，弹簧和轴肩之间的空隙也被T形套所完全填充，因此，在安装完成之后，除了原本存在密封点外，T形套和轴肩连接的密封点也需要处理。经特殊处理的机械密封在经过重复打压之后，不仅可以在静压力下保持密封效果良好，同时在水泵运行时，同样可以正常起到密封作用。

2.2 机械密封泄露点研究 机械密封在静水压力下可以保持正常效果，当正常运行水泵时，泄露量过大甚至无法运行，这时对泄露点的找寻工作较难。通常可以从以下两点处理。①机械密封弹簧压缩量。在通常情况下时，由动环和静环两个部分构成机械密封，两者之间相互贴合完整，其能量来源是依靠弹性元件产生的，从而起到良好的密封效果。如果使用时间较长时，弹性元件所能提供的能源便会降低，这时静压时可以满足要求，但是一旦压力上升，便会产生巨大的泄露。当更换安装的新弹性元件能量过大时，发热量将会快速累积，甚至损坏。因此弹性元件的能量过大和过小都会对机械密封性能造成影响，所以必须要特别注意调节该元件，由实践经验总结的弹性元件压缩量为L=1/2～2/3。②机械密封轴套。由于动环、传动环和紧固件都设置在轴套上，这些部分在安装时已经用紧钉螺钉锁紧，防止出现相对运动，但是在设备运行时两者之间还是会产生一定的相对运动，相对运动的部件之间常常会出现一定程度的摩擦损伤，该磨损过程是表面接触应力在接触面上微小突起黏附而形成的接点，这些接点的强度较小非常容易发生剪断变形甚至脱落，间隙随着时间增长而增大。在水泵正常启动时，机械密封的动环与轴套两者会发生微小的相对运动，其最终结果是使两者之间出现磨损，动环靠近轴套因磨损变平，不过动环与轴套表面接触点会出现凹凸不平的痕迹，大约有0.5mm至0.7mm的深度；但是这一微小的痕迹，极不明显而且难以发现，在检修中经常会被检修人员忽略，这时，如果只是将动环更换的话并没有解决根本问题。随着不断的经验积累，已经形成了一整套的检漏的程序化过程。其步骤是：第一步保证轴套质量完好，尤其是对其表面的粗糙度以及材料的配置，都是直接影响安装质量的重要因素。当表面粗糙度太小时，动环磨损加剧。而材料强度不够高时，轴套磨损程度便很快。在选择材料时尽量选择轴套的表面粗糙度在Ra3.2以上，轴套的材料应当采用1Cr13或者2Cr13等耐磨程度和塑性都较好的材料，当条件允许时，可以使用1Cr18Ni9Ti材料，该材料的耐磨度和塑性都是比较不错的，而且轴套的形位公差和尺寸公差也必须保证，确保机械密封的安装质量。

3 机械密封的安装注意事项

①机械密封的压紧程度必须良好控制，严格按照产品安装使用说明书要求进行安装。②安装时应当轻取轻放，尤其是对摩擦面的保护，尽量用棉纸擦拭干净。注意不要用棉丝，因为棉丝会损伤密封面，同时也要避免硬质物品和手擦拭。③摩擦面必须保持洁净，不可出现脏物，安装时涂抹一定量的甘油或机械油防止盘车干磨。④仔细检查摩擦面，若出现损坏或者沟槽时，低程度研磨修理，若损坏严重进行更换。⑤注意弹簧安装的旋转方向，在多级泵时，一般是一个是左旋，一个是右旋，顺序不可弄反。⑥开泵之前，操作顺序为先给水冲洗冷却，然后再进行启动电机；停泵时应先停电机后关闭冷却水。

4 结束语

机械密封不仅有效地杜绝了各种介质的泄漏现象，而且还可以有效地实现节能环保的要求，较大程度的提高了水泵运行效率。

参考文献：

[1]蒋震西，段轶.机械密封在水泵维修中的应用[J].设备管理与维修，2010（8）：54-55

[2]张志民，蔡振东，于爱华，杨虹.机械密封在水泵上的使用[J].机械研究与应用，2003（16）：20-22.