离心泵机械密封使用寿命影响因素分析

褚洪儇

（大庆石化公司炼油厂重油催化一车间，黑龙江 大庆 163711）

近些年来我国机械工艺水平一直在不断提升，因此在很多泵类机械产品当中，都开始应用机械密封，能够看得出来，未来机械密封的应用前景非常的广阔。对于离心泵而言，同样使用机械密封，而机械密封性能的好坏会直接影响到离心泵能否实现正常工作。在本文的内容当中，以主流离心泵产品机械密封所对应的原理作为研究基础，针对离心泵机械密封寿命所对应的影响因素进行了详细的分析，同时有针对性地给出了一定的优化建议，供相关人士参考。

1 离心泵机械密封所对应的原理

对于大部分离心泵而言，其所具有的机械密封是两个相对进行运动的环所对应的端面进行贴合之后，形成一个非常小的轴向间隙，从而将密封作用发挥出来的装置。通常情况下对于机械密封而言，主要包括有四个部分，分别是压紧元件、动环、密封元件以及静环，通过机械密封所产生的作用可以使得离心泵处于静止状态下的时候，始终确保端面之间是能够实现贴合的，这样就能够使得密封住的介质不会出现外漏的情况，同时还能够有效的防止外界的杂质由于各种原因进到机械密封端面里面。而且，对于机械密封而言，其还能够起到另外一个作用，那么就是能够针对离心泵的振动进行一定程度的缓冲。对于离心泵而言，机械密封在其内部进行工作的时候，也是和其他一些元件进行配合的，并不是作为一个独立元件来存在的。所以能够看得出来，这就会使得对于离心泵机械密封窜量等所提出的要求会非常高。

2 离心泵机械密封的影响因素分析

笔者根据多年现场总结的设备经验，针对机械密封使用寿命的主要影响因素进行了分析总结。

2.1 离心泵轴窜量相对较大

通常情况下对于离心泵而言，其在运转的时候，在机械密封上面的密封面要存在一定大小的比压，不然的话是没有办法有效确保机械密封能够发挥出来应有作用的。所以通常情况下对于机械密封而言，上面的弹簧的压缩量一定要满足设计要求，也就是满足一定的压缩量要求，通过这个压缩量能够提供一个作用在密封端面上面的推力，这样在旋转之后，就能够使得密封面上存在着一个合适的比压。为了能够对该比压所具有的稳定性进行有效的维持，一般会对机械密封所对应的窜量提出要求，也就是窜量一定要确保处于一定的合理范围当中。可是在设计机械密封的时候，可能会由于设计上存在某些问题，造成离心泵轴上面存在着较大的窜量，从而使得离心泵机械密封所具有的效果受到了严重的影响。

2.2 离心泵轴向力相对较大

对于离心泵而言，其机械密封在进行使用的过程中是无法对对轴向力进行承受的，在轴向力出现了之后，那么就会直接影响到离心泵的机械密封效果。之所以会造成这个原因主要是由于一旦机械密封在受到了轴向力的作用之后，那么密封压盖温度就会以一个非常快的速度上升，然后就会造成聚内烯类的介质发生熔融现象，从而对离心泵所机械密封所具有的密封效果造成严重的影响，如果情况比较严重的话，就会发生间断性的漏喷事故，这是非常危险的。

2.3 离心泵轴具有较高的挠度

对于离心泵而言，其机械密封在原理上属于旋转轴向接触式动密封，实现密封作用的一个前提条件就是要有弹性元件以及流体介质的双重作用，通过这个双重作用，机械密封所对应的两个端面就会实现一个紧密的贴合，然后在两个端面进行相互之间旋转的过程中，密封的效果就达到了。所以，当设计机械密封时，对于这两个端面而言，其所对应的受力必须非常的均匀，不可以存在过大的挠度。

2.4 离心泵具有较大的转动振动

对于离心泵而言，其机械密封在运转的过程当中，假如出现了较大的振动，那么就非常容易导致密封效果的减弱，严重的话就会彻底丧失密封功能。可是对于机械密封而言，出现偏大情况的主要原因都是由于一些自身原因所导致的，对于离心泵而言，大部分的振动都是由于其他元件所造成的，假如在设计离心泵的时候，没有合理的设计离心泵轴，或者是联轴器平行度存在着不标准的情况，那么都会使得机械密封的效果以及使用年限受到严重的影响。

2.5 离心泵口存在着汽蚀问题

对于离心泵而言，在机械密封起作用的时候，由于离心泵紧扣汽蚀性能较差或者是装置操作存在不合理，那么就会直接影响到机械密封的外表面，从而造成机械密封外表面发生一定程度的破损。并且还会导致动环和静环所对已的吻合面流动膜里面存在有一定的气泡，从而使得吻合面之间流动膜所具有的稳定性受到了严重的影响。一旦上述的情况出现，那么吻合面动力摩擦就会不断的变大，最终造成机械密封的磨损情况越来越严重。

3 离心泵机械密封的安装以及设计优化策略

针对上述这些影响因素，下面给出了针对性的优化策略。

3.1 在第一时间针对离心泵轴所存在的窜量大问题进行解决

对于离心泵而言，为了能够使得其机械密封所具有的使用年限得以提高，那么就要合理的针对轴向力平衡装置进行设计，这样就能够在最大程度上使得轴向窜量得以消除。通常情况下为了能够解决这一问题，在设计离心泵机械密封的过程中，首先会利用平衡盘加装轴向轴承的这种方式来对设计进行一个完善，其次是采用一种所谓的平衡鼓加轴向轴承的这种方法。上面的这两个方式都能够在一定程度上使得离心泵轴窜量大的问题进行解决，为了能够使得机械密封所具有的效果得以延长，那么上述工作一定要尽量实现。

3.2 确保离心泵所对应的轴向力足够标准

当设计离心泵机械密封时，需要针对轴向力的平衡机构进行一个合理的设计，只有这样才能够有效的确保平衡机构能够对轴向力进行平衡，这样也才能够使得机械密封所具有的密封能力得以发挥。并且当制造离心泵机械密封的时候，一定要使得机械密封的加工精度以及设计精度得到强化，从而确保机械密封和机械能够形成一个良好的接触，从而使得机械密封的使用年限得以增强。

3.3 针对离心泵轴所具有的挠度进行科学的控制

对于离心泵而言，其在工作的过程中，通过减少两端轴承之间的距离泵叶轮的级数不可以太多，对于离心泵而言，在其总扬程要求较小时，一定要尽量的使得每一级叶轮所具有的扬程得以提升，让叶轮的级数减少。另外，当针对泵轴直径大小进行设计时，不但要对传递功率所对应的水平进行充分的考虑，同时还需要针对挠度进行一个合理的设计。还有需要针对泵轴材料所对应的等级进行提高，这样才能够使得制造质量得以保证。

3.4 防止离心泵进口出现汽蚀问题

对于离心泵而言，其机械密封在工作的时候，如果泵进口存在着严重的汽蚀问题，那么就会直接影响到机械密封的效果。因此第一点就是要对离心泵所具有的防汽蚀性能进行提升，在现场要做好防控工作，尤其是在离心泵现场安装的时候，需要对后期离心泵使用过程中可能出现的汽蚀问题进行充分的考虑。第二点就是要在设计离心泵时，详细的分析离心泵可能出现振动的地方。同时在装配产品的时候，一定要遵循相应的规章制度，不可以违规操作，从而有效的避免对设备进行伤害。这样就能够使得机械密封所具有的使用年限得以延长。

4 结语

机械密封对于离心泵的作用至关重要，因此如何延长机械密封的使用寿命是一个需要解决的问题。综上所述，影响机械密封寿命的主要因素有5 个，分别是轴窜量、轴向力、轴挠度、设备振动以及泵口汽蚀，因此在设计和安装离心泵的时候，需要针对这些重要的影响因素进行分析，从而确保设计安装过程中这些影响因素可以得以控制，这样就能够有效的延长机械密封的使用寿命，保证离心泵的正常运转。