盘根式水泵轴封泄漏在线修复技术应用

李国祥

（宝武集团新疆八一钢铁股份公司能源中心热力分厂，新疆乌鲁木齐 830022）

1 问题

轴端采用盘根密封形式的水泵经常会出现盘根泄漏、轴套磨损、轴承进水故障。设备检修工期长，造成系统可靠性低、检修费用高。

2 原因分析

采用盘根作为轴端密封，其结构主要由轴套、盘根、盘根压盖组成（图1）。密封原理：转轴旋转时，盘根保持静止，轴套随转轴一起旋转，通过紧固盘根压盖螺栓，使盘根变形，从而填充轴套与盘根之间的间隙，达到消除或减少泄漏的目的。

图1 盘根密封结构

根据其密封原理，盘根对轴套要产生一定的压紧力且压紧力≥泵体内部的介质压力时，才能达到阻止泄漏的目的，但此时转动轴必须克服盘根的压紧力而旋转。由于盘根与轴套有相对运动从而造成盘根与轴套磨损。盘根与轴套磨损后，间隙变大，盘根补偿能力有限，导致轴套与盘根之间间隙逐渐增大，最终发生泄漏，泄漏量较大时，影响设备正常运行，必须停机解体检修，更换轴套、盘根。这样造成设备检修工期长，检修费用高，系统可靠性差。

3 处理思路及方案

根据分析，要解决盘根密封水泵轴封泄漏问题，必须考虑快速在线修复及密封结构使用周期问题。

3.1 将盘根密封改为机械密封

通过可行性分析，将盘根密封改为机械密封（图2）。首先需要更改水泵密封压盖及密封室，现场无法实施。且机械密封价格高，备件成本较大，检修工艺要求高、检修工期长。

图2 机械密封结构

3.2 采用泥状软填料密封代替盘根密封

泥状软填料是一种胶泥状物质，主要成分为石墨，自润滑性好，在一定压力下具有一定的流动性。在转轴的旋转过程中，由于软填料是一种胶泥状物质，附着在轴套上并与轴套一同旋转，形成一个“旋转层”。此“旋转层”与轴套保持相对静止，有效避免了轴套的磨损，保护了轴套。同时，一部分软填料与盘根室内腔形成一层“不动层”。随着“旋转层”的径向延展，软填料对轴套的附着力逐渐减小，并且由于软填料中含有一定量的石墨，这样在“旋转层”与“不动层”之间形成一个剪切面，而不是填料与轴套之间，在达到密封目的同时也保护了轴套（图3）。

图3 泥状软填料密封结构

由于软填料在一定压力下具有流动性。通过对水泵密封腔室进行简单改造，当轴端密封出现泄漏时，可以不停机，通过提前安装的注入口向水泵密封腔室补充一部分软填料，达到消除泄漏的目的，从而降低了维修工作量，提高了设备的运行效率与可靠性，同时延长了轴套使用寿命。此方案实现了在线修复盘根式水泵轴封泄漏的问题。

4 方案实施

（1）选择软填料及加注工具。

（2）在水泵密封腔室部位的正上方合适位置上钻通孔，孔的大气侧攻内螺纹，形成加注软填料的通道。

（3）将制作好的两头带外螺纹、中空的注入嘴，一头与加注工具相连，一头与泵体相连。

（4）加工两个密封环挡在泵体的大气侧与吸入侧，将可能造成软填料泄漏的通道堵死，形成密封腔。

（5）取出原来盘根腔室的水封环及盘根。

（6）将注入嘴，密封环、原压盖，泵体按图4 所示组装，注入软填料。

图4 泵体密封结构

5 效果评价

改造后，轴套零磨损，设备运行期即使轻微泄漏，在线补充软填料后即刻消除，避免了因轴封密封失效所致停机故障，且对已经磨损的轴套依然适用，减少轴套更换数量，降低备件消耗，大幅提高水泵可靠性，有效延长检修周期，降低维护成本。

6 结语

通过本次的技术改造，为同类型设备的密封修复开辟了思路，它的应用范围极为广泛，如低压水泵、油泵、低速离心式风机、大直径常温风阀门、水阀门、煤气阀门均可使用，可有效保障工业生产的连续性，实现设备效益的最大化。