水泵维修中机械密封技术的应用分析

徐志明

（华能国际电力江苏能源开发有限公司南通电厂，江苏 南通 226000）

高压水泵装置会结合系统内部实际需求对控制开关阀门，以此大幅度的削弱了装置的使用寿命。在此过程中，密封面也会产生较大的磨损，水泵的机械密封装置时常会产生泄漏的概率。机械密封失效将会给企业带来无法估量的经济损失，同时也会危害工作人员参与施工的安全性。而高压水泵装置的不合理使用，对企业生产来说像一颗定时炸弹，不利于企业的健康发展。对此情况，需要将传统机械密封装置，进行优化升级，提升装置的使用年限，为设备的长远运行奠定基础。

一、机械密封

（一）概述

机械密封包括静环和动环两个元件，这两个元件共同垂直于同一平直且无凸起或者是凹坑的光滑轴表面上，动环和静环互相贴合并且在设备运行过程中进行相对的转动进而达到密封的效果。该技术也被称为端面密封。机械密封装置除了关键的密封元件外，还包括螺钉、密封圈、防转销、间隔套、螺栓、弹簧、后铲板以及弹簧座等构件。当将机械密封技术应用于供水厂水泵中时，在设备的运行过程中，水流所产生的压力以及弹簧弹力所产生的机械外力会共同作用于机械密封装置的动静环的接触面上，此时，压紧力产生，端面会更加紧密地贴合在一起，并进行相对的滑动。机械密封装置密封元件的接触端面上会设置一层厚度非常薄的液体膜，其作用是避免液体泄漏导致的相对转动失效。接触面上的液体膜同时具备静、动两种不同形式的压力，具有润滑和密封的双重作用。供水厂所使用的输送悬浮物在30mg/L 以下的水泵均可以使用机械密封技术，且可以满足供水厂大多数水泵的运行工况。

（二）密封原理

在水泵设备当中运用密封技术时，一定要注重对于端面的处理工作，保证两个端面能够紧密结合，不留一丝余隙，以免出现液体外泄问题。水泵设备进行工作是依靠传动轴进行链接。实现与外部设备一同运行。然而在实际工作当中，在内外设备的运转过程当中，难免会产生一些圆周间隙，同时生产工作当中所使用的材料又以流体形式而存在。在材料向机械内部运送时，设备内部大气压小于外界，使得空气向设备内部流入，当设备内部压力大于外界时，水泵材料会由设备内部向外渗漏，导致对水泵生产工作造成严重干扰。

（三）应用意义

要想保证机械设备具有较好的工作性能，企业管理人员就需要对水泵设备进行有效检查和改造。一旦发现水泵运行期间存在密封性问题，就要及时进行维修。为确保水泵能够在非真空条件下稳定工作，需要其允许介质内含有较多固体成分以及微尘颗粒，同时还要保证水泵使用时具有较强的抗冲击能力和耐腐蚀能力。为满足这些条件，就必须使用波纹管机械密封的方法进行密封。这种密封方法存在一定弹性且稳定性相对较好，可以保证水泵长期处于高效运行状态。

二、机械密封的常见故障

（一）水垢较多

水泵进行期间，大分子物质不能分解以后，长时间停留在密封表层进行长时间停留，长时间就会有水垢形成。实际理论上指出，水进行工作期间，不可避免会产生水垢，有效开展清理工作，设备使用年限将不会因为水垢而产生影响。借助实践观察，我们可以得出结论，高压水泵密封面会有大量水垢残留，一定程度上远超于水流过后造成的量。造成此类问题产生的原因，主要在于高压水泵在进行操作期间，受到高温的作用下，水流密度程度会有不均匀情况，过分向一个方向进行流入，使得流入方向存在大量的水垢。长时间设备运转会产生严重影响。因而，会使得机械密封磨损面积，在此区域内不断增加。

（二）磨损原因

由于设备的损耗会逐渐引起密封部位动、静环端面之间的贴合效果，使得密封效果降低。如果是配合端面间存在磨损问题，则会导致转动轴每次转动密封件发生严重的轴向、径向偏移或摆动问题。若是零部件之间配合性良好，密封区域内的磨损痕迹较为均匀，与表明传动装置同轴度良好。若在端面位置处有材料外泄情况，还有可能并非密封部分本身的因素，判断外泄量如果是常数，则代表该问题是由其他因素导致的，通常是由于在安装过程中，设备安装不当而造成的影响问题。

（三）部分装置失效

在长期高温条件下，动静环会受到损伤，随后受到水泵机械的影响而出现运转热量聚集问题，长期处于这个环境下，动静环就会直接损坏。弹性补偿装置是水泵机械密封的重要设备，其主要功能是用于解决水泵机械的端面压力补偿问题，一旦出现弹性装置失效的情况，会对机械设备的运行可靠性产生负面的影响，弹性装置出现故障，也会进一步引发运行故障安全事故，所以需要特别注意其稳定性。除此之外，叶轮、泵轴等结构出现失效时，根据失效的类型，也有导致密封泄漏的风险。

（四）平面度较差

在水泵运行过程中，一旦出现平面度下降的情况，势必会导致机械设备的密封失衡，很容易出现局部泄漏的问题。比如说出现局部的划痕、折断曲线等都可能会导致这个问题。除此之外，结合实际的生产经验来看，导致平面度下降的原因也是多方面的，除了常见的水泵机械生产过程中封头损坏之外，还包括有密封片损伤等等，如螺栓本身的强度不足导致使用过程中出现大规模的形变等等，也可能是由于密封面本身就存在一些细小的划痕，在使用过程中不平衡摩擦会进一步增加划痕的数量与深度。一些机械设备在使用过程中存在细小的摩擦，这些摩擦会导致密封面划痕聚集，机械设备的运转温度增加，局部出现滑动部件受影响膨胀的情况，最终导致密封面的形变量增加，平面度得不到合理控制。

三、水泵维修中机械密封技术的应用

（一）选择合适的轴套

技术人员在管理过程中需要选择合适的轴套，保证水泵长期处于高效运行状态。如果套管长度不一致、内径不一致，技术人员需要改变内径，而且还要保证其他套管与原套管保持一致状态。完成以上套管维修工作，可在一定程度上减少泵泄漏的可能性，控制水泵后期维修的工作量。若套管的长度和内径不一致，而且与原机械密封存在较大差异时，现场维修人员可以选用最接近原机械密封设备的尺寸维修设备。虽然这种方法可以提高泵在运行过程中的密封性能，但也会导致连接增加，增加密封工作量。

（二）避免检修的误区

一是弹簧压缩量与机械密封效果并不是正相关，压缩量过大并不会使密封效果提升，反而可能导致摩擦磨损的增大，进而导致设备的损毁，除此之外，过度的压缩还可能致使弹簧调节能力的失效，进而导致密封效能的缺失；二是动环密封环并不适宜过紧，当密封环过紧时，可能造成轴套与密封圈磨损的加剧、移动阻力的增强、密封装置弹簧的疲劳以及密封圈的变形，因而要合理设置动环与密封圈的紧度；三是静环的密封圈也不宜过紧，由于该密封元件在水泵运行过程中长期处于静止状态因而可以适当进行锁紧，但是，要避免过紧导致的安装拆卸困难、元件变形和密封元件破碎损坏；四是叶轮锁母紧度要适当，并不是所有的轴间泄漏问题都是由于叶轮的锁母不够紧，在实际的水泵机械密封中，如果锁母过紧反而会导致轴间垫的故障；五是不要以元件更换作为常规维修措施，也尽量少进行拆修，并不是所有的元件更换都会取得预期效果，因而机械密封装置要保证较高的适配性，如果不得不进行零部件的更换，必须确保零件与原装置误差合理。

（三）不良动作维修

一方面，需要做好原材料的控制，通过选择更为可靠的o 型圈，能够提升设备的耐磨性能与整体的稳定性，比如说选择高质量橡胶来制作o 型圈，就能够起到良好的加固效果。除此之外，根据硬度指标选择高质量的橡胶也是解决水泵机械密封泄漏问题的重要途径，随着数值强度的增加，防挤压性能就会增加，出现形变的可能性也会相应减少；另外一方面，选择更匹配的密封系统。静止型密封作为一种旋转密封系统，其具有很强的设备运行稳定性，可以随着设备的运行而发生变化。在实际作用过程中，密封件很容易出现形变，特别是强腐蚀介质的变化会得到强化，进而引发密封泄漏的问题。但是从客观上来看，静止型密封能够很好地避免搅拌强腐蚀性介质的影响问题，从而更好地维持整体的密封处理效果。解决上述两个方面的问题后，再做好冲洗与不良动作的摩擦控制，就可以进一步解决高温导致的局部形变，更好的保护水泵机械密封稳定性。

（四）加大设备改进

通过有关设备优化，可以大幅提高设备的使用效果。想要有效地改善设备，在平时要做到与设备使用经验相结合，保证改进的效果正确且高效。例如，某次对DH302 塔的循环水泵进行改善处理的过程当中，在更换设备后因密封环与叶轮扣环间隙设置不当，导致出现摩擦问题，最终破坏了密封效果。导致该问题发生的主要因素是，因摩擦而造成运动偏移，引起泵的震动，导致干扰密封效果。因此在进行设备改造优化的过程中，以保证正常使用效果为基础，控制扣环配合间隙在0.14cm，能够很好地避免问题的发生。例如，这类经验就是经过实践获取而来的，就有更高的使用价值。

（五）压力产生的泄露的处理

在处理时的方案为选取双端面进行机械密封，润滑条件进行优化升级，确保密封性能够得到改善。在此期间需要对材料进行控制，选取耐磨强度高、耐高温、抗变性能好的材料。高温高压产生的泄露。实际设计弹簧的比值过大或者是密封腔内压力值大于3MPa，那么端面的比压力大，端面就不能够汇总形成液体膜，端面会产生磨损，大量的热量聚集受到摩擦力的影响产生作用，就像水泵机械密封端面受到高温影响，发生变形，渗漏等情况。对高温高压造成的。密封故障进行解决，主要办法是对水泵机械设备进行安装期间，需要结合需求设定弹簧压缩量。压缩量需要控制在一定范围内。密封安装前期阶段，需要对弹簧的旋转方向进行确认，如顺时针，还是逆时针进行转动。处在高压环境下，想要确保机械密封端面合乎规定与要求，降低和预防变形发生的概率，可以选取陶瓷的。耐压强度高的材料进行施工，以便获取最佳施工效果。

结语：由于水泵泄露问题会造成水泵使用年限稳定性不佳，严重时将会产生无法估量的损失。工业企业在生产过程中，需要深刻认识水泵的密封性，提高维修技术水平，充分重视机械密封的应用。实际操作特别是对水泵开展维修工作时，应严格按照相应工作流程进行操作，发现水泵使用期间出现各种问题，应该积极进行解决，保证水泵的密封性，提高产品质量。