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齿轮泵机械密封失效原因和使用过程中注意事项

时间:2018-12-03 13:43 作者:东森泵业

齿轮泵常用来输送高腐蚀性、磨蚀性或易变性流体。泵壳、轴和轴承材质首先要与泵送液体相匹配。当外考虑高温时,齿轮泵的设计变得更加复杂,甚至需要考虑各种不同材料的热膨胀性。齿轮泵在使用中需要考虑不同的质量因素,在才能中发挥重要的价值和性能,保证能够在行业中发挥重要的作用。

齿轮泵的预热是必要的,它可以避免高温冲击使部件损坏。当泵送流体温度高于150℃时推荐预热。当使用机械密封时,齿轮泵需预热到操作温度差的30℃之内,以防止伤害密封面。夹套型泵可通过蒸汽、热媒及电加热方式来预热。粘度是流体流动的阻力,高粘度工况的一个问题是如何使流体进泵。齿轮泵必须转得很慢以使流体进入未啮合齿间空穴,这个空穴形成吸力将流体吸入泵中。间隙越紧,齿轮泵的内密封性越好,吸力越强。

新安装(或换)的齿轮泵机械密封投入运转时泄漏量应在允许范围内。如果密封本身的结构、制造质量、安装和使用等方面都无问题,其寿命要超过8000h。实际工作中,不少密封的使用寿命远没有达到该值前就失效了,这是由于工艺条件、设备运行状况和操作存在的问题造成的。外网车间使用机械密封的水泵为单级泵,介质温度在15~150℃之间,部分输送污水的泵含有固体颗粒和腐蚀性介质,根据其近5年来机械密封运行工况和失效后的拆检情况来看,其常见原因如下。

1、泵抽空或汽蚀

齿轮泵抽空是由于泵启动前没有灌泵、进空气、液体不满或介质大量汽化,表现在性能上是出口压力趋近于零或泵的入口压力,机械密封的摩擦副因干或半干摩擦而产生磨损失效。拆卸检查时可发现,硬环表面有过热回火色,石墨环表面有环状沟纹、橡胶圈老化等。

由于介质温度过高,介质在叶轮入口的低压区气化或气泡逸出,流至高压区时又产生凝聚或气泡破裂,瞬间内周围的流体以较高的速度冲向原气泡所占据的空间,在冲击点处形成极大的压强。这种现象称为汽蚀。其特点是齿轮泵运转中产生激烈的水力冲击,表现在性能上是出口压力有较大幅度的波动,泵振动加大。汽蚀发生后,水力冲击带动密封做迅速的轴向振荡,使动静环及辅助密封圈等零件严重的磨损,使机械密封装置损坏。拆卸检查时可发现,波纹管断裂或弹簧卡住、静环离位、辅助密封圈卷曲、密封端面严重磨损、甚至石墨环破裂等现象。

2、泵振动过大

由于制造和安装精度等原因,所有的齿轮泵都存在着振动。振动的原因主要为转子不平衡、机泵不同心、滚动轴承故障等。从轴承箱表面测到的大振幅不能大于0.06mm,超过该值就要停泵处理。振动可分解为三个方向:垂直、水平和轴向,其中以轴向振动对密封的危害大。当泵振动加剧时,动静环之间发生分离。瞬间的分离在液膜压力作用下致使密封面开启,出现大量泄漏,如果这时摩擦副附近介质中有固体颗粒,进入密封端面间,会导致密封端面损坏。拆卸油泵检查时可发现,在硬密封面上有清晰的摩擦痕迹,进入固体颗粒时有划痕。

3、泵轴弯曲

机械密封又称端面密封,是一种旋转轴向的接触式动密封。它是在流体介质和弹性元件的作用下,两个垂直于轴心线的密封端面紧密贴合、相对旋转,从而达到密封效果,因此要求两个密封之间要受力均匀。如果泵轴弯曲,运转时,在机械密封安装处产生较大的挠度,使密封面之间的受力不均匀,导致密封效果不好,发生泄漏。如一换的P101、P102、P103采暖循环泵,依靠短轴套与电机轴过盈配合,带动叶轮旋转。当电机轴发生弯曲时,随轴旋转的动环与静环不再平行,可导致受力不均,密封面不能贴合而泄漏。

4、辅助系统方面的原因

机械密封的辅助冲洗系统是非常重要的,它可以有效地保护密封面,起到冷却、润滑、冲走杂物等作用。由于各换热站的采暖和伴热循环泵均属于清水泵,没有冲洗系统,但实际介质中都含有杂质,当长时间停用后,杂质淤积在机械密封传动座的弹簧周围,堵塞弹簧,再次启动时,弹簧容易卡住、密封面因进入杂质出现沟纹而发生泄漏。一换、八换的采暖和伴热循环泵均有这种现象发生。

5、操作方面的原因

启泵前没有打开入口阀,造成机械密封缺少润滑形成干摩擦而失效。对于自吸污水泵,由于启动时没有介质,打开冷却水,并保证的流量、压力,否则,因为干摩擦,导致密封失效。

齿轮泵选择要点:

1、首先流量是选泵的重要性能数据之一,它直接关系到整个装置的的生产能力和输送能力。如设计院工艺设计中能算出泵正常、最小、大三种流量。选择泵时,以大流量为依据,兼顾正常流量,在没有大流量时,通常可取正常流量的1.1倍作为大流量。

2、装置系统的管路布置条件指的是送液高度送液距离送液走向,吸如侧低液面,排出侧高液面等一些数据和管道规格及其长度、材料、管件规格、数量等,以便进行系梳扬程计算和汽蚀余量的校核。

3、装置系统所需的扬程是选泵的又一重要性能数据,一般要用放大5%—10%余量后扬程来选型。

4、操作条件的内容很多,如液体的操作T饱和蒸汽力P、吸入侧压力PS、排出侧容器压力PZ、海拔高度、环境温度操作是间隙的还是连续的、泵的位置是固定的还是可移的。

5、液体性质,包括液体介质名称,物理性质,化学性质和其它性质,物理性质有温度c密度d,粘度u,介质中固体颗粒直径和气体的含量等,这涉及到系统的扬程,有效气蚀余量计算和合适泵的类型:化学性质,主要指液体介质的化学腐蚀性和毒性,是选用泵材料和选用那一种轴封型式的重要依据。

齿轮泵使用过程中注意:

1、齿轮泵紧固端面螺栓时,齿轮泵用力要对称均匀,边紧边盘动转子。若遇到卡涩,齿轮泵应松掉螺栓重新紧;

2、电泵的驱动轴与电机轴的连接采用弹性联轴器;

3、齿轮泵驱动轴不能承受任何径向垂直力,皮带、链条、齿轮等侧向驱动方式禁止使用;

4、底板强度要够,不要时间长了,泵的底板一软,造成电机与泵不对中,而损坏泵;

5、弄清楚泵的允许高转速和现场工作高转速;

6、务必让流体进到入口,尽量不要干转和空转;

7、齿轮泵的进口与出口不要接反了,造成泵不出料来。