关于泵的密封改造的技术措施及探讨

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朱祥玉：于泵的密封改造的技术措施及探讨关

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关于泵的密封改造的技术措施及探讨朱祥玉(营博深石油机械有限责任公司，东山东东营 2 79 ) 50 1

摘要：泵的密封改造工作是保障设备正常运转的一项重要工作。介绍了泵在密封改造过程中的几个技术问题及措施。关键词：;械密封泵机中图分类号：H T 3文献标识码： C文章编号：0 8— 2 X( 0 0 0 0 3 10 0 1 2 1 )4— 0 9—0 3

S meTeh ia ouin n su s n Ab u p iig P mp o c nc lS lt sa d Dic si o tRe arn u s o oZH U a g—y Xi n— u

( o gigB snP t lu c a i l o,t. o gig 5 0 1 C ia D nyn ou er e m Mehnc . Ld,D n y 2 7 9, hn ) o aC nAbsr c I to u e o e h ia u si n n ou insa o ts as,e arn fp mp . t a t:n r d c d s me tc n c lq e to sa d s l to b u e l r p ii g o u sK e o ds: ump me ha i a e l yw r p s; c n c ls as

在当今经济腾飞的时代，随着石油工业的发展， 能源的开发，化工行业在国民经济发展中占有越来越重要的地位。在化工企业中，主要的动力设备之一

若有颗粒杂质，则选用硬面摩擦副。常见摩擦副配对状况如表 1。表 1 配对摩擦副YG一YG6 6

即是泵，由于泵的用途非常广泛，用环境也各不使

适用介质有润滑性介质，或无颗粒杂质有无或有润滑性介质，有或无颗粒杂

相同，同的使用条件需要配备不同的泵用密封，不因此泵在出厂时一般都配装盘根密封，而不配备机械

密封。用户在使用时，以根据自己的使用条件对可泵进行密封改造，以达到理想的使用效果。 对泵进行密封的改造工作，主要应注意以下几个方面的问题。

质石墨，四氟一Y 6或陶瓷无或有润滑

性介质， G无颗粒杂质

Y 6一陶瓷 G

b密封结构的选择 . 密封从结构上分，大致分为大弹簧，弹簧，小四氟波纹管机封及金属波纹管机封。四氟波纹管机封主要用于化工泵，质腐蚀性强，力不高，般在介压一

1机械密封类型的选择 1 1根据应用范围选择机械密封 .

00 0 2 a用于外装式。对于黏稠状介质或介 .5— .MP,质含大量杂质，宜选用大弹簧机封，因为大弹簧对介质的大黏稠度及颗粒敏感度差，这样弹簧不至于失效。小弹簧及金属波纹管机封主要用于比较纯净的介质。如果用在黏稠度大或含有大量颗粒的介质，小弹簧或金属波纹容易被堵塞，外金属波纹管机另封能耐较高温度，于高温泵宜选用金属波纹管机对封。

从应用范围上分，械密封分为内装式和外装机式。外装式密封主要应用于压力不高，蚀性强的腐介质，般应用于化工厂，盐化工等，质腐蚀性一如介强，要求压力不高，对于炼油行业，蚀性稍差一而腐点，要求压力高，般在十几个大气压左右，的可一高达四五十个大气压，时就应选用内装式机械密封。这 12根据密封介质选择机械密封 .根据密封介质的温度，黏稠度，有无颗粒杂质等

特性选择密封的摩擦副和合适的密封结构。a .摩擦副的选择摩擦副材料大致分为几类，墨， G,石 Y 6陶瓷，聚四氟乙烯等。对于无润滑性的介质，宜选用有润滑

13根据耐压性能选择机械密封 .从耐压性能上分，密封类型有平衡型和非平衡型两大类，于压力在 1O a以下，选用非平衡对 .MP应型密封.泵的压力超过 1O P,应选择耐高压若 . M a则的平衡型或部分平衡型机械密封。 密封的结构型式所适用的介质环境如表 2所

性的摩擦面，如石墨，陶瓷等，于有润滑性的介质，对收稿日期：0 0— 2— 2 2 1 0 2

作者简介：朱祥玉( 9 1一)山东广饶人， 17,大学本科，工程师，现从事石油化工机械的开发设计工作。

关于泵的密封改造的技术措施及探讨

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21 00年第 3卷 9

刁。

数是在混合摩擦

状态下工作的，流体润滑状态和在表2

机械密封结构型式适用介质环境非平衡型秽L掰封 碱 j庾墟力≤ 1 uMP r . a

平衡型机械密封

介质压力>1O MP .O a

大簧械封弹机密 塑质富颗杂介，结 介，含粒质质易垢小弹簧机械密封比较纯净介质，不易结垢介质

金波管械封属纹机密}温质纯介荔介较净 四波管械封装’在。~ M的氟纹机密强力 0 0 P低压 o。a 52对泵进行数据测绘，泵设计机械密封为

混合润滑状态下，密封面间存在流体膜层，即存在膜压 P膜压是开启密封面的反启力，封端面间平 m,密均膜压 P与密封介质压力 P之比为膜压系数，。以 K表示，。 它反映了机械密封在被密封流体压差 P s作用下端面间流体膜的承载能力大小。 由于石化企业泵用密封均为内装式，这里只讨论内装式机械密封的膜压。 ( )对于液相机械密封， 1其膜压系数计算公式为：

确定好机械密封的类型结构后，要对泵进行需测绘，以确定机械密封的结构尺寸，为其设计轴并套，盖及其它相关部件，压设计轴套压盖时，套压轴盖与泵的安装尺寸应尽量与原泵配带的轴套压盖尺寸一致，否则设计出的轴套压盖安装不到泵上或安装上后不合适，密封能否长期可靠运行的一个关键设计尺寸即是压缩量，时轴套压盖的尺寸关系到有了密封的压缩量，于小弹簧，纹管机封，对波其压缩量一般在 3— m压缩量不宜过大，缩量过大会 5 m,压缩短密封的使用寿命，甚至会造成热裂，对于大弹簧机械密封，压缩量一般在十几毫米。压缩量在安装

峦式中： R——密封面内外半径。 R,: ( )对于气相机械密封， 2其膜压系数为：

K= 1 ÷[+

]

式中： P——密封环内外侧压力。 P, 通过以上数据，可计算密封面间的平均膜压则即开启力： P=P K s () 1 32计算端面比压 P .

时可以根据实际情况进行确定或调整。 设计机械密封时，根据机械密封的类型，要泵及

介质的特点合理设计密封的冷却系统。冷却系统设计是否合理，也是影响密封使用寿命的一个关键因 素。为了延长泵的使用寿命，却水应

采用经过软冷化的水，化水在冷却设备时不易在设备上结垢。软 许多石化企业，特别是小企业，冷却水没有经过软化处理，这样的水在冷却设备时遇到高温极易在设备上结垢，影响设备的正常运转，同时密封的性能也会受到影响，严重时甚至会使密封失效。遇到这种情况，安装时应及时与企业进行沟通，了设备的正在为常运转，冷却水应进行软化处理。对 3机械密封 P V值的计算机械密封设计完成后，则需要进行密封 P V值的计算，以确定密封设计是否合理，能否长期可靠运行。 密封的 P V值是直接反映机械密封能否正常使用的重要性能参数。每种配对的摩擦副都有一个 P V极限值[ V。密封在运行过程中实际 P P] V值如果超过[ V]则密封使用寿命就会缩短，重时运 P,严行不长时间后就会热裂，因此密封 P值的计算是 V设计机械密封的重要步骤。 3 1封端面间平均膜压的计算 .密封的 P V值计算关系到一个重要的力学参数——平均膜压。油田及石化企业泵用机械密封多

在混合摩擦状态下工作的机械密封，密封面间 不仅存在膜压，还有部分固体接触，密封面间还存在接触压力 F,位面积上的接触压力称之为比压 单 P, 则端面比压为：F

P: 』 Lf

() 2

() 1接触压力 F的计算对于内装式机械密封，其接触压力为： F=F。 l +F一F】

() 3

其中： F——弹簧或波纹组件的弹力，。其数值可以由仪器测得；

F。——介质通过机械密封作用在密封面上的闭合力。可以通过式 ( )算： 4计 F: P Al s () 4式中：。被密封介质压力； P——A——流体内机械密封的承压面积； A 1=

31 . 4×( 2 d一d ) .4

式中：z—密封摩擦面外直径； d— d.平衡直径，于弹簧式机械密封， . .——对 其值为与动环辅助密封圈配合的轴或轴套直径，对

于金属波纹管密封，其值为 d可以通过式 ( ) 5计算：d+d)2 ( 1 2/。 F——密封端面间液膜反启力。

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第 4期

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F:P A f

() 5

式中： —密封端面间平均膜压；

P— A——密封端面实际接触面积。 3 1 d .4X(一d ) Af: 4

行检测。机械密封加工完成后，存放时间短即进如果行安装，则密封面的平面度一般不会有问题，但如果存放时间很长，则在安装时，首先应对密封面的平面度进行检测，因为机械密封的摩擦面大多是通过过盈配合镶嵌到密封座上的.如果存放时间过长，由于应力适放.密封面会产生弯曲变形，密封面的平面度就会被破坏，的密封安装到泵上后会引起滴漏，这样因此，安装

() 6

式中： d——密封摩擦面外直径与内直径。 d,。 将( )() 1,6代人 ( )可计算密封面间液膜反启 5,力；过 ( ) ( ) ( ) ( ) F。则可计算端面比通 2,3,4,5及。,压 P。 b

() 2计算密封摩擦面的平均线速度 V摩擦环平均线速度为： V=￣1。 ( ) 0 7

存放时间过长的机械密封，在安装前应对密封面的平面度进行检测，面的平面度应小于 005 m,密封 .0 r如果 a平面度不合格，则应对密封面进行研磨。

摩擦接触面中径为：中： d 式中：——主轴转速； n d——窄摩擦环内径；。 d——窄摩擦环外径。 由( ) ( )得密封的工作 P 2,7可 V值 .封能够密正常工作，应使密封的工作 P V<[ V] P。常用摩擦副极限[ V]如表 3 P值。表 3

如果通过计算，密封的工作 P V>[ V]则需要 P,

调整密封的摩擦端面，轴套等相关尺寸，以使密封的 工作 P V<[ V] P。4安装

机械密封的设计在泵的密封改造中是一项很重要的工作，同时机械密封的安装对于泵的改造也是至关重要的。下面几点在安装时不应忽视，引起重视。应

()在安装机械密封之前，首先对泵的运行条 1应件有一个大体了解。如泵的冷却水是否软化，线过管滤网是否完好等，如有不利于泵运行的工况，应及时与企业进行沟通，善泵的运行条件，证生产正常进改保行。

() 3安装机械密封是一个比较精密细致的钳工工作。要求安装人员要细心，且需要一个比较干净的并装配环境，配时泵的各个关键部位，装如轴的外圆，止口台阶等都要擦洗干净，安装密封时应注意观察与在辅助密封

圈配合部位的状况，时注意不要损坏密安装封圈，倒角不好的要用锉刀修整。 ()安装机械密封时应注意一个关键的装配尺 4寸：压缩量。密封的压缩量是影响密封寿命的一个重要因素，其大小根据密封型式不同而不同，弹簧密封大的压缩量一般在十几毫米，小弹簧和波纹管机封的压缩量一般在 3- m密封的压缩量一般在设计轴套压 5 m,盖时已经确定，安装时可以通过调整轴套，在压盖密封垫来调整。 ()安装机械密封时应注意在摩擦副上添加润滑 5油，若在夏天，机油或黄油均可，若在冬天，最好添加机油，因为冬天黄油黏稠度太大，添加黄油在盘车时会对密封产生很大的阻卡力矩。 ( )机械密封安装完成后，首先用手盘车， 6应看运转是否正常，否有阻卡的迹象，是如果有阻卡迹象，则说明安装有问题，应拆泵重新进行检查， 找出毛病后重新进行安装，安装完成后进行试泵，试泵时应先跟操作工交待好，向泵内灌满液体，保证密封端面的良好润滑。 ( )盘车完成后， 7即可开泵进行运行，在泵启动时应注意观察泵运行时的声音是否正常，密封部位有无其它异常现象，手触摸一下密封部位，用看是否发烫，若无其它任何异常状况，可离开，封安装方密才算完成。 以上是泵的密封改造中应引起重视的几个关键问题。通过密封的设计及安装，为泵安装了可靠的机械密封，一般情况下是能正常运转的。但是，泵在运行过程中，有时也会由于许多未可知因素造成密封的失效，这时，我们应通过技术服务，找出密封失效的原因所在，做好与客户的沟通解释工作。(文文献格式：祥玉 .于泵的密封改造的技术本朱关措施及探讨[]山东化工，0 03 ( )3 4 . J. 2 1,9 4:9— 1 )

( )安装时应注意对机械密封摩擦副的平面度进 2