對(duì)水泵機(jī)械泄漏原因及措施的探討

【摘 要】水泵檢修過程中經(jīng)常不能準(zhǔn)確查找泄漏原因就急于拆修，導(dǎo)致維修頻率上升，增加了維修費(fèi)用，給維修帶來了一定的困難。本文就對(duì)水泵泄漏原因分析，并提出相對(duì)應(yīng)的處理措施。

【關(guān)鍵詞】水泵機(jī)械；泄漏；密封；措施

0.前言

對(duì)于每一套機(jī)械密封，無論因何失效，都應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的分析研究，并做好有關(guān)的數(shù)據(jù)記錄。當(dāng)密封件損壞后，不能僅局限于從被損件本身查找失效原因，而應(yīng)將拆卸下來的機(jī)械密封妥善地收集起來，并清洗干凈，按照靜止和轉(zhuǎn)動(dòng)兩大部分分別放置。一般檢查的順序是：首先，分析受損傷的密封件對(duì)密封性能的影響，然后依次對(duì)密封環(huán)、傳動(dòng)件、彈性元件、輔助密封圈、緊固螺釘?shù)鹊哪p痕跡進(jìn)行仔細(xì)檢查。對(duì)于附屬件，如壓蓋、軸套、密封腔體以及密封系統(tǒng)等也應(yīng)進(jìn)行全面的檢查。此外，還要了解泵的運(yùn)行環(huán)境和工作條件，以及以往密封失效的相關(guān)記錄。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合分析，就可快速找出導(dǎo)致密封失效的根本原因。

1.水泵泄漏原因分析

1.1補(bǔ)償環(huán)輔助密封圈處的泄漏

（1）輔助密封圈存在著質(zhì)量問題，如橡膠密封圈斷面尺寸超差，壓縮率不符合要求。

（2）密封圈安裝時(shí)受到損傷，如橡膠制件表面有劃痕，導(dǎo)致密封失效。

（3）軸表面有腐蝕、麻點(diǎn)、凹坑等缺陷。

（4）軸的尺寸公差、表面粗糙度未達(dá)到要求。

（5）軸彎曲，軸套配合不當(dāng)，或者軸承安裝位置不當(dāng)，均會(huì)造成軸徑向跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)超標(biāo)。

1.2摩擦副端面之間的泄漏

（1）端面不平。端面平整度、粗糙度未達(dá)到技術(shù)要求，或者在使用前受到了損傷而產(chǎn)生泄漏。

（2）端面間存在污物。夾雜在泵中的污物未被清除，裝配時(shí)未清洗干凈。造成摩擦副端面的泄漏。

（3）安裝不正確。安裝尺寸未達(dá)到圖紙尺寸的要求。安裝位置不當(dāng)，易造成彈簧比壓過大或過小，從而使機(jī)械密封早期磨損、燒傷或泄漏量增大。

（4）端面變形。若端面環(huán)選用碳石墨材料，由于其彈性模量小，易產(chǎn)生變形。一般造成變形的情況有：合成橡膠0形圈長(zhǎng)期在介質(zhì)中溶脹，體積增大，碳環(huán)受力而使端面變形；壓蓋內(nèi)夾雜著金屬碎片或污垢，局部受載；彈簧阻塞或被腐蝕而喪失強(qiáng)度，造成端面分離。

1.3泵體與壓蓋結(jié)合面之間的泄漏

（1）泵體與壓蓋相配合端面有缺陷，如凹坑、刻痕等。

（2）螺栓緊同力小，壓縮墊片時(shí)不能把接觸面不平的凹坑填滿。

（3）墊片或密封圈受到損傷。

（4）壓蓋剛度不夠而產(chǎn)生變形。

（5）螺栓受力不均勻，造成壓蓋單邊鎖緊。

1.4軸套與軸之間的泄漏

IS型泵、SA型泵一般都設(shè)有保護(hù)性軸套。軸套與軸之間的泄漏，通常是由于安裝不當(dāng)、密封圈或墊片不符合要求或者受到損傷而造成的。許多軸套不伸出密封腔，所以軸套與軸之間的泄漏通道常被忽略，且往往被誤認(rèn)為是機(jī)械密封泄漏，從而造成盲目的頻繁拆裝而找不出毛病所在。

1.5裝配不良引起的機(jī)械密封滲漏

在裝配過程中，水泵轉(zhuǎn)子軸向竄動(dòng)量大，輔助密封與軸的過盈量大，動(dòng)環(huán)不能在軸上靈活移動(dòng)。導(dǎo)致動(dòng)、靜環(huán)磨損后，得不到補(bǔ)償位移，造成滲漏。

1.6潤(rùn)滑油質(zhì)差或油量不足引起的機(jī)械密封滲漏

由于潤(rùn)滑油質(zhì)差，其間的固體顆粒雜質(zhì)一旦進(jìn)入密封端面，嵌入石墨密封環(huán)的密封面內(nèi)，必將會(huì)劃傷或加快密封端面的磨損。另外由于水垢和油污在軸（套）表面的堆積速度超過摩擦副的磨損速度，致使動(dòng)環(huán)不能補(bǔ)償磨耗位移，致使機(jī)械密封端面的磨損加劇。如果密封面潤(rùn)滑油量不足，就會(huì)引起磨擦副干摩擦導(dǎo)致拉傷密封端面。

1.7真空狀態(tài)運(yùn)行造成的機(jī)械密封滲漏

水泵在起動(dòng)、停機(jī)過程中，由于水泵進(jìn)口堵塞或工作介質(zhì)中含有氣體等原因，有可能使密封腔出現(xiàn)負(fù)壓，密封腔內(nèi)若是負(fù)壓，會(huì)引起密封端面磨擦副干摩擦，密封端面損傷產(chǎn)生漏水現(xiàn)象。真空密封與正壓密封的不同點(diǎn)在于密封對(duì)象的方向性差異，而且機(jī)械密封也有其某一方向的適應(yīng)性。

1.8高壓和壓力波造成的機(jī)械密封滲漏

由于彈簧比壓力及總比壓設(shè)計(jì)過大和密封腔內(nèi)壓力超過3MPa時(shí)，會(huì)使密封端面比壓過大，液膜難以形成，密封端面磨損嚴(yán)重，發(fā)熱量增多，密封面熱變形。

2.水泵泄漏采取措施

2.1補(bǔ)償環(huán)輔助密封圈處的泄漏的措施

（1）多數(shù)是軸端未倒角或殘留毛刺不清潔所致。因此，需要注意清除毛刺和保持清潔。另外，軸上的鍵槽也會(huì)損傷密封圈，為此，安裝時(shí)應(yīng)使用專用工具，避免密封圈受到損傷。

（2）應(yīng)更換新軸或軸材料，并在密封圈接觸部位的軸表面進(jìn)行表面熱處理。

（3）應(yīng)修整尺寸公差或表面粗糙度。

（4）此時(shí)需修理校正或更換零件。

2.2摩擦副端面之間的泄漏的措施

（1）重新研磨拋光端面或更換密封環(huán)。

（2）清除端面間的污物，并重新進(jìn)行裝配。

（3）仔細(xì)閱讀安裝說明書及附圖，重新調(diào)整安裝尺寸。非補(bǔ)償環(huán)安裝傾斜，若為壓蓋安裝傾斜，則應(yīng)重新安裝，同時(shí)檢查密封環(huán)端面與壓蓋端面各點(diǎn)的距離是否一致。裝配時(shí)壓蓋螺釘要均勻擰緊。

（4）更換0形圈材料。

（5）清除碎片，并清洗席蓋。

（6）對(duì)于因腐蝕而產(chǎn)生的泄漏，需要改用合適的材料；為避免阻塞和腐蝕，需改變密封的結(jié)構(gòu)或采用彈簧外置式機(jī)械密封。

2.3泵體與壓蓋結(jié)合面之間的泄漏的措施

（1）加大螺栓緊固力，或選用較軟的墊片材料。螺栓緊固力必須大于泵內(nèi)介質(zhì)壓力，因?yàn)閮?nèi)壓總是使得密封壓蓋與泵體端面趨于分離。

（2）更換有足夠剛度的壓蓋。

（3）重新調(diào)整螺栓緊固力。

2.4軸套與軸之間的泄漏的措施

一般可以用泄漏量的變化加以鑒別，軸套處的泄漏量通常是穩(wěn)定的，而從其他通道泄漏出的泄漏量往往是不恒定的，如從端面泄漏，經(jīng)過磨合之后泄漏量會(huì)逐漸減少。

2.5裝配不良引起的機(jī)械密封滲漏措施

在裝配機(jī)械密封時(shí)，軸的軸向竄動(dòng)量應(yīng)小于0.1mm，輔助密封與軸的過盈量應(yīng)適中，在保證徑向密封的同時(shí)，動(dòng)環(huán)裝配后保證能在軸上靈活移動(dòng)（把動(dòng)環(huán)壓向彈簧能自由地彈回來）。安裝動(dòng)環(huán)密封圈的軸（或軸套）端面及安裝靜環(huán)密封圈的密封壓蓋（或殼體）的端面應(yīng)倒角并修光，以免裝配時(shí)碰傷動(dòng)靜環(huán)密封圈。

2.6潤(rùn)滑油質(zhì)差或油量不足引起的機(jī)械密封滲漏的措施

必須定期對(duì)潤(rùn)滑油質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，保證油室潤(rùn)滑油的清潔度，禁止加不清潔的潤(rùn)滑油。在固體顆粒容易進(jìn)入的位置應(yīng)選用碳化鎢對(duì)碳化鎢摩擦副的機(jī)械密封。油室腔內(nèi)潤(rùn)滑油面高度應(yīng)加到高于動(dòng)、靜環(huán)密封面。

2.7真宅狀態(tài)運(yùn)行造成的機(jī)械密封滲漏的措施

在工作中要勤巡視，充分利用水泵的排氣閥對(duì)水泵進(jìn)行保護(hù)。更有效的是采用雙端面機(jī)械密封，這樣有助于改善潤(rùn)滑條件，提高密封性能。

2.8高壓和壓力波造成的機(jī)械密封滲漏的措施

為使端面受力合理，盡量減小變形，可采用硬質(zhì)合金、陶瓷等耐壓強(qiáng)度高的材料，并加強(qiáng)冷卻的潤(rùn)滑措施，選用可靠的聯(lián)結(jié)方式，如鍵、銷聯(lián)結(jié)等。彈簧壓縮量一定要按規(guī)定進(jìn)行調(diào)整，不允許有過大或過小的現(xiàn)象，誤差不大干2mm。壓縮量過大會(huì)增加端面比壓，摩擦熱量過多，造成密封面熱變形和加速端面磨損，壓縮量過小動(dòng)靜環(huán)端面比壓不足，起不到密封的效果。

3.結(jié)論

機(jī)械密封本身是一種要求較高的精密部件，對(duì)設(shè)計(jì)、機(jī)械加工、裝配質(zhì)量都有很高的要求。因此，檢修裝配人員在安裝使用機(jī)械密封時(shí)，應(yīng)分析使用機(jī)械密封的各種因素，使機(jī)械密封適用于泵的技術(shù)要求，具備充分的潤(rùn)滑條件，這樣才能保證密封長(zhǎng)期可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)。機(jī)械密封的泄漏處理，須在長(zhǎng)期巡檢、維修實(shí)踐基礎(chǔ)上，對(duì)泄漏癥狀進(jìn)行觀察、分析、判斷，才能得出正確結(jié)論。