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泵用动力密封的损坏原因分析和维护要点
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 一、 现实情况的分析

  K型动力密封是防腐料浆泵常用的轴密封,其优点主要有:一是结构简单,维修技术要求低,使用方便;二是通用性好,既适用清液,也适用料浆的输送;三是防腐性能好,几乎是各类腐蚀性介质均可使用。但也有很大的缺点:容易泄漏。从泄漏的状况看,首次泄漏的时间有15~50天的,主要分布在逼压输送料浆的岗位,例如压滤机喂料泵;首次泄漏的时间为5~6个月的较多,统计分析后结果为分布在常压输送物料循环的岗位,大都属于这种情况(一般实际使用压力在泵设计压力的80%以下的岗位,例如泵额定设计压力为0.5MPa,实际使用压力在0.4MPa以下的岗位);首次产生密封泄漏的时间在一年左右的岗位也常有,通过调研分析得出的结论大多分布在输送清液,且使用压力低于设计压力的岗位,例如硫酸工程净化系统中的稀酸循环泵。根据以上情况的综合分析,我们发现K型动力密封的寿命长短大多与使用压力相关。

  二、 进一步试验的证明

  我们在掌握了泵的使用压力和动力密封寿命的关联后,进一步做了试验,试验结果为(试验方法为清液、常温、循环输送、方法是在密封腔体上装一正负压力表):

  当密封部位的压力在0.1MPa时,密封二个小时即损坏;
当密封部位的压力在0.06MPa时,密封二天即损坏;
当密封部位的压力在0.02MPa时,密封寿命为6~12天;
当密封部位的压力在0.001MPa时,密封寿命为30天;
当密封部位的压力在-0.001MPa时,密封寿命为3-4个月;
当密封部位的压力在-0.02~-0.04MPa时,密封寿命为6~8个月;
当密封部位的压力在-0.06MPa以下时,密封寿命可能更长(未试验完毕),但已出现大量的空气进入泵内。

  经过以上试验表明:密封的寿命明显和密封的压力成反相关,压力越低,密封寿命越长,反之则不然。那么,要控制密封的寿命,就要想法降低密封腔的压力。

  三、 泵使用时影响密封寿命的具体成因

  试验证明降低密封腔的压力,就能延长密封的寿命,要解决这个问题,我们首先要弄清密封腔压力从何而来?原因很明确:来自泵出口的带压流体通过叶轮和泵壳之间的间隙的返流压力!原因找到后,就只要找到减少返流的原因,便可以找到减压的方法。经分析,返流原因主要有以下几种:

  一是泵壳和叶轮间的间隙太大(一般大于三个毫米,返流就较严重了),产生的原因有二种:
1. 泵组装时尺寸控制不好而产生
2. 输送物料的冲刷、磨损,使叶轮、泵壳等组件磨损,产生间隙增大,进而使密封腔压力增高,损坏密封。在这一点上,有很多用户尚不认知,还只知道头痛医头,脚痛医脚,密封漏了换密封圈,殊不知密封坏是叶轮、泵壳磨损引起的:密封损坏,根在叶轮,不更换叶轮只好三天两头换密封,病根未除;

  二是泵使用时的实际使用压力高于设计额定压力,泵常处于逼压状态,例如带压喷淋循环泵、带压喂料的压滤机配用泵,之所以密封容易损坏,均属于这类情况。

  四、 如何寻找解决密封寿命长的方法

  方法之一:增加副叶轮和增大背叶轮片的高度和直径,也可以相对为密封减压,但是缺点是要增加泵的功耗,降低效率。
方法之二:经常更换新叶轮和泵壳,保证泵壳与叶轮间的间隙,小于3mm,也能延长泵密封的寿命。缺点是维修成本大。
方法以三:减少泵逼(弊)压运行的时间。
方法之四:设计泵吸入口和密封同向的料浆泵(见右图),这种类型的泵密封始终处在负压或低压力状态,因此密封不易损坏(注:该品种为本公司专利产品),该改型泵经100多家用户使用,已充分证明了密封的可靠性。
方法之五:设计迷宫型叶轮的背叶片(见左图),人为把返流流体的流道曲折化,降低泵出口的流体向密封腔返流的流速,这种结构的叶轮,在不增加制造成本的前提下,可延长轴密封的寿命,经过千家用户的使用,这种我们叫作B型结构的泵密封证明,在同工况条件下使用,轴密封的寿命能延长50~100%。该技术也获得多项专利。

  五、小结

  为使目前广泛应用的防腐泵动力密封的使用寿命增长,我们认为在选型、使用、维修三个环节应注意以下事项:
选型时应选耐压性能好一点的,尤其是带压输送物料的岗位,最好能选后吸型泵,例如本公司生产的HFM型料浆泵。
使用时尽量注意实际使用压力要低于采购泵的额定压力。同时尽量少开闷泵,或逼压运行,或开空泵,能用冷却水的尽量用冷却水,也能相对提高密封的使用寿命。
维护时注意观察叶轮的背叶片是否磨损,勤换叶轮,并调节好叶轮和泵壳的间隙。

  以上所述,仅为交流,欢迎客户朋友向我们提宝贵意见。