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离心泵机械密封安装措施及注意事项
摘要:文章主要对离心泵机械密封安装措施以及注意事项进行探究。首先论述了离心泵机械密封的原理,而后在探讨离心泵机械密封安装要求的同时,对离心泵机械密封的安装措施以及安装注意内容进行深入研究,希望通过论述后能够给相关工作人员提供参考。
关键词:离心泵;机械密封;安装措施;注意事项
引言
离心泵机械密封安装属于系统性的工程,在实践阶段必须要根据安装标准做好安装过程的控制,如此才能够提高设备的运转效率。
1 机械密封的原理
在离心泵的运行中,其内外液体的压力会有较大的差异,容易沿着轴向发生泄漏的问题,所以必须设置有密封性的结构形式,这就是轴封。目前泵体中,密封形式主要是填料密封、机械密封、浮动密封等。机械密封的优势就是泄漏量非常少、使用寿命长、不需要调整且磨损的量非常小,所以被大量的应用到离心泵的结构内,尤其是在扬程相对较高的离心泵中,其机械密封性的效果非常的明显。机械密封在实践中,其可以加工制作具备可靠性的端面结构,通过端面之间的相互贴合可以形成连接紧密的形式,从而达到密封性的要求。根据目前的设计要求,机械密封需要设置有动环、静环、压紧件以及密封元件等结构所组成,其中静环、动环的端面形成一对摩擦副。动环是通过密封室内的液体压力以及压紧元件挤压之后可以紧密的贴合到静环的端面,从而可以在两个端面上形成比较大的压力,以保证端面的贴合达到密封性效果。压紧元件会自动形成足够的压力,让泵在不运行的条件之下也可以确保端面的密封,确保不会发生泄漏的问题,且防止杂质进入到密封端面。密封元件的动环以及轴的间隙、静环与压盖的间隙之间相互作用,同时还能够对振动、冲击起到缓冲作用,保护结构免受损坏。
2 安装机械密封对泵的要求
机械密封中,主要的组成结构是各个精密的零部件,正确的安装和使用这些部件,可以达到良好的密封效果,不会发生泄漏的问题。基于此,在机械密封使用之前,要做好各个相关的零部件尺寸检测,保证性能参数符合要求,从而满足机械密封的要求。具体来说,包含下述几个方面的技术参数:
(1) 泵轴弯曲度控制在0.05mm以内。
(2) 转子径向跳动误差在合理范围内,装载有动环密封圈的轴套附件偏差在0.01mm以内。
(3) 泵轴结构的轴向窜动尺寸偏差控制在0.05mm以内,轴套紧固性合格,不能发生松动的情况,否则在运行中容易发生撞击而引发结构损伤。
(4) 联轴器误差符合要求,对正齿形联轴器的误差在0.08-0.1mm之间,对于弹性联轴器的误差在0.01~0.06mm之间。
(5) 压盖和密封腔体结构对口的轴线同心度误差在0.05mm以内,垫片与接触平面之间的轴线垂直度偏差处于0.03~0.05mm之间。
(6) 在机械密封的轴或者轴套的表面进行镀铬处理,保证表面粗糙度达到R1.6级,尺寸偏差为h8,与静环密封结构的表面粗糙度为R3.2级,偏差为h8。
(7) 动环密封轴断面以及静环密封压盖的端部需要设置倒角的结构,同时进行修光处理。
3 机械密封的安装技术
3.1 安装前的检查
要想保证安装之后达到密封性的要求,在安装作业开始前要进行如下几个方面检查:
(1) 轴与密封腔的垂直度、同轴度,见表1。
(2) 轴的径向跳动与轴向窜动误差。根据机械密封的技术标准,轴的径向跳动误差在0.03-0.05mm范围内,窜动尺寸的偏差根据不同安装情况
做出调整,需要结合具体情况检测控制。以多级离心泵为例进行分析,该泵的最佳运行状态是轴上的叶轮正好处于泵涡壳流道的中心,其轴向是移动的,这就说明轴向会具备窜动量。在安装环节,进行轴窜动量的检测,将叶轮安装到轴上,然后直接装配到泵涡壳中,拉动轴的叶轮沿着轴向移动到前后两侧,此时就能够测量在两个部位上的轴尺寸偏差,该位置就是轴的窜动偏差,其泵轴窜动量在5-7mm之间。从实际应用角度分析,轴的窜动量对于机械密封压缩量存在直接的影响,如果明确压缩量时,没有综合分析该窜动量,说明动、静环密封面摩擦太大,损坏液膜阻力,造成磨损过于严重,密封结构部件的使用寿命下降,造成结构出现严重损坏。
(3) 摩擦副环平面度的检验。密封环的平面度是影响密封效果的重要
参数,通常来说可以应用光平涉法与卡尺法进行检测,其中尤以卡尺法的检测应用最为广泛,其操作简单,直接把卡尺、钢板尺、刀口尺放置在工件的表面,再使用灯光进行照射,通过观察光亮的情况以确定工件的表面空隙是否达到均匀性的要求,计算确定平面度尺寸数据。
(4) 辅助密封圈的检查。在机械密封中,也会使用辅助密封圈的方式进行密封,其主要应用的是O型圈或者聚四氟乙烯的V型圈,前者的密封效果良好,通常设置在动环或者静环的位置上,使用的是橡胶材质,具备一定的压缩量,通常为6%-10%左右。而针对于聚四氟乙烯的V型密封圈来说,其为自封的结构形式,内部空间的压力越高,其密封性就会越好。同理,应用到低压条件下,也能够达到密封性的效果。V型圈的密封结构内径要比轴径小,外径则会超过安装的尺寸,其能够和支撑环联合使用,让密封圈的两侧和密封表面紧密贴合,从而达到良好的密封效果。在具体的安装中,辅助密封圈的结构尺寸需要达到要求,安装完毕之后,密封性能合格,不会发生损坏、变形等问题。
3.2 制作安装基础
安装施工开始前,先进行基础结构的制作和安装。卧式离心泵安装的基础就是临时使用的木架基础和永久混凝土基础结构。木架基础的优势就是安装、拆卸、移动都比较方便,临时应用效果良好,且只能应用到性能良好的木质材料制作,保证结构的性能合格,有时也可以选择使用预先浇筑成型的水泥柱制作形成。在机井抽水时,通常都会选择使用永久性混凝土基础的结构形式。混凝土基础的尺寸严格执行设计方案要求,通常长度与宽度都要比泵体结构大0.15-0.2m左右,高度应该超出递交螺栓约0.15-0.2m之间,超出地面约5-10cm即可。基础结构的混凝土可以选择一次浇筑方式,也可以选择二次浇筑施工,混凝土材料的性能合格。二次浇筑的方式就是浇筑时将螺栓部位留有较大的孔不浇筑,在安装结束后再进行水泥浆液的浇筑施工,然后埋入螺栓,达到稳定性的标准。
3.3 机械密封的安装
(1) 静环的安装
经过检查符合要求的静环密封圈需要从尾部开始套入作业,应用的是O型密封圈的结构形式,安装环节要保持不会发生滚动的情况,直接把静环压入到压盖内,并且需要对正内部的销轴和销槽。防转销的安装高度需要符合要求,和静环有1-2mm的间隙,不能直接顶上静环。静环安装之后,需要进行密封端面和压盖中心线的垂直度参数检查,确保其不会超过0.02mm,如果发现偏差不能满足要求,通过木锤进行敲击调整处理,以达到端面平整度要求。
(2) 动环的定位。
动环安装结束之后,就要进行定位处理。首先,把转子转动到低压一侧上,保证平衡盘与平整座能够有效的接触,密封腔的断面和轴划线是对正的,作为基准线进行控制。
(3) 机械密封安装到轴体之上,就要进行浮动尺寸的检查,让动环为浮动的状态,使用手推动动环需要保持有一定的弹性、无刮蹭的感觉,转动之后保证动密封的垂直度符合要求。
3.3其它部件的安装
首先需要进行静环压盖的安装施工,并且经过盘车检测没有摩擦的感觉,确保达到均匀、轻快的标准,然后就要安装辅助设施,比如使用冷水冲洗等,直接把泵的入口阀门开启,输入介质进行静压检测,确定密封合格没有发生泄漏的情况,然后缓慢的盘车,暖泵合格之后就可以进行正式的运行。
4 实践检验
上述安装方式应用到锅炉给水泵的安装施工中,窜动量偏差控制在3mm以内,弹簧压缩量要控制在5mm以内。在全部安装完成后,首先进行静压试验检测,没有泄漏的问题;其次试车运行,检查瞬间运行状态,如果存在轴向的窜动超出标准的情况,表示密封压缩量和之前分析是相同的,为5mm左右,压缩量不能超出规定的范围。该泵在投入运行后进行检测,发现没有任何泄漏的情况,同时密封腔发生过热的情况,泵运行没有任何的问题。根据该方法进行机械密封的安装施工,在泵连续运行超过一年后没有发生泄漏的情况。在一年后进行停车检查,泵的解体性检查,动环、静环都没有发生磨损的问题,表示摩擦副处于较好的液膜阻力条件,该机械密封可以重复性使用,备件成本降低较为明显。
5 机械密封的安装及注意事项
落实机械密封的安装位置控制,需要在转子和泵的相对位置进行全部固定后开始,结合密封尺寸以及静压环压盖的部位进行密封轴的测量定位尺寸确定。这一定位尺寸的精确度应该确定机械密封是否成功,泵密封效果的关键性指标检测,达到密封性的要求。在安装环节要做好如下几个方面的控制:
①做好安装环节的尺寸偏差控制。压盖进行紧固之后,需要在联轴器找正后进行,螺栓进行紧固处理,不会发生倾斜的问题,使用塞尺检测偏差在0.05mm以内;同时,对于压盖和轴的外径进行检查,保证同心度、配合间隙符合要求,四周的尺寸精度达到均匀性要求,塞尺检测后确定偏差不超过0.01mm。②弹簧压缩量根据规定要求进行,过大或者过小都会存在问题,误差控制在±2mm以内。压缩量如果超出规定要求,就会造成比
压的升高,造成断面磨损问题发生;压缩量如果比较小,动静环断面比压会比较小,密封性也会下降,密封效果难以满足要求。③动环安装工作结束后,保证其移动是灵活性的,并且可以实现自由弹回不回出现发紧、发死的情况。④在机械密封以及泵的各个零件安装结束之后,需要进行泵轴的检测,保证其转动轻松、均匀,达到运行的标准要求。
6 机械密封的拆卸及注意事项
机械密封拆卸的顺序和安装是相反设置的,在该环节必须做好各个部件的保护工作,不会给任何部件产生损坏的情况,也不能使用手锤、扁铲等进行强力拆卸,防止结构密封件出现损坏的问题。如果在连接的部位存在污垢而无法拆卸,不能强力拆卸,需要进行清洗处理,达到要求后再逐步的拆卸。对于两侧有机械密封的泵,在拆卸环节必须考虑到两侧的情况,不能只顾一侧而损坏另外一侧。
7 小结
机械密封是目前离心泵的主要密封结构形式,其结构复杂性较高,对于尺寸精度要求也比较高,所以安装精度高,导致很多泵的生产厂家在安装时容易出现一些问题,给企业带来一定的损失。基于此,我们需要了解离心泵机械密封安装要求,加强各个环节控制,保证所有零部件的尺寸精度合格,以保证安装施工效果达标,以免影响泵体运行。
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