动力密封的泄漏原因和解决方法

郭辉

（广西金河矿业股份有限公司，广西河池 547000）

0 引言

某冶化厂生产能力为电解锌每年6 万t，生产系统主要使用UHB-ZK 系列耐腐耐磨离心泵，轴封为K 型动力密封。在长期的使用过程中发现，密封泄漏成为泵类维修的主要原因，为了降低维修频率，提高密封件使用寿命，我们认真分析了该密封的特点，总结了在日常使用、运行维护时各方面的经验。

1 K 型动力密封的工作原理

该密封主要由副叶轮与停车密封组成。工作时，由副叶轮工作中旋转产生的离心力使密封腔处于负压状态，从而阻止液体泄漏，此时停车密封并不起作用。橡胶油封的唇口因负压而松开，与轴套间保持一定的间隙，以减小两部件之间的摩擦，从而延长了使用寿命；停机时，由于副叶轮停止旋转，密封腔的压力由负压变为正压，停车密封开始工作，橡胶油封的唇口在压力作用下紧紧包住轴套，防止液体流出，从而达到密封目的。若输送介质允许渗入冷却水，可选用带冷却水K 型动力密封，即可延长油封的使用寿命（冷却水通常为洁净的自来水，压力通常在0.05 MPa 以内）。该类型密封的油封采用氟橡胶制成，主要适用于输送固体颗粒含量较大的料浆、含杂质的腐蚀性介质（该厂全部使用不带冷却水K 型动力密封，结构如图1 所示）。

图1 不带冷却水K 型动力密封局部图

2 实际使用中K 型动力密封的性能特点

在长期的使用过程中，根据实际的使用情况，大致总结了该型密封的性能特点主要有：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。在压滤、净化等工序，逼压环境下使用，首次泄漏的时间主要集中在15～30 d左右。在物料输送等常压使用环境中，首次泄漏的时间为90～120 d 个月。经过实际跟踪统计，一般使用压力较大的场合密封部件的使用寿命都明显短于常压使用环境中，根据以上情况的综合分析，我们发现K 型动力密封的寿命与使用环境的压力密切相关。

3 实验分析

试验方法是在密封腔体上装一正负压力表，检测密封腔压力与密封部件寿命的关系;试验环境为：清液、常温、循环输送；试验条件为：轴套外径60 mm，配三只唇形密封圈，转速2 900 r/min，不设冷却水，试验泵为UHB 系列耐腐耐磨砂浆泵。

试验结果为：当密封部位的压力在0.1 MPa 时，密封2 h 即损坏；当密封部位的压力在0.06 MPa 时，密封2 d即损坏；当密封部位的压力在0.02 MPa 时，密封寿命为6～12 d；当密封部位的压力在0.001 MPa 时，密封寿命为30 d；当密封部位的压力在-0.001 MPa 时，密封寿命为90～120 d；

4 泵使用时影响密封寿命的具体成因

根据试验数据及理论分析表明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是影响密封使用寿命的直接原因。而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3 mm，返流就较严重了），产生的原因有2 种：泵组装时尺寸控制精度不高时产生；输送物料的冲刷、磨损，使叶轮、泵壳等组件磨损，从而产生间隙增大，进而使密封腔压力增高，损坏密封。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，例如带负载的压滤泵等，密封损坏大多属于这类情况。

5 延长密封使用寿命的具体方法

1）经常更换新叶轮和泵壳，保证泵壳与叶轮间的间隙，小于3 mm，也能延长泵密封的寿命，但缺点是维修成本较高。

2）减少泵的持续逼压运行的时间。在泵的额定压力一下运行。

3）确保安装符合工艺要求：（1）将叶轮拼帽拼紧后，检查一下叶轮与泵体之间的间隙，将间隙控制在2 mm 左右；（2）安装好泵盖后，采用从出口处往里看的方法检查泵盖与叶轮之间的间隙，保证在2 mm 左右，若是高温介质，可将此间隙调整在2.5 mm 左右；（3）叶轮与泵体之间的间隙达不到以上要求的，可通过调整叶轮与轴套之间垫片的数量来进行调节；（4）泵盖与叶轮之间的间隙达不到以上要求的，可通过调整泵体与泵盖之间垫片的数量来进行调节。

6 结语

为使目前广泛应用的耐腐耐磨泵动力密封的使用寿命增长，我们认为在使用、维修等环节应注意以下事项：使用时尽量注意实际使用压力要低于泵的额定压力；尽量少开闷泵，或少逼压运行，或开空泵，都能相对提高密封的使用寿命；安装、维护时应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，严格把控安装关键尺寸。

［1］成大先.机械设计手册［M］.北京：化学工业出版社，2004.

［2］吕瑞典.化工设备密封技术［M］.北京：石油工业出版社，2006.

［3］全国化工设备设计技术中心站机泵技术委员会.工业泵选用手册［M］.北京：化学工业出版社，2011.