浅谈机械密封在水泵维修中的应用

许岩松

摘 要：水泵是工业生产中常见的液体输送和增压设备。机械密封是水泵密封各类方法中应用最多的方法种类，做好机械密封工作，对于提高水泵维修整体质量水平有着至关重要的影响。文章首先介绍了机械密封在水泵生产制造和维修运转中的应用情况，其次讨论了水泵机械密封常见问题和解决方案，最后对机械密封中的注意要点进行了重点强调。

关键词：机械密封；水泵；应用

引言

机械制造水平是衡量一个国家或地区工业发展水平和国家综合实力的一个重要依据。建国以来，我国一直大力发展机械工业。时至今日已取得了举世瞩目的巨大成就。作为常见的液体输送或液体增压设备，水泵在国民经济建设过程中发挥了重要作用。水泵的生产和维修也是我国机械工业的重要组成部分。由于工作需要，水泵部分组件必须予以密封。水泵生产制造技术发展到现在已经实现了多种密封方式。其中，机械密封是各种方法中最常见的一种。机械密封质量的好坏，代表着国内整个水泵行业的密封水平。

1 机械密封在水泵行业中的应用简述

作为应用范围最广的密封形式，机械密封的应用比例在整个水泵行业中高达85%。与之对应的是，水泵维修工作量中40%为机械密封维修。由此可以看出，机械密封质量的高低，直接决定着水泵能否在使用期限内正常稳定运转。密封质量越好，水泵的使用寿命越长，对国家环境保护和资源高效利用事业的支持更为有力。在水泵的日常密封维修工作中，主要存在着两个问题：一是机械密封互换性差，工作中经常找不到用来更换的机械密封，不得不连同轴承进行整个密封环境的更换。二是单纯依靠静水试验无法完全保证密封效果。有时水泵机械密封安装正常，静水试验也通过了，但当设备投入使用后，突然发生大规模泄漏，且很难找到泄漏点，而且该现象经常反复发作，迫使水泵多次重复维修，极大的降低了水泵工作效率，提高了维修成本。

2 机械密封维修常见措施及原因分析

2.1 更换轴套

在水泵机械密封维修工作中，主要有两种情况需要进行更换轴套。一是故障的机械密封和备用的机械密封安装长度相同，但内径不一致。对于这种情况，可以用安装长度相同，内径比安装内径稍大的备用机械密封替换，然后再依据替换上的机械密封加工新的配套轴套。在对配套轴套进行加工时，应注意只有轴套直径大小要依照安装内径进行修改，轴套的其它方面，比如轴套的加工材质、形状、长度、尺寸公差、粗糙度和形位公差等必须要和更换前的轴套保持一致，任何一个不应有的变动都有可能导致密封质量下降，甚至形成泄露点。另外一种情况是用来代替的密封件长度和内径都和需要替换的密封件不符。对于这种情况，可以选择内径和安装长度与原本的密封件最接近的机械密封件，再通过T形套加以转换，使其符合使用要求，达到密封效果。举个例子，一个水泵需要安装一个新的机械密封件，但备用的机械密封件内径只有85毫米，与需要的内径尺寸不符。在没有更合适的密封件的情况下，可以使用内径85毫米的机械密封件与T形套配套使用进行密封作业。T形套的基本作用就是用来填补内径过大的密封件与水泵轴之间的间隙以及谭航和轴肩间的空隙。这样一来，在原有的密封点之外，T形套和轴肩连接处又多出一个密封点需要处理。经过反复的打压处理后，机械密封在水泵静止状态和工作状态两种环境下都能够保持良好的密封效果。

2.2 排除密封泄露点

泄露点排查及消除是水泵机械密封维修工作中的主要任务。很多时候，机械密封在水泵静止状态下可以达到密封效果，一旦水泵进入工作状态，就会出现超出允许程度的泄露，情况严重时甚至会导致水泵无法正常工作。这种情况下往往很难准确找到密封泄露点。经过长期摸索，技术人员总结出如下排查方向，能够帮助维修人员较快的确定出泄露点的位置。一是机械密封的弹簧压缩量。弹簧是机械密封的重要部件。正常情况下，组成机械密封的的静环和动环通过弹簧弹力保持充分完整贴合，从而达到规定的密封效果。随着水泵使用时间的延长以及在一些其他的影响因素作用下，弹簧弹性逐渐下降，提供的弹力随之不足，在静止状态下还能满足密封要求，一旦水泵运转工作，密封件承受的压力急剧上升，超过了弹簧承受极限，就会形成泄露。新的弹簧更换上后，可以提供很强的弹力，但如果提供的弹力过大，时间一长就会造成零部件过度疲劳，严重时会导致零部件损坏。所以弹簧的弹力必须加以严格控制，过大或过小的弹力都无法满足机械密封的长期需要。经过长期的实践总结，技术人员发现，当弹簧压缩量维持在1/2-2/3时，提供给机械密封的弹力是最为适合的。这一点，在进行水泵机械密封维修时一定要加以注意。二是机械密封轴套。轴套是机械密封几大部件，动环、传动环和紧固件的重要载体，在进行机械密封安装时，这些部件都以紧钉螺钉牢牢固定在轴套上，以免发生位移。但随着水泵工作时间的延长，各部件间还是会形成程度相对微小的位移，发生位移的部件彼此间会产生摩擦损伤。具体来说，互相碰触的部件在表面发生接触的位置产生的应力较为集中，如果接触点附近强度不足，就会形成剪断变形或脱落，并且这种破损会逐渐增长。如果机械密封的动环和轴套间发生相对位移并产生碰触摩擦，时间一长二者间就会形成磨损，动环靠近轴套的部分因磨损变平，同时在二者表面接触的位置形成0.5mm到0.7mm的划痕，由于过于微小，所以这些破损的痕迹很难在检修过程中被发现，也就难以进行针对性处理。单纯依靠更换动环无法从根本解决泄露问题。要彻底解决这个问题，就要按如下方法进行：首先要确保轴套质量符合使用要求，轴套表面光滑程度和加工材质性能都是直接影响安装质量的重要因素。如果轴套表面过于粗糙，就会加快动环磨损速度，而如果轴套加工材料强度不足，则会提高轴套磨损速度。因此，在选择轴套加工材质时，要选择加工后轴套表面粗糙度大于等于Ra3.2的1Cr13或者2Cr13等同时具备高耐磨性和塑性的材料，最好可以选择1Cr18Ni9

Ti材料，该材料的耐磨度和塑性都极佳。在此基础上，必须严格控制轴套的形位公差和尺寸公差，以保障机械密封的安装质量。

3 机械密封作业过程中需要注意的问题

（1）科学控制机械密封压紧程度，严格按照机械密封使用说明书进行安装调试。（2）机械密封零部件精密度很高，进行安装作业时必确保动作轻柔，防止动作剧烈或不当造成零部件摩擦面发生损坏。（3）保证零件摩擦面清洁，安装时应使用润滑剂降低摩擦面的作用力。（4）确保弹簧安装旋转顺序正确。（5）启动水泵时应先给冷却水再开机，关闭时应先关机再停冷却水。

4 结束语

水泵的密封效果直接关系到水泵的工作质量和使用寿命。在进行水泵密封维修时，必须认真细致的做好故障分析排查工作，根据分析的结果进行针对性的维修，确保水泵工作状态下的密封效果。

参考文献

[1]蒋震西，段轶.机械密封在水泵维修中的应用[J].设备管理与维修，2010（8）：54-55.

[2]张志民，蔡振东，于爱华，等.机械密封在水泵上的使用[J].机械研究与应用，2003（16）：20-22.