泵的联轴器这头漏油怎么办(机电工程专业技术之泵的维护及检修大全)
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泵的联轴器这头漏油怎么办(机电工程专业技术之泵的维护及检修大全)
泵的维护及检修
一. 概述..................................................................................6
1.泵维护的类型............................................................................6
1.1.事故后维护............................................................................6
1.2.定期预防性维护........................................................................6
1.3.对设备进行监控的预测性维护............................................................6
1.4.积极性维护............................................................................6
2.泵的故障及排除故障的基本原则............................................................7
3.结论....................................................................................7
二. 水泵振动原因分析......................................................................7
1.水泵振动原因............................................................................7
1.1.电气方面..............................................................................7
1.2.机械方面..............................................................................7
1.3.水力方面..............................................................................7
1.4.水工及其它方面........................................................................8
2.消除水泵振动危害的技术措施..............................................................8
2.1.电动机振动常见原因及消除措施..........................................................8
2.2.水泵振动常见原因及消除措施............................................................8
2.3.其它原因引起的机组振动及消除措施......................................................9
三. 水泵故障诊断及消除措施................................................................9
1.无液体提供,供给液体不足或压力不足.......................................................9
2.泵运行一会儿便停机.....................................................................10
3.泵功率消耗太大.........................................................................10
4.泵的填料函泄漏太大.....................................................................10
5.轴承温度太高...........................................................................10
6.填料函过热.............................................................................11
7.转动部件转动困难或有磨擦...............................................................11
8.泵运行时存在异常振动及声音.............................................................11
四. 水泵机组各部件检修的技术要求.........................................................12
1.主轴部分...............................................................................12
1.1.泵轴跳动标准.........................................................................12
1.2.泵轴的校直方法.......................................................................12
1.2.1.冷直法.............................................................................12
1.2.2.局部加热法.........................................................................12
1.2.3.内应力松弛法.......................................................................13
1.2.4.机械加热直轴法.....................................................................13
2.转子部分...............................................................................13
2.1.轴套:....................... ........................................................13
2.2.平衡盘...............................................................................13
2.3.叶轮.................................................................................13
2.4.叶轮口环的检修工艺...................................................................14
3.轴承部分...............................................................................15
3.1.滑动轴承.............................................................................15
3.2.滚动轴承.............................................................................15
4.密封装置...............................................................................16
4.1.压盖.................................................................................16
4.2.填料环...............................................................................16
5.联轴器.................................................................................16
五. 泵机组解体检修报告的内容.............................................................17
1.水泵机组解体的报告部分.................................................................17
2.水泵机组总装的报告部分.................................................................17
六. 机械密封的检修工艺...................................................................18
1.机械密封的清扫与检查...................................................................18
2.机械密封组装技术尺寸校核...............................................................18
3.动环和静环端面的研磨...................................................................18
4.轴套检查...............................................................................19
5.密封圈.................................................................................19
6.弹簧...................................................................................19
七. 机械密封的拆装.......................................................................19
1.拆卸时注意事项.........................................................................19
2.安装时注意事项.........................................................................19
八. 机械密封失效问题.....................................................................20
1.泄漏点种类.............................................................................20
2.泄漏原因分析及判断.....................................................................20
3.影响泵用机械密封外部条件...............................................................22
4.机械密封泄漏常见的原因及处理措施......................................................25
九. 高温重质油泵用机械密封的选用........................................................26
1.高温重质油泵的介质特点:.............................................................26
2.高温重油介质泵用机械密封目前使用情况...................................................26
3.高温重油介质泵用机械密封选用参考注意事项...............................................27
4.液态烃泵用机械密封的选用...............................................................27
十. 机械密封在热水工况中的应用...........................................................27
1.概述...................................................................................28
2.热水工况用传统的机械密封方案...........................................................28
3.两种适用于热水工况的密封方式...........................................................28
3.1.润滑槽”(LUBE GROOVE)密封............................................................28
3.2.“液体缓冲垫”(HYDROPAD)密封......... ...............................................29
4.热水工况用机械密封型式比较.............................................................30
十一.阀门的动、静密封形式...............................................................30
1.动密封.................................................................................30
1.1.填料函形式:..........................................................................30
1.2.填料.................................................................................30
1.3.波纹管密封...........................................................................31
2.静密封.................................................................................31
2.1.垫圈材料.............................................................................31
2.2.常用垫圈性能.........................................................................31
2.3.新材料和新技术.......................................................................32
十二. 泵和阀门用盘根的安装与调节.........................................................33
1.需要的工具.............................................................................33
2.清洁和检查.............................................................................33
3.测量与记录.............................................................................33
4.选择盘根...............................................................................33
5.盘根环的准备...........................................................................33
6.安装盘根...............................................................................34
7.调整盘根...............................................................................34
7.1.泵用盘根.............................................................................34
7.2.阀门用盘根...........................................................................34
8.再次紧固和替换.........................................................................34
十三. 填料(盘根)拆装.....................................................................34
1.概述...................................................................................34
2.填料密封装置的拆卸.....................................................................35
3.填料的装配.............................................................................35
4.填料密封的故障及排除方法...............................................................35
十四. 密封垫片的安装.....................................................................35
1.概述...................................................................................35
2.安装前的检查工作.......................................................................36
3.安装...................................................................................36
十五. 骨架油封的常见故障原因及排除方法...................................................37
1.概述...................................................................................37
2.常见故障原因及排除方法.................................................................37
十六. 磁力油封及其安装技术要求...........................................................39
1.磁力油封的结构型式.....................................................................39
2.磁力油封的使用条件.....................................................................39
3.设备精度要求...........................................................................39
4.磁力油封的安装步骤.....................................................................39
十七. 各种连接方式泄漏消除方法...........................................................40
1.除螺纹接(堵)头泄漏方法....... .........................................................40
1.1.注入密封剂的操作方法.................................................................40
1.1.1 0°操作法.........................................................................40
1.1.2 .中间操作法........................................................................41
2.消除阀门填料函泄漏的方法...............................................................41
2.1.原理:...............................................................................41
2.2.方法.................................................................................41
2.2.1. G型卡具+钻孔......................................................................41
2.2.2.攻丝钻孔+注射阀....................................................................41
2.2.3.夹具+注射阀........................................................................42
3.消除管道与设备连接泄漏方法.............................................................42
3.1.概述.................................................................................42
3.2.安装夹具.............................................................................42
3.3.按“0°操作法”注入密封及消除泄漏。...................................................42
4.消除法兰垫片泄漏的方法.................................................................42
4.1.普通夹具堵漏法.......................................................................42
4.2.凹凸面法兰、榫槽面法兰的特殊堵漏方法.................................................43
4.3.局部堵漏法(用于压力不高的大直径法兰)................................................43
4.4.法兰付全密封方法.....................................................................43
4.5.焊(镶嵌)软铅法兰夹具...............................................................43
4.6.填料充填法兰夹具.....................................................................43
4.7.顶压注射法消除泄漏...................................................................44
5.消除管道泄漏方法.......................................................................44
5.1.夹具堵漏法...........................................................................44
5.2.管夹堵漏方法.........................................................................44
5.3.密封胶带缠绕法.......................................................................44
5.4.局部堵漏.............................................................................45
5.5.用顶压注射法消除泄漏.................................................................45
6.管壁减薄严重的管道带压堵漏.............................................................45
6.1.用环槽夹具堵漏.......................................................................45
6.2.遮盖和加固的堵漏方法.................................................................45
6.3.夹具加现场部分焊接的堵漏方法.........................................................45
十八. 滚动轴承的简易诊断.................................................................46
1.听诊法.................................................................................46
2.磁塞法.................................................................................46
3.测量法.................................................................................47
十九. 轴承的润滑与保养...................................................................47
1.润滑的目的.............................................................................47
2.润滑方法及优缺点.......................................................................47
3.润滑脂润滑.............................................................................48
3.1.轴承润滑脂的维护保养.................................................................48
3.2.选择轴承润滑脂的技巧.................................................................48
4.润滑油润滑.............................................................................49
4.1.油浴法...............................................................................49
4.2.滴注供油法...........................................................................49
4.3.飞溅式供油法.........................................................................49
4.4.循环供油法...........................................................................49
4.5.喷射供油法...........................................................................49
4.6.喷雾供油法...........................................................................49
4.7.油气供油法...........................................................................50
4.8.润滑油的更换周期.....................................................................50
4.9.油润滑油的维护与保养.................................................................50
泵实物图例
一、概述
泵,作为一种通用机械,在国民经济的各个部门中应用十分广泛。农业方面的排涝、灌溉,冶金工业中各种冶炼炉液体的输送,石油工业中的输油、注水,化学工业中高温、腐蚀液体的排送,电力工业中锅炉水、冷凝水、循环水的输送等都离不开泵..。随着国民经济的快速发展,对泵的安全可靠运行提出了越来越高的要求。在电力工业中,如果锅炉给水泵由于某种原因发生故障而中断给水,则汽包在一二分钟内就可“干锅”,从而引发重大设备事故;在冶金工业中,如果输送冲天炉冷却水的泵因故障而停止送水,几分钟内,冲天炉就可能因高温而熔化;在抗洪抢险中,如果排涝泵因故障停止工作,就可能威胁到人民的生命财产。可见,泵的安全运行与整个国民经济的发展密切相关,泵的维护和检修至关重要。
1.泵维护的类型
1.1.事故后维护
就必须准备好各种零配件以供替换;配备更多维修工人来应付突如其来的紧急情况。还有可能出现的情况是,这里的问题还没完全解决,那里又出现了更严重的故障,工人被迫疲于奔命。毫无疑问,这是一种最低效率的设备维护方案,这种维护方式是不足取的。快速反应的紧张状态,为了救火队这种维护方法允许机械工作到有明显故障发生,采取的措施是将损坏的设备或元件拆下来进行修理或更新。这样维修的费用高且浪费时间,耽误正常生产。这种方法另一个缺点就是维修部门一直处于
1.2.定期预防性维护
这种维护方法按照预定的时间间隔到现场进行机修,在重大故障发生以前对设备进行修理或更换。如果安排得当,这种方案的维护成本要比事故后的维护节省资源。当设备不用连续工作时,让有丰富维修经验的技术人员来进行定期的预防性维护,这种方案的优点是显而易见的。其缺点是如果维修的时间安排不当,也会造成不必要的过多维护。还会出现由于过多维护导致设备整体运转状况的不良,比如完好的机器被拆卸开来,重复的二次安装导致安装精度的下降等一系列问题。
1.3.对设备进行监控的预测性维护
这种维护方法的安排是以设备的实际工作状况为依据,通过设备的监测结果来实施。具体视有没有异常的机械振动,轴承部位温度是否过高,润滑情况如何,以及其它异常现象等决定。如果某个选定的参量达到了预定的临界值,设备就要停机检修,从而避免更严重的事故发生。这种方案,由具有丰富经验和技术的维护人员来做这项测量预警工作时,其优点是明显的。整个工作可以有条不紊地进行,而且购买零配件时间充裕,不用预先选购好各种备用部件。由于这种方案维修目标明确,按需要进行维修,所以对提高生产效率是相当有益的。这种方案的缺点是必须购置相应的检测设备,以及对人员进行培训等。这项工作也可以聘请专业维护人员来进行。
1.4.积极性维护
该维护方法是在前面所讨论的预防及预警维护的基础上,通过查找事故发生的根本原因来进行维护。该方案要求准确地找出事故发生原因,确保设备得到良好的安装和维护,包括对现有设备的缺陷进行整改或重新设计,从而从根本上消除故障的成因。这种方案可大大延长设备工作寿命,节约成本。如果具备技术过硬的专业人员,且相关条件允许,这种方案能够很好地发挥作用。由于在监测预报的基础上进一步找出并消除了故障发生的隐患,具体的现场维护工作就很少,维护人员只需考虑如何进一步增强设备的可靠性即可,设备运行状况和生产能力自然会得到大幅度提高。这一方案要求维护人员在故障分析、排除方面包括设备设计、改造方面有丰富的经验,对设备的选用、安装、调试和操作要求较高。
2.泵的故障及排除故障的基本原则
泵的常见故障,分为水力故障和机械故障两类。流量不足、发生汽蚀等均为水力故障。泵不运转、轴承过热则属于机械故障。通常情况下,两种故障同时存在于一种现象中,如扬程不足、泵不出水或泵运行时存在异常振动及声音等。
工作。排除故障应:弄清表现―分析原因―加以消除。故障原因应多方面分析,力求准确判断。排除故障应具体情况具体对待,不可生搬硬套。排除故障应遵循以下原则:有了故障应及时排除,不可使机器
3.结论
根据泵使用的实际情况,按响应速度将泵的维护分为四种类型,分别对应于四种不同的维护层次。综合来看,积极性的维护方法是最好的,成本低、效率高。当然,泵在使用过程中的故障随使用环境的不同,其维护与检修的方法也有差异,应根据实际生产要求和具体条件来实施,还应注意日常使用过程中的资料收集与积累,这样可及时对出现的问题采取措施,以保证泵的正常运行。
二、水泵振动原因分析
1.水泵振动原因
导致机组和泵房建筑物产生振动的原因较多,有些因素之间既有联系又相互作用,概括起来主要有以下四个方面的原因。
1.1.电气方面
电机是机组的主要设备,电机内部磁力不平衡和其它电气系统的失调,常引起振动和噪音。如异步电动机在运行中,由定转子齿谐波磁通相互作用而产生的定转子间径向交变磁拉力,或大型同步电机在运行中,定转子磁力中心不一致或各个方向上气隙差超过允许偏差值等,都可能引起电机周期性振动并发出噪音。
1.2.机械方面
电机和水泵转动部件质量不平衡、粗制滥造、安装质量不良、机组轴线不对称、摆度超过允许值,零部件的机械强度和刚度较差、轴承和密封部件磨损破坏,以及水泵临界转速出现与机组固有频率一直引起的共振等,都会产生强烈的振动和噪音。
1.3.水力方面
水泵进口流速和压力分布不均匀,泵进出口工作液体的压力脉动、液体绕流、偏流和脱流,非定额工况以及各种原因引起的水泵汽蚀等,都是常见的引起泵机组振动的原因。水泵启动和停机、阀门启闭、工况改变以及事故紧急停机等动态过渡过程造成的输水管道内压力急剧变化和水锤作用等,也常常导致泵房和机组产生振动。
1.4.水工及其它方面
机组进水流道设计不合理或与机组不配套、水泵淹没深度不当,以及机组启动和停机顺序不合理等,都会使进水条件恶化,产生漩涡,诱发汽蚀或加重机组及泵房振动。采用破坏虹吸真空断流的机组在启动时,若驼峰段空气挟带困难,形成虹吸时间过长;拍门断流的机组拍门设计不合理,时开时闭,不断撞击拍门座;支撑水泵和电机的基础发生不均匀沉陷或基础的刚性较差等原因,也都会导致机组发生振动
2.消除水泵振动危害的技术措施
在转动设备和流动介质中,低强度的机械振动是不可避免的。因此,在机组的制造和安装过程中,在机组的设计、运行和管理方面应尽可能避免振动造成的干扰问题,把振动危害减轻到最低限度。当泵房或机组发生振动时,应针对具体情况,逐一分析可能造成振动的原因,找出问题的症结后,在采取有效的技术措施加以消除。有些措施比较简单,有些措施相当复杂。若需要大量的资金,应对可采用的几个方案进行技术经济比较,结合机组技术改造进行。以下给出了电机、水泵及泵房振动的常见原因及消除措施。
2.1.电动机振动常见原因及消除措施
轴承偏磨:机组不同心或轴承磨损。消除措施:重校机组同心度,调整或更换轴承。
定转子摩擦:气隙不均匀或轴承磨损。消除措施:重新调整气隙,调整或更换轴承转子不能停在任意 位置或动力不平衡。消除措施:重校转子静平衡和动平衡。
轴向松动:螺丝松动或安装不良。消除措施:拧紧螺丝,检查安装质量。
基础在振动:基础刚度差或底角螺丝松动。消除措施:加固基础或拧紧底角螺丝。
三相电流不稳:转矩减小,转子笼条或端环发生故障。消除措施:检查并修理转子笼条或端环。
2.2.水泵振动常见原因及消除措施
手动盘车困难:泵轴弯曲、轴承磨损、机组不同心、叶轮碰泵壳。消除措施:校直泵轴、调整或更换轴承、重校机组同心度、重调间隙。
泵轴摆度过大:轴承和轴颈磨损或间隙过大。消除措施:修理轴颈、调整或更换轴承。
水力不平衡:叶轮不平衡、离心泵个别叶槽堵塞或损坏。消除措施:重校叶轮静平衡和动平衡、消除堵塞,修理或更换叶轮。
轴流泵轴功率过大:进水池水位太低, 叶轮淹没深度不够,杂物缠绕叶轮,泵汽蚀损坏程度不同,叶轮缺损。消除措施:抬高进水池水位,降低水泵安装高程消除杂物,并设置栏污栅,修理或更换叶轮。
基础振动:基础刚度差或底角螺丝松动或共振。消除措施:加固基础、拧紧地脚螺丝。
离心泵机组效率急剧下降或轴流泵机组效率略有下降,伴有汽蚀噪音。消除措施:改变水泵转速,避开共振区域,查明发生汽蚀的原因,采取措施消除汽蚀。
2.3.其它原因引起的机组振动及消除措施
拦污栅堵塞,进水池水位降低。消除措施:栏污栅清污,加设栏污栅清污装置 。
前池与进水池设计不合理,进水流道与泵不配套使进水条件恶化。消除措施:栏污栅清污,加设栏污栅清污装置合理设计与该进前池、进水池和进水流道的设计。
形成虹吸时间过长,使机组较长时间在非设计工况运行。消除措施:加设抽真空装置,合理设计与改进虹吸式出水流道。
进水管道固定不牢或引起共振。消除措施:加设管道镇墩和支墩,加固管道支撑,改变运行参数,改变运行参数避开共振区。
拍门反复撞击门座或关闭撞击力过大。消除措施:流道(或管道)出口前设排气孔,合理设计拍门采取控制措施,减小拍门关闭时的撞击力。
出水管道内压力急剧变化及水锤作用。消除措施:缓闭阀及调压井等其它防止水锤措施。
机组启动和停机顺序不合理,致使水泵进水条件恶化。消除措施:优化开机和停机顺序
三、水泵故障诊断及消除措施
1.无液体提供,供给液体不足或压力不足
泵没有注水或没有适当排气。消除措施:检查泵壳和入口管线是否全部注满了液体。
叶轮流道被杂物堵塞,装置扬程超出泵设计扬程范围所引起。消除措施:及时清理叶轮流道、重新换接电机电源线及重新选择合适的泵型。
扬程不足,泵出口压力不能满足工况需要。产生原因有多种:泵发生汽蚀、叶轮长期使用严重磨损、配套电机转速低于泵所要求的转速等,都会引起泵扬程的降低。消除措施:增加泵进口处液位高度或降低泵安装位置,可以避免汽蚀的发生。更换被磨损叶轮、选择与泵相匹配的电机。
速度太低。消除措施:检查电机的接线是否正确,电压是否正常或者透平的蒸汽压力是否正常。
系统水头太高。消除措施:检查系统的水头(特别是磨擦损失)。
吸程太高。消除措施:检查现有的净压头(入口管线太小或太长会造成很大的磨擦损失)。
叶轮或管线受堵。消除措施:检查有无障碍物。
转动方向不对。消除措施:检查转动方向。
产生空气或入口管线有泄漏。消除措施:检查入口管线有无气穴和/或空气泄漏。
填料函中的填料或密封磨损,使空气漏入泵壳中。消除措施:检查填料或密封并按需要更换,检查润滑是否正常。
抽送热的或挥发性液体时吸入水头不足。消除措施:增大吸入水头,向厂家咨询。
底阀太小。消除措施:安装正确尺寸的底阀。
底阀或入口管浸没深度不够。消除措施:向厂家咨询正确的浸没深度。用挡板消除涡流。
叶轮间隙太大。消除措施:检查间隙是否正确。
叶轮损坏。消除措施:检查叶轮,按要求进行更换。
叶轮直径太小。消除措施:向厂家咨询正确的叶轮直径。
压力表位置不正确。消除措施:检查位置是否正确,检查出口管嘴或管道。
2.泵运行一会儿便停机
吸程太高。消除措施:检查现有的净压头(入口管线太小或太长会造成很大的磨擦损失)。
叶轮或管线受堵。消除措施:检查有无障碍物。
产生空气或入口管线有泄漏。消除措施:检查入口管线有无气穴和/或空气泄漏。
填料函中的填料或密封磨损,使空气漏入泵壳中。消除措施:检查填料或密封并按需要更换。检查润滑是否正常。
抽送热的或挥发性液体时吸入水头不足。消除措施:增大吸入水头,向厂家咨询。
底阀或入口管浸没深度不够。消除措施:向厂家咨询正确的浸没深度,用挡板消除涡流。
泵壳密封垫损坏。消除措施:检查密封垫的情况并按要求进行更换。
3.泵功率消耗太大
转动方向不对。消除措施:检查转动方向。
叶轮损坏。消除措施:检查叶轮,按要求进行更换。
转动部件咬死。消除措施:检查内部磨损部件的间隙是否正常。
轴弯曲。消除措施:校直轴或按要求进行更换。
速度太高。消除措施:检查电机的绕组电压或输送到透平的蒸汽压力。
头低于额定值。抽送液体太多。消除措施:向厂家咨询。安装节流阀,切割叶轮。
液体重于预计值。消除措施:检查比重和粘度。
填料函没有正确填料(填料不足,没有正确塞入或跑合,填料太紧)。消除措施:检查填料,重新装填填料函
轴承润滑不正确或轴承磨损。消除措施:检查并按要求进行更换 。
耐磨环之间的运行间隙不正确。消除措施:检查间隙是否正确。按要求更换泵壳和/或叶轮的耐磨环。
泵壳上管道的应力太大。消除措施:消除应力并厂家代表咨询。在消除应力后,检查对中情况。
电机过载运行,电机电流超过其允许值。泵轴的弯曲变形、实际运行参数超出泵的设计参数范围(例如超大流量运行)、转动部件产生摩擦等都是电机过载运行的原因。检查并矫正泵轴、用阀门控制使得运行参数在泵容许的参数范围内,或拆开泵体排除摩擦是解决问题的关键。
4.泵的填料函泄漏太大
轴弯曲。消除措施:校直轴或按要求进行更换。
联轴节或泵和驱动装置不对中。消除措施:检查对中情况,如需要,重新对中。
轴承润滑不正确或轴承磨损。消除措施:检查并按要求进行更换。
5.轴承温度太高
轴弯曲。消除措施:校直轴或按要求进行更换。
联轴节或泵和驱动装置不对中。消除措施:检查对中情况,如需要,重新对中。
轴承润滑不正确或轴承磨损。消除措施:检查并按要求进行更换。
泵壳上管道的应力太大。消除措施:消除应力并向厂家代表咨询。在消除应力后,检查对中情况。
润滑剂太多。消除措施:拆下堵头,使过多的油脂自动排出。如果是油润滑的泵,则将油排放至正确的油位。
轴承箱缺油或润滑油变质引起轴承温度异常。在确认原因后及时添加油脂,更新润滑油,以免损坏轴承。
泵轴、电机轴不同心,泵轴弯曲变形等。用千分表来测量泵轴在径向的跳动量,如果是滚动轴承,跳动量通常不应超过0.05mm, 如果是滑动轴承,则不应超过滑动轴承摩擦付的间隙。
此外,还要检查一下轴和轮毂的旋转跳动,泵正常运转,在不同的转速下有不同的旋转跳动容许值,通常1450转/ 分时容许值不大于0.15mm,在2900转/分时容许值为小于等于0.10mm。如果超过容许值,要对轴和轮毂进行圆周向逐点测量,看看轮毂有无偏心,或者不同心,或者轴弯曲变形。也可能出现的情况是,轴的对中性很好,旋转跳动却很大,或者没有旋转跳动,但对中性很差,都要加以矫正。
6.填料函过热
填料函中的填料或密封磨损,使空气漏入泵壳中。消除措施:检查填料或密封并按需要更换。检查润滑是否正常。
填料函没有正确填料(填料不足,没有正确塞入或跑合,填料太紧)。消除措施:检查填料,重新装填填料函。
填料或机械密封有设计问题。消除措施:向厂家咨询。
机械密封损坏。消除措施:检查并按要求进行更换。向厂家咨询。
轴套刮伤。消除措施:修复、重新机加工或按要求进行更换。
填料太紧或机械密封没有正确调节。消除措施:检查并调节填料,按要求进行更换。调节机械密封(参考制造商的与泵一起提供的说明或向厂家咨询)。
7.转动部件转动困难或有磨擦
轴弯曲。消除措施:校直轴或按要求进行更换。
耐磨环之间的运行间隙不正确。消除措施:检查间隙是否正确。按要求更换泵壳或叶轮的耐磨环。
泵壳上管道的应力太大。消除措施:消除应力并厂家代表咨询。在消除应力后,检查对中情况。轴或叶轮环摆动太大。消除措施:检查转动部件和轴承,按要求更换磨损或损坏的部件。
叶轮和泵壳耐磨环之间有脏物,泵壳耐磨环中有脏物。消除措施:清洁和检查耐磨环,按要求进行更换。隔断并消除脏物的来源。
8.泵运行时存在异常振动及声音
通常是由于泵轴与电机轴对中性差、泵轴弯曲变形、泵运行发生汽蚀及转动部件产生摩擦等引起,如果以上问题都不存在,还应检查地脚、泵壳螺栓有无松动,检查泵的管道是否存在明显的应力。如果应力过大,应该在进口或出口处加以支撑,以减少或消除应力。必要时应拆卸并重新安装。
四、水泵机组各部件检修的技术要求
1.主轴部分
1.1.泵轴跳动标准
轴颈的锥度与椭圆度不大于轴径的1/2000。但最大不得超过0.05mm,且表面不得有伤痕。要求表面粗糙度▽3.2。
轴弯曲超过允许值可采用机械法或加热法进行校直。轴允许跳动值为(单位:mm):轴径处: ≤0.02,轴中部(1500转/分): ≤0.10, 轴中部(3000转/分): ≤0.08, 多级泵轴≤0.05:
1.2.泵轴的校直方法
1.2.1.冷直法
利用手摇螺旋压力机校直:轴径较小及弯曲较大时,可采用此法。首先将轴放在三角缺口块内架住,或放在机床上利用顶针顶住轴的两端,然后将轴弯曲的凸面顶点朝上。用螺旋压力机压住凸起顶点,向下顶压,直到轴校直为止。
利用捻棒敲打校直:轴径较大及弯曲较小时,可以采用此法。这个方法是利用捻棒来冷打轴的弯曲凹面,使轴在此处表面延伸而较直。捻棒应由硬度低于泵轴硬度的材料制成,或在硬度高的材料上镶铜套,捻棒的边缘必须有园角。在直轴时,将轴的凹面朝上,并支持住最大弯曲的凸面顶点。在两端用拉紧装置向下加压,然后利用1-2公斤重的锤子敲打捻棒,使轴的凹面材料受敲打而延伸。捻打时,先自最低凹面中央进行敲打,逐渐移向两侧,并沿圆周三分之一的弧面上进行,但越往中央敲打密度应当越大。轴的校直量与敲打次数通常成正比。注意最初敲打时,轴校直较快,以后较慢。敲打时应注意掌握捻棒,勿损伤轴的表面。
用螺旋千斤顶较直:当轴的弯曲量不大时(为轴长的1%以下),可以在冷态下用螺旋千斤顶较直。在矫直时,考虑到轴的回弹,要过矫一些,才能保证矫正后的轴比较正直。这种方法的精度可达到每米0.05-0.15毫米。
用钢丝绳矫直
1.2.2.局部加热法
将弯曲的凸面朝上,在周围用石棉布包扎,然后用喷灯或气焊急热。加热温度约比材料临界温度低100℃左右。急热后,由于金属产生塑性变形,使其表面长度缩短,在冷却后虽有所拉伸,但已不能恢复原始状态了,从而造成与原始弯曲方向相反的反弯曲,使凸面平坦而达到直轴目的。如在凹面加温火助其热胀伸长,则效果更好。
加热方法,应匀速、等距(距轴面20毫米左右),从中心向外旋出,然后由外向中心旋入,以保持温度均匀。加热面积与形状用轴向开口(轴向长而径向短)方法加热,使径向方位温度均匀,使轴不易产生扭曲。而用径向开口(径向长而轴向短)方法加热时,直轴效果显著。校直时,先将轴平放在两支承上,使弯曲部分凸面向上,并在轴的最大弯曲处用湿石棉布包扎。此石棉布轴向开口0.15d×0.2d或径向开口0.35d×0.2d(d为轴的直径)的长方形口,然后在开口处用氧乙炔焰加热3-5分钟(采用强力焊炬,并且使氧气压力增至4-5大气压),温度达到500-600℃后,用干燥的石棉布覆盖受热处,保温10-15分钟,最后用压缩空气吹,使之迅速冷却。轴的弯曲变化情况可由百分表测量。一次未能校直可以重复进行,校直后,轴应在加热处进行低温退火,即将轴转动并缓慢的加热至300-350℃,在此温度下保持一小时以上,然后用石棉布包扎加热处,使它缓慢地冷却到50-70℃,这样就可以消除内应力。
轴在校直过程中的变化量与轴本身的材料性能有关。加热时,轴端的弯曲挠度逐渐增大到最大,这是由于凸部加热后金属膨胀所至。冷却后,轴端的弯曲挠度逐渐减小到最小,这是由于凸部迅速冷却金属纤维缩短的结果。
1.2.3.内应力松弛法
原理是因为金属材料有松弛特性,即零件在高温下应力下降的同时,零件的弹性变形量减少而塑性变形量的比重增加,这时若加上一定方向的载荷,便可控制它的变形方向与大小。当解除载荷后,由于它以塑性变形为主,所以回弹很少,从而达到直轴的目的。加热的工具多用感应线圈,直轴后也应进行退火处理。此法多用于大轴上。
1.2.4.机械加热直轴法
预先将轴固定,凸面朝上,然后用外加载荷将弯曲轴向下压,在凸面造成压缩应力,然后再在凹面处加热,亦可直轴。此法仅适用于弯曲度较小的轴。
2.转子部分
转子的晃动度不得超过下表的规定(单位:mm)。
部 位 径 向 晃 动 轴 向 晃 动
轴 颈 轴 套 口 环 叶 轮 平衡盘
晃动度 ≤0.02 ≤0.05 0.08-0.12 <0.25 <0.03
2.1.轴套:
轴套与轴不能采用同样材料。特别不能采用同一种不锈钢。
机械密封轴套在不腐蚀介质中,可选用25号钢表面镀铬,填料密封轴套表面应堆焊硬质合金,硬度为Rc50-60。
轴套端面对轴线的不垂直度不得大于0.01mm。
轴套与轴的接触面表面粗糙度应不低于▽1.6,采用D/d配合。
2.2.平衡盘
平衡盘与轴采用D/gd配合。
2.3.叶轮
叶轮在轴上的配合一般采用D/gd配合。
新装叶轮应找静平衡,必要时找动平衡。
转子部件在出厂时必须进行动平衡试验。找静平衡时在叶轮外径上允许的剩余的不平衡重,在3000r/min工作的叶轮不得大于下表中静平衡的允差极限值规定。
叶轮外径(mm) 叶轮最大直径上的静平衡允差极限(g)
≤200 3
201-300 5
301-400 8
401-500 10
501-700 15
701-900 20
叶轮应用去重法进行平衡,但切去的厚度不得大于壁厚的1/3。
叶轮无砂眼、穿孔、裂纹或因冲饰壁厚严重减薄。
叶轮与轴配合时,键顶部应有0.2-0.4mm间隙。
转子与定子总装后,首先测定转子总轴向窜量,转子定中心时应取总窜量的一半。
2.4.叶轮口环的检修工艺
泵在运转中,由于自然磨损、介质中含有固体颗粒、叶轮晃动等原因,使离心泵叶轮口环与密封环的径向间隙变大或出现密封环破裂的现象,起不到密封作用,造成大量回流,降低泵实际流量。
检修叶轮口环时,首先应当检查密封环是否完好,然后测量其径向间隙。径向间隙的测量方法,通常是用游标卡尺或千分尺(最好用千分尺)测量密封环的内径和叶轮口环的外径,两者之差即为径向间隙(半径方向间隙应取其一半)。为了使测量准确,应当测量几个方向后,求平均值,以免密封环失圆,造成测得的数据偏大或偏小。
当径向间隙超过所规定的值时,一般采用换件修理。对于挂有乌金的铜口环,当间隙磨大时,只需重新挂乌金,无需更换新口环。当原有乌金无脱落现象,磨损量又不大时,可用补焊的方法修复。补焊步骤如下:
刷去口环上的污物;
用5%的盐酸清洗一遍;
放到温度为90℃、浓度10%的烧碱中浸洗10分钟,然后取出放到90℃的清水中清洗;
焊乌金,其方法是:把口环预热到100℃左右,用气焊熔掉口环上原有的乌金,然后用与原有的乌金同牌号的乌金制成的焊条,顺口环周围或纵长方向一道道堆焊上去(不得反复重焊)。焊接完毕后,可进行机械加工,达到所要求的标准尺寸。
如乌金磨损很大或乌金已脱落,则要重浇乌金。新口环装上后,应检查它与叶轮的径向间隙是否符合要求,同时要检查两者间有无磨擦现象。其方法是在叶轮口部外圈上涂上红铅粉,然后转动转子,若口环上沾有红铅粉,则必须返修
3.轴承部分
3.1.滑动轴承
轴瓦与轴承盖的紧力应为0.02-0.04mm,下瓦背与瓦底座接触应均匀,接触面积达60%-80%,瓦背不许加垫。
轴颈与下瓦接触角度为60-90°,接触面积应均匀,且色斑每平方厘米不得少于2-3点。
轴瓦顶部间隙应符合下表的规定(单位:mm)。
轴 径 间 隙
1500r/min以下 1500r/min以上
30-50 0.075-0.160 0.17-0.34
50-80 0.095-0.195 0.20-0.40
80-120 0.120-0.235 0.23-0.46
120-180 0.150-0.285 0.26-0.53
180-200 0.180-0.330 0.30-0.60
钨金层与瓦壳应结合良好,不得有裂纹、砂眼、脱皮、夹渣等缺陷。
3.2.滚动轴承
内座圈与轴的配合如下表所示(单位:mm)。
轴 径 配合盈量 轴 径 配合盈量
18-30 0.002-0.027 80-120 0.003-0.046
30-50 0.003-0.032 120-180 0.004-0.055
50-80 0.003-0.038
外座圈与轴的配合如下表所示(单位:mm)。
轴 径 配合盈量 轴 径 配合盈量
18-30 +0.029~-0.008 80-120 +0.045~-0.014
30-50 +0.033~-0.010 120-180 +0.052~-0.014
50-80 +0.038~-0.012
注:(+)表示间隙;(-)表示盈量
滚珠、滚柱轴承内的间隙如下表所示(单位:mm)。
轴承直径 径 向 间 隙
新滚珠轴承 新滚柱轴承 最大许可磨损量
20~30 0.01~0.02 0.03~0.05 0.1
35~50 0.01~0.02 0.05~0.07 0.2
55~80 0.01~0.02 0.06~0.08 0.2
85~120 0.02~0.03 0.08~0.10 0.3
130~150 0.02~0.04 0.10~0.12 0.3
轴向止推采用滚动轴承的泵,其滚动轴承外圈不应压死,一般应留有0.04-0.08mm间隙。
滚动轴承拆装时,应使用专用工具
如有条件最好采用热装,用油加热的油温为100℃左右,严禁直接用火焰加热。
滚动轴承的滚子与滑道表面应无腐蚀、坑疤与斑点,接触平滑无杂音。
4.密封装置
4.1.压盖
压盖与轴套的直径间隙一般为0.75-1.00mm。
机械密封的压盖与垫片接触的平面对轴中心线的不垂直度≯0.02mm。
压盖与填料箱内壁的直径间隙一般 >0.20mm。
机械密封压盖与填料箱间的垫片厚度应保持在1-3mm。
压盖中静环防转槽根部与防转销,应保持有轴向1-2mm间隙,以防压不紧密封圈和憋劲。
4.2.填料环
填料环与轴套的直径间隙一般为1-1.5mm。
填料环与填料箱的直径间隙为0.15-0.20mm。
填料底套与轴套的直径间隙一般为0.70-1.00mm。
平衡套与轴套的直径间隙一般为0.5-1.2mm。
壳体口环与叶轮口环、中间托瓦与中间轴套的直径间隙如下表所示(单位:mm)。
口环直径 壳体口环与叶轮口环 中间托瓦与中间轴套
标准间隙 更换间隙 标准间隙 更换间隙
<100 0.40~0.60 1.00 0.30~0.40 0.80
≥100 0.60~0.70 1.20 0.40~0.50 0.90
5.联轴器
联轴器与轴配合应采用D/gd。
联轴器两端面轴向间隙一般为2-6mm。
安装齿形联轴器应保证外齿在内齿宽的中间部位。
安装弹性圆柱销联轴器时,其橡胶圈与柱销应为过盈配合并有一定紧力。
橡胶圈与联轴器孔的直径间隙应为1-1.5mm。
联轴器的同心度偏差应符合下表所示(单位:mm)。
找同心度时,电动机下边的垫片每组不得超过四块
型 式 径 向 轴 向
齿形 <0.08 <0.06
弹性柱销式 0.10 0.06
弹簧片式 0.15 0.10
固定式 0.06 0.04
五. 泵机组解体检修报告的内容
1.水泵机组解体的报告部分
水泵机组解体前要搜集运行记录资料,在拆卸过程中应认真测量检查,分析原始数据,作为确定修理方案的依据,
其内容如下:
轴瓦间隙、叶轮间隙及总推力间隙的测量记录。
叶轮与泵壳的汽蚀记录。
轴瓦、轴颈、密封口环等磨损记录。
固定部件的垂直同轴度及水平度的测量记录。
轴线摆度及垂直度测量记录。
各部螺栓及销钉的紧固记录。
转子甩油及各部漏油记录。
机组振动、噪音、裂纹等异常现象记录。
2.水泵机组总装的报告部分
水泵机组总装过程中,应将检修方面及试验、验收等记录存入机组档案。
其内容如下:
固定部件的垂直同轴度及水平度的验收记录。
轴线摆度及主轴定中心等的验收记录。
轴瓦间隙、叶轮间隙、空气间隙等的验收记录。
转子吊装、主轴连接定等的验收记录。
油、气、水管路接头及闸阀的漏油、漏气、漏水记录。
受油器的水平、中心、摆度及绝缘测量记录。
操作油管油压、润滑油油质、密封的漏水等的试验记录。
检修结束后,应由检修人员负责试运行,并将试运行的记录及报告
六. 机械密封的检修工艺
机械密封是由两块密封元件(静环与动环)垂直于轴的、光洁而平直的表面相互贴合,并作相对转动而构成的密封装置。它是靠密封介质的压力在旋转的动环合静环的接触表面(端面)上产生适当的压紧力,使这两个端面紧密结合,端面间维持一层极薄的液体膜而达到密封目的的。这层液体膜具有液体动压力与静压力,起着润滑合平衡力的作用。
1.机械密封的清扫与检查
机械密封的工作原理要求机械密封内部无任何杂质。在组装机械密封前要彻底清扫动环、静环、轴套等部件。
检查动静环表面是否存在划痕、裂纹等缺陷,这些缺陷存在会造成机械密封严重漏泄。有条件的可以用专用工具检查密封面是否平整,密封面不平整,压力水会进入组装后机械密封的动静环密封面,将动静环分开,机械密封失效。必要时可以制作工装在组装前水压试验。
检查动静环座是否存在影响密封的缺陷。如动静环座与动静环密封圈配合表面是否存在缺陷。
检查机械密封补偿弹簧是否损坏及变形,倔强系数是否变化。
检查密封轴套(8)是否存在毛刺、沟痕等缺陷。
清扫检查所有密封胶圈是否存在裂纹、气孔等缺陷,测量胶圈直径是否在工差范围内。
具有泵送机构的机械密封还要检查螺旋泵的螺旋线是否存在裂纹、断线等缺陷。
2.机械密封组装技术尺寸校核
测量动静环密封面的尺寸。该数据是用来验证动静环的径向宽度,当选用不同的摩擦材料时,硬材料摩擦面径向宽度应比软的大1-3mm,否则易造成硬材料端面的棱角嵌入软材料的端面上去。
检查动静环与轴或轴套的间隙,静环的内径一般比轴径大1-2mm,对于动环,为保证浮动性,内径比轴径大0.5-1mm,用以补偿轴的振动与偏斜,但间隙不能太大,否则会使动环密封圈卡入而造成机械密封机能的破坏。
机械密封紧力的校核。我们通常讲的机械密封紧力也就是端面比压,端面比压要合适,过大,将使机械密封摩擦面发热,加速端面磨损,增加摩擦功率;过小,容易漏泄。端面比压是在机械密封设计时确定的,我们在组装时只能靠测量机械密封紧力来确定。通常情况的测量方法使测量安装好的静环端面至压盖端面的垂直距离,再测量动环端面至压盖端面的垂直距离,两者的差即为机械密封的紧力。
测量补偿弹簧的长度是否发生变化。弹簧性能发生变化将会直接影响机械密封端面比压。一般情况下弹簧在长时间运行后长度会缩短,补偿弹簧在动环上的机械密封还会因为离心力的原因而变形。
测量静环防转销子的长度及销孔深度,防止销子过长静环不能组装到位。这种情况出现会损坏机械密封。
3.动环和静环端面的研磨
动环拆下后,经磨削加工,先进行粗研,后进行精研,有条件可进行抛光。
160#粒度的磨料,先磨去加工痕迹。然后可用160#以上磨料进行精磨,使光洁度达到设计要求。硬质合金或陶瓷动环精磨后需要用抛光机抛光。抛光机的力度可选用M28-M5的碳化硼。抛光后达到镜面。陶瓷环可用M5的玛瑙粉精磨以后,用氧化铬抛光。粗磨时,选用80石墨填充聚四氟乙烯的静环,由于材料软,可用煤油、汽油或清水精研,不需加研磨剂。在跑合过程中还可自研,故光洁度要求不是太高。
研磨的方法,有研磨机的可在研磨机上研磨,没有研磨机的可在平板玻璃上采用8字形的手工研磨方法。
4.轴套检查
轴套的检修拆下后检查锈蚀和磨损的情况,如果锈蚀或磨损得比较轻微,可用细砂纸打光再用,如果锈蚀或磨损的严重可采用加工后电镀的方法或换新轴套。
5.密封圈
密封圈经过一段使用时间后,多数情况下失去弹性或老化,一般情况下需要更换新圈。
6.弹簧
如果弹簧锈蚀的不严重,能保持原有弹性,可不更换。若锈蚀的比较严重或弹性减小的很多,则需要更换新弹簧。
对有组装盒的机械密封,要将盒清理干净,并检查凹槽是否磨损或变形,以便进行校正修复,重新开槽或更换。
机械密封元件修复以后,重新进行组装,组装后同样进行压力试验,然后再投入正常操作
七、机械密封的拆装
机械密封是转动机械本体密封最有效的方式之一,其本身加工的精度比较高,尤其是动、静环,如果拆装方法不合适或使用不当,装配后的机械密封不但达不到密封的目的,而且会损坏集结的密封元件。
1.拆卸时注意事项
在拆卸机械密封时,严禁动用手锤和扁铲,以免损害密封元件。
如果在泵两端都有机械密封时,则在拆卸过程中必须小心谨慎,防止顾此失彼。
对工作过的机械密封,如果压盖松动时密封面发生移动的情况,则应更换动静环零件,不应重新上紧继续使用。因为在松动后,摩擦副原来运转轨迹会发生改变,接触面的密封性就很容易遭到破坏。如密封元件被污垢或凝聚物粘结,应清除凝结物后再进行机械密封的拆卸。
2.安装时注意事项
安装前要认真检查集结密封零件数量是否足够,各元件是否有损坏,特别是动、静环有无碰伤、裂纹和变形等缺陷。如果有问题,需进行修复或更换新备件。
检查轴套或压盖的倒角是否恰当,如不符合要求则必须进行修整。
机械密封各元件及其有关的装配接触面,在安装前必须用丙酮或无水酒精清洗干净。安装过程中应保持清洁,特别是动、静环及辅助密封元件应无杂质、灰尘。动、静环表面涂上一层清洁的机油或透平油。
上紧压盖应在联轴器找正后进行。螺栓应均匀上紧,防止压盖断面偏斜,用塞尺或专用工具检查各点,其误差不大于0.05毫米。
检查压盖与轴或轴套外径的配合间隙(及同心度),必须保证四周均匀,用塞尺检查各点允差不大于0.10毫米。
弹簧压缩量要按规定进行,不允许有过大或过小的现象,要求误差±2.00毫米,过大会增加断面比压,加速断面磨损。过小会造成比压不足而不能起到密封作用,弹簧装上后在弹簧座内要移动灵活。用单弹簧时要注意弹簧的旋向,弹簧的旋向应与轴的转动方向相反。
动环安装后须保持灵活移动,将动环压向弹簧后应能自动弹回来。
先将静环密封圈套在静环背部后,再装入密封端盖内。注意保护静环断面,保证静环断面与端盖中心线的垂直度,且将静环背部的防转槽对准防转销,但勿使其中互相接触。
安装过程中决不允许用工具直接敲打密封元件,需要敲打时,必须使用专用工具进行敲打,以防密封元件的损坏
组装时所有密封圈应该涂以肥皂水等润滑剂,这样可以避免组装过程中损坏胶圈。动静环的密封面之间涂以润滑脂,防止动静环密封面在水泵开车前磨损。
浮动环组装时,一定要小心不要碰倒浮动环弹簧,以免弹簧碰倒后影响浮动环的浮动性能。浮动环组装后,可以轻轻按浮动环,以确定是否就有良好的浮动性能。
安装密封时应轻拿轻放,防止损坏密封件,安装时应将密封及腔体擦洗干净。
紧固机械密封压盖时紧固螺栓应均匀受力,防止受力不均损坏机械密封。对于快装式机械密封在整体组装完毕后一定不要忘记将定位片径向移动道远离轴的位置固定。
因为机械密封所密封的介质是不同的,凉水和热水的温度不同,密封的介质是否具有腐蚀性,腔室内压力的不同,机械密封的设计就会不同,检修工艺也会有所差别,
机械密封检修过程中总结出一些经验:机械密封要组装,清扫检查莫忘记。先看两环后看轴,伤痕裂纹不要漏。最后在把胶圈看,气孔直径要看清。各种尺寸需测量,两环间隙要调好。紧力一定要校核,小小弹簧是关键。螺栓受力要均匀,轻拿轻放好习惯
八、机械密封失效问题
1.泄漏点种类
泵用机械密封种类繁多,型号各异,但泄漏点主要有五处:(l)轴套与轴间的密封;(2)动环与轴套间的密封;(3)动、静环间密封;(4)对静环与静环座间的密封;(5)密封端盖与泵体间的密封。
2.泄漏原因分析及判断
安装静试时泄漏。机械密封安装调试好后,一般要进行静试,观察泄漏量。如泄漏量较小,多为动环或静环密封圈存在问题;泄漏量较大时,则表明动、静环摩擦副间存在问题。在初步观察泄漏量、判断泄漏部位的基础上,再手动盘车观察,若泄漏量无明显变化则静、动环密封圈有问题;如盘车时泄漏量有明显变化则可断定是动、静环摩擦副存在问题;如泄漏介质沿轴向喷射,则动环密封圈存在问题居多,泄漏介质向四周喷射或从水冷却孔中漏出,则多为静环密封圈失效。此外,泄漏通道也可同时存在,但一般有主次区别,只要观察细致,熟悉结构,一定能正确判断。
试运转时出现的泄漏。泵用机械密封经过静试后,运转时高速旋转产生的离心力,会抑制介质的泄漏。因此,试运转时机械密封泄漏在排除轴间及端盖密封失效后,基本上都是由于动、静环摩擦副受破坏所致。引起摩擦副密封失效的因素主要有:(l)操作中,因抽空、气蚀、憋压等异常现象,引起较大的轴向力,使动、静环接触面分离;(对安装机械密封时压缩量过大,导致摩擦副端面严重磨损、擦伤;(3)动环密封圈过紧,弹簧无法调整动环的轴向浮动量;(4)静环密封圈过松,当动环轴向浮动时,静环脱离静环座;(5)工作介质中有颗粒状物质,运转中进人摩擦副,探伤动、静环密封端面;(6)设计选型有误,密封端面比压偏低或密封材质冷缩性较大等。上述现象在试运转中经常出现,有时可以通过适当调整静环座等予以消除,但多数需要重新拆装,更换密封。
由于两密封端面失去润滑膜而造成的失效:a)因端面密封载荷的存在,在密封腔缺乏液体时启动泵而发生干摩擦;b)介质的低于饱和蒸汽压力,使得端面液膜发生闪蒸,丧失润滑;c)如介质为易挥发性产品,在机械密封冷却系统出现结垢或阻塞时,由于端面摩擦及旋转元件搅拌液体产生热量而使介质的饱和蒸汽压上升,也造成介质压力低于其饱和蒸汽压的状况。
由于腐蚀而引起的机械密封失效:a)密封面点蚀,甚至穿透。b)由于碳化钨环与不锈钢座等焊接,使用中不锈钢座易产生晶间腐蚀;c)焊接金属波纹管、弹簧等在应力与介质腐蚀的共同作用下易发生破裂。
石墨环时密封失效的主要原因之一。由于在使用中,如果石墨环一旦超过许用温度(一般在-105~250℃)时,其表面会析出树脂,摩擦面附近树脂会发生炭化,当有粘结剂时,会发泡软化,使密封面泄漏增加,密封失效;c)辅助密封件(如氟橡胶、乙丙橡胶、全橡胶)在超过许用温度后,将会迅速老化、龟裂、变硬失弹。现在所使用的柔性石墨耐高温、耐腐蚀性较好,但其回弹性差。而且易脆裂,安装时容易损坏。由于高温效应而产生的机械密封失效:a)热裂是高温油泵,如油渣泵、回炼油泵、常减压塔底泵等最常见的失效现象。在密封面处由于干摩擦、冷却水突然中断,杂质进入密封面、抽空等情况下,都会导致环面出现径向裂纹;b)石墨炭化是使用碳
由于密封端面的磨损而造成的密封失效碳石墨。b)对于含有固体颗粒介质,密封面进入固体颗粒是导致使密封失效的主要原因。固体颗粒进入摩擦副端面起研磨剂作用,使密封发生剧烈磨损而失效。密封面合理的间隙,以及机械密封的平衡程度,还有密封端面液膜的闪蒸等都是造成端面打开而使固体颗粒进入的主要原因。c)机械密封的平衡程度β也影响着密封的磨损。一般情况下,平衡程度β=75%左右最适宜。β碳石墨、堆焊硬质合金碳石墨、高速钢碳石墨、氮化硅陶瓷碳石墨、喷涂陶瓷碳石墨、陶瓷碳石墨、硬质合金:a)摩擦副所用的材料耐磨性差、摩擦系数大、端面比压(包括弹簧比压)过大等,都会缩短机械密封的使用寿命。对常用的材料,按耐磨性排列的次序为:碳化硅<75%,磨损量虽然降低,但泄漏增加,密封面打开的可能性增大。对于高负荷(高PV值)的机械密封,由于端面摩擦热较大,β一般取65%~70%为宜,对低沸点的烃类介质等,由于温度对介质气化较敏感,为减少摩擦热的影响,β取80%~85%为好。
因安装、运转或设备本身所产生的误差而造成机械密封泄漏:
由于安装不良,造成机械密封泄漏。主要表现在以下几方面:1)动、静环接触表面不平,安装时碰伤、损坏;2)动、静环密封圈尺寸有误、损坏或未被压紧;3)动、静环表面有异物;4)动、静环V型密封圈方向装反,或安装时反边;5)轴套处泄漏,密封圈未装或压紧力不够;6)弹簧力不均匀,单弹簧不垂直,多弹簧长短不一;7)密封腔端面与轴垂直度不够;8)轴套上密封圈活动处有腐蚀点。
设备在运转中,机械密封发生泄漏的原因主要有:1)泵叶轮轴向窜动量超过标准,转轴发生周期性振动及工艺操作不稳定,密封腔内压力经常变化等均会导致密封周期性泄漏; 2)摩擦副损伤或变形而不能跑合引起泄漏;3)密封圈材料选择不当,溶胀失弹;4)大弹簧转向不对;5)设备运转时振动太大;6)动、静环与轴套间形成水垢使弹簧失弹而不能补偿密封面的磨损;7)密封环发生龟裂等。
泵在停一段时间后再启动时发生泄漏,这主要是因为摩擦副附近介质的凝固、结晶,摩擦副上有水垢、弹簧腐蚀、阻塞而失弹。
泵轴扰度太大。
3.影响泵用机械密封外部条件
3.1泵轴的轴向窜量大
机械密封的密封面要有一定的比压,这样才能起到密封作用,这就要求机械密封的弹簧要有一定的压缩量,给密封端面一个推力,旋转起来使密封面产生密封所要求的比压。为了保证这一个比压,机械密封要求泵轴不能有太大的窜量,一般要保证在0.5 mm以内。但在实际设计当中,由于设计的不合理,往往泵轴产生很大的窜量,对机械密封的使用是非常不利的。这种现象往往出现在多级离心泵中,尤其是在泵启动过程中,窜量比较大。
图2 为平衡盘方法平衡轴向力的工作原理。平衡盘工作时自动改变平衡盘与平衡环之间的轴向间隙b,从而改变平衡盘前后两侧的压差,产生一个与轴向力方向相反的作用力来平衡轴向力。由于转子窜动的惯性作用和瞬态泵工况的波动,运转的转子不会静止在某一轴向平衡位置。平衡盘始终处在左右窜动的状态。平衡盘在正常工作中的轴向窜量只有0105 ~011 mm,满足机械密封的允许轴向窜量015 mm的要求,但平衡盘在泵启动、停机、工况剧变时的轴向窜量可能大大超过机械密封允许的轴向窜量.
泵经过长时间运行后,平衡盘与平衡环摩擦磨损,间隙b随着增大,机械密封轴向窜量不断增加。由于轴向力的作用,吸入侧的密封面的压紧力增加,密封面磨损加剧,直至密封面损坏,失去密封作用。吐出侧的机械密封,随着平衡盘的磨损,转子部件的轴向窜量大于密封要求的轴向窜量,密封面的压紧力减小,达不到密封要求,最终使泵两侧的机械密封全部失去密封作用。
3.2轴向力偏大
机械密封在使用过程中是不能够承受轴向力的,若存在轴向力,对机械密封的影响是严重的。有时由于泵的轴向力平衡机构设计的不合理及制造、安装、使用等方面的原因,造成轴向力没有被平衡掉。机械密封承受一个轴向力,运转时密封压盖温度将偏高,对于聚丙烯类的介质,在高温下会被熔融,因此泵启动后很快就失去密封效果,泵静止时则密封端面出现间断的喷漏现象。
3.3泵轴的挠度偏大
机械密封又称端面密封,是一种旋转轴向的接触式动密封,它是在流体介质和弹性元件的作用下,两个垂直于轴心线的密封端面紧密贴合、相对旋转,从而达到密封效果,因此要求两个密封之间要受力均匀。但由于泵产品设计的不合理,泵轴运转时,在机械密封安装处产生的挠度较大,使密封面之间的受力不均匀,导致密封效果不好。
3.4没有辅助冲洗系统或辅助冲洗系统设置不合理
机械密封的辅助冲洗系统是非常重要的,它可以有效地保护密封面,起到冷却、润滑、冲走杂物等作用。有时设计员没有合理地配置辅助冲洗系统,达不到密封效果; 有时虽然设计人员设计了辅助系统,但由于冲洗液中有杂质,冲洗液的流量、压力不够,冲洗口位置设计不合理等原因,也同样达不到密封效果。
3.5振动偏大
机械密封振动偏大,最终导致失去密封效果。但机械密封振动偏大的原因往往不是机械密封本身的原因,泵的其它零部件是产生振动的根源,如泵轴设计不合理、加工的原因、轴承精度不够、联轴器的平行度差、径向力大等原因。
3.6泵汽蚀的原因
由于装置系统操作不合理以及泵进口汽蚀性能不好、泵的转速偏高,在泵的入口处发生局部汽蚀,汽蚀发生后,水中会有气泡,它一方面会冲击机械密封面的外表面,使其表面出现破损; 另一方面会使动静环的吻合面的流动膜中也含有气泡,不能形成稳定的流动膜,造成动静环的吻合面的干摩擦,使机械密封装置损坏。
3.7机械加工精度不够
机械加工精度不够,原因有很多,有的是机械密封本身的加工精度不够,这方面的原因容易引起人们的注意,也容易找到。但有时是泵其它部件的加工精度不够,这方面的原因,不容易引起人们的注意。例如:泵轴、轴套、泵体、密封腔体的加大精度不够等原因。这些原因的存在对机械密封的密封效果是非常不利的。
3.8应采取的措施
3.8.1消除泵轴窜量大的措施
合理地设计轴向力的平衡装置,消除轴向窜量。为了满足这一要求,对于多级离心泵,比较理想的设计方案有两个:一个是平衡盘加轴向止推轴承,由平衡盘平衡轴向力,由轴向止推轴承对泵轴进行轴向限位; 另一个是平衡鼓加轴向止推轴承,由平衡鼓平衡掉大部分轴向力,剩余的轴向力由止推轴承承担,同时轴向止推轴承对泵轴进行轴向限位。第二种方案的关键是合理地设计平衡鼓,使之能够真正平衡掉大部分轴向力。对于其它单级泵、中开泵等产品,在设计时采取一些措施保证泵轴的窜量在机械密封所要求的范围之内。
3.8.2消除轴向力偏大的措施
合理地设计轴向力平衡机构,使之能够真正充分地平衡掉轴向力,给机械密封创造一个良好的条件。对于一些电厂、石油、化工等领域应用的重要产品,在产品出厂之前,必须做到台台试验检测和发现问题和解决问题。有些重要的泵可以在转子上设计一个轴向测力环,对轴向力的大小进行随时监测,发现问题及时解决。
3.8.3消除泵轴挠度偏大的措施
这种现象大多存在卧式多级离心泵中,在设计时采取以下措施:
减少两端轴承之间的距离。泵叶轮的级数不要太多,在泵总扬程要求较高的情况下,尽量提高每级叶轮的扬程,减少级数。
增加泵轴的直径。在设计泵轴直径的时候,不要简单地仅考虑传递功率的大小,而要考虑机械密封、轴挠度、起动方法和有关惯性负荷、径向力等因素。很多设计员没有充分认识到这一点。 提高泵轴材料的等级。
泵轴设计完成后,对泵轴的挠度要进行校核检验计算
3.8.4增加辅助冲洗系统
在条件允许的情况下,尽量设计辅助冲洗系统。冲洗压力一般要求高于密封腔压力0107 ~011 MPa,如果输送介质属于易汽化的,则应高于汽化压力01175~012 MPa。密封腔压力要根据每种泵的结构型式、系统压力等因素来计算。轴封腔压力很高时或者压力几乎接近该密封使用最高极限时,也可由密封腔引液体至低压区,使轴封液体流动以带走摩擦热。推荐的冲洗量如表1所示。
根据每种泵的操作条件,合理地配置管路和附件。如冷却器、孔板、过滤器、阀门、流量指示器、压力表、温度等。实际上密封的可靠性和寿命,在很大程度上取决于密封辅助系统的配置。
3.8.5消除泵进口汽蚀的措施
提高泵的汽蚀性能水平,满足现场装置的汽蚀性能的要求。
现场试验装置的要求要与泵汽蚀性能水平匹配。
现场安装和工况调节要给泵创造有利的条件。
3.8.6消除泵振动的措施 泵产品在设计过程中,要充分分析振动的来源,以消除振动源。
泵产品的制造装配过程中,严格按标准和操作规程去执行,消除振动源。
泵、电机、底座、现场管路等辅助设备在现场安装时,要严格把关,消除振动源。
现场生产、操作、维修、调节时,严格把关,消除振动源。
3.8.7严格执行设计标准
泵产品的设计和机械密封产品的设计要执行相关的国内外标准,在产品的设计过程中,设计员应认真执行标准,深刻理解标准每一条内容的具体意义,将标准内容的要求执行到产品设计过程中。到目前为止,有很多设计员还没有理解标准的实际含义,没有严格地去执行新标准,而是盲目地照搬照套老图纸和老设计员的经验。这种作法对提高我国产品技术水平和进入国际市场是非常不利的。提高标准化认识,是目前机械行业设计员迫切需要解决的问题。
5.8.9 结束语
在设计泵用机械密封时,不仅要考虑机械密封本身的影响因素,而且要考虑机械密封外部的各种影响因素。在实际工作中要注意以下几个问题:
在泵产品的设计过程中要充分考虑到泵其它零部件以及现场其它设备对机械密封的使用效果的影响,为机械密封创造一个良好的外部条件。
增加对机械密封辅助系统的重要作用的认识,尽可能配备完善的机械密封辅助系统,以提高密封效果。
对重要泵产品的机械密封,要增加保护措施,提高密封质量,减少密封质量事故。 分析机械密封的质量事故的原因时,要充分考虑到泵的其它零部件对机械密封运行的影响,采取措施不断提高机械密封的效果。
4.机械密封泄漏常见的原因及处理措施
机械密封发生振动、发热、发烟、泄出、磨损、生成物。
端面宽度过大:减小端面宽度、降低弹簧压力
端面比压过大:降低端面比压
动静环面粗糙:提高端面光洁度
摩擦副配对不当:更换动静环、合理配对
冷却效果不好、润滑恶化:加强冷却措施、改善润滑条件
端面耐腐蚀、耐高温不良:更换耐腐蚀、耐高温的动静环
间歇性泄漏
转子轴向窜动量太大、动环来不及补偿位移:调整轴向窜动量
泵本身操作不平稳、压力变动:稳定泵的操作压力
经常性泄漏
泵轴振动严重:停车检修,解决轴的窜动问题
密封定位不准、摩擦副未贴紧:调整定位
摩擦表面损伤或摩擦面不平:更换或研磨摩擦面
密封圈与动环未贴紧:检查或更换密封面
弹簧力不够或弹簧力偏心:调整或更换弹簧
端盖固定不正、产生偏移:调整端盖紧固螺钉与轴垂直
严重泄漏
摩擦副损坏断裂:检查更换动、静环
固定环发生转动:更换密封圈固定静环
沿轴向浮动:检查弹簧力和止推环是否卡住
弹簧断掉:换弹簧
防转销断掉或失去作用:换防转销
停用后重新开动时泄漏
摩擦面有结焦或水垢产生:清洗密封件
弹簧间有结晶或固体粒子
动环或止推环卡住
摩擦副表面磨损过快
弹簧力过大端面比压过大:更换弹簧
密封介质不清洁:加过滤装置
弹簧压缩量过大:调整弹簧
操作中密封发出爆裂声(端面爆裂声)
密封液在密封界面汽化:加强密封面的冷却,与密封生产商一起检查密封平衡,增加旁路冲洗管线(如果没有的话)扩大旁路冲洗管线和/或压盖上的开孔。
密封连续滴漏
表面不平:检查不正确的安装尺寸
石墨密封面起泡:检查是否采用了不合适的材料和密封类型
密封面产生热变形:改进冲洗冷却管线,检查是否出现压盖螺栓扭矩过大导致压盖变形,检查压盖垫片的比压是否合适,检查密封面间有无其他固体颗粒,如需要时对密封面重新抛光。检查密封面处的裂纹,更换主、配合密封环
在安装过程中,辅助密封被划伤:更换辅助密封,检查内倒角是否合适、毛刺等
O形圈老化,由于压缩形变辅助密封变硬变脆:确定合适的密封类型
由于化学作用辅助密封变软变粘:与密封生产商一起确定合适的材质
弹簧失效:更换零部件
由于腐蚀作用,金属附件损坏,传动机构被腐蚀:与密封生产商一起确定其他材质
操作过程中,密封发出尖啸声
密封处的润滑液量不足:增加旁路冲洗管线或扩大旁路冲洗管线和/或压盖上的开孔
在压盖环外侧有碳粒聚积
密封面处的润滑液量不足:增加旁路冲洗管线或扩大旁路冲洗管线和/或压盖上的开孔
密封面处的液膜蒸发:如果填料函中的压力过高,确定合适的密封结构
密封泄露
改正措施,检查填料函与轴的垂直度,将轴、叶轮、轴承对中,防止轴的振动及压盖和/或配合密封环的变形密封连续滴漏没有发现原因:参考
密封寿命短
腐蚀性介质:防止腐蚀性介质在密封面处堆积增加旁路冲洗管线(如果没有的话)使用腐蚀介质分离器或过滤器
密封运转过热:增加密封面的冷却,扩大旁路冲洗管线的流量,检查冲洗管线受堵塞部位
设备没对中:对中,检查轴上密封的磨损
九、高温重质油泵用机械密封的选用
对石化行业来说,高温重质油泵用机械密封的选用一直是一大难题,例如催化裂化油浆泵、回炼油泵、常压塔底泵、初馏塔底泵、减压塔底泵、延迟焦化的辐射进料泵等。
1.高温重质油泵的介质特点:
温度高:一般在340~400℃;
介质粘度大:在温度下一般运动粘度为(12~180)×10-6m/s;
介质有颗粒:如催化剂、焦炭、含有砂粒等其他杂质。
2.高温重油介质泵用机械密封目前使用情况
对于高温重油介质泵用机械密封。现在各个企业都采用焊接金属波纹管机械密封。目前使用情况较好的有DBM型、XL-604/606/609型、YH-604/606/609型等。波纹管材料采用AM350、INCONEL718、哈氏B、C等不锈钢;耐腐蚀高温合金等,有的波片采用双层结构,使其承压力从2MPa上升到5MPa,这些都有效解决了波纹管的失弹问题。
采用外冲洗等等,这些在一定程度上起到了较好的作用。但是以前提出的各种方法再实际应用中由于种种因素的影响效果不够理想。硬对硬针对波纹管内侧结焦和结炭以及含固体颗粒等情况,解决的办法有关资料已做了相关说明,比如采用蒸汽吹扫、摩擦副采用
3.高温重油介质泵用机械密封选用参考注意事项
将金属波纹管设计成旋转型结构,旋转的波纹管机械密封有自清洗的离心作用,这可以减少波纹管外围沉积和内侧结焦。
石墨对碳化钨或碳化硅;②对高温油泵选用的隔离介质,要具有热分解温度、自燃点、闪点高(一般在260℃以上)、热氧化稳定性好、高温蒸发损失小的特点。结构(如YG6-YG6);而靠近机械密封压盖的一组密封端面既可选用浸铜或锑的碳硬对硬结构,必须注意以下几个问题:1)冷却系统要保障,禁止冷却水中断,以防端面升高,润滑膜闪蒸而降低密封端面的润滑,加剧磨损;2)机械密封在安装过程中,要给密封端面浇一些润滑油(机油或黄油均可)。以防止起泵时。密封端面由于缺乏润滑而造成的干摩擦;3)采用清洁的外冲洗是解决溶剂颗粒堆积的比较有效的方法之一,但这种方法浪费较大,而且各种泵的介质、温度、压力(一般要求冲洗液压力比介质侧压力高0.07~0.12MPa)又各不相同,外冲洗系统结构就更繁杂,加之外冲洗设施的投入以及维护费用的消耗,有时会造成弊大于利,尤其是一些中小型企业。因此许多企业的封油系统弃之不用,或者就没有设这套系统,针对这些情况,建议使用配用隔离介质的多密封结构,如油浆泵、回炼油泵等,使用双端面机械密封,在两组密封端面之间充满隔离介质(干净的机油等),这种结构可有效地延长机械密封的使用寿命,一般可达6000~8000h以上。另外,采用这种考虑以下两点:①靠近叶轮的一组密封端面材料选用硬对硬结构,一般采用碳化钨对碳化钨(其中选YG6-YG6)和碳化钨对碳化硅。选用硬对硬对摩擦副组对材料,建议使用
4.液态烃泵用机械密封的选用
液态烃介质是一种低温液化气体,具有低沸点、低粘度、高蒸汽压等特性。在这种工况下应用的机械密封,会使密封材料出现冷脆性,大气中的水汽会在密封装置的大气侧面上冻结,摩擦副端面液膜容易汽化等。尤其是当介质稍有泄漏,漏出的液态烃在大气侧立即汽化,带走大量热,机械密封环境温度急剧下降,使用一般的密封材料,如橡胶或聚四氟乙烯普遍变脆,导致密封失效,泄漏增大而不可收拾。
YG6)较好,一般连续运转寿命8000h以上;2)对间歇性的运转设备,摩擦副选用碳化钨或碳化硅对特种石墨。c)由于在低温条件下,摩擦副端面的汽化对机械密封性能影响很大,除选取较合适的材料外,合理选用端面比压(主要是波纹管的压缩量,一般比通常使用中所给的压缩量大15%~30%为宜),在机械密封元件靠近大气侧通入25℃左右的冷却水,以改善摩擦副润滑环境结构(在实际中选了YG6硬对硬有些企业采用双端面机械密封,在介质和大气端设一隔离室,其间通以封油以缓和低温的影响。但这种结构复杂且需配封液系统。据经验,使用波纹管机械密封比较好,主要表现在用金属波纹管和柔性石墨代替辅助密封圈,解决了密封圈材料发生冷脆而失弹及缓冲作用的问题,如DBM型、YH-604/606/609型等。a)金属波纹管材料选用耐低温、塑性及韧性好的哈-C,AM350,Carpenter20等;b)摩擦副材料在两种特殊情况下选用:1)对连续运转的设备,介质内若含较多的固体颗粒,此时选用
十、机械密封在热水工况中的应用
1.概述
水是各种工艺流程中应用最为广泛的介质。冷水的密封选型通常没有困难,而热水却是一种很难密封的介质,如何为热水提供价廉物美又性能可靠的密封长期以来困扰着密封行业。热水的汽化压力较高,造成它在流经密封面时容易发生闪蒸或汽化,同时热水的润滑性能很差,这些特性使得标准的密封设计很难满足热水工况的要求。
2.热水工况用传统的机械密封方案
热水工况采用的传统的机械密封绝对不能用热水直接冲洗密封面,热水必须首先经过冷却,将冲洗液温度降低至65~820C以下。
最常用的热水工况的密封冲洗方案有API plan 23和API Plan 21。其中API plan 23方案是将热水从密封腔 ( stuffing box ) 引出,经过一个换热器后再冲洗密封面。换热器使热水的温度在重新注入密封腔并冲洗密封面之前降低了。冲洗液循环的动力通常由一个内置的泵送环,也称泵效环(pump ring)来提供。
API plan 21 是将泵送热水从泵出口引出,经过换热器降低温度,然后注入密封腔并冲洗密封面。API plan21总的来说不如API Plan 23效率高,因为它需要冷却的是来自工艺管线的较高温度的热水,在同等工况下通常需要更大的换热器,其优点是冲洗液不需要泵送环提供动力。
此外可以用于热水工况密封的冲洗方案还有API plan 32。这个方案API plan 32是采用一路外来的温度较低的清洁软水注入密封腔并冲洗密封面,它的冲洗管路简单可靠,但缺点是冲洗水消耗量很大且会稀释或冷却工艺管线的热水,许多用户难以接受。当然还可以采用在密封腔外增加冷却水夹套的方法来降低密封腔的热水温度。
以上冲洗方案,均要求将密封腔中热水的温度降低到标准密封设计所能接受的水平,以使密封达到一个可以让人接受的使用寿命;并要求另外提供一路冷却水,这不但带来大量的冷水消耗,而且一旦在操作过程中冷水中断就会迅速导致密封失效。同时,在这些冲洗方案的使用过程中还要面对换热器、夹套腔等处的结垢问题,这就降低了密封系统在实际操作过程中的可靠性。 。
3.两种适用于热水工况的密封方式
3.1.润滑槽”(LUBE GROOVE)密封
在一个标准的机械密封中,两个密封端面之间存在一个很薄的液膜,在产生和形成稳定的液膜过程中,流体的物理特性处于临界状态。在流体流经密封面时,压力降低、温度升高。压力降低是由于密封面内外缘的压力差造成的,温度的升高是由于液膜中流体受到剪力以及密封面之间的机械接触产生的摩擦热引起的。液膜防止了密封端面之间过大的机械接触,从而减少密封端面在运行过程中的摩擦热和端面磨损。如果液膜在接近密封面的边缘处发生汽化,那么该密封副的大部分密封面都会失去密封液膜的支撑,造成密封迅速失效。
就是在密封面上沿切线方向刻出窄槽,该槽不能贯通密封面的内外侧边缘。当流体流经密封面时,这些槽能改善流体在密封面上的压力分布。这有助于保持密封面间的液膜稳定并防止流体在液膜处汽化。润滑槽
由于热水的汽化压力很高,容易在流经密封端面时引起快速汽化,因此控制密封接触面的压力是解决问题的关键。当密封面相互平行时,液膜中的压力降基本上呈线性分布,由密封端面外侧的密封腔压力逐步降至其内缘的大气压力。当液膜中的流体压力逐步降低至等于液体的汽化压力时,液膜就会发生汽化。通过在密封面上开润滑槽,密封端面上就会形成一个相对的高压区域。该液膜的压力分布是从密封端面外缘 所覆盖的环形区域内的汽化。润滑槽 (OD)呈线性递减直到进入润滑槽。在经过润滑槽时流体压力保持不变,然后再从润滑槽处呈线性递减直到密封面内缘面(ID)。压力分布形式的改变,限制了液膜在密封在热水工况中的应用:润滑槽型式密封面。以下为润滑槽型式密封是由Flowserve公司生产的。该公司的集装式密封U,QB及BX都可采用。润滑槽目前
最大密封尺寸:5 英寸 (127毫米),最大外缘线速度: 66英尺 / 秒 (20米 / 秒)
最高转速:3000rpm,最低转速:750rpm,最高密封腔压力*: 15 Bar 表压 ,
最高密封腔温度:175 0C,密封副材质:石墨,碳化硅,硬质合金
推荐的管线方案:API Plan11或API Plan02
注*:最低密封腔压力应保持在高于热水的汽化压力2Bar以上。
的确切数量以及它的长度,深度是由密封端面的尺寸决定的。润滑槽一般刻在较软的密封面上。润滑槽在通常情况下,为便于加工,
3.2.“液体缓冲垫”(HYDROPAD)密封
是在动静环的任一密封面上从外缘沿径向朝里开出凹槽或企口。其深度可以从千分之几到0.125英寸(即3毫米)液体缓冲垫
在普通密封中,密封面是均匀的圆环形。在密封面上开槽后,就会在圆周方向由机械和温度变化引起变形。在机械方面,由于开槽使密封端面的局部强度削弱了;在热力方面,凹槽使热量沿密封端面的圆周方向散失速率不同。这两个因素造成密封端面发生波状变形。由于液膜很薄,密封面上很小的变形都会对液膜的形成及稳定性产生极大的影响。
可以用于热水,轻烃和氢氟酸等介质。液体缓冲垫波状变形有助于液膜在密封端面间的延展。液膜厚度沿圆周方向的收缩与扩展产生了一个使密封面分离的流体推开力。这个流体推力减小了密封面间的机械接触,热量产生及密封面磨损。流体推力的大小不仅与密封面的波状变形而且与密封的操作特性和流体的物理特性有关。密封面之间的相对速度也是产生流体推力的一个重要因素。速度越大,流体推力越大。流体的特性,如比重,粘度,蒸汽压,都会对液膜产生很大的影响。流体的比重和粘度越小,流体推力越小。由于以上特性,
时应考虑以下因素:1) 汽化压力:密封腔的压力低于液体的汽化压力加上25 Psi (即1.7 Bar)时,液体缓冲垫在确定是否需要
应同时综合考虑温度的因素。2)压差:密封面内外缘的压差非常低或非常高(大于250 Psi 即17 型式。因为当流体的压力很低时,液体的压力无法克服作用在密封面上的弹簧力,难于在密封面上形成所需液膜。而当流体的压力很高时,密封面上的所受的液体闭合压力也很高,同样难于形成所需液膜。3)液体比重:液体缓冲垫Bar时),应考虑采用 液体比重小于0.52。
一样,均为集装式密封。Flowserve的 BAW 系列以及John润滑槽与液体缓冲垫目前,Crane的 LASERFACE系列均为此密封型式。
4.热水工况用机械密封型式比较
密封面的内外缘压差 介质的汽化压力;△Pc 密封腔压力;Pv 用于热水工况的机械密封型式比较见下表::Pc
密封面型式 传统机械密封 “润滑槽”机械密封 “液体缓冲垫”机械密封
密封面结构型式 平面 在较软的密封面上开闭合槽 在任意的密封面上开出朝外缘面开口的凹槽或企口
冲洗方案 API Plan 21、23、32 API Plan 02、11 API Plan 02、11
冷却水 需要 不需要 不需要
密封腔压力Pc 无限制 Pc<Pv+2 bar且2<Pc<15Bar Pc<Pv+1.7bar或△Pc>17Ba十一、阀门的动、静密封形式
1.动密封
阀门的动密封,主要是指阀杆密封。不让阀内介质随阀杆运动而泄漏,是阀门动密封的中心课题。
1.1.填料函形式:
目前,阀门动密封,以填料函为主。填料函的基本形式是:
压盖式:这是用得最多的形式。同一形式又能许多细节区别。例如,从压紧螺栓来说,可分T形螺栓(用于压力≤16公斤/平方厘米的低压阀门)、双头螺栓和活节螺栓等。从压盖来说,可分整体式和组合式。
压紧螺母式:这种形式,外形尺寸小,但压紧力受限制,只使用于小阀门。
1.2.填料
填料函内,以填料与阀杆直接接触并充满填料函,阻止介质外漏。对填料有以下要求:
(1)密封性好;(2)耐腐蚀;(3)磨擦系数小;(4)适应介质温度和压力。
常用填料有:
石棉盘根:石棉盘根,耐温和耐腐蚀性能都很好,但单独使用时,密封效果不佳,所以总是浸渍或附加其他材料。油浸石棉盘根:它的基本结构形式有两种,一种是扭制,另一种是编结。又可分圆形和方形。
聚四氟乙烯编织盘根:将聚四氟乙烯细带编织为盘根,有极好的耐腐蚀性能,又可用于深冷介质。
橡胶O形圈:在低压状态下,密封效果良好。使用温度受限制,如天然橡胶只能用于60℃。
塑料成型填料:一般做成三件式,也可做成其他形状。所用塑料以聚四氟乙烯为多,也有采用尼龙66和尼龙1010的。
此外,使用单位根据自己的需要,常常探索各种有效的填料形式。例如,在250℃蒸气阀门中,用石棉盘根和铅圈交替迭合,漏汽情况就会减轻;有的阀门,介质经常变换,如以石棉盘根和聚四氟乙烯生料带共同使用,密封效果便好些。为减轻对阀杆的磨擦,有的场合,可以加二硫化钼(M0S2)或其他润滑剂。
目前,对新颖填料,正进行着探索。例如用聚丙烯腈纤维经聚四氟乙烯乳液浸渍,又经预氧化后,在模具中烧结压制,可以得到密封性能优异的成型填料;又如用不锈钢薄片与石棉制成波形填料,可耐高温、高压与腐蚀。
1.3.波纹管密封
随着化学工业和原子能工业的迅速发展,易燃、易爆、剧毒和带放射性的物质增多,对阀门密封有了更严格的要求,有的场合已无法使用填料密封,因此产生了新的密封形式-波纹管密封。这种密封不需填料,所以也叫无填料密封。
波纹管的两端,与别的零件焊死的。当阀杆升降时,波纹管伸缩,只要波纹管本身不漏,介质便无法泄出。为保险起见,往往采用波纹管与填料的双重密封。
2.静密封
静密封通常是指两个静止面之间的密封。密封办法主要是使用垫圈。
2.1.垫圈材料
非金属材料:如纸、麻、牛皮、石棉制品、塑料、橡胶等。
纸、麻、牛皮之类,有毛细孔,易渗透,使用时须浸渍油、蜡或其他防渗透材料。一般阀门很少采用。
石棉制品,又有石棉带、绳、板和石棉橡胶板等。其中石棉橡胶板结构致密,耐压性能好,耐温性能也很好,在阀门本身和阀门与管子的法兰连接中,使用极为广泛。
塑料制品,有很好的耐腐蚀性能,使用也较普遍。品种有聚乙烯、聚丙烯、软聚氯乙烯、聚四氟乙烯、尼龙66、尼龙1010等。
橡胶制品,质地柔软,各种橡胶分别有一定耐酸、耐碱、耐油、耐海水的能力。品种有天然橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、异丁橡胶、聚氨酯橡胶、氟橡胶等。
金属材料:一般地说,金属材料强度高,耐温性能强。但铅并不这样,仅取它耐稀硫酸的特性。常用品种有黄铜、紫铜、铝、低碳钢、不锈钢、蒙乃尔合金、银、镍等。
复合材料:例如金属包皮(内部石棉)垫圈、组合波形垫圈、缠绕垫圈等。
2.2.常用垫圈性能
使用阀门时,往往根据具体情况,更换原带垫圈。常有垫圈有:橡胶平垫圈、橡胶O形圈、塑料平垫圈、聚四氟乙烯包垫圈、石棉橡胶垫圈、金属平垫圈、金属异形垫圈、金属包皮垫圈、波形垫圈、缠绕垫圈等。
橡胶平垫圈:变形容易,压紧时不费力,但耐压、耐温能力都较差,只用于压力低、温度不高的地方。天然橡胶有一定耐酸碱性能,使用温度不宜超过60℃;氯丁橡胶也能耐某些酸碱,使用温度80℃;丁腈橡胶耐油,可用至80℃;氟橡胶耐腐蚀性能很好,耐温性能也比一般橡胶强,可在150℃介质中使用。
橡胶O形垫圈:断面形状是正圆,有一定的自紧作用,密封效果比平垫圈好,压紧力更小。
塑料平垫圈:塑料的最大特点是耐腐蚀性好,大部分塑料耐温性能不好。聚四氟乙烯为塑料之冠,不但耐腐蚀性能优异,而且耐温范围比较宽阔,可在-180℃~+200℃之内长期使用。
聚四氟乙烯包垫圈:为了充分发挥聚四氟乙烯的优点,同时弥补它弹性较差的缺点,做成聚四氟乙烯包裹橡胶或石棉橡胶的垫圈。这样,既同聚四氟乙烯平垫圈一样耐腐蚀,又有良好的弹性,增强密封效果,减小压紧力。
石棉橡胶垫圈:由石棉橡胶板剪成。它的组分是60~80%的石棉和10~20%的橡胶,以及填充剂、硫化剂等。它有很好的耐热性、耐冷性、化学稳定性,而且货源丰富,价格便宜。使用时,压紧力不必很大。由于它能粘附金属,所以最好表面涂一层石墨粉,以免拆卸时费劲。石棉橡胶板有四种颜色:灰色,用于低压(牌号XB-200,耐压≤16公斤/平方厘米,耐温200℃);红色,用于中压(牌号XB-350,耐压可达40公斤/平方厘米,耐温350℃);紫红色,用于高压(牌号XB-450,耐压100公斤/平方厘米耐温450℃);绿色,用于油类,耐压性能也很好。
金属平热圈:铅,耐温100℃;铝430℃;铜315℃;低碳钢550℃;银650℃;镍810℃;蒙乃尔(镍铜)合金810℃,不锈钢870℃。其中铅耐压能力较差,铝可耐64公斤/平方厘米,其他材料可耐高压。
金属异性垫圈:透镜垫圈:有自紧作用,使用于高压阀门。椭圆形垫圈:也属于高压自紧垫圈。锥面双垫圈:用于高压内自紧密封。此外,还有方形、菱形、三角形、齿形、燕尾形、B形、C形等,一般只在高中压阀门中使用。
金属包皮垫圈:金属既有良好的耐温耐压性能,又有良好的弹性。包皮材料有铝、铜、低碳钢、不锈钢、蒙乃尔合金等。里面填充材料有石棉、聚四氟乙烯、玻璃纤维等。
波形垫圈:具有压紧力小,密封效果好的特点。常采用金属与非金属组合的形式。
缠绕垫圈:是把很薄的金属带和非金属带紧贴在一起,缠绕成多层的圆形,断面呈波浪状,有很好的弹性和密封性。金属带可用08钢、0Cr13、1Cr13、2Cr13、1Cr18Ni9Ti、铜、铝、钛、蒙乃尔合金等制作。非金属带材料有石棉、聚四氟乙烯等。
以上,讲述密封垫圈性能时,列举了一些数字。必须说明,这些数字跟法兰形式、介质情况和安装修理技术等有密切的关系,有时可以超过,有时达不到,而且耐压和耐温性能,也是互相转化的,例如温度高了,耐压能力往往降低,这些细微的问题,只能在实践中体会。
2.3.新材料和新技术
液体密封:随着高分子有机合成工业的迅猛发展,近年出现了液态密封胶,使用于静密封;这项新技术,通常叫做液体密封。液体密封的原理,是利用液态密封胶的粘附性、流动性和单分子膜效应(越薄的膜自然回复倾向越大),在适当压力下,使它象垫圈一样地起作用。所以对使用着的密封胶,也叫做液体垫圈。
聚四氟乙烯生料密封:聚四氟乙烯也是高分子有机化合物,它在烧结成制品之前,叫做生料,质地柔软,也有单分子膜效应。用生料做成的带叫生料带,可以卷成盘长期保存。使用时能自由成形,任意接头,只要一有压力,便形成一个均匀地起着密封作用的环形膜。作为阀门中阀体与阀盖间的垫圈,可在不取出阀瓣或闸板的情况下,撬开一缝隙,塞进生料带去就行了。压紧力小,不粘手,也不粘法兰面,更换十分方便。对于榫槽法兰最适宜。聚四氟乙烯生料,还可做成管形和棒状,作密封用
金属空心O形圈:弹性好,压紧力小,有自紧作用,可选用多种金属材料,从而在低温、高温和强腐蚀性介质中都能适应。
石墨板密封圈:在人们印象中,石墨是脆性物质,缺乏弹性和韧性,但经过特殊处理的石墨,却是质地柔软,弹性良好。这样,石墨的耐热性能和化学稳定性,便可以在垫圈材料中得以显示;而且这种垫圈压紧力小,密封效果异常优越。这种石墨还能做成带,跟金属带配合,组成性能优异的缠绕垫圈。石墨板密封圈和石墨----金属缠绕垫圈的出现,是高温抗腐蚀密封的重大突破。这类垫圈,国外已经大量生产和使用
十二、泵和阀门用盘根的安装与调节
1.需要的工具
在取下旧盘根换上新盘根时需要用专用工具,以及用紧固器预紧压盖螺母。此外,需经常使用标准的安全设施和遵守有关的安全规定。
安装前,首先要熟悉以下设备:校验盘根环的切割机、校验扭矩扳手或扳手、安全帽、内外卡钳、紧固器的润滑剂、反光镜、盘根取出器、切盘根的刀具、游标卡尺等
2.清洁和检查
缓慢松开填料函的压盖螺母,释放盘根组件内所有的残余压力;
移去所有旧的盘根,彻底清洁轴/杆的填料函;
检查轴/杆是否有腐蚀、凹痕、划伤或过度磨损;
检查其他零件是否有毛刺、裂纹、磨损,它们会减少盘根的寿命;
检查填料函是否有过大的间隙,以及轴/杆的偏心程度;
更换有较大缺陷的零部件;
检查旧盘根,作为失效分析的依据,以找到盘根早期失效的原因。
3.测量与记录
记录轴/杆的直径、填料函孔径和深度,且当时用水封环时,记录填料函底部至顶部的距离。
4.选择盘根
确保选用的盘根应满足系统和设备要求的操作工况;
根据测量记录,计算盘根的横截面积和所需盘根环的数量;
检验盘根,确保其无缺陷;
在安装前,确保设备和盘根清洁。
5.盘根环的准备
编织盘根:在适当尺寸的轴上缠绕盘根,或使用校准过的盘根环切割机;根据要求干净利落地切割盘根成对接(方形)或斜接(30-45度),一次切一个环,并用轴或阀杆检验尺寸是否合适。
模压成型盘根:确保环的尺寸与轴或阀杆精确配合,必要时,根据盘根制造商的操作指南或要求切割填料环。
6.安装盘根
小心地每次安装一个盘根环,将每一个环围绕在轴或阀杆上,在安装下一个环之前,应确保本环已完全在填料函中就位,下一个环应错开排列,至少相隔90度,一般要求120度。最上一个环装好后,用手拧紧螺母,压盖均匀下压。
如有水封环,应检查其与填料函顶部的距离是否正确。同时确保轴或阀杆能自由转动。
7.调整盘根
7.1.泵用盘根
继续用手拧紧压盖螺母;
开泵后,调整压盖螺母,此时允许有稍多的泄漏;
缓慢地拧紧压盖螺母,逐渐减少泄漏,直到泄漏达到可接受的程度;
如果泄露突然停止,应回拧压盖螺母,重新调节以防止盘根过热;
调节泄漏率达到一个稳定状态即可。
7.2.阀门用盘根
向盘根制造商或企业的技术部门咨询有关扭矩的规定或压缩百分比,按以下步骤拧紧压盖螺母:
向压盖螺母施加扭矩至满扭矩的30%或是党的压缩百分比;
反复开闭阀门数次,当阀门处于关闭位置时,施加全部扭矩;
重复步骤3或4次。
8.再次紧固和替换
在操作几个小时后,检查压盖的调节状况,必要时加以拧紧,当压盖不能再进一步调节时,必须更换盘根。
十三、填料(盘根)拆装
1.概述
填料在使用一定时期后,其弹性和润滑作用就会丧失,如不及时更换就会造成液体外漏和空气进入。因此,每次检修密封装置时都需要更换填料。有时由于填料质量不好或安装不良而发生严重泄漏时,也需要更换。
在安装和修理填料时,首先应拆开填料压盖,取出旧填料,清洗各零件,然后再装入新填料,并检查各部件的间隙。填料挡圈和轴套(没有轴套时指轴或阀杆)之间的间隙过大时,填料函内的填料有可能被挤出。填料压盖的外圆表面和填料函的内圆表面之间的间隙过大时,压盖容易压偏。填料压盖的内圆表面和轴套(或轴、阀杆)的外圆表面必须保持同心,其间隙过小时,容易和轴套(或轴、阀杆)发生摩擦。以上所有的间隙均应该严格地符合其要求的标准,如果不符合,必须进行修整或更换。
2.填料密封装置的拆卸
卸下填料压盖螺母,沿轴向移开填料压盖,用取盘根工具或铁丝钩取出填料及填料环,清洗压盖、填料环,卸下液封管并疏通液封道
填料装置的轴套(无轴套时则为轴、阀杆)磨损较大或出现沟痕时,应更换新零件。若无新备件,则可采用将轴或阀杆的颈上加工后镶套的方法处理。
填料压盖、填料挡套、填料环磨损过大时也应更换新零件。
3.填料的装配
切填料时,切口应整齐,无松散的石棉头,接口应成30°~45°角。
每个填料圈应涂上润滑剂并单独压入填料函内。压装时,填料圈的切口必须互相错开,一般情况下相邻填料圈的接口应交错120°。
水封环应对准液封管,考虑到装上填料压盖后,填料要继续压缩,可让它往外靠3~5mm。这样,装上填料压盖后,水封环就可以基本对准液封管。
装完填料以后,必须均匀地拧紧填料压盖两侧的螺栓,不得使压盖偏斜,且不能一次压得太紧,以免使填料完全丧失弹性,以后无法调整,而且还会增加轴套(或轴、阀杆)和填料的磨损和多消耗动力。
填料压盖压入填料函的深度,一般为一圈填料的高度,但不能小于5mm。填料压盖的盖板与填料函之间应有一定的距离,以便可以将填料继续压紧。
4.填料密封的故障及排除方法
填料挤进轴(或阀杆)和挡圈或轴(或阀杆)和压盖之间的间隙时,多因为设计的间隙过大或偏心。可通过减小间隙,检查同轴度来解决。
填料外表面被研伤,可能填料压盖外侧泄漏时,是由于填料外径太小。可通过检查填料函和填料尺寸来解决。
填料圈挤入邻近的圈内,是因为填料圈切得太短。可通过更换正确尺寸的填料解决。
介质沿填料压盖泄漏,是因为填料装配不当或挡圈又破损。首先应检查挡圈的情况再重新安装。
靠近压盖一段的填料压得太紧,是由于填料装配不当造成的。应仔细重新安装。
填料焦化或变黑,为润滑失效。应更换带有适当润滑剂的填料,或装入能补给润滑剂的填料环。
沿轴(或阀杆)的轴向上有严重磨损或划痕,是因为润滑失效或内部存在杂质。应更换带有润滑剂的填料或装入能补给润滑剂的填料环,同时应仔细清洗填料函。
泄露过大,已无法调节。是因为填料膨胀或破坏或填料切得太短或装配错误或润滑剂被冲掉或偏心。可通过更换能抵抗密封液体作用的填料,检查轴或阀杆的同心度。
十四、密封垫片的安装
1.概述
首先,根据公称压力及介质的最高温度确定所采用的垫片类别:非金属垫片(柔性石墨类、聚四氟乙烯类、橡胶类、无石棉纤维类、金包垫、冲刺垫等)、缠绕垫片、波形活压垫片、椭圆垫、八角垫等。
2.安装前的检查工作
垫片的检查:(1)垫片的材质、形式、尺寸是否符合要求;(2)垫片表面不允许由机械损伤、径向刻痕、严重锈蚀、内外边缘破损等缺陷;(3)选用的垫片应与法兰的密封面形式相适应。
螺栓、螺母的检查(1)螺栓及螺母的材质、形式、尺寸是否符合要求;(2)螺母在螺栓上转动应灵活,但不应晃动;(3)螺栓及螺母不允许有斑疤、毛刺;(4)螺纹不允许有断缺现象;(5)螺栓不应有弯曲现象。
法兰的检查:检查法兰的形式是否符合要求,密封面是否光滑,有无机械损伤、刨车车痕、径向刻痕、严重锈蚀、焊疤、油焦残迹等缺陷等缺陷,如不能修整时应研究具体的处理方法。
管线及法兰安装质量的检查:(1)偏口:管线不垂直、不同心、法兰不平行。两法兰间允许的偏斜值如下:使用非金属垫片时应小于2mm;使用半金属垫片、椭圆垫、八角垫及与设备连接的法兰,应小于1mm。(2)错口:管线和法兰垂直,但不同心。在螺栓孔直径及螺栓直径符合标准的情况下,以不用其他工具将螺栓自由地穿入螺栓孔,即认为合格。(3)张口:法兰间隙过大。两法兰间允许的张口值(除去管线预拉伸值及垫片或盲板的厚度)如下:官法兰的张口应小于3mm;与设备连接的法兰张口应小于2mm。(4)错孔:管线法兰同心,但两个法兰相对应螺栓孔之间的弦距(或螺栓孔中心圆直径等)偏差较大。螺栓孔中心圆半径的允许偏差:螺栓孔直径≤30mm,允许偏差±0.5mm,螺栓孔直径>3030mm,允许偏差±1.0mm,相邻的两个螺栓孔间弦之距离的允许偏差±0.5mm,任何几个孔之间弦距的总误差为:[wiki]公称通径[/wiki]Dg≤500mm,允许偏差±1.0mm,公称通径Dg:600-1200mm,允许偏差±1.5mm,公称通径Dg≤1800mm,允许偏差±2.0mm,
3.安装
垫片应保管好,不允许随地放置。
两法兰必须在同一中心线上并且平行。不允许用螺栓或尖头撬杠插在螺栓孔内校正法兰,以免螺栓承受较大的应力。
安装前应仔细清理法兰密封面及水线(密封线)。缠绕式垫片最好用于没用密纹状密封线的法兰,但也可用于有水线(密封线)的法兰。
两个法兰间只能加一个垫片,不允许用多加垫片的办法来消除两个法兰间隙过大的缺陷。
垫片必须安装正,不准偏斜,以保证受压均匀,也避免垫片伸入管内受介质冲蚀及引起涡流。
根据目前现有的工具旋紧螺母时,当螺母在M22以下时,采用力矩扳手拧紧,螺母在M27以上时可采用电动力矩扳手紧固。
为保证垫片受压均匀,螺栓要对称的均匀分2-3次拧紧。
为了避免在拧紧螺母时,螺栓产生弯曲、咬住,凡法兰背面较粗糙的,应在螺母下加上一垫圈。
安装螺栓及螺母时,应在螺栓两端涂抹防药剂、鳞状石墨粉或润滑剂。
不允许混用螺栓及漏装垫片。
因上紧螺栓是在冷态时进行的,当温度升高后会产生松弛。凡介质温度在300℃以上、Pg≤40千克/平方厘米的法兰,当介质温度上升至250-280℃时应将螺栓进行适当热紧。
检修时为了防止拆不下螺栓,凡介质温度在300℃以上、Pg≤40千克/平方厘米的要拆卸检修的法兰,当介质温度上升至200-250℃时,在螺栓螺母连接处先用螺栓松动剂松动螺栓,然后将螺母预回30-60度
十五、骨架油封的常见故障原因及排除方法
1.概述
的存在,是油封密封的充分必要条件,无泄漏的密封是不允许的,也是不可能的。因为润滑油膜的存在是保证油封刃口实现润滑摩擦锁必不可缺的,而润滑油膜的存在,使得一定量的泄漏不可避免。临界油膜骨架油封属于动密封元件,
对旋转用油封,在使用过程中,如果在运行初期的50~100小时之内发生微量的泄漏是允许的。随着运转时间的加长,泄漏会逐渐停止,往往这样的油封寿命比较长。在有效使用期限内,微量的泄漏是允许的,否则,必须按照油封的常见故障原因及排除方法进行处理。
2.常见故障原因及排除方法
骨架油封不良,造成早期泄漏
唇口不良:原因:制造质量不佳,刃口有毛刺或缺陷。排除方法:去除毛刺或更换油封。
弹簧质量不佳或失效:原因:制造质量不佳。排除方法:更换油封弹簧。
径向压力过小:原因:弹簧过松,抱紧力过小。排除方法:调整油封弹簧。
装配不良,发生泄漏
唇口有明显伤痕:原因:装配时,油封通过键槽或螺纹,划伤唇口。排除方法:更换油封;重新安装时,要用护套,以保护油封唇口。
油封呈蝶状变形:原因:油封安装工具不当。排除方法:重新设计、制造油封安装工具。
有封唇口拟装配方向翻转或弹簧松脱:原因:轴端倒角不当,光洁度过低,或装配用劲过大,致使油封唇部翻转或弹簧脱落。排除方法:用细砂纸打磨轴端倒角,涂敷油脂,小心安装。
油封唇部与轴表面涂敷油脂过多:原因:装配时,油封唇部与轴表面涂敷油脂过多。排除方法:待轴运转一段时间后,油脂即可减少而恢复正常。
唇口磨损
润滑不良,唇口工作面磨损严重,宽度超过1/3以上,呈现无光泽:原因:润滑不良,唇口发生干摩擦。排除方法:保证润滑。
轴表面光洁度低于▽8:原因轴表面光洁度低,唇口磨损严重:。排除方法:提高轴表面光洁度到▽8以上。
润滑油含有灰尘、杂质,或无防尘罩造成灰尘、异物等侵入:原因:用油不洁,液压管路系统太脏;因灰尘等侵入唇部,引起异常磨损;轴上粘傅粉末硬粒;装配时,铁屑等刺入唇口;铸件型砂侵入唇口;轴上或油封唇口误涂漆料;油封弹簧抱得过紧。排除方法:保证润滑清洁,加强管路系统清理;为了防止灰尘等侵入唇部,增设防尘装置;装配时,注意清洁,去除误涂的漆料。
唇口径向压力太大,油膜中断,发生干摩擦:原因:弹簧过紧。排除方法:调整油封弹簧。
安装偏心,唇口滑动出现异常磨损,最大与最小磨损宽度呈对称分布;主唇与副唇滑动面磨损痕迹的大小,两者随各自呈对称分布,但大小位置相反:原因:箱体、端盖、轴不同心,致使油封偏心运转;油封座孔过小,不适当地压入油封,以致倾斜。排除方法:保证箱体、端盖、轴的同心度要求;保证油封座孔尺寸要求。
油封与工作介质相容性不良,唇口软后、溶胀或硬化、龟裂:原因:工作介质不适当。排除方法根据油封材料选择适宜的工作介质或根据工作介质选用适宜的油封材料。
橡胶老化
唇部过热硬化或龟裂:原因:工作介质温度高于设计值,超过橡胶耐用限度。排除方法:降低工作介质温度,或换用耐热橡胶油封。
润滑不良、唇部硬化或龟裂:原因:润滑不良,发生干摩擦。排除方法:保证润滑。
唇不溶胀、软化:原因:橡胶对工作介质的相容性差;油封长时间浸于洗油或汽油中,使唇口溶胀。排除方法:选用相容于工作介质的橡胶材料或选用适于橡胶材料的工作介质;不得用洗油或汽油清洗油封。
轴
表面光洁度,低于▽8或高于▽11:原因:表面粗糙,磨损严重;表面太光,润滑油膜难以形成和保持,发生干磨。排除方法:提高表面光洁度到▽8以上;降低表面光洁度到▽11以下。
表面硬度不当,高于HRC40:原因:试验表明,轴表面硬度高于HRC40时反而加速轴的磨损(表面渡铬除外)。排除方法:表面硬度保持在HRC30~40,表面镀铬最好。
润滑油含有杂质,表面磨损严重:原因:润滑油不清洁。排除方法:保证润滑油清洁。
偏心过大,轴径向摇动时油响声:原因:轴承偏心;轴本身偏心。排除方法:更换轴承,改用耐偏心型油封。
唇口处有灰尘,轴表面磨损严重:原因:轴表面不洁,粘附灰尘颗粒,侵入油封唇口,磨损轴表面;侵入铸造型砂,磨损轴表面;外部侵入灰尘,磨损轴表面;润滑油劣化,生成氧化物,侵入油封唇口,磨损轴表面。排除方法:保证轴表面及油封等清洁;为了防止外部侵入灰尘,设置防尘装置;改用优质润滑油。
轴的滑动表面有伤痕或砂眼:原因:轴表面有工艺性龟裂或腐蚀点等,加剧磨损而泄漏;轴表面的伤痕、砂眼等与油封唇口之间形成间隙而泄漏;轴表面划伤或碰伤。排除方法:保证轴表面质量,切勿磕碰。
轴表面的滑动部分有方向性的加工痕迹:原因:轴表面留有微细螺纹旋槽等车削或磨削加工痕迹,形成泵吸作用而泄漏。排除方法:保证轴表面精加工工艺。经验证明:采用直径为0.05mm的小玻璃球进行喷丸处理最好。
的存在,对减少油封刃口磨损、增长油封寿命是十分有益的,尤其是当几个油封并列使用时,更应特别注意润滑油(脂)的供给,否则,将因缺油形成干摩擦,致使油封被烧坏,一般选用锂基润滑脂最好。为保证润滑脂的清洁,及时排除油脂中积存的杂质或其他有害杂质,定期更换润滑脂是重要的。因此,从结构设计上,必须留有注油孔和排油孔,为防止油封密封腔的温度升高,有时开设通气孔也是很重要的临界油膜油封刃口处
十六、磁力油封及其安装技术要求
1.磁力油封的结构型式
磁力油封全称为磁力机械油封,它有两部分组成:一部分为静环,主要是一个由耐磨合金制成的遇热稳定、光滑的静密封面,它由一个不锈钢结合盖固定于轴承箱端盖上,结合盖与端盖之间采用密封胶或O型圈进行密封;另一部分为内含磁性元件的动环,动密封面是由散热性与耐磨性极佳的含碳复合材料制成,并且采用浮动式设计,可长期在与静环的吸引下与之保持贴合,为了达到与静环长期的吸合在一起,磁力油封的磁性元件采用在高温及高速的环境下都不会消磁的永磁材料,而且为了满足浮动式设计的要求,动环由特殊的氟橡胶O型圈固定在轴上,O型圈与轴的摩擦力大于动环之间磁力的剪切力。
整个磁力机械油封装置在设计上均考虑长寿命使用,设计上自身保护的特性与结构采用特殊材料,均是在恶劣环境下及反复变化时能够保持耐用的基础。磁力机械油封具有广泛用途的,是一种真正与问题面对面的密封装置。磁力机械油封可在干态下或存在润滑的工况下工作,在有水侵蚀的情况下也无所谓。
2.磁力油封的使用条件
应用范围:减速机、齿轮箱、风机、泵和电机等转机设备。
适用条件:立式或卧式,低速或高速、干摩擦或润滑。
工作参数:温度160摄氏度;压力3.3公斤,线速度60m/s,一般规格20-320mm。
3.设备精度要求
径向跳动:最大0.5mm
轴向蹿动:最大0.35mm
垂直度:最大0.05%×轴径(如:直径50mm的轴,垂直度要求0.025mm。表座吸在轴上,表针指在静环表面,轴旋转1周的最大公差)
轴的公差:最大±0.04mm,建议±0.025mm
轴光洁度:最大64Rms,建议32Rms
静环安装处公差:H6
4.磁力油封的安装步骤
在清洁表面上将动静环掰开,而非划开,动环先放回盒内。
将静环外涂一层硅油,油脂不要与密封面接触,且在端盖后阶面上均匀的抹一层密封胶。
用木棒或紫铜棒(不要损坏静环面)将静环压入壳体直到平整地靠在台阶面上,再将沾在摩擦面上的胶和杂质擦干净。
在动环O型圈内涂上润滑油,将动环套在轴上推进,不要推到位。
将端盖套轴上推进,动静环接触后,一起推到最终位置。
端盖上紧后,使用附带卡片作为一个工具将O型圈向内推入以防止其在安装时变形。
注意:如果静环与端盖配合过松,可加压板,整个安装过程中务必使摩擦副之间保持清洁
十七、各种连接方式泄漏消除方法
1.除螺纹接(堵)头泄漏方法
螺纹接头,包括管接头、堵头等的泄漏是在连接螺纹中出现间隙而引起的。因此,在螺纹中只要能注入一点点密封剂便能迅速消除泄漏。
方法:从堵头的一侧钻一细孔(φ3-φ4mm),用专用卡兰夹住,从小空中注入密封剂即可。
注意:(1)钻孔应缓慢进行,并且时钻时看,直到泄漏介质从小孔中出来,防止钻通(透)另外的连接件。(2)用流动性较好的密封剂缓慢加压和注射,并用敲击震荡的方法使密封剂注入到相交螺纹的间隙中去
1.1.注入密封剂的操作方法
首先,我们把夹具上注射孔的位置用角度来表示,全部注射孔在0°-360°范围内,本文把泄漏孔位置定位180°,顺时针排列180°、270°、360°(或0°)和90°,那么离泄漏孔最远的注射孔位置便在0°(或360°)上。
中间操作法和先从泄漏点附近注入密封剂的0°操作法先从离泄漏点最远的点注入密封剂的根据起始注射位置和操作程序不同,有两种操作方法
注入密封剂操作要均匀平稳进行,密封剂要充满密封腔每个角落,包括注入到螺孔内。但环境温度常温以下,或者泄露部位温度在50℃以下时,应对密封剂或注射筒等部位加热,保持密封剂在较好的塑性下流动。
如果法兰夹具设计用盘根密封,则应先往盘根上注入密封剂,以便压紧。如果设计有可捻缝的部位,可根据间隙大小捻缝。
1.1.1 0°操作法
首先从0°开始注入密封剂直至充满两螺栓之间的扇形空间。当附近两侧注射孔(90°和270°)泄露介质消失后,停止注射,关闭0°上的注射阀,取下注射枪。
从90°处注入密封剂,直至充满所在扇形空间。当180°处泄漏由达到小后,停止注射,关闭90°处注射阀,取下注射枪。
从270°处注入密封剂,直至充满所在扇形空间。当180°处泄漏完全停止后,根据估计扇形空间所需密封剂的量(与前面个扇形的填充进行比较估算)继续注入密封剂,直至充满。
从0°处再注入密封剂,提高注射压力令其≥270°处最后的注射压力。
从90°处再注入密封剂,使压力≥0°处的压力。
从180°处再注入密封剂,使压力=270°处的压力提高3-5MPa。
从270°处再注入密封剂,使压力=180°处的压力。
带压堵漏结束。每次注完密封剂后都应先关闭注射阀,在卸掉注射枪的压力,不要急于取下注射阀换上堵头,不能让注入的密封剂溢出来。
1.1.2 .中间操作法
首先从90°开始注入密封剂(或者说靠近180°处注射孔注入密封剂),直至充满扇形空间。当附近当180°处泄漏由大到小后,停止注射,关闭注射阀,取下注射枪。
从270°处注入密封剂(或者说靠近180°处另一侧注射孔注入密封剂),,直至充满所在扇形空间。当180°处泄漏完全停止后,停止注射,关闭注射阀,取下注射枪。
从180°处注入密封剂,根据估计扇形空间所需密封剂的量(与前面个扇形的填充进行比较估算)继续注入密封剂,直至充满,停止注射,关闭注射阀,取下注射枪。
从0°处注入密封剂,注射压力≥180°处最后的注射压力。
从90°处再注入密封剂,使压力≥180°处的压力。
从270°处再注入密封剂,使压力≥180°处的压力。
从180°处再注入密封剂,注射压力在原来压力基础上提高3-5MPa,压力稳定后,停止注射,关闭注射器,完成带压堵漏全部操作。
一般说来,0°操作法用于泄漏部位直径较小,注射孔较少的场合;中间操作法则用于直径较大,注射孔较多的场合。
在整个注入密封剂操作过程中,不要有密封剂外溢,更不允许随意提高注射压力,导致密封剂溢出。如出现密封剂溢出,而没有达到要求的注射压力时,应采取一些补救措施,以便满足注射压力的要求
2.消除阀门填料函泄漏的方法
2.1.原理:
把密封剂注入到填料函内便能消除阀门填料的泄漏。
2.2.方法
2.2.1. G型卡具+钻孔
选用G型卡具夹在阀门填料函箱适当的地方(一般在中部)
用充电钻(或充气钻)接上φ3-φ4mm的长钻头,通过G型夹具向填料箱钻孔至钻入填料函内。
拧紧填料函压盖螺母,让压盖上移,以增大填料函的空间。
接入注射枪注入密封剂,即可消除泄漏。
G型夹具可等一小时后取下,亦可消除泄漏后马上取下,迅速用铝铆钉把钻孔铆上。然后把填料函压盖上的螺栓拧紧,堵漏结束。
这种方法操作简单方便,应用得很广泛。适用于中低压,直径较小的阀门。
2.2.2.攻丝钻孔+注射阀
用气钻在填料函中部钻φ8.4深12mm-15mm的孔。
用M10的丝锥攻螺纹。
位置。打开用M20/M10的注射阀拧如螺孔中并使注射阀处于
用充电钻(或充气钻)接上φ3-φ4mm的长钻头,通过注射阀向填料函钻通孔。
拧松填料压盖螺母,让压盖上移,以增大填料函空间。
接入注射枪注入密封剂,直至消除泄漏。
关闭注射阀,取下注射枪拧紧填料函压盖螺母,堵漏结束。
这种方法适用于直径较大的阀门。
2.2.3.夹具+注射阀
按阀门填料函中部的外部尺寸,设计紧固其上的环式夹具,这种方法适用于压力较高,泄漏介质防爆等级较高的场合。
用注射螺旋顶杆、注射阀或两个接在一起拧入夹具注射孔上,令其顶紧阀门填料箱。
通过注射阀(或注射顶杆),用φ3-φ4mm的长钻头向填料函钻通孔。
拧松填料压盖螺母,让压盖上移,以增大填料函空间。
接入注射枪注入密封剂,直至消除泄漏。
关闭注射阀,取下注射枪拧紧填料函压盖螺母,堵漏结束
3.消除管道与设备连接泄漏方法
3.1.概述
常见的管道与设备连接有圆筒与管道连接和设备两端封头部位与管道的连接。其堵漏夹具为半开式,注入密封剂后,作用力不平衡,需要加附加支撑以平衡之。
夹具与设备连接处密封是堵漏的关键。
3.2.安装夹具
装夹具,调整各处最小间隙,预紧夹具,利用管道上的法兰,在夹具和法兰之间加装可调节的顶丝,并顶紧,最后紧固夹具。
注入密封及消除泄漏。0°操作法3.3.按
4.消除法兰垫片泄漏的方法
常用法兰夹具有很多结构,可根据泄漏部位的情况选用相应的法兰夹具结构。
4.1.普通夹具堵漏法
适用于法兰付间隙6mm以上的法兰)
装夹具:(1)把注射孔都装上注射阀,拧紧,使它们处于打开的状态。(2)泄漏孔附近保证一个以上的注射孔。(3)注射孔内侧小孔的边缘应与法兰螺孔边缘贴近。(4)调整夹具与法兰圆周间隙最小。(5)紧固夹具,检查两半夹具的平面间隙,如果在3mm以下,最为理想,可以用加薄垫片办法,完成紧固夹具。如果平面间隙在6mm以上,则应检查夹具本身和法兰付相关面的情况,找出原因,采取处理或修理措施满足上述要求。
镶入盘根:用盘根(大于或小于法兰付间隙)借助于小榔头逐步镶入到法兰间隙中去,其两端搭接长度50mm以上。也可以用截面尺寸较小的盘根在法兰付间隙上缠绕数圈并拧紧。
注入密封剂消除泄漏,堵漏后螺孔注入接头可拆卸下来。中间操作法或0°操作法从螺孔注入接头上注入密封剂:用
4.2.凹凸面法兰、榫槽面法兰的特殊堵漏方法
在凹凸面或榫槽面法兰的泄漏点附近钻φ3-φ4mm的孔直达凹槽中,然后用G型卡具或专用注射夹具注入密封剂即能消除泄漏。这种方法的关键是所钻注射孔必须对准凹槽中的泄漏点。
4.3.局部堵漏法(用于压力不高的大直径法兰)
整体用固定夹具局部注入密封剂
采用着这种方法的原因是考虑到此法兰的泄漏点消除后,其它地方出现泄漏是便于处理。
装上固定夹具,在泄漏点的两侧加挡板,防止注入密封剂从局部密封腔溢出。挡板以螺栓为依托,插到螺栓上,上部嵌入夹具凹槽内用螺栓压紧,下部一直到达法兰凸台和垫片上,宽度等于法兰付间隙。
注入密封剂并消除泄漏。中间操作法调整好间隙后,按
局部夹具
夹具的截面为凸形,两侧加盘根槽,注入密封剂压紧盘根。
夹具宽度覆盖法兰付外圆周上,夹具的圆周长度应至少能覆盖泄漏点每侧一个小扇形(两个螺栓之间空间)。
注入密封剂并消除泄漏中间操作法夹具的固定靠在法兰螺栓上的带圆环螺栓,每个小扇形不得少于1个注射孔。按
4.4.法兰付全密封方法
用于泄漏法兰周边有缺陷和带透镜垫法兰泄漏
按管道设计夹具
在法兰付间隙中缠绕盘根或金属丝,防止密封剂进入间隙中去。
注入密封剂消除泄漏。0°操作法用
4.5.焊(镶嵌)软铅法兰夹具
适用于温度、压力不高,法兰付间隙<5mm的法兰垫片泄漏
制作镶嵌软铅法兰夹具:在法兰夹具内圆切开比法兰间隙宽的槽,深5-8mm,然后在槽内镶嵌入软铅。
确定注射密封剂接口:这种夹具可以在夹具圆周上开注射孔,如同普通法兰夹具一样,这是法兰付间隙最好在3-5mm之间,把夹具装在法兰付上定好位置后,可以用小钻头从注射阀上向软铅上通孔。如果法兰付间隙很窄,可以通过螺孔注入接头注射密封剂。
注射法加注密封剂。中间操作法或0°操作法可根据具体情况选用
4.6.填料充填法兰夹具
用于法兰付间隙在3mm以下的法兰垫片泄漏
填料盒和填料压盖制作填料充填法兰夹具:夹具由两部分组成
确定注射密封剂接口:用注射螺母取代法兰螺栓一侧螺母,通过螺孔注入密封剂。
操作步骤和方法(1)用G型卡具在法兰付泄漏点附近加紧,松开螺栓一侧螺母,拧上注射螺母。用同样的方法在其两侧分别逐一拧上两个注射螺母。(2)把夹具的填料盒部分装在法兰付圆周上,用相应尺寸的石棉盘根仔细填入填料盒内并捣密实。(3)装上填料压盖,把填料压紧。(4)用中间注射法注入密封剂,直到把泄漏消除。(5)把其余注入密封剂的部位按照顺序注入密封剂。(6)再用G型卡具夹紧,注意把注射螺母换下,装上原来的螺母。
4.7.顶压注射法消除泄漏
当压力不高,泄漏不是很大时,可以用顶压注射法消除泄漏。
其方法是:预先制作一块宽度等于法兰付间隙的弧状压板,中间钻φ4mm注射孔,如有可能预先把软填料填入泄漏孔中,快速把压板压下,紧固顶杆,通过顶杆向泄漏点注入少量密封剂,即能消除泄漏
5.消除管道泄漏方法
管道泄漏常见于原管材质缺陷、焊缝缺陷,而最常见的是管壁被介质的腐蚀和冲刷。在堵漏前的,必须详细调查清楚,以便在夹具设计和堵漏前对泄漏点的处置提供可靠依据。如果腐蚀严重,腐蚀孔周围都应考虑捆起来,以便能承受注入密封剂的压力。
5.1.夹具堵漏法
包括直管、变径管、弯管、T型管和四通等。首先根据现场泄漏部位的情况设计夹具的位置。(2)在泄漏点或在其附近至少有一个注射孔。开装夹具:(1)所有注射孔都应装上注射法,并处于调整夹具的间隙(1)夹具的圆周间隙调到最小。(2)两半夹具的平面间隙应调整在3mm以下,然后用薄垫片(铜片)消除全面间隙。否则应该查找原因予以消除。(3)紧固夹具螺栓,各处应没有缝隙。如圆周还有缝隙应用小风镐凿捻缝消除。
来消除泄漏。中间操作法,否则可用0°操作法注入密封剂:根据直径大小和注射孔多少选择操作方法。当注射孔较少(4个以下)用
5.2.管夹堵漏方法
用于公称直径在300mm以下,压力不高的直管。
其操作方法如下:1)在泄漏点上敷盖片状密封剂。2)松开管夹的螺栓,把管夹嵌入到管道上泄漏点置放片状密封剂处,拧紧螺栓,即消除泄漏。也可把片状密封剂预先粘衬在管夹上,操作时更加方便。
5.3.密封胶带缠绕法
只适用于压力和温度都比较低的泄漏。密封胶带具有一定的强度和韧性,受热时相互之间有一定的自展性和固化性能。
其缠绕操作如下:1)先在泄漏点的两侧分别缠绕一定高度和宽度的密封胶带。2)再在泄漏点缠绕,直至消除泄漏,最后缠绕成纺锤形,泄漏点被缠绕密封在正中央。
5.4.局部堵漏
大直径管道泄漏不大时,可采用局部堵漏方法。夹具采取挖去一块,补上一块的办法制作。注入密封剂便能消除泄漏。
5.5.用顶压注射法消除泄漏
适用于压力不高,泄露孔洞较小的场合,并且确认关闭尚未受到明显的腐蚀减薄时,才能用这种方法。
预先制作一块带空穴的弧状压板,中间钻φ4-φ5mm注射孔,如果泄露较大,应用软金属或软填料填塞,然后把压板放在泄漏部位上,用顶压拉紧装置定在φ4-φ5mm小孔上,并压紧。最后缓慢注入密封剂即能消除泄漏。
如果泄漏部位较宽,可以用两个顶压拉紧装置注射密封剂
6.管壁减薄严重的管道带压堵漏
管壁减薄严重的管道,在带压堵漏注射密封剂时,不能承受过高的注射压力,容易把管壁压瘪,又是不但不能消除泄漏,还可能泄漏加重,甚至会发生加速管道断裂的事故,这是非常危险的,因此必须采取一些特殊的带压堵漏方法。
6.1.用环槽夹具堵漏
这种夹具在其周围和平面密封的面上都开有沟槽,连成一体,沟槽中有注射孔,在沟槽中镶嵌石棉盘根,当夹具紧固后,从注射孔注入密封剂,密封剂把盘根压紧后消除泄漏。
这种方法,密封剂不进入密封腔,不会对薄壁的管壁造成挤压。当然,夹具要保障足够宽度,以保证夹具两端落在管壁完好无损或腐蚀尚不明显的管道上,必要使用超声波测厚仪检测壁厚,予以确认。
6.2.遮盖和加固的堵漏方法
在确认泄漏点两侧壁厚处于正常的前提下,确认遮盖板的宽度(长度),其两侧要落在正常壁厚之上。用捆扎或用螺杆从夹具上固定遮盖板。在夹具安装完成,并调整间隙符合要求后,再向密封腔内注入密封剂,密封剂把遮盖板压紧,既消除了泄漏,又使泄漏部位得到了加固。
6.3.夹具加现场部分焊接的堵漏方法
在泄漏现场允许的前提下,在夹具中间部分连接处可施行焊接,为了保证焊接的质量,预先在夹具上安装排污阀,把介质及时排出,使密封腔内压等于零。同时,在两侧按规定填装盘根,并把填料盒盘根压紧。填料盒上应留有注射孔,必要时往填料盒内注入密封剂,或者在两侧的密封结构中全部注入密封剂。焊接完成后,关闭排泄阀,堵漏即告完成。
这种消除泄漏方法,只焊接夹具之间的连接部分,而夹具与泄漏部位之间不进行焊接,既保证了焊接过程的安全,又使泄漏部位得到了加固。
十八、滚动轴承的简易诊断
1.听诊法
用听诊法对滚动轴承工作状态进行监测的常用工具是木柄长螺钉旋具,也可以使用外径为φ20mm左右的硬塑料管。相对而言,使用电子听诊器进行监测,更有利于提高监测的可靠性。
声。噪声强度不大。轰轰声,或者较低的哗哗滚动轴承正常工作状态的声响特点:滚动轴承处于正常工作状态时,运转平稳、轻快,无停滞现象,发生的声响和谐而无杂音,可听到均匀而连续的声。这种声音由滚动体在内外图中旋转而产生,包含有与转速无关的不规则的金属振动声响。一般表现为轴承内加脂量不足,应进行咝咝异常声响所反映的轴承故障:(1)轴承发出均匀而连续的 声这种声音一般与轴承的内圈与轴配合过松或者外圈与轴承孔配合过松有关系。声响强度较大时,应对轴承的配合关系进行检查,发现问题及时修理。(6)轴承发出连续刺耳啸叫声这种声音是由于轴承润滑不良或缺油造成千摩擦,或滚动体局部接触过紧,如内外圈滚道偏斜,轴承内外圈配合过紧等情况而引起的。应及时对轴承进行检查,找出问题,对症处理。沙沙声这种声音是由于轴承内落入铁屑、砂粒等杂质而引起的。声响强度较小,与转数没有联系。应对轴承进行清洗,重新加脂或换油。(5)轴承发出连续而不规则的嚓嚓声这种声音是由于保持架或内外圈破裂而引起的。必须立即停机更换轴承。(4)轴承发出不规律、不均匀的梗梗声这种声音是由于滚动体和内外圈滚道出现伤痕、沟槽、锈蚀斑而引起的。声响的周期与轴承的转速成正比。应对轴承进行更换。(3)轴承发出不连续的嗬罗声中发出均匀的周期性哗哗的声音,这与轴承径向间隙变小、润滑脂工作针入度变小有关。应适当调整轴承间隙,更换针入度大一点的新润滑脂。(2)轴承在连续的咝咝沙沙补充。若设备停机时间过长,特别是在冬季的低温情况下,轴承运转中有时会发出
使用电子听诊器进行监测的要求(1)监听过程中,尽可能选用同类监测点,或者工作状况接近的监测点进行声响对比,发现异常都应作为有缺陷看待,必须进行深入检查。对于单台设备,为了克服无可比性的缺点,可以将监测点在正常状态下的声响录音,作为以后监测的对比依据。(2)要正确选择监测点的部位,待测的振动方向应与传感器的敏感方向一致,使测量方向为振动强度最大的方向。传感器与被测面应成直角,误差要求控制在10°以内。(3)要求测量面干净平整,做到无锈迹、无油漆,并将下凹部分打磨,使之光滑平整。(4)压向探针的测量力以10-20N为宜。
2.磁塞法
使用磁塞对滚动轴承进行监测的要求:磁塞只适合于对用润滑油,并且通过专用管道回油的关键性的主轴承进行监测。磁塞要尽量安装在被监测的主轴承附近,处于回油的主通道上,中间没有过滤网、液压泵及其他液压件的阻隔。
正常情况下磨损磨粒的形态特征:滚动轴承在跑合期或正常运转期内,所产生的磨粒碎片尺寸大小为0.01-0.015mm,并混有一些金属粉末。新轴承在跑合期内产生的磨粒碎片的数量较正常运转期要多。进入正常运转期后磨粒碎片及金属粉末的数量会显著减少。磨粒碎片在显微镜下呈现细而短的形状,有着不规则的断面。
故障性磨损磨粒的形状特征:滚动轴承的主要失效形式是疲劳点蚀和滚动疲劳,剥落下来的磨粒碎片尺寸大小一般为0.025-0.05mm,有时还有尺寸更大的碎片,并混有一些金属粉末。滚动轴承钢球磨粒碎片通常呈现大致为圆形的、沿径向分开的玫瑰花瓣形状,滚道的磨粒碎片呈现大致为圆形的、表面破碎的形状,滚子轴承的滚子磨粒碎片通常呈现长度等于2-3倍宽度的卷曲状矩形,滚道的磨粒碎片一般呈现不规则的长方形。
3.测量法
通过测量轴承运转中的温升情况,一般很难监测轴承所出现的疲劳剥落、裂纹或压痕等局部性损伤,特别是在损伤的初期阶段几乎不可能发现什么问题。当轴承在长期正常运转以后,出现温度升高现象时,一般所反映的问题不但已经相当严重,而且会迅 速发展,造成轴承损坏故障。这时候,间断性的监测往往会造成漏监情况。监测中若发现轴承的温度超过70-80℃,应立即停机检查。
对于新安装或者重新调整的滚动轴承,通过测温法,监测其在规定时间内的温升情况,可以判断轴承的安装与调整质量,尤其间隙过紧时会出现温升过高的现象。发现问题及时调整,有利于延长滚动轴承的使用寿命.
十九、轴承的润滑与保养
1.润滑的目的
滚动轴承的润滑目的是为了减少轴承内部摩擦及磨损,防止烧粘,其润滑效果如下:
1) 减少摩擦及磨损:在构成轴承的套圈、滚动体及保持架的相互接触部分,防止金属接触,减少摩擦、磨损。
2) 延长疲劳寿命:轴承的滚动体疲劳寿命,在旋转中,滚动接触面润滑良好,则延长。相反地,油粘度低,润滑油膜厚度不好,则缩短。
3) 排除摩擦热、冷却:循环给油法等可以用油排出由摩擦产生的热量,或由外部传来的热,起到冷却的作用。防止轴承过热,防止润滑油自身老化。
4) 其它:也有防止异物侵入轴承内部,或防止生锈、腐蚀的效果。
2.润滑方法及优缺点
轴承的润滑方法,分别为脂润滑和油润滑。为了使轴承很好地发挥机能,首先,要选择适合使用条件、使用目的的润滑方法。若只考虑润滑,油润滑的润滑性占优势。但是,脂润滑具有简化轴承周围结构的特长。
两者的优缺点见下表:
项目 脂润滑 油润滑
外壳结构和密封装置 可以简略化 较复杂、保养使需要注意
旋转速度 极限转速是油润滑的65%~80% 可用于高速旋转
冷却作用和冷却效果 无 可以有效地排出热量(循环给油法)
润滑剂的更换 较麻烦 比较简单
润滑剂的流动性 不好 良好
灰尘的过滤 困难 较容易
润滑剂的泄漏污染 由渗漏造成的污染少 不适应要求没有漏油污染的地方
3.润滑脂润滑
3.1.轴承润滑脂的维护保养
轴承的再润滑最好是在计划的设备停机期间实施,并定期进行补充,同时,将旧油脂清除掉或经由泄油空将旧油脂挤出去。在加入新鲜油脂以前应将注油嘴擦拭干净。如果轴承箱没有注油嘴,则应打开轴承箱盖或端盖,以便取出旧油脂,清理后,补充相同型号的新鲜油脂。
外壳内润滑脂的填充量:外壳内润滑脂的填充量,根据轴承旋转速度、外壳构造、空间容积、润滑脂型号、使用环境的不同而不同。首先,将润滑脂填满轴承内部,这时,保持架引导面也要塞进润滑脂。然后,对除外壳内部的轴及轴承之外的空间容积按以下量填充润滑脂:1/3~2/3(极限转速50%以下旋转的情况下);1/3~1/2(极限转速50%以上旋转的情况下)。
润滑脂的补充:一般情况,填充一次润滑脂,可以长时间不必补充。但是,也由于使用条件,需要时常补充润滑脂,或更换润滑脂。
3.2.选择轴承润滑脂的技巧
轴承润滑脂选择的好坏直接关系着设备的稳定运行,选择轴承润滑脂必须从以下几方面进行考虑:
防锈性能:使用于轴承内的油脂必须具有防锈效果,防锈剂最好能不溶于水。油脂应具有良好的附着力,并可以在钢材表面形成一层油膜。
机械稳定性:油脂在机械加工时会变软,导致泄露。正常运行时,油脂会由轴承座甩到轴承内。如果油脂的机械稳定性不够,运转过程中,会使油脂的皂的结构产生机械性崩解,造成油脂被破坏,从而失去润滑作用。
油封:油封是必需的保护轴承和润滑剂免受外来污染的屏障,轴承运转过程中,不论杂物或湿气都不能渗入轴承内,以防造成对其破坏。正确的安装保养是发挥轴承最长使用寿命的重要因素。同时,必须注意轴承的清洁度、轴承选择的正确性和选用适当的安装与保养工具。另外,轴承必须防止受到污染物和湿气的污染,并保证有正确的被安装和润滑。故轴承配列的设计、油封的状况、润滑剂的型式及润滑周期,乃至专门的保养皆扮演着相同而又重要的角色。
混合油脂:决不要把不能相容的油脂混用,如果两种不相容的油脂混用,通常其稠度会变软,最后可能会因油脂容易流失而造成轴承的损坏。如果你不知道轴承原先使用的是哪一种润滑脂,则必须先彻底清除轴承内外的旧油脂,方可添加新油脂。
油脂的分类:主要根据温度和工作条件区分:油脂可根据它们的容许工作温度来分类,油脂的稠度和润滑能力是受到工作温度影响的,在某一温度下操作的轴承必须要选择在同样温度下有正确稠度和良好润滑效果的油脂。油脂是以不同的工作温度范围来制造的,大致可区分为低温用、中温用和高温用的油脂。同时,有一类油脂称为耐挤压或耐挤压并添加二硫化钼,同时,在其中加有添加剂以加强润滑油膜的强度
选择油脂的重要因素:如果错误选择油脂则所有预防轴承的措施也是徒劳,选择一种油脂,它的基油粘度在工作温度是能提供足够的润滑效果是很重要的,粘度主要受到温度的影响,它随着温度的上升而下降,当温度下降是它则上升。因此,必须知道在工作温度时的基油粘度。机械制造厂家通常都会指定使用某种油脂,然而大部分的标准润滑脂适用的范围都很广。
选择润滑脂的几个重要因素:机械种类;轴承种类与大小;工作温度;工作负荷情况;速度范围;工作情况,如振动和主轴的方向是水平或垂直;冷却情况;密封效果;外围环境。
4.润滑油润滑
4.1.油浴法
油浴法是多用于低速、中速旋转的一般润滑方法。正常油面原则上在最下位的滚动体中心。最好安装油位表,一般确认油面。
4.2.滴注供油法
滴注供油法多用于较高速旋转的小型球轴承等。油贮藏在可视的给油器中,滴下的油量由上部的螺丝来调节。
4.3.飞溅式供油法
飞溅式供油法是不直接将轴承侵入油中,利用周围的齿轮回转轮或甩油环回转产生的飞溅,来使轴承润滑的方法。广泛使用于汽车的变速器、差动齿轮装置等。
4.4.循环供油法
对于需要用油冷却轴承部分的高速旋转或周围温度很高的视用条件,多采用循环给油。其原理:来自供用管的油,达到一定水平时,经排油管返回油箱,冷却过的油再次经过泵或过滤器供油。为了使油不至于在外壳内积存过多,排油管要比供油管粗。
4.5.喷射供油法
喷射供油法多用于高速旋转的轴承,如喷气式发动机。请原理:从1个或几个喷嘴,用一定压力喷射出润滑油,使之贯通轴承内部。工作时,冲着内圈和保持架的引导面喷油。高速的情况下,轴承周围的空气也与轴承一起旋转,形成空气墙。所以,润滑油从喷嘴的喷出速度,要在内圈内径面(也是保持架的引导面)速度的20%以上。对于同一油量,喷嘴根数多有利于冷却效果为好。因喷射供油法的用油量多,所以,希望要注意减少油的搅拌阻力。加大排油口,强制排油,以便有效地排热。
4.6.喷雾供油法
喷雾供油法是用空气使润滑油成雾状,喷到轴承上的润滑方法。
其优点如下:(1)因润滑油量少,所以搅拌阻力小,适用于高速旋转;(2)从轴承部位很少漏油,所以,设备的污染少;(3)可以经常提供新的润滑油、延长轴承寿命。
因此,喷雾供油法用于机床的高速主轴、高速旋转泵、轧钢机辊颈用轴承的润滑和大型轴承等。
4.7.油气供油法
油气供油法是用定量活塞间歇地吐出微量的润滑油,由混合阀将润滑油渐渐地引进压缩空气中,连续不动提供给轴承的润滑方法。
油气供油法的主要特点:(1)可以管理油的微少定量,所以能够控制最适量的油量,发热少,适用于高速旋转;(2)连续地微量供油,轴承温度稳定,而且,有时沿着油管的壁面流动,很少污染周围空气。(3)经常给主轴内部送入压缩空气,主油内压高,不易从外部侵入灰尘及杂质。因此,多用于机场主轴及其它高速旋转的工况;(4)经常送进新的润滑油,所以不用担心油的老化
4.8.润滑油的更换周期
润滑油的更换周期,因使用条件、油量而差异。一般地,运转温度50度以下,灰尘少的良好环境下使用时,可以1年更换一次,但是,油温在100度以上的场合,要每3个月或3个月以内更换。而且,有水分侵入的情况下,或由于油浴润滑混入异物的情况下,需要缩短换油周期。型号不同的润滑油,禁止混合使用
4.9.油润滑油的维护与保养
定期检查润滑油的油位和油质,一般情况下,正常油位应为设备油位视窗或标示的1/3-2/3范围内。补油方式为油杯的,其显示的油位只代表补油能力,而轴承箱油位是满足运行要求的,油杯中油位低于其总容积的1/4可考虑补油。
检查和补油方法,取出少量的润滑油作为样品和新鲜的润滑油进行比较,有能力的单位可考虑进行油质化验,以确保油质合格。如果样品看似云雾状,那么可能是与水混合的结果,也就是大家常说的油乳化,此时应该更换润滑油。如果样品程变暗的颜色或变浓稠,那么可能表示润滑油已经开始碳化,应将旧润滑油进行彻底更换。如果可能的话,使用新鲜的润滑油对油路进行冲洗。更换润滑油时,应确保所更换的润滑油新、旧型号相同,并补充之满足要求的油位。
使用油浴式的润滑系统,如果油温在60℃(140°F)以下,且润滑油没有受到污染,则一年更换一次润滑油即可。如果油温在60-100℃(140-210°F),则一年需要更换四次润滑油。如果油温在100-120℃(210-250°F),则每月需要更换一次润滑油。如果油温在120℃(250°F)以上,则每周需要更换一次润滑油。
正确的安装和保养是轴承正常运行的重要因素,同时,必须注意保持轴承的清洁度。轴承必须防止受到污染物及湿气的污染,必须有正确的安装和润滑。另外,轴承配列的设计、油封的状况、润滑剂的形式及更换周期和专门的保养同样扮演着重要的角色,都必须加以关注。
相关参考
一、教材知识点:摘自《1H411020机电工程常用设备》机电工程项目通用机械设备是指通用性强、用途较广泛的机械设备,主要有:泵、风机、压缩机、输送设备。(P16)1.泵的分类按泵的工作原理和结构形式分类(1)容积式泵。...
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微泵的日常维护(涨知识 护士必备:常用仪器设备的测试与维护)
随着医学模式的转变和临床护理技术的发展,越来越多的医疗仪器、设备伴随着新技术、新方法应用于临床,提高了疾病的治愈率,使患者们得到了更大的利益。为了使仪器设备能及时安全地为患者服务,仪器设备的日常维护及...
1H411010 机电工程常用材料 1H411011 常用金属材料的类型及应用 一、黑色金属材料的类型及应用 (一)黑色金属材料的类型 黑色金属(钢铁)材料以铁和碳为主要元素组成的合金,含碳量一般在2%以下,并含...
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...管线及附属管线、部件、仪表是否完好无缺。(4)检查联轴器连