离心泵机械密封使用寿命的影响因素与优化策略

王成龙（辽阳石化公司设备检修部 111003）

引言

随着机械工艺水平的提升，机械密封在泵类机械产品中的使用也越来越多，机械密封的应用范围和前景也更为广泛。良好的机械密封是保证离心泵运行的基础。本文以离心泵机械密封的原理为切入点，分析了影响离心泵机械密封使用寿命的因素，并提出了一些合理的优化建议。

一、离心泵机械密封的工作原理

离心泵的机械密封是相对运动的环的端面互相贴合以后，产生的微小轴向间隙发挥密封作用的一种装置。一般的机械密封包括了动环、静环、压紧元件、密封元件等四个部件，机械密封的作用能够让泵在静止的状态下，保持其端面之间的贴合，这就使得密封的介质不会产生外漏，而且避免了杂质进入到机械的密封端面。同样，机械密封对离心泵的振动等发挥一定的缓冲功能。机械密封在离心泵运行的过程中，并不是一个孤立的零部件，而是与离心泵的其他零部件共同组合在一起运转的。因此，这就对机械密封的窜量等提出了更高的要求。

二、影响离心泵机械密封的因素分析

1.离心泵轴存在较大的窜量

在离心泵运转的过程中，机械密封的密封面需要具备一定的比压，只有这样才能够保证机械密封作用的发挥。因此，这就需要机械密封的弹簧必须具备一定的压缩量，借助这股压缩量给密封端面一个推力，旋转起来以后使密封面有一个标准的比压。为了维持这一比压的稳定性，要求离心泵机械密封泵轴的窜量要控制在科学的范围之内。但是在机械密封设计的时候，因为设计不科学等因素的影响，往往会造成泵轴出现较大的窜量，影响了机械密封的使用效果。

2.离心泵轴向力过大

离心泵机械密封在使用的时候不能够承受轴向力，当轴向力出现以后，将会对离心泵的机械密封产生非常严重的影响。这是因为机械密封在承受轴向力的时候，会造成密封压盖温度的快速升高，使得聚内烯类的介质出现熔融，而影响了离心泵机械密封的效果，离心泵精致的时候密封端面出现间断性的喷漏等问题。

3.离心泵轴的挠度过高

离心泵的机械密封作为一种旋转轴向的接触式的机械动密封，其功能的发挥是在流体介质与弹性元件的双重作用之下实现的，在作用的时候机械密封的两个垂直于轴心线的密封端面紧密的贴合，进而在相对旋转的时候，实现密封的效果。因此，在设计的时候，两个密封端面的受力一定要均匀，不能出现太大的挠度。

4.离心泵运转振动过大

在机械密封运转的时候，如果机械密封的振动偏大，那么最终将会造成密封效果丢失。但是机械密封偏大的原因大部分都是自身原因造成的，离心泵的其他零部件作为振动根源产生的主因，如果离心泵轴设计不合理、联轴器平行度不标准等因素影响，将会影响离心泵机械密封的使用寿命和效果。

5.离心泵口汽蚀因素的影响

在离心泵机械密封功能发挥的过程中，因为装置系统操作不合理、离心泵紧扣气蚀性能差等因素的影响，将会对离心泵机械密封面的外表面产生不利的影响，导致离心泵机械密封的外表面出现破损。同时，也会造成动静环吻合面流动膜中出现气泡，进而影响了吻合面之间流动膜的稳定性。造成吻合面动力摩擦的提高，导致离心泵机械密封装置磨损的加剧。

三、离心泵机械密封的设计安装的优化策略

1.及时解决离心泵轴窜量大的问题

为了提升离心泵机械密封的使用寿命，需要科学地设计轴向力的平衡装置，以最大程度上消除轴向窜量。为了更好的达到这个目标，在离心泵机械密封设计的时候，一个是可以通过平衡盘加轴向轴承的方式来进行完善。另一个则是平衡鼓加轴向轴承的方式。这两种方案在一定程度上能够降低离心泵轴窜量大的问题，为延长离心泵机械密封的效果，提供有效的技术改进与支持。

2.保证离心泵标准的轴向力

在离心泵机械密封设计的时候，合理地设计轴向力的平衡机构，保证它能够有效地平衡轴向力，为离心泵机械密封功能的发挥创造一个良好的基础。同时，在机械密封制造的过程中，需要通过提升离心泵机械密封的设计、加工精度，来保证机械密封与机械之间的良好接触，以此延长机械密封的使用寿命与效果。

3.科学控制泵轴的挠度

在卧式多级离心泵工作的时候，通过减少两端轴承之间的距离泵叶轮的级数不能太多，当泵的总扬程要求很大的时候，要最大程度上提升每级叶轮的扬程，减少叶轮的级数。其次，在设计泵轴直径的时候，不能仅仅简单的考虑传递功率的水平，而需要将机械密封、轴挠度等做统一的整合与设计。第三要提升泵轴材料的等级，保证制造质量。

4.避免离心泵进口的汽蚀

在机械密封功能发挥的过程中，离心泵进口汽蚀对机械密封的影响也是非常大的，首先要通过提升离心泵的汽蚀性能，做好现场装置的汽蚀性能达标。在现场装置的时候，一定要实现离心泵汽蚀性能水平的统一。现场安装与调节的过程中要创造出有利的条件。其次，在离心泵产品设计的时候，要做好振动来源的分析。在离心泵产品的制造和装配的过程中，需要严格遵守标准和规程来实施。以此来全面提升离心泵机械密封的使用寿命。

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