ATOS泵用機(jī)械密封的維護(hù)與檢修

一、機(jī)械密封運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)內(nèi)容
機(jī)械密封投人使用后也必須進(jìn)行正確的維護(hù)，才能使它有較好的密封效果及長(zhǎng)久的使用壽命。一般要注意以下幾方面。
1、應(yīng)避免因零件松動(dòng)而發(fā)生泄漏，注意因雜質(zhì)進(jìn)人端面造成的發(fā)熱現(xiàn)象及運(yùn)轉(zhuǎn)中有無(wú)異常響聲等。對(duì)于連續(xù)運(yùn)行的泵，不但開(kāi)車時(shí)要注意防止發(fā)生干摩擦，運(yùn)行中更要注意防止干摩擦。不要使泵抽空，必要時(shí)可設(shè)置自動(dòng)裝置以防止泵抽空。對(duì)于間歇運(yùn)行的泵，應(yīng)注意觀察停泵后因物料干燥形成的結(jié)晶，或降溫而析出的結(jié)晶，泵啟動(dòng)時(shí)應(yīng)采取加熱或沖洗措施，以避免結(jié)晶物劃傷端面而影響密封效果。
2、沖洗冷卻等循環(huán)保護(hù)系統(tǒng)及儀表是否正常穩(wěn)定工作。要注意突然停水而使冷卻不良，造成密封失效，或由于冷卻管、沖洗管、均壓管堵塞而發(fā)生事故。

3、ATOS離心泵本身的振動(dòng)、發(fā)熱等因素也將影響密封性能，必須經(jīng)常觀察。當(dāng)軸承部分破壞后，也會(huì)影響密封性能，因此要注意軸承是否發(fā)熱，運(yùn)行中聲音是否異常，以便可及時(shí)修理。
二、機(jī)械密封端面平面度檢驗(yàn)方法
我國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 7369-2011《機(jī)械密封端面平面度檢驗(yàn)方法》規(guī)定了機(jī)械密封端面平面度的檢驗(yàn)裝置、檢驗(yàn)程序、平面度測(cè)定值的判讀等內(nèi)容，它適用于采用單色光源的光學(xué)法檢驗(yàn)機(jī)械密封環(huán)端面平面度。
1、驗(yàn)裝置確性    推薦使用的檢驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)如圖1。光源應(yīng)為單色光源，檢驗(yàn)用光學(xué)平晶應(yīng)為一級(jí)精度（其平面度應(yīng)在0. 02~0. 10μm之間），光學(xué)平晶的直徑應(yīng)大于被檢密封環(huán)端面的外徑。

圖1 機(jī)械密封端面平面度檢驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)
1-箱體；2-密封環(huán)；3-光學(xué)平晶；4-活動(dòng)門(mén)；
5-帶孔活動(dòng)板；6-玻璃鏡；7-毛玻璃；
8-鈉光燈管；9-穩(wěn)壓元件；10-隔光板
裝置放置在干燥、潔凈、避免振動(dòng)干擾的工作間內(nèi)。裝置要有一定的保護(hù)元件，避免光束直接照射到觀察者的皮膚或眼睛。如果采用反光鏡觀察，應(yīng)保證反光鏡沒(méi)有變形和失真。
2、檢驗(yàn)程序    檢驗(yàn)時(shí)，環(huán)境溫度應(yīng)控制在（20士5）℃。打開(kāi)平面度檢測(cè)儀的電源開(kāi)關(guān)，預(yù)熱至燈管充分發(fā)光。清除被檢密封環(huán)端面和光學(xué)平晶表面上的纖維、顆粒、油漬、水汽等污物，且使密封環(huán)端面和光學(xué)平晶表面不受損傷，并且保持這些表面在檢驗(yàn)過(guò)程中不被再次污染。將被檢密封環(huán)輕輕放置在光學(xué)平晶上（或?qū)⑵骄лp輕放置在密封環(huán)上），使密封環(huán)端面和光學(xué)平晶緊密接觸，出現(xiàn)干涉帶，判讀光譜帶數(shù)時(shí)不應(yīng)使其受到附加外力的作用。通過(guò)鏡面觀察密封端面的干涉圖形（或透過(guò)光學(xué)平晶觀察密封端面上的干涉圖形），判讀干涉光譜帶。
3、平面度測(cè)定值的判讀
（1）平面度測(cè)定值的判讀按圖2~圖5的規(guī)定。每組圖由左向右第2、3個(gè)為待側(cè)平面與平晶成楔形位干涉圖，其余4個(gè)為待測(cè)平面與平晶平行接觸位干涉圖。光帶條數(shù)為線段AB穿過(guò)暗帶的條數(shù)。對(duì)于未包含的圖形，判讀者應(yīng)在正確理解光干涉原理的基礎(chǔ)上，參照?qǐng)D例進(jìn)行判讀。
圖2 一條光帶圖例
圖3 兩條光帶
圖4 三條光帶圖例
圖5 多條光帶（多于三條光帶）圖例
（2）球形凸面和球形凹面確定方法如下。
a、觀察干涉圖時(shí)由上向下移動(dòng)眼睛，若干涉光譜帶向圓心移動(dòng)，則為球形凹面；若干涉光譜帶向外徑移動(dòng)，則為球形凸面。
b、用手指輕輕地在平晶或密封環(huán)外邊上加壓，若干涉光譜帶圍著手指彎曲，則為球形凸面；若干涉光譜帶向手指外彎曲，則為球形凹面。
（3）平面度測(cè)定值的計(jì)算公式為：△=0.5Nλ
式中  △——平面度的測(cè)定值，μm；
N——干涉光譜帶數(shù)；
λ——單色光波波長(zhǎng)，μm。
比如目前常用的單色光源——鈉光光波，波長(zhǎng)為λ=0.6μm，一條光帶時(shí)，△為0.3μm，即平面度為0.3μm。
三、機(jī)械密封檢修中的幾個(gè)誤區(qū)
1、彈簧壓量越大，密封效果越好    雖然在試運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程不產(chǎn)生泄漏，但隨著高速連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，彈簧壓縮量過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致摩擦副急劇磨損，甚至瞬間燒損，過(guò)度的壓縮使彈簧失去調(diào)節(jié)動(dòng)環(huán)端面的能力，導(dǎo)致密封失效或直接導(dǎo)致彈簧報(bào)廢。
2、動(dòng)環(huán)密封圈越緊越好    其實(shí)動(dòng)環(huán)密封圈過(guò)緊有害無(wú)益，不但加劇密封圈與軸套（軸）間磨損，還增大了動(dòng)環(huán)軸向調(diào)整移動(dòng)的阻力，在工況變化頻繁時(shí)無(wú)法適時(shí)進(jìn)行調(diào)整，且易導(dǎo)致彈簧過(guò)度疲勞損壞，使動(dòng)環(huán)密封圈變形，造成泄漏，影響密封效果。
3、靜環(huán)密封圈越緊越好    靜環(huán)密封圈基本處于靜止?fàn)顟B(tài)，相對(duì)較緊時(shí)密封效果會(huì)好些，但過(guò)緊也是有害的：一是引起靜環(huán)密封因過(guò)度變形，影響密封效果；二是靜環(huán)材質(zhì)以石墨居多，一般較脆，過(guò)度受力極易引起碎裂；三是安裝、拆卸困難，極易損壞靜環(huán)。
4、葉輪鎖緊螺母越緊越好    軸套與軸之間有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)泄漏（軸間泄漏）。一般認(rèn)為軸間泄漏就是葉輪鎖緊螺母沒(méi)鎖緊。其實(shí)造成軸間泄漏的因素很多，如軸間墊損壞、偏移，軸間有雜質(zhì)，軸套與軸配合處有較大形位誤差，接觸面被損壞，軸上各部件間有間隙、軸頭螺紋過(guò)長(zhǎng)等，都會(huì)造成軸間泄漏。鎖緊螺母鎖緊過(guò)度只會(huì)導(dǎo)致軸間墊過(guò)早失效（老化、損壞等），相反，適度鎖緊螺母，使軸間墊始終保持一定的壓縮彈性，在運(yùn)轉(zhuǎn)中會(huì)自動(dòng)適時(shí)鎖緊，使軸間始終處于良好的密封狀態(tài)。
5、拆開(kāi)檢修優(yōu)于不拆    一旦出現(xiàn)機(jī)械密封泄漏便急于拆修，其實(shí)，有時(shí)密封并沒(méi)有損壞，只需調(diào)整工況或適當(dāng)調(diào)整密封就可消除泄漏。這樣既能避免浪費(fèi)（拆時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致靜環(huán)損壞或造成密封圈失效），又能驗(yàn)證自己的故障判斷能力，積累維修經(jīng)驗(yàn)，提高檢修質(zhì)量，降低機(jī)械密封的檢修費(fèi)用。
6、新的比舊的好    相對(duì)而言，使用新機(jī)械密封的效果好于舊的，但新機(jī)械密封的質(zhì)量或材質(zhì)選擇不當(dāng)時(shí)，配合尺寸誤差較大會(huì)影響密封效果；在聚合性和滲透性介質(zhì)中，靜環(huán)如無(wú)過(guò)度磨損。還是不更換為好。因?yàn)殪o環(huán)在靜環(huán)座中長(zhǎng)時(shí)間處于靜止?fàn)顟B(tài)，使聚合物和雜質(zhì)沉積為一體，起到了較好的密封作用。
四、機(jī)械密封零件的檢修
1、摩擦副    機(jī)械密封的摩擦副環(huán)在每次檢修時(shí)都應(yīng)取下來(lái)進(jìn)行認(rèn)真檢查，端面不得有劃痕、溝槽，平面度要符合要求。否則應(yīng)根據(jù)摩擦副環(huán)的技術(shù)要求進(jìn)行重新研磨和拋光。不過(guò)，在修復(fù)時(shí)，通常還要遵循下面的一些具體規(guī)定。      （1）摩擦副環(huán)端面不得有內(nèi)外緣相通的劃痕和溝槽，否則不再進(jìn)行修復(fù)。
（2）摩擦副端面發(fā)生熱裂一般不予修復(fù)。
（3）摩擦副環(huán)有腐蝕斑痕一般不予修復(fù)。
（4）軟質(zhì)材料容易在使用安裝中造成崩邊、劃傷，一般不允許有內(nèi)外相通的劃道，軟材料密封環(huán)允許的崩邊圖6所示，要求b/a≤1/5。
圖6 軟材料密封環(huán)允許的崩邊
（5）當(dāng)摩擦副環(huán)的端面磨損量超過(guò)下面的數(shù)值時(shí)一般不予修復(fù)，而磨損量小于下面所示的數(shù)值時(shí)，則可進(jìn)行重新研磨修復(fù)，當(dāng)達(dá)到技術(shù)要求后可重新使用。
a、堆焊司太立合金的端面磨損量為0.8mm。
b、堆焊超硬合金或哈氏合金的端面磨損量為0. 5mm。
c、噴涂陶瓷的端面磨損量為1.0mm。
d、硬質(zhì)合金或陶瓷的端面磨損量為1. 8mm。
e、石墨環(huán)的凸臺(tái)為3mm的端面磨損量為1.0mm，石墨環(huán)的凸臺(tái)為4mm的端面磨損量為1.5mm。
修復(fù)摩擦副環(huán)端面時(shí)，可先在平面磨床上磨削，然后在平板上研磨和拋光來(lái)修復(fù)。不同的動(dòng)、靜環(huán)材料應(yīng)采用不同的磨料和研磨工具。
（a）粗磨硬質(zhì)合金、陶瓷環(huán)時(shí)，用100-200號(hào)碳化硅金剛砂研磨粉加煤油攪拌均勻；精磨時(shí)用M20碳化硼或240~300號(hào)碳化硅金剛砂加煤油拌勻。研磨時(shí)將環(huán)放在平板上，把磨料放在環(huán)孔內(nèi)，然后用手按著以“8”字形的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行研磨（圖7），這樣可以避免環(huán)面上紋路的方向性，直至看不出劃痕為止。波紋管式軸封研磨密封面和底板時(shí)要用工具定位。研磨后以汽油洗凈，用布擦干，再進(jìn)行拋光。拋光時(shí)用M2~M3金剛砂研磨膏加工業(yè)甘油(約1:18)攪拌均勻后，將少量磨料刷在研磨盤(pán)上，仍按“8”字形研磨，其表面粗糙度可達(dá)Ra0.1μm。
圖7 軸封研磨方法

（b）粗磨不銹鋼、鑄鐵及聚四氟乙烯時(shí)，用M20白剛玉粉加混合潤(rùn)滑劑（煤油2份和汽油、錠子油各1份)，混合拌勻，放在平板上研磨；精磨時(shí)用M10白剛玉粉加上述混合潤(rùn)滑劑，放在具有一定硬度（240~280HB）的平板上研磨；拋光時(shí)用M1~M3白剛玉粉或M10氧化鉻加同樣混合潤(rùn)滑劑，放在襯有白紡綢布的平板上進(jìn)行研磨。在研磨過(guò)程中，如潤(rùn)滑劑干涸，只需補(bǔ)充汽油即可。
（c）粗、精磨石墨環(huán)時(shí)，不用磨料，只需用航空汽油作潤(rùn)滑劑在平板上進(jìn)行研磨，拋光時(shí)干磨即可。
經(jīng)修復(fù)后的動(dòng)、靜環(huán)表面粗糙度Ra值在0. 1~0.2μm之間。表面平面度要求不大于1μm，平面對(duì)中心線的垂直度允許偏差為0. 04mm，動(dòng)環(huán)與彈簧接觸的端面對(duì)中心線的垂直度允許偏差為0. 04mm。檢驗(yàn)動(dòng)環(huán)、靜環(huán)的研磨質(zhì)量，可用簡(jiǎn)便方法，即使動(dòng)環(huán)、靜環(huán)兩摩擦面緊貼，如吸住不掉，即表明研磨合格。
現(xiàn)場(chǎng)檢修時(shí)，若無(wú)平板或研磨機(jī)，對(duì)于軟質(zhì)材料環(huán)可用反應(yīng)釜上的“視鏡”玻璃作研磨平板，然后用刀口尺檢查。或用涂色法把密封環(huán)互相對(duì)研，對(duì)研時(shí)，接觸軌跡必須閉合、連續(xù)，要求接觸面積大于密封環(huán)帶面積的80%方可使用。
2、密封圈    使用一定時(shí)間后，密封圈經(jīng)常溶脹或老化，因此檢修時(shí)一般要更換新的密封圈。
3、彈簧    彈簧損壞多半因腐蝕或使用過(guò)久，使彈簧失去彈力而影響密封。彈簧損壞后應(yīng)更換新彈簧。檢修時(shí)將彈簧清洗干凈后，要測(cè)其彈力，彈力變化應(yīng)小于20%。
a、*變形    將彈簧用試驗(yàn)負(fù)荷壓縮三次，測(cè)量第二次與第三次壓縮后的自由高度變化值，以此值作為彈簧的*變形。其*變形不應(yīng)大于自由高度的0.3%。
b、彈簧特性    彈簧特性的測(cè)量在精度不低于1%的彈簧試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。彈簧特性的測(cè)定是將彈簧壓縮一次到試驗(yàn)負(fù)荷后進(jìn)行的。試驗(yàn)負(fù)荷根據(jù)表1規(guī)定的試驗(yàn)應(yīng)力計(jì)算，當(dāng)計(jì)算出的負(fù)荷比壓并負(fù)荷大時(shí)，以壓并負(fù)荷作為試驗(yàn)負(fù)荷。試驗(yàn)負(fù)荷用式計(jì)算。
表1 試驗(yàn)應(yīng)力（單位：MPa）
材料
不銹鋼絲
青銅線
試驗(yàn)應(yīng)力τs
抗拉強(qiáng)度×0.45
抗拉強(qiáng)度×0.4
式中  Ps——試驗(yàn)負(fù)荷，N；
τs——試驗(yàn)應(yīng)力，MPa；
d——絲徑，mm；
D——彈簧中徑，mm。
c、外徑(或內(nèi)徑)、自由高度、垂直度    外徑(或內(nèi)徑)用通用或量具測(cè)量。自由高度用通用或量具測(cè)量，測(cè)量彈簧zui高點(diǎn)。垂直度用平板和寬座角尺測(cè)量，如圖8所示。在無(wú)負(fù)荷狀態(tài)下，將被測(cè)彈簧豎直放在平板上，貼靠寬座角尺，自轉(zhuǎn)一周，測(cè)量端頭縫隙的zui大值△；再按此法測(cè)量彈簧的另一端面（端頭至1/2圈處考核相鄰第二圈），將兩個(gè)測(cè)量值的較大值作為彈簧的垂直度誤差。
圖8 彈簧垂直度的測(cè)量
d、節(jié)距、端面粗糙度、外觀    在相應(yīng)的彈簧試驗(yàn)機(jī)上將彈簧壓至全變形量的80%，彈簧在正常節(jié)距圈范圍內(nèi)不應(yīng)接觸。
端面粗糙度采用與粗糙度樣塊對(duì)比的方法。
彈簧外觀質(zhì)量的檢查采用目測(cè)或用5倍放大鏡進(jìn)行。
4、軸或軸套    軸或軸套運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，其表面會(huì)因腐蝕或磨損而產(chǎn)生溝槽，這時(shí)應(yīng)將軸或軸套表面磨光，恢復(fù)原來(lái)的表面粗糙度。如果經(jīng)磨光后，其直徑尺寸減小，造成與彈簧座、動(dòng)環(huán)、靜環(huán)間的配合間隙太大時(shí)，應(yīng)更換軸套或?qū)Ρ幂S進(jìn)行補(bǔ)焊或車削鑲套。