离心泵填料密封失效原因及改进措施（上）

一、离心泵的密封结构

    离心泵的轴封为一种安装于旋转的泵轴和静止的泵体间的密封，作用是阻止输送油料从泵轴与泵壳之间漏出泵外，或阻止外部空气进入泵体内，保证离心泵的正常运行。轴封一般采用的是接触式密封，有填料密封(如软填料密封、膨胀石墨填料密封、碗式填料密封)和端面密封(如机械密封)等类型。

    填料密封是一种接触式密封，即在轴与壳体之间充填弹性密封材料，当填料受到轴向力压紧后能紧贴于轴表面，利用密封材料的弹性变形补偿密封面的磨损，使被密封的空间与外界隔绝，堵塞泄漏间隙，阻止介质外泄。

    由于填料密封的结构和特点不同，其适用的场合也不同。

(1)软填料密封。软填料密封结构简单，但消耗的功率较大，沿轴向分布的紧力不均匀，靠近压盖处的填料磨损***快。密封腔的油压小于3．5 MPa，其线速度***大为20 m／s。适用于一般油料的密封和油料温度为250℃的油泵。

(2)膨胀石墨填料密封。膨胀石墨填料密封具有良好的耐热、耐腐蚀性，其弹性、柔韧性、自润滑性和不渗透性均好于其它结构的填料密封，消耗的功率比软填料密封低5 左右。适用于密封压力小于3．5 MPa，工作温度为380℃的油泵。

(3)碗式填料密封。碗式填料密封结构简单，制作方便，密封效果较好，对泵轴的磨损比软填料密封小。适用于旋转密封压强为5 MPa，线速度为3 m／s的场合。

    软填料密封的基本功能是，通过填料与转动轴(轴套)之间的紧密结合，形成一层很薄的环形油膜来达到密封的目的，这种油膜来自所输送的油料。在油泵填料密封中设有填料套、填料环(封油环)、填料、填料压盖、长扣双头螺栓和螺母等。在正常运行时，必须压紧填料，液体才不至于从泵轴处泄漏，但又不能压得过紧，否则轴和填料的磨擦增加，严重时会发热，降低泵的效率。填料密封所用的材料一般是石墨、浸过黄油的棉织物品、石棉、金属箔、石棉芯、聚四氟乙烯等。填料密封的油料渗漏量应控制在6滴／min左右。填料密封的缺点是使用寿命短，需随时维护，密封效果不理想。

二、密封失效原因

1、油封结构不合理

    离心泵密封结构本身设计上存在的缺陷和隐患，主要表现在油泵的轴向密封不合理。原因是，油封的工作介质来源于泵的高压区，油压比从其它各处渗入填料函的油压高，而填料函上部的油封孑L离填料压盖较近，仅间隔4～6圈填料。由于圈数少，高压密封油很容易发生外泄。在补充添加填料时，可能会把油封环压入填料函的内部，导致油封环与泵盖上的油封孑L错位而失去密封作用。此时，密封的油不能完全扩散，导致处于油封孑L外侧的填料压力升高，密封较困难。同时，填料环安装在填料函的***，填料环上的孑L应与冲洗油孑L相吻合，这就增大了更换填料的难度和工作量。

    2、侧向压力分布不均匀侧向压力分布不均匀导致填料磨损严重，密封性变差。对填料压盖施加压力时，密封填料与轴套之间的侧向压力和密封间隙内的压力就会沿轴向分布，从而产生相反的弯曲、扭转、剪切现象，易造成侧向压力小于被密封的油料压力，使密封失效。如果填料靠近填料压盖，当填料的侧向压力大于被密封油料的压力时，就会导致该处的填料和轴套之间的阻力增大，产生的热量使填料变硬、变脆，失去弹性，增大填料的磨损，使泵轴机械性能下降。在这种情况下，填料密封的密封效果变差，填料压盖的压力被进一步加大，导致压盖处的工作状况恶化，如此***循环，使得密封的稳定性完全丧失。

    3、填料压盖压力失衡填料函中的盘根数量通常为6～1O根，中间有填料环。使用过程中，必须通过拧紧压盖两侧的螺栓产生预导压力来压实填料。在大多数情况下，螺栓的松紧程度依靠人工控制，在没有压力显示板手的情况下，压力难以控制，导致填料的侧向压力沿轴向的分布不均匀，达不到密封要求。特别是油环内侧的填料，如果手工用力过大，容易引起密封填料严重磨损，影响密封的稳定性及可靠性，如果用力过小，又达不到密封的目的。

    4、密封的适应性差泵轴受到的应力主要为变应力，发生的***主要是疲劳损坏。一般而言，普通填料密封结构不允许旋转轴有较大的径向偏心量，径向偏心量一般要求小于0．05 mm。在设计中，由于考虑诸多外部条件的变化，在非理想状态下，旋转轴的偏心量有一定的允许误差范围。当外界干扰因素较大时，旋转轴在密封处的偏心量就会超过允许值，导致填料与轴套产生较大间隙，使泄漏量大大增加。