盤根式水泵軸封泄漏在線修復技術應用

李國祥

（寶武集團新疆八一鋼鐵股份公司能源中心熱力分廠，新疆烏魯木齊 830022）

1 問題

軸端采用盤根密封形式的水泵經(jīng)常會出現(xiàn)盤根泄漏、軸套磨損、軸承進水故障。設備檢修工期長，造成系統(tǒng)可靠性低、檢修費用高。

2 原因分析

采用盤根作為軸端密封，其結構主要由軸套、盤根、盤根壓蓋組成（圖1）。密封原理：轉軸旋轉時，盤根保持靜止，軸套隨轉軸一起旋轉，通過緊固盤根壓蓋螺栓，使盤根變形，從而填充軸套與盤根之間的間隙，達到消除或減少泄漏的目的。

圖1 盤根密封結構

根據(jù)其密封原理，盤根對軸套要產(chǎn)生一定的壓緊力且壓緊力≥泵體內(nèi)部的介質壓力時，才能達到阻止泄漏的目的，但此時轉動軸必須克服盤根的壓緊力而旋轉。由于盤根與軸套有相對運動從而造成盤根與軸套磨損。盤根與軸套磨損后，間隙變大，盤根補償能力有限，導致軸套與盤根之間間隙逐漸增大，最終發(fā)生泄漏，泄漏量較大時，影響設備正常運行，必須停機解體檢修，更換軸套、盤根。這樣造成設備檢修工期長，檢修費用高，系統(tǒng)可靠性差。

3 處理思路及方案

根據(jù)分析，要解決盤根密封水泵軸封泄漏問題，必須考慮快速在線修復及密封結構使用周期問題。

3.1 將盤根密封改為機械密封

通過可行性分析，將盤根密封改為機械密封（圖2）。首先需要更改水泵密封壓蓋及密封室，現(xiàn)場無法實施。且機械密封價格高，備件成本較大，檢修工藝要求高、檢修工期長。

圖2 機械密封結構

3.2 采用泥狀軟填料密封代替盤根密封

泥狀軟填料是一種膠泥狀物質，主要成分為石墨，自潤滑性好，在一定壓力下具有一定的流動性。在轉軸的旋轉過程中，由于軟填料是一種膠泥狀物質，附著在軸套上并與軸套一同旋轉，形成一個“旋轉層”。此“旋轉層”與軸套保持相對靜止，有效避免了軸套的磨損，保護了軸套。同時，一部分軟填料與盤根室內(nèi)腔形成一層“不動層”。隨著“旋轉層”的徑向延展，軟填料對軸套的附著力逐漸減小，并且由于軟填料中含有一定量的石墨，這樣在“旋轉層”與“不動層”之間形成一個剪切面，而不是填料與軸套之間，在達到密封目的同時也保護了軸套（圖3）。

圖3 泥狀軟填料密封結構

由于軟填料在一定壓力下具有流動性。通過對水泵密封腔室進行簡單改造，當軸端密封出現(xiàn)泄漏時，可以不停機，通過提前安裝的注入口向水泵密封腔室補充一部分軟填料，達到消除泄漏的目的，從而降低了維修工作量，提高了設備的運行效率與可靠性，同時延長了軸套使用壽命。此方案實現(xiàn)了在線修復盤根式水泵軸封泄漏的問題。

4 方案實施

（1）選擇軟填料及加注工具。

（2）在水泵密封腔室部位的正上方合適位置上鉆通孔，孔的大氣側攻內(nèi)螺紋，形成加注軟填料的通道。

（3）將制作好的兩頭帶外螺紋、中空的注入嘴，一頭與加注工具相連，一頭與泵體相連。

（4）加工兩個密封環(huán)擋在泵體的大氣側與吸入側，將可能造成軟填料泄漏的通道堵死，形成密封腔。

（5）取出原來盤根腔室的水封環(huán)及盤根。

（6）將注入嘴，密封環(huán)、原壓蓋，泵體按圖4 所示組裝，注入軟填料。

圖4 泵體密封結構

5 效果評價

改造后，軸套零磨損，設備運行期即使輕微泄漏，在線補充軟填料后即刻消除，避免了因軸封密封失效所致停機故障，且對已經(jīng)磨損的軸套依然適用，減少軸套更換數(shù)量，降低備件消耗，大幅提高水泵可靠性，有效延長檢修周期，降低維護成本。

6 結語

通過本次的技術改造，為同類型設備的密封修復開辟了思路，它的應用范圍極為廣泛，如低壓水泵、油泵、低速離心式風機、大直徑常溫風閥門、水閥門、煤氣閥門均可使用，可有效保障工業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)性，實現(xiàn)設備效益的最大化。