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多级泵汽蚀常识以及填料密封与机械密封有什么区别

2020-10-08

 1、汽化压力
      液体在某一温度下,当压力降至某一压力值时,液体会汽化,大家称这一压力值为液体在该温度下的汽化压力。
 
2、多级泵内汽蚀的过程
     多级泵运转时,液体压力沿着泵入口到叶轮入口而下降,在叶片入口附近的K点上,液体压力pK最低。此后由于叶轮对液体作功,液体压力很快上升。当叶轮叶片入口附近的压力pK小于液体输送温度下的饱和蒸汽压力pv时,液体就汽化。同时,使溶解在液体内的气体逸出。它们形成许多汽泡。当汽泡随液体流到叶道内压力较高处时,外面的液体压力高于汽泡内的汽化压力,则汽泡又重新破裂(凝结)溃灭形成空穴,瞬间内,周围的液体以极高的速度向空穴冲来,造成液体互相撞击,使局部的压力骤然增加(有的可达数百个大气压)。这样,不仅阻碍液体正常流动,尤为严重的是,如果这些汽泡在叶轮壁面附近溃灭,则液体就像无数个小弹头一样,连续地打击金属表面。其撞击频率很高(有的可达2000~3000Hz),于是金属表面因冲击疲劳而剥裂。如若汽泡内夹杂某种活性气体(如氧气等),它们借助汽泡凝结时放出的热量(局部温度可达200~300℃),还会形成热电偶,产生电解,形成电化学腐蚀作用,更加速了金属剥蚀的破坏速度。上述这种液体汽化、凝结、冲击、形成高压、高温、高频冲击负荷,造成金属材料的机械剥裂与电化学腐蚀破坏的综合现象称为汽蚀。
 
 
3、多级泵产生汽蚀时的现象
   (1)产生噪声和振动
      由于多级泵汽蚀时,气泡在高压区连续发生突然破裂,以及伴随的强烈水击,而产生噪声和振动,可以听到像爆豆似的劈劈啪啪的响声。根据噪声可以检测汽蚀的初生。
 
   (2)过流部件的腐蚀破坏
      多级泵长时间在汽蚀条件下工作时,泵过流部件的某些地方会遭到腐蚀破坏。这是因为气泡在凝结时金属表面受到像利刃似的高频(600~25000Hz)强烈冲击,压力达49MPa,致使金属表面出现麻点以至穿孔。严重时金属晶粒松动并剥落而呈现出蜂巢状。汽蚀破坏除机械力作用外还伴有电解、化学腐蚀等多种很复杂的作用。
 
      实践证明,汽蚀腐蚀破坏的部位,正是气泡消失之处。所以常常在叶轮出口和压水室进口部位发现破坏痕迹。泵内部流动方向急剧变化,液流角度和叶片角度不一致或断面突然变化处,如产生局部汽蚀,则在此稍后部位往往出现汽蚀破坏。
 
 
   (3)性能下降
     多级泵汽蚀时叶轮内液体的能量交换受到干扰和破坏,在外特性上的表现是Q-H曲线、 Q-P曲线、 Q-η曲线下降。严重时会使泵中的液流中断,不能工作。应当指出,泵发生汽蚀的初生阶段,特性曲线并无明显变化,有时因产生的气泡覆盖过流部分表面,形成光滑层而使泵效率稍有提高。泵的特性曲线出现明显变化时,汽蚀已发展到一定程度。


一、填料密封
     填料密封结构简单、价格便宜、维修方便。但泄漏量大、功耗损失大。因此填料密封用于输送一般介质,如水等;一般不适用于石油及化工介质,特别是不能用在贵重、易爆和有毒介质中。

     一)、填料的选择应考虑具备如下条件:
    1、有一定的塑性,在压紧力作用下能产生一定的径向力并与紧密轴接触。
 
    2、有足够的化学稳定性,不污染介质,填料不被介质泡胀,填料中的浸渍剂不被介质溶解,填料本身不腐蚀密封面。
 
    3、填料自润滑性能良好,耐磨,摩擦系数小。
 
    4、轴存在少量偏移时,填料应有足够的浮动弹性。
 
    5、制造简单、填装方便。
 
     为此,需要经常对填料的压紧程度进行调节,使填料中的润滑剂在运行一段时间而有所流失之后,再挤出一些润滑剂,同时补偿填料因体积变化所造成的压紧力松弛。当然这样经常挤压填料,最后将使浸渍剂枯竭,所以定期更换填料是必要的。此外,为了维持液膜和带走摩擦热,有意让填料处有少量泄漏也是必要的。
二)、盘根填料在水泵使用中存在的问题
  盘根填料具有如下缺点:
(1)盘根填料与轴直接接触,且相对转动,造成轴与轴套的磨损,所以必须定期或不定期更换轴套。
 
(2)为了使盘根与轴或轴套间产生的摩擦热及时散掉,盘根密封必须保持一定量的泄漏,而且不易控制。
 
(3)盘根与轴或轴套间的摩擦,造成电机有效功率降低,消耗电能,有时甚至达到5%-10%的惊人比例。

     总的来看,盘根填料具有如下缺点:从填料密封的原理来看,流体在密封腔内可泄漏的通道有三处:其一是流体穿透纤维材料造成泄漏;其二是从填料与填料箱体之间泄漏;其三是从填料与轴表面之间泄漏。因此防止水泵泄漏最为关键的措施是:(1)合理选择密封填料;(2)设计合理的密封腔体,调整适当的密封压紧力。

二、机械密封
      机械密封(也称端面密封)的密封效果好,泄漏量很小,寿命长,但价格贵,加工安装维修保养比一般密封要求高。机械密封适用于输送石油及化工介质,可用于各种不同粘度、强腐蚀性和含颗粒的介质。

机械密封漏水原因:
1、密封端面的故障:磨损、热裂、变形、破损(尤其是非金属密封端面)。
 
2、弹簧的故障:松弛、断裂和腐蚀。
 
3、辅助密封圈的故障:装配性的故障有掉块、裂口、碰伤、卷边和扭曲;非装配性的故障有变形、硬化、破裂和变质。
    机械密封故障在运行中表现为振动、发热、磨损,最终以介质泄漏的形式出现。

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