在化工、石油、食品等眾多工業(yè)區(qū)域,螺桿泵因具備速率不錯穩(wěn)定的輸送性能,成為流體輸送的常用設(shè)備。然而,螺桿泵在運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)的泄漏問題,不僅會造成介質(zhì)浪費、污染環(huán)境,還可能引發(fā)穩(wěn)定事故,影響生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。同時,螺桿泵的選型是否正確,也直接關(guān)系到其運行性和泄漏風險。深入分析螺桿泵泄漏的原因,并掌握的選型方法,對確定工業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定、提升生產(chǎn)速率具有重要意義。
一、螺桿泵運轉(zhuǎn)中泄漏的主要原因
(一)密封裝置失效
機械密封損壞:機械密封是螺桿泵防止泄漏的重要部件,由動環(huán)、靜環(huán)、彈簧和密封圈等組成。在長期運轉(zhuǎn)過程中,機械密封的動靜環(huán)密封面會因摩擦產(chǎn)生磨損。當輸送的介質(zhì)中含有顆粒雜質(zhì)時,磨損速度會加快,導致密封面出現(xiàn)劃痕、凹坑,破壞密封性能,使介質(zhì)泄漏。此外,密封件的老化也是常見問題,如密封圈在高溫、化學腐蝕等環(huán)境下,會逐漸變硬、失去彈性,無法填充密封間隙,從而引發(fā)泄漏。例如,在化工行業(yè)輸送強腐蝕性介質(zhì)時,若機械密封材質(zhì)選擇不當,很容易因腐蝕而失效,造成介質(zhì)泄漏。
填料密封問題:采用填料密封的螺桿泵,填料的狀態(tài)直接影響密封效果。填料在使用過程中會不斷磨損,當磨損到一定程度時,填料與泵軸之間的間隙增大,介質(zhì)就會從間隙處泄漏。填料壓蓋未壓緊或壓緊不均勻,也會導致密封不嚴,使得介質(zhì)滲出。另外,如果填料材質(zhì)不不怕介質(zhì)腐蝕或無法適應工作溫度,同樣會造成密封失效,出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。比如,在輸送高溫介質(zhì)時,普通填料可能因高溫變形、碳化,失去密封作用。
(二)部件磨損與損壞
螺桿與泵體磨損:螺桿泵在運轉(zhuǎn)過程中,螺桿與泵體之間會產(chǎn)生摩擦。長期的摩擦會導致螺桿和泵體的磨損,使兩者之間的間隙增大。當間隙超過一定范圍時,高壓區(qū)的介質(zhì)會通過間隙泄漏到低壓區(qū),造成內(nèi)部泄漏,影響泵的流量和壓力。特別是在輸送含有顆粒雜質(zhì)的介質(zhì)時,螺桿和泵體的磨損會愈加嚴重。例如,在污水處理行業(yè)輸送污泥時,污泥中的砂粒等雜質(zhì)會加劇螺桿和泵體的磨損,增加泄漏風險。
軸承損壞:軸承是支撐螺桿泵轉(zhuǎn)子的關(guān)鍵部件。當軸承損壞時,會導致螺桿的運轉(zhuǎn)精度下降,產(chǎn)生大的徑向和軸向跳動。這種跳動會破壞螺桿與泵體、密封件之間的配合關(guān)系,使密封間隙發(fā)生變化,從而引發(fā)泄漏。此外,軸承損壞還會增加運轉(zhuǎn)阻力,導致電機負荷增大,進一步影響泵的正常運行。
(三)安裝與運行問題
安裝不當:螺桿泵的安裝質(zhì)量對其密封性能有重要影響。如果泵與電機的聯(lián)軸器對中不準確,會使泵在運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生振動和附加應力,導致密封件損壞,引發(fā)泄漏。進出入口管路安裝不正確,如管路與泵的連接不同心、法蘭密封面不平整,也會造成介質(zhì)泄漏。例如,管路安裝時若存在大的應力作用在泵體上,會使泵體變形,破壞密封結(jié)構(gòu)。
運行參數(shù)異常:螺桿泵在運行過程中,如果超出其額定的流量、壓力、轉(zhuǎn)速等參數(shù)范圍,會導致泵的運行不穩(wěn)定,增加泄漏風險。當工作壓力過高時,會對密封裝置和泵體產(chǎn)生愈大的作用力,可能使密封件變形、損壞,突破密封限度,導致泄漏。轉(zhuǎn)速過高會加劇部件的磨損,同時使泵內(nèi)的流體流動愈加不穩(wěn)定,也容易引發(fā)泄漏。此外,介質(zhì)溫度的劇烈變化,會使泵體和密封件因熱脹冷縮產(chǎn)生不同程度的變形,破壞密封效果。
二、螺桿泵的選型介紹
(一)根據(jù)介質(zhì)特性選型
介質(zhì)粘度:介質(zhì)粘度是螺桿泵選型的重要依據(jù)。對于低粘度介質(zhì)(粘度小于100厘泊),可選擇單螺桿泵或雙螺桿泵,它們能夠在較低粘度下實現(xiàn)穩(wěn)定輸送。而對于高粘度介質(zhì)(粘度大于1000厘泊),三螺桿泵或多螺桿泵愈為適當,因其具有不錯的輸送能力和自吸性能。例如,在瀝青輸送中,由于瀝青粘度高,通常選用三螺桿泵。
介質(zhì)腐蝕性:如果輸送的介質(zhì)具有腐蝕性,應選擇不易腐蝕材質(zhì)制造的螺桿泵。對于一般性腐蝕介質(zhì),可選用不銹鋼材質(zhì)的螺桿泵;對于強腐蝕性介質(zhì),如濃硫酸、濃鹽酸等,則需要采用氟塑料、哈氏合金等特別材質(zhì),以確定泵的使用壽命和密封性能。在化工行業(yè)輸送腐蝕性介質(zhì)時,選型時需要充足考慮介質(zhì)的化學性質(zhì),選擇適當?shù)牟馁|(zhì)。
介質(zhì)含固量:當介質(zhì)中含有固體顆粒時,要選擇具有良好性和通過性的螺桿泵。單螺桿泵對含固量較不錯的介質(zhì)有好的適應性,其轉(zhuǎn)子與定子的結(jié)構(gòu)能夠防止固體顆粒對泵的損壞。對于含少量顆粒的介質(zhì),雙螺桿泵和三螺桿泵也可通過特別設(shè)計達到使用要求,如采用材料或加大過流部件的間隙。
(二)根據(jù)工況要求選型
流量與壓力:根據(jù)實際生產(chǎn)所需的流量和壓力,選擇適當規(guī)格的螺桿泵。泵的額定流量和壓力應略大于實際需求,以確定在相應的波動范圍內(nèi)仍能達到生產(chǎn)要求。但也不能選擇過大規(guī)格的泵,否則會造成能源浪費和成本增加。在選型時,要準確計算系統(tǒng)所需的流量和壓力,并考慮管路阻力、高程差等因素的影響。
工作溫度:不同的螺桿泵對工作溫度有相應的限制。對于高溫介質(zhì)(溫度高于150℃),需要選擇高溫材質(zhì)和密封材料的螺桿泵,并采取相應的冷卻措施。對于低溫介質(zhì),要考慮泵體和密封件在低溫下的性能,防止因低溫導致材料變脆、密封失效。在食品冷凍行業(yè)輸送低溫液體時,就需要選擇適合低溫工況的螺桿泵。
安裝空間:安裝空間的大小也會影響螺桿泵的選型。如果安裝空間有限,應選擇結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小的螺桿泵類型。同時,要考慮泵的進出入口方向和連接方式,確定與現(xiàn)場管路系統(tǒng)能夠順利連接。
(三)考慮其他因素
與質(zhì)量:選擇和質(zhì)量的螺桿泵,能夠確定產(chǎn)品的性能和售后服務(wù)。的螺桿泵在制造工藝、材料選用和質(zhì)量控制方面通常愈,減少了因產(chǎn)品質(zhì)量問題導致的泄漏和故障風險。
維護成本:在選型時,要考慮螺桿泵的維護成本,包括易損件的替換成本、維修難度和維修周期等。選擇維護方便、易損件價格正確的螺桿泵,能夠降低長期運行成本。
螺桿泵運轉(zhuǎn)中的泄漏問題由多種因素導致,而正確的選型是防預泄漏、確定螺桿泵正常運行的重要環(huán)節(jié)。在實際應用中,只有深入分析泄漏原因,結(jié)合介質(zhì)特性和工況要求進行準確選型,才能螺桿泵穩(wěn)定、速率不錯地服務(wù)于工業(yè)生產(chǎn)。