BETVICTOR体育官网泵与系统回顾:轴承性能对密封寿命的影响

自1993年6月《轴承性能对密封寿命的影响》一文撰写发表以来，轴承对密封的因果关系并没有真正的变化。然而，最终用户对此采取的措施已经发生了变化，这对密封件的性能和平均维护间隔时间(MTBM)产生了积极的影响。

许多终端用户已经采用了改进的泵振动数据采集方法。BETVICTOR体育官网今天的数据收集器比1993年的更容易使用，而且总体上更“聪明”。这样可以更直接地了解问题出在哪里，以及可以采取什么措施来纠正问题。这允许在严重故障发生之前进行维护，从而提高安全性和维修成本。它还允许高振动周期和过程中断之间的关联，可以导致在第一时间避免高振动。有助于改进MTBM的其他改进包括:

• 油雾的使用。这通过不断清除轴承壳体中的水分和污染物来改善润滑并减少油污染。
• 改进轴承外壳的轴承隔离器。这有助于减少污染物的进入，并与油雾一起工作，以帮助保持轴承外壳的水分。
• 轴承座升级。大多数泵制造商和许多售后供应商提供升级轴承座。这些壳体满足API 610当前版本中规定的所有特性，但更重要的是，它们提供了更大的轴、更大的密封腔和更高的L3/D4比。所有这些项目都直接有助于提高轴承和密封寿命，增加MTBM。

这些技术的结合极大地提高了许多设施中的轴承寿命。随着轴承寿命的增加，机械密封寿命也随之增加。

其他有助于提高MTBM的项目包括关注泵的运行、减少排放和一些密封设计的新技术。BETVICTOR体育官网

• 通过关注泵曲线与系统曲线之间的相互作用，并尽量使泵的运行保持在最佳效率点(BEP)附近，操作人员可以帮助自然地减少泵的振动和过多的力。
• 减排规定导致许多终端用户安装了更多的双密封。这样做的结果通常是密封件更能承受振动，从而延长使用寿命。
• 作为双密封装置的一个子集，双气体密封的使用越来越多，在许多情况下改善了MTBM，允许非接触面移动，而不会对密封面造成标准接触密封的损坏。

越来越多的终端用户采用的技术对泵和密封件的寿命产生了积极的影响。BETVICTOR体育官网通过更新泵、密封、润滑系BETVICTOR体育官网统和更精确地控制泵的流量，泵在现场维修和离开维护车间的时间大大提高。

原文自1993年

机械密封在控制排放以及为工厂人员提供安全环境方面发挥着作用。密封系统的正确选择、操作和维护对于良好的密封性能至关重要。泵动力学和轴承性能也会对密封性能产生影响(见图1)。

密封设计

密封设计考虑了温度、压力、腐蚀、磨损和泵的正常动态。所有这些参数都必须在正常范围内，密封才能令人满意地工作。泵动力学包括轴的运动——径向振动和轴向运动(见图2)——和温度变化。温度变化应限制在正常的工艺温度波动范围内。应尽可能避免温度瞬变(从环境温度到高温的波动)，因为这可能导致热变形并导致磨损和泄漏。

泵动力

很多时候，泵的动态并不像泵和密封设计人员所希望的那样稳定。结果是密封性能受到影响，即使泵的其他区域可能开始失效，但由于密封更加明显而没有被识别出来。导致密封件泄漏的最常见的动力因素是振动、压力脉动和轴运动。这些都可能直接导致密封泄漏。它们还可能导致轴承变弱和失效，进而导致密封件泄漏或损坏。

轴承和载荷

泵的轴承是转子的主要支撑元件，因此也是密封的主要支撑元件。当轴承受径向或轴向过程载荷时，力在到达轴承之前必须通过密封件，在那里载荷被转移到壳体及其支承上。由于密封件更接近施加的载荷，它比轴承看到更多的运动。当轴承开始失效时，密封可能已经受到超出正常设计的运动。

轴承上的载荷有许多原因，许多是很难检测到的。然而，密封泄漏是很容易检测到的。这导致密封被识别为坏的，并且没有进一步的调查来查看泄漏是否有一些潜在的原因。

润滑

轴承失效的主要原因是失去润滑。这听起来很简单，事实也的确如此。最终，轴承过载、欠载和润滑不当都会导致润滑损失。这些情况中的任何一种都可能导致轴承失效，从而可能导致密封泄漏，并需要对泵进行维护。

轴承过载是施加在轴承上的任何载荷大于轴承的设计载荷。这种负载可以是由于恒定的负载或不断变化的负载。推力轴承的过载可能是由流量的变化引起的，流量的变化会改变泵上的液压分布，或者是由泵液压本身的变化引起的。

泵磨损环

推力过载的一个最不为人知的原因是泵磨损环的维护。通常在维护泵时，需要更BETVICTOR体育官网换磨损环。它往往似乎是具有成本效益的机器一个磨损环，以清除任何磨损，并制造一个配套的戒指和机器它来匹配。然而，这会改变泵的液压平衡，并可能使轴承过载，这取决于轴承上的原始负载和由改变的环引起的新负载。

这种磨损环引起的负载的一个例子是一个压差为300psi的泵，眼磨损环直径为6英寸。如果在一段时间内多次清理壳体环，并更换叶轮环以保持间隙，则产生的直径可达6.25英寸。如果不作其他改变，这一增加将导致推力变化721磅。这很可能使推力轴承过载，从而导致轴的振动或轴向位移。这两种情况都可能导致密封效果降低，“密封失效”将被诊断出来，但根本原因不会被发现。

过程控制

径向轴承过载的主要原因之一是过程控制。如果泵是由泵的吸入侧或排出侧的液位控制的，那么经常会出现通过泵的流量降低到最低稳定流量以下的情况。由于叶轮一侧的高压，这导致了较大的径向载荷。如果这种情况频繁发生或长时间发生，则径向轴承可能过载而失效。然而，在这种情况下，密封处的径向位移大于轴承处的位移，在轴承故障明显之前，密封经常滴水或损坏。

空化

空化是影响密封的轴承磨损的另一个原因，直接和间接地。空化引起高频压力脉动，破坏密封的稳定性。这就产生了沿轴传递到轴承的载荷。在高能量泵中持续的空化会导致轴承由于不断移动或高振幅负载而失效。这些载荷通常会影响径向轴承，但在某些叶轮设计上，推力轴承也会受到影响。

总结

在泵送系统中，造成密封泄漏的因素有很多，很多时候这些因素与密封本身没有太大关系。为了增加MTBM，对密封失效原因的调查往往需要超越密封本身。隐藏的原因需要了解和纠正。旨在发现和消除故障根本原因的维护计划可以减少整体设备排放，同时增加MTBM，减少成本和停机时间。