在化工、石油、食品等众多工业区域,螺杆泵因具备速率不错稳定的输送性能,成为流体输送的常用设备。然而,螺杆泵在运转过程中出现的泄漏问题,不仅会造成介质浪费、污染环境,还可能引发稳定事故,影响生产的连续性和稳定性。同时,螺杆泵的选型是否正确,也直接关系到其运行性和泄漏风险。深入分析螺杆泵泄漏的原因,并掌握的选型方法,对确定工业生产稳定、提升生产速率具有重要意义。
一、螺杆泵运转中泄漏的主要原因
(一)密封装置失效
机械密封损坏:机械密封是螺杆泵防止泄漏的重要部件,由动环、静环、弹簧和密封圈等组成。在长期运转过程中,机械密封的动静环密封面会因摩擦产生磨损。当输送的介质中含有颗粒杂质时,磨损速度会加快,导致密封面出现划痕、凹坑,破坏密封性能,使介质泄漏。此外,密封件的老化也是常见问题,如密封圈在高温、化学腐蚀等环境下,会逐渐变硬、失去弹性,无法填充密封间隙,从而引发泄漏。例如,在化工行业输送强腐蚀性介质时,若机械密封材质选择不当,很容易因腐蚀而失效,造成介质泄漏。
填料密封问题:采用填料密封的螺杆泵,填料的状态直接影响密封效果。填料在使用过程中会不断磨损,当磨损到一定程度时,填料与泵轴之间的间隙增大,介质就会从间隙处泄漏。填料压盖未压紧或压紧不均匀,也会导致密封不严,使得介质渗出。另外,如果填料材质不不怕介质腐蚀或无法适应工作温度,同样会造成密封失效,出现泄漏现象。比如,在输送高温介质时,普通填料可能因高温变形、碳化,失去密封作用。
(二)部件磨损与损坏
螺杆与泵体磨损:螺杆泵在运转过程中,螺杆与泵体之间会产生摩擦。长期的摩擦会导致螺杆和泵体的磨损,使两者之间的间隙增大。当间隙超过一定范围时,高压区的介质会通过间隙泄漏到低压区,造成内部泄漏,影响泵的流量和压力。特别是在输送含有颗粒杂质的介质时,螺杆和泵体的磨损会愈加严重。例如,在污水处理行业输送污泥时,污泥中的砂粒等杂质会加剧螺杆和泵体的磨损,增加泄漏风险。
轴承损坏:轴承是支撑螺杆泵转子的关键部件。当轴承损坏时,会导致螺杆的运转精度下降,产生大的径向和轴向跳动。这种跳动会破坏螺杆与泵体、密封件之间的配合关系,使密封间隙发生变化,从而引发泄漏。此外,轴承损坏还会增加运转阻力,导致电机负荷增大,进一步影响泵的正常运行。
(三)安装与运行问题
安装不当:螺杆泵的安装质量对其密封性能有重要影响。如果泵与电机的联轴器对中不准确,会使泵在运转时产生振动和附加应力,导致密封件损坏,引发泄漏。进出入口管路安装不正确,如管路与泵的连接不同心、法兰密封面不平整,也会造成介质泄漏。例如,管路安装时若存在大的应力作用在泵体上,会使泵体变形,破坏密封结构。
运行参数异常:螺杆泵在运行过程中,如果超出其额定的流量、压力、转速等参数范围,会导致泵的运行不稳定,增加泄漏风险。当工作压力过高时,会对密封装置和泵体产生愈大的作用力,可能使密封件变形、损坏,突破密封限度,导致泄漏。转速过高会加剧部件的磨损,同时使泵内的流体流动愈加不稳定,也容易引发泄漏。此外,介质温度的剧烈变化,会使泵体和密封件因热胀冷缩产生不同程度的变形,破坏密封效果。
二、螺杆泵的选型介绍
(一)根据介质特性选型
介质粘度:介质粘度是螺杆泵选型的重要依据。对于低粘度介质(粘度小于100厘泊),可选择单螺杆泵或双螺杆泵,它们能够在较低粘度下实现稳定输送。而对于高粘度介质(粘度大于1000厘泊),三螺杆泵或多螺杆泵愈为适当,因其具有不错的输送能力和自吸性能。例如,在沥青输送中,由于沥青粘度高,通常选用三螺杆泵。
介质腐蚀性:如果输送的介质具有腐蚀性,应选择不易腐蚀材质制造的螺杆泵。对于一般性腐蚀介质,可选用不锈钢材质的螺杆泵;对于强腐蚀性介质,如浓硫酸、浓盐酸等,则需要采用氟塑料、哈氏合金等特别材质,以确定泵的使用寿命和密封性能。在化工行业输送腐蚀性介质时,选型时需要充足考虑介质的化学性质,选择适当的材质。
介质含固量:当介质中含有固体颗粒时,要选择具有良好性和通过性的螺杆泵。单螺杆泵对含固量较不错的介质有好的适应性,其转子与定子的结构能够防止固体颗粒对泵的损坏。对于含少量颗粒的介质,双螺杆泵和三螺杆泵也可通过特别设计达到使用要求,如采用材料或加大过流部件的间隙。
(二)根据工况要求选型
流量与压力:根据实际生产所需的流量和压力,选择适当规格的螺杆泵。泵的额定流量和压力应略大于实际需求,以确定在相应的波动范围内仍能达到生产要求。但也不能选择过大规格的泵,否则会造成能源浪费和成本增加。在选型时,要准确计算系统所需的流量和压力,并考虑管路阻力、高程差等因素的影响。
工作温度:不同的螺杆泵对工作温度有相应的限制。对于高温介质(温度高于150℃),需要选择高温材质和密封材料的螺杆泵,并采取相应的冷却措施。对于低温介质,要考虑泵体和密封件在低温下的性能,防止因低温导致材料变脆、密封失效。在食品冷冻行业输送低温液体时,就需要选择适合低温工况的螺杆泵。
安装空间:安装空间的大小也会影响螺杆泵的选型。如果安装空间有限,应选择结构紧凑、占地面积小的螺杆泵类型。同时,要考虑泵的进出入口方向和连接方式,确定与现场管路系统能够顺利连接。
(三)考虑其他因素
与质量:选择和质量的螺杆泵,能够确定产品的性能和售后服务。的螺杆泵在制造工艺、材料选用和质量控制方面通常愈,减少了因产品质量问题导致的泄漏和故障风险。
维护成本:在选型时,要考虑螺杆泵的维护成本,包括易损件的替换成本、维修难度和维修周期等。选择维护方便、易损件价格正确的螺杆泵,能够降低长期运行成本。
螺杆泵运转中的泄漏问题由多种因素导致,而正确的选型是防预泄漏、确定螺杆泵正常运行的重要环节。在实际应用中,只有深入分析泄漏原因,结合介质特性和工况要求进行准确选型,才能螺杆泵稳定、速率不错地服务于工业生产。