船舶
在导致船用离心海水泵因材料的腐蚀、轴承的磨损和密封的泄漏而产生运行故障的几种主要原因中,由于机械密封的失效或损坏所造成的故障占其运行故障总量的50%～80%。
对于某些运行条件比较恶劣的离心海水泵,在某一阶段运行时间内由于机械密封失效或损坏导致的故障几乎成为其无法安全稳定运行的唯一原因。因机械密封的失效或损坏而致使船用离心海水泵需要进行计划外维修的工作量约占其维修量的60%左右。因此如何提高船用离心泵中机械密封的设计水平、制造质量和装配精度,有效地减少或消除机械密封的失效或损坏,已经成为船用泵设计者的重要任务之一。
机械密封中摩擦副的制造材料以及两种材料的配对选择是影响其密封性能的一个十分重要的原因,对于输送海水的船用离心泵更是如此。
通常对机械密封中摩擦副制造材料的要求
(1)具有较小的摩擦系数和良好的耐磨性;
(2)对被密封液体的不可渗透性;
(3)具有足够的强度和其它机械性能;
(4)具有良好的热稳定性和热传导性能;
(5)具有良好的机械加工性能;
(6)对密封液体的耐化学腐蚀性;
(7)在电解液中具有良好的耐电化学腐蚀性;
(8)相配材料应具有抗胶合附着性能;
(9)材料易得,价格便宜等。
但大多数摩擦副制造材料并不能完全满足上述各项技术要求,因此在选用机械密封摩擦副的配对材料时,一定要充分考虑密封的具体使用情况。对于船用离心泵而言,由于在船舶上运转境条件的特殊性以及在输送的海水中含有一定量的固体颗粒和杂质并具有一定的化学腐蚀性,因此对其机械密封中摩擦副材料的选择具有一定的难度。实践证明,采用具有一定硬度差值的硬质材料来作为船用离心海水泵机械密封的摩擦副配用材料,能够取得较好的密封效果。
在设计某型船用立式离心海水泵时,选用了一种材质相同的反应烧结碳化硅来作为泵中机械密封摩擦副的配用材料。这种材料具有较高的强度和表面硬度,然而其导热性能极差,在瞬间的干摩擦情况下接触就会在摩擦面上产生热裂,导致密封失效或损坏。在船舶上,这种机械密封在具有外界振动的条件下和含固体颗粒的液体中工作(容易出现故障)。类似的故障经常发生。随后将机械密封的摩擦副材料改为采用热压工艺制成的碳化硅对采用常压工艺制成的碳化硅,使其保持适量的硬度差,密封效果得到了很大提高。
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