離心泵應(yīng)用廣泛，是石油、化工及動(dòng)力工程中必不可少的關(guān)鍵設(shè)備。密封環(huán)是離心泵中主要的密封、摩擦件之一。密封環(huán)的摩擦特性及壽命直接影響離心泵的經(jīng)濟(jì)性與可靠性。目前，一般工藝用離心泵的密封普遍采用鑄鐵或其他金屬材質(zhì)密封環(huán)。

由于密封環(huán)的材質(zhì)直接影響密封環(huán)的摩擦特性和使用壽命，特別是大型工藝用離心泵的在實(shí)際運(yùn)行工況中存在介質(zhì)腐蝕及汽蝕等諸多因素。為此，有必要對密封環(huán)的有關(guān)材質(zhì)進(jìn)行摩擦特性、使用壽命等方面的探討。

01密封環(huán)材質(zhì)的性能

目前工藝用離心泵密封環(huán)的材質(zhì)普遍采用鑄鐵HT200，其材質(zhì)有較好的機(jī)械性能和摩擦特性。但工藝用離心泵往往存在介質(zhì)腐蝕及汽蝕的問題。為此，綜合考慮選擇尼龍做密封環(huán)的材質(zhì)。并在尼龍中填充30%的玻璃纖維，10%的二硫化鉬、石墨等，使其綜合性能提高，其材質(zhì)的機(jī)械性能對比如下：

02摩擦特性

為了比較以上兩種材質(zhì)與常用材質(zhì)鑄鐵、填充尼龍對磨的摩擦特性及滑動(dòng)摩擦系數(shù)，在M―200型磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測定。為保證下試樣的直徑不因磨損發(fā)生變化而影響滑動(dòng)摩擦系數(shù)的計(jì)算，分別將鑄鐵作為摩擦副的下試樣，將填充尼龍作為上試樣，并與上、下試件均為鑄鐵和均為填充尼龍的進(jìn)行了對比。試驗(yàn)分為有潤滑和無潤滑方式進(jìn)行,滑動(dòng)摩擦系數(shù)如表2所示。

測試結(jié)果及摩擦特性曲線表明，填充尼龍與其它材質(zhì)相比摩擦特性優(yōu)異，所消耗的摩擦功率少。是在一定條件下，制作密封環(huán)較理想的材料。

03應(yīng)用效果及結(jié)論

根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果，采用填充尼龍做密封環(huán)材質(zhì)，對某化工廠生產(chǎn)系統(tǒng)中使用的大型工藝用離心泵的密封環(huán)進(jìn)行了改造應(yīng)用。

離心泵的有關(guān)參數(shù)為：

介質(zhì)：水

溫度：5~30℃

出口壓力：3.6~4.2 Mpa

結(jié)構(gòu)形式：對置葉輪四級

進(jìn)口壓力：0.20~0.23 Mpa

轉(zhuǎn)速：1485 r/min

流量：750~900 m3/h

密封環(huán)采用填充尼龍材質(zhì)后，離心泵運(yùn)行穩(wěn)定，延長了機(jī)器的運(yùn)行周期，沒有再發(fā)生因密封環(huán)失效而停車的事故。使用效果及結(jié)論如下：

(1)填充尼龍密封環(huán)使用壽命高。原機(jī)器的鑄鐵密封環(huán)平均使用壽命僅2000h，而采用填充尼龍的密封環(huán)，使用壽命達(dá)8000h以上。

(2)填充尼龍密封環(huán)摩擦特性好。有一定的自潤滑性，摩擦系數(shù)小、摩擦功率低。

(3)填充尼龍密封環(huán)耐磨性好。經(jīng)過運(yùn)行一年后拆檢，磨損正常，磨損量甚微，尺寸及摩擦表面基本無明顯改變。

(4)填充尼龍密封環(huán)抗汽蝕性好。在原失效的鑄鐵密封環(huán)上可明顯地看到金屬表面的麻點(diǎn)及直徑不等的蜂窩狀的麻坑和許多軸向溝槽等典型的汽蝕特征，而采用填充尼龍做密封環(huán)的材質(zhì)有效的避免了汽蝕。

(5)填充尼龍做離心泵的密封環(huán)，它的機(jī)械強(qiáng)度較高，成本低，加工成型方便。