填充尼龙在离心泵密封环中的应用探究

密封环（口环）是离心泵中叶轮与泵体之间必不可少的密封摩擦件。密封环的摩擦特性及寿命直接影响着离心泵的经济性与可靠性。目前，一般离心泵的密封环普遍采用铸铁或其他金属材质，密封环的材质直接影响密封环的摩擦特性和使用寿命。工艺流程所用离心泵的密封环在实际运行中还存在介质腐蚀及汽蚀等问题。

1.密封环材质的性能

目前工艺用离心泵密封环的材质普遍采用的是铸铁HT200，它有较好的力学性能和摩擦特性。但工艺用离心泵往往存在介质腐蚀及汽蚀问题。为此，综合考虑选择尼龙做密封环的材质，并在尼龙中填充30%的玻璃纤维，10%的二硫化钼、石墨等，使其综合性能提高，其材质的力学性能对比见表3-8。

表3-8 力学性能对比

2.摩擦特性

为了比较以上两种材质与常用材质铸铁、填充尼龙对磨的摩擦特性及滑动摩擦系数，在M-200型磨损实验机上进行实验测定。为保证下试样的直径不因磨损发生变化而影响滑动摩擦系数计算的情况下，分别将铸铁作为摩擦副的下试样，将填充尼龙作为上试样，并与上、下试件均为铸铁和均为填充尼龙的试样进行了对比。试验分为油润滑和无润滑两种方式进行，滑动摩擦系数见表3-9。根据实验结果，绘出了摩擦特性曲线如图3-31、图3-32所示。

表3-9 滑动摩擦系数

图3-31 油润滑摩擦特性曲线

图3-32 无润滑摩擦特性曲线

测试结果及摩擦特性曲线表明，填充尼龙与其他材质相比摩擦特性优异，所消耗的摩擦功率少。在一定条件下，它是制作密封环较理想的材料。

3.应用效果

根据上述实验结果，采用尼龙作为密封环材质，对某化工厂中使用的大型工艺流程所用离心泵的密封环进行了更换改造。

离心泵的参数如下；

介质；水；

出口压力；3.6～4.2MPa；

进口压力；0.20～0.23MPa；(www.xing528.com)

流量；750～900m³/h；

温度；5～30℃；

结构形式；4级叶轮对称布置；

转速；1485r/min。

离心泵的密封处结构如图3-33所示。

密封坏的配合尺寸；根据密封环的结构形式（见图3-33）和泵的实际运行工况，经过试验，叶轮进口密封环和级间密封环的动、静密封环的尺寸和配合如图3-34、图3-35所示。

图3-33 密封处结构示意

图3-34 进口密封环示意

图3-35 级间密封环示意

4.小结

密封环采用填充尼龙材质后，离心泵运行稳定，延长了泵的运行周期，没有再发生因密封环失效而停车的事故。使用效果及结论如下；

1）填充尼龙密封环使用寿命长。原泵的铸铁密封环平均使用寿命仅2000h，而采用填充尼龙的密封环，使用寿命达8000h以上。

2）填充尼龙密封环摩擦特性好。有一定的自润滑性，摩擦系数小，摩擦功率低。

3）填充尼龙密封环耐磨性好。经过一年运行后拆检，磨损正常，磨损量甚微，尺寸及摩擦表面基本无明显改变。

4）填充尼龙密封环抗汽蚀性好。在原失效的铸铁密封环上可明显地看到金属表面的麻点及直径不等的蜂窝状麻坑和许多轴向沟槽等典型的汽蚀特征，而采用填充尼龙作为密封环的材质有效地避免了汽蚀。

5）填充尼龙作为离心泵的密封环，机械强度较高、成本低、加工成型方便。