多级离心泵输出介质压力高，在运行中容易发生级间壳体泄漏的状况。某企业两台锅炉给水泵先后发生末级隔板泄漏，内部静密封面被冲蚀。通过检查，找出零件失效原因，对症下药，延长了设备运行寿命。

宁波化工区某企业锅炉给水泵为装置反应器提供锅炉水，用于产生蒸汽。装置配有锅炉给水泵2台，一开一备。该泵在运行5年左右后，先后发生末级隔板泄漏情况。解体检查发现，两台泵的各级隔板均发生不同层次的冲蚀现象。

该泵的参数如下：

功率：280kW

出口压力：8MPa

入口压力：0.4MPa

型号：HG3/8

介质：140℃锅炉水

拆解情况

A 泵：拆开后，各级的静密封处均有大小不一冲蚀的凹槽，犹如蚯蚓洞穴一般。其中第二级与第三级隔板密封贴合触处，冲蚀最严重（图1）；O型圈硬化，末级定位销处冲蚀严重，末级轴向密封处有泄漏及数条线条状冲蚀槽。

B泵：泵末级壳体与前一级壳体密封面泄漏，泵末级导叶定位。

销槽密封面和O型圈密封槽，冲蚀严重（图2）。末级壳体的平衡套安装位置镶嵌口环不紧，存在泄漏，导致平衡腔有较深的冲蚀凹坑；各级叶轮口环定位销部位均有大小不一的冲蚀孔，O型圈老化硬化。

原因分析

O型圈材料

从检修现场可以看出，该泵的级间静密封材料O型圈均已经老化变形，失去弹性。根据业主提供资料显示该O型圈材质为乙丙橡胶。而根据相关O型圈手册查找发现：乙丙橡胶有效使用温度范围为-55~125℃，而只有经过过氧化硫化处理后才可以达到150℃。从现场炭化的O型圈可以看出该O型圈材质并不能满足使用需要。

壳体材质

业主提供的资料显示泵体中段壳体材质为20#钢，两端材质为16Mn.从现场使用来看，这两种材质耐冲腐蚀较差，远远不如口环材料和定位销材料。很多冲蚀的地方，与其配套定位销并没被冲蚀，如图2所示。

介质

该设备运行的介质为锅炉水，系除盐水，用于反应器产生蒸汽，酸碱度合适，不具有腐蚀能力。但水温较高，出口压力较大。

密封

壳体间的密封包括径向密封和端面密封。径向密封采用O型密封，端面则是壳体止口的硬硬配合。而端面的主要作用是保持壳体的直线度。当O型圈富有弹性时，O型圈本身能承担密封作用，但是当O型圈使用一定年限后，受温度、介质及本身材质影响，失去弹性，其密封效果大打折扣。

这时，一旦端面存在缝隙时，部分介质穿过透过O型圈泄漏。比如该泵在O型圈失效后，少量的140℃级间锅炉水穿过导叶与壳体的配合位置的缝隙，穿透O型圈密封壁，进入端面密封，泄漏出来，并且立即汽化，故先前较长一段时间内看不到泄漏，但是拆开泵体后会发觉，O型圈位置有严重的冲刷痕迹，冲刷程度与级数、O型圈密封和端面缝隙等有关。

扩压器与壳体连接部位，正是叶轮出口，从叶轮出来的流体在该部位转弯，因此泵出口流体对壳体的冲刷也不可小觑。其中一部分介质穿过扩压器和壳体连接部位的间隙，回到叶轮前端。长期冲刷，将壳体和O型圈挡边冲蚀掉，如图3所示。

处理方法

O型圈材料的选择和更换

表1是工业上常用的橡胶密封件材料。从表中可以看出氟橡胶、全氟橡胶及硅橡胶是十分可靠的橡胶，对温度和环境适应型强，在工业设备特殊环境使用广泛。比如全氟橡胶材料就用在甲醇等有机溶剂的机械密封的静密封中。但是全氟橡胶价格昂贵，是普通橡胶的价格的几倍甚至十几倍，并不经济，所以除非特殊环境，一般不采用全氟橡胶。

硅橡胶具有优异的生理惰性，无毒、无味、无腐蚀等特点，在医疗和食品工业上使用广泛。但硅橡胶的抗张强度和抗撕裂强度等机械性能较差，在常温下其物理机械性能不及大多数合成橡胶，且除腈硅、氟硅橡胶外，一般的硅橡胶耐油、耐溶剂性能欠佳，故硅橡胶不宜用于普通条件的场合，但非常适用于许多特定的场合。

氟橡胶具有高度的化学稳定性，是目前所有弹性体中耐介质性能最好的一种，其耐高温性能和硅橡胶一样，可以说是目前弹性体中最好的，还具有极好的耐天候老化性能、耐臭氧性能和优良的物理机械性能等特点。在石油化工、汽车以及现代航空、导弹、火箭、宇宙航行等领域广泛应用。

综合以上分析，选择氟橡胶和硅橡胶能满足使用要求。

密封面的处理

径向密封的修补。对于壳体上零星被冲蚀的径向密封面，我们对其进行补焊，然后送到车床进行车削焊疤。但因泵体使用后腔体受热变形，和车床找正偏差，会造成径向密封面有较大面积被切削，影响密封效果，因此采用手工修磨更能保证质量。

对端面被冲蚀的密封处理。将需要车削的腔体夹在车床上，对端面进行垂直度找正。通过车床对冲蚀的端面密封面进行车削，去除冲蚀的沟槽。同时对O型圈槽附近的端面进行车削，去除厚度大于两个密封端面车削量之和，以防止该端面对密封端面的干涉。

端面的密封。因端面的间隙是造成介质泄漏和冲蚀壳体的一个因素，因此我们在组装泵体时，对该端面涂抹密封胶，消除两段面贴合后的间隙。

泵体壳体的材质升级

针对出现的问题，我们向业主反映，并提出泵壳体材质升级的建议。业主根据我方提供的情况，与制造企业研究改进。

使用效果

根据以上分析，我们逐步进行改进，部分较为轻微冲蚀的密封面经过焊接和金加工处理后，获得满意效果。但O型圈槽挡边冲蚀后，因其比较单薄，堆焊修复容易引起壳体在密封处变形，影响安装精度，且修复成本相当高。故少量的冲蚀，在不影响O型圈密封的前提下，可以选择不修复，但是当冲蚀量较大时，O型圈密封则失去作用，只有更换壳体方能解决。目前，对中间冲蚀较大的壳体进行更换，对少量冲蚀的泵体进行焊接修补，对O型圈材质进行更换，安装后泵体运行效果较好，但最终效果有待时间检验。

结语

对于机械设备而言，零件的质量直接影响着装配效果和设备使用寿命。而零件的质量既取决于材料又受加工精度影响。零件质量问题对设备的影响和损害，程度有轻有重，导致故障出现的时间也有差别，有的是十分明显的，也有的是潜在的，在较长久时间后方能显现。只有深入研究探索设备失效原因，对症下药，方能解决问题，延长设备的运行周期。