通水冷卻用旋轉接頭漏水原因及故障排除

一、引言

二、通水冷卻用旋轉接頭的工作原理

通水冷卻用旋轉接頭主要由外殼、轉子、密封件、軸承等部件組成。其工作原理是通過轉子與外殼之間的相對旋轉運動，實現冷卻液從靜止的管道系統輸入到旋轉設備的冷卻通道中，在旋轉過程中，密封件起到阻止冷卻液泄漏的關鍵作用，同時軸承支撐轉子的平穩轉動，保證冷卻液能夠順暢地在動靜部件之間傳輸。

三、漏水原因分析

（一）機械密封失效

1. 密封面磨損

• 長期運行過程中，由于轉子與密封面之間的摩擦，尤其是在高速旋轉或冷卻液中含有雜質顆粒時，密封面會逐漸磨損。磨損后的密封面無法緊密貼合，導致冷卻液泄漏。例如，在一些金屬加工行業，冷卻液中可能會混入金屬屑，這些金屬屑會像砂紙一樣不斷研磨密封面，加速其磨損。

• 當設備頻繁啟停或出現振動時，密封面之間會產生沖擊載荷，也容易造成密封面的局部磨損或破裂，破壞密封效果。

2. 密封件老化

• 密封件通常由橡膠、石墨等材料制成，這些材料在長期接觸冷卻液、高溫環境以及受到化學物質侵蝕的情況下，會發生老化、硬化、變形等現象。例如，橡膠密封件在高溫冷卻液的作用下，橡膠分子鏈會斷裂，導致密封件失去彈性，無法有效地填充密封間隙，從而引發漏水。

• 密封件的使用壽命也與安裝時的預緊力有關。如果預緊力過大，會使密封件過度壓縮，加速老化；預緊力過小，則無法保證密封面的緊密貼合，容易泄漏。

  
  

（二）連接部件松動

1. 螺紋連接松動

• 旋轉接頭與管道之間的螺紋連接在設備運行過程中可能會因振動、溫度變化等因素而松動。例如，在一些大型造紙機的冷卻系統中，設備運行時產生的強烈振動會使螺紋連接逐漸松脫，導致冷卻液從螺紋連接處滲出。

• 安裝時螺紋未擰緊或擰緊力矩不均勻，也會在后期運行中出現松動問題。此外，螺紋處密封膠的老化或失效也會影響連接的密封性，造成漏水。

2. 法蘭連接密封不良

• 法蘭連接的旋轉接頭，如果法蘭面不平整、有劃痕或雜質，會導致法蘭墊片無法均勻受壓，從而破壞密封效果。例如，在化工設備安裝過程中，若法蘭面在運輸或安裝過程中受到損傷，未進行修復就進行安裝，在通入冷卻液后很容易出現漏水現象。

• 法蘭螺栓的松動也是常見原因之一。隨著設備的運行，法蘭螺栓可能會因振動而松動，使法蘭連接的緊密性降低，引發漏水。

（三）內部結構損壞

1. 軸承損壞

• 軸承在旋轉接頭中承擔著轉子的支撐和轉動功能。如果軸承因長期過載、潤滑不良或進入雜質等原因損壞，會導致轉子的旋轉精度下降，產生偏心或晃動。這種情況下，密封件會受到不均勻的作用力，加速磨損和失效，進而引起漏水。例如，在一些高負荷運轉的橡膠混煉設備冷卻用旋轉接頭中，若軸承潤滑脂不足，軸承磨損加劇，就容易出現漏水問題。

2. 轉子變形或損壞

• 轉子在制造過程中可能存在質量缺陷，如材質不均勻、加工精度不夠等，在使用過程中容易因受力不均而變形。此外，設備遭受外力沖擊或過載時，轉子也可能發生損壞。變形或損壞的轉子會與密封件之間產生異常摩擦和間隙變化，導致漏水。例如，在一些工業爐窯冷卻系統中，如果旋轉接頭受到爐內高溫輻射和氣流沖擊，轉子可能會發生變形，影響其與密封件的配合，引發漏水故障。

（四）冷卻液問題

1. 冷卻液壓力過高或不穩定

• 當冷卻液供應系統的壓力超過旋轉接頭的額定壓力時，會對密封件造成過大的壓力，使其無法承受而泄漏。例如，在一些液壓系統冷卻用旋轉接頭中，如果液壓泵輸出壓力不穩定或壓力調節閥故障，導致冷卻液壓力波動過大，就容易使旋轉接頭出現漏水現象。

• 壓力沖擊也是一個重要因素。在系統快速啟停或閥門突然開閉時，會產生壓力沖擊，對旋轉接頭的密封結構造成破壞，引發漏水。

2. 冷卻液腐蝕

• 如果冷卻液的化學成分與旋轉接頭的材質不兼容，會發生化學反應，導致接頭部件腐蝕。例如，使用酸性或堿性過強的冷卻液，會腐蝕金屬外殼、轉子和密封件等。在一些電鍍行業的冷卻系統中，若冷卻液選擇不當，旋轉接頭很容易因腐蝕而出現漏水故障。

• 冷卻液中的微生物滋生也可能引起腐蝕。微生物在冷卻液中代謝產生的酸性物質會侵蝕接頭部件，同時微生物的尸體和分泌物也可能堵塞冷卻通道，影響冷卻液的正常流動，間接導致漏水。

四、故障排除方法

（一）機械密封故障排除

1. 檢查密封面磨損情況

• 定期拆卸旋轉接頭，檢查密封面的磨損程度。如果磨損較輕，可以通過研磨修復密封面，使其恢復平整度和光潔度。研磨時應使用合適的研磨工具和研磨膏，按照正確的工藝進行操作。例如，對于平面密封面，可以采用平面研磨機進行研磨，控制好研磨壓力和時間。

• 如果密封面磨損嚴重，如出現深度劃痕、凹坑或破裂等情況，則需要更換密封件。在更換密封件時，應選擇與原密封件相同型號、規格和材質的產品，并確保安裝正確。安裝時要注意密封面的清潔，避免雜質顆粒進入密封間隙。

2. 處理密封件老化問題

• 對于老化、硬化或變形的密封件，應及時更換。在選擇新密封件時，要考慮冷卻液的溫度、壓力、化學性質以及設備的運行工況等因素，選擇合適的密封材料。例如，對于高溫冷卻液，可選用耐高溫的石墨密封件；對于有化學腐蝕風險的冷卻液，應選擇耐腐蝕的橡膠或塑料密封件。

• 調整密封件的預緊力。在安裝密封件時，應按照設備制造商的要求，使用合適的工具和方法調整預緊力。一般可以通過擰緊密封壓蓋螺栓來調整預緊力，但要注意避免預緊力過大或過小。可以采用扭矩扳手按照規定的扭矩值進行擰緊，確保預緊力均勻。

  
  

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（二）連接部件故障排除

1. 緊固螺紋連接

• 定期檢查旋轉接頭與管道之間的螺紋連接是否松動。如果發現松動，應先將接頭內的冷卻液排空，然后使用合適的工具，如扳手，按照規定的擰緊力矩將螺紋重新擰緊。在擰緊過程中，要注意螺紋的方向，避免擰錯。

• 對于螺紋處密封膠老化或失效的情況，應先清除舊的密封膠，然后重新涂抹合適的密封膠，如螺紋密封膠或厭氧膠等，再進行螺紋連接的緊固。密封膠的涂抹應均勻、適量，避免過多或過少。

2. 修復法蘭連接密封

• 檢查法蘭面的平整度和清潔度。如果法蘭面有劃痕、凹坑或雜質，應進行修復和清理。對于輕微的劃痕，可以采用砂紙打磨平整；對于較深的凹坑，可以采用焊接修補后再打磨的方法。清理法蘭面時，應使用干凈的布或清洗劑去除油污、灰塵等雜質。

• 更換法蘭墊片。如果法蘭墊片損壞或老化，應選擇合適的墊片進行更換。墊片的材質應根據冷卻液的性質、溫度和壓力等因素選擇，如橡膠墊片、金屬纏繞墊片等。在安裝墊片時，要確保墊片放置正確、平整，然后均勻擰緊法蘭螺栓。擰緊螺栓時應按照對角線方向逐步擰緊，使法蘭面均勻受壓，擰緊力矩應符合要求。

（三）內部結構故障排除

1. 更換損壞的軸承

• 當發現軸承損壞時，應及時停機更換軸承。在更換軸承前，要先將旋轉接頭拆卸下來，清洗干凈內部的冷卻液和雜質。然后根據軸承的型號和規格，選擇合適的新軸承。在安裝軸承時，要注意軸承的安裝方向和預緊力。一般可以采用加熱軸承或冷裝軸頸的方法進行安裝，確保軸承安裝到位且轉動靈活。安裝后要加入適量的潤滑脂，保證軸承的良好潤滑。

2. 修復或更換轉子

• 如果轉子變形較輕，可以采用機械加工的方法進行修復，如車削、磨削等，使其恢復到正常的尺寸和形狀精度。在加工過程中，要注意控制加工余量和表面粗糙度。

• 如果轉子損壞嚴重，無法修復，則需要更換新的轉子。新轉子的材質和加工精度應符合設備要求，安裝時要確保轉子與其他部件的配合精度，如與密封件的間隙、與軸承的同軸度等。

（四）冷卻液問題處理

1. 調整冷卻液壓力

• 安裝壓力監測裝置，實時監測冷卻液的壓力。如果發現壓力過高或不穩定，應檢查冷卻液供應系統，如水泵、壓力調節閥等設備是否正常工作。對于壓力過高的情況，可以通過調整壓力調節閥降低壓力，使其在旋轉接頭的額定壓力范圍內。如果是壓力不穩定，應檢查水泵的運行狀態，如是否有氣蝕現象、電機是否正常等，并進行相應的維修或調整。

• 在系統中安裝緩沖裝置，如蓄能器、緩沖罐等，以吸收壓力沖擊。這些裝置可以在系統壓力突然變化時，起到緩沖和穩定壓力的作用，減少對旋轉接頭的沖擊破壞。

2. 解決冷卻液腐蝕問題

• 根據旋轉接頭的材質，選擇合適的冷卻液。在選擇冷卻液時，要考慮其化學成分與接頭材質的兼容性，避免發生化學反應。例如，對于不銹鋼材質的旋轉接頭，應避免使用含氯離子過高的冷卻液。

• 定期檢測冷卻液的酸堿度和微生物含量。如果發現冷卻液酸性或堿性過強，應進行中和處理或更換冷卻液。對于微生物滋生的問題，可以添加殺菌劑或防腐劑進行處理，同時定期更換冷卻液，保持冷卻液的清潔度。

五、預防措施

1. 定期維護保養

• 制定合理的旋轉接頭維護保養計劃，定期對其進行檢查、清潔、潤滑和調試。例如，每運行一定時間后，拆卸旋轉接頭，檢查密封件、軸承、連接部件等的狀態，及時發現潛在問題并進行處理。

• 定期更換冷卻液，一般根據冷卻液的使用環境和壽命要求，每 3 - 6 個月更換一次冷卻液，同時清洗冷卻系統管道，防止雜質積累和微生物滋生。

2. 正確安裝操作

• 在安裝旋轉接頭時，要嚴格按照設備制造商的安裝說明書進行操作。確保連接部件擰緊力矩合適、密封面清潔平整、密封件安裝正確等。

• 在設備運行過程中，要避免過載、超速和頻繁啟停等操作，減少對旋轉接頭的沖擊和磨損。同時，要注意監控冷卻液的壓力、溫度等參數，確保其在正常范圍內。

3. 選用優質配件

• 在采購旋轉接頭及其配件時，要選擇質量可靠、信譽良好的供應商。選用符合國家標準和行業規范的產品，確保旋轉接頭的材質、制造工藝和性能滿足要求。例如，選擇具有良好耐磨性、耐腐蝕性和耐高溫性的密封件和軸承等配件，提高旋轉接頭的整體質量和可靠性。

六、結論