通水冷却用旋转接头漏水原因及故障排除

一、引言

二、通水冷却用旋转接头的工作原理

通水冷却用旋转接头主要由外壳、转子、密封件、轴承等部件组成。其工作原理是通过转子与外壳之间的相对旋转运动，实现冷却液从静止的管道系统输入到旋转设备的冷却通道中，在旋转过程中，密封件起到阻止冷却液泄漏的关键作用，同时轴承支撑转子的平稳转动，保证冷却液能够顺畅地在动静部件之间传输。

三、漏水原因分析

（一）机械密封失效

1. 密封面磨损

• 长期运行过程中，由于转子与密封面之间的摩擦，尤其是在高速旋转或冷却液中含有杂质颗粒时，密封面会逐渐磨损。磨损后的密封面无法紧密贴合，导致冷却液泄漏。例如，在一些金属加工行业，冷却液中可能会混入金属屑，这些金属屑会像砂纸一样不断研磨密封面，加速其磨损。

• 当设备频繁启停或出现振动时，密封面之间会产生冲击载荷，也容易造成密封面的局部磨损或破裂，破坏密封效果。

2. 密封件老化

• 密封件通常由橡胶、石墨等材料制成，这些材料在长期接触冷却液、高温环境以及受到化学物质侵蚀的情况下，会发生老化、硬化、变形等现象。例如，橡胶密封件在高温冷却液的作用下，橡胶分子链会断裂，导致密封件失去弹性，无法有效地填充密封间隙，从而引发漏水。

• 密封件的使用寿命也与安装时的预紧力有关。如果预紧力过大，会使密封件过度压缩，加速老化；预紧力过小，则无法保证密封面的紧密贴合，容易泄漏。

  
  

（二）连接部件松动

1. 螺纹连接松动

• 旋转接头与管道之间的螺纹连接在设备运行过程中可能会因振动、温度变化等因素而松动。例如，在一些大型造纸机的冷却系统中，设备运行时产生的强烈振动会使螺纹连接逐渐松脱，导致冷却液从螺纹连接处渗出。

• 安装时螺纹未拧紧或拧紧力矩不均匀，也会在后期运行中出现松动问题。此外，螺纹处密封胶的老化或失效也会影响连接的密封性，造成漏水。

2. 法兰连接密封不良

• 法兰连接的旋转接头，如果法兰面不平整、有划痕或杂质，会导致法兰垫片无法均匀受压，从而破坏密封效果。例如，在化工设备安装过程中，若法兰面在运输或安装过程中受到损伤，未进行修复就进行安装，在通入冷却液后很容易出现漏水现象。

• 法兰螺栓的松动也是常见原因之一。随着设备的运行，法兰螺栓可能会因振动而松动，使法兰连接的紧密性降低，引发漏水。

（三）内部结构损坏

1. 轴承损坏

• 轴承在旋转接头中承担着转子的支撑和转动功能。如果轴承因长期过载、润滑不良或进入杂质等原因损坏，会导致转子的旋转精度下降，产生偏心或晃动。这种情况下，密封件会受到不均匀的作用力，加速磨损和失效，进而引起漏水。例如，在一些高负荷运转的橡胶混炼设备冷却用旋转接头中，若轴承润滑脂不足，轴承磨损加剧，就容易出现漏水问题。

2. 转子变形或损坏

• 转子在制造过程中可能存在质量缺陷，如材质不均匀、加工精度不够等，在使用过程中容易因受力不均而变形。此外，设备遭受外力冲击或过载时，转子也可能发生损坏。变形或损坏的转子会与密封件之间产生异常摩擦和间隙变化，导致漏水。例如，在一些工业炉窑冷却系统中，如果旋转接头受到炉内高温辐射和气流冲击，转子可能会发生变形，影响其与密封件的配合，引发漏水故障。

（四）冷却液问题

1. 冷却液压力过高或不稳定

• 当冷却液供应系统的压力超过旋转接头的额定压力时，会对密封件造成过大的压力，使其无法承受而泄漏。例如，在一些液压系统冷却用旋转接头中，如果液压泵输出压力不稳定或压力调节阀故障，导致冷却液压力波动过大，就容易使旋转接头出现漏水现象。

• 压力冲击也是一个重要因素。在系统快速启停或阀门突然开闭时，会产生压力冲击，对旋转接头的密封结构造成破坏，引发漏水。

2. 冷却液腐蚀

• 如果冷却液的化学成分与旋转接头的材质不兼容，会发生化学反应，导致接头部件腐蚀。例如，使用酸性或碱性过强的冷却液，会腐蚀金属外壳、转子和密封件等。在一些电镀行业的冷却系统中，若冷却液选择不当，旋转接头很容易因腐蚀而出现漏水故障。

• 冷却液中的微生物滋生也可能引起腐蚀。微生物在冷却液中代谢产生的酸性物质会侵蚀接头部件，同时微生物的尸体和分泌物也可能堵塞冷却通道，影响冷却液的正常流动，间接导致漏水。

四、故障排除方法

（一）机械密封故障排除

1. 检查密封面磨损情况

• 定期拆卸旋转接头，检查密封面的磨损程度。如果磨损较轻，可以通过研磨修复密封面，使其恢复平整度和光洁度。研磨时应使用合适的研磨工具和研磨膏，按照正确的工艺进行操作。例如，对于平面密封面，可以采用平面研磨机进行研磨，控制好研磨压力和时间。

• 如果密封面磨损严重，如出现深度划痕、凹坑或破裂等情况，则需要更换密封件。在更换密封件时，应选择与原密封件相同型号、规格和材质的产品，并确保安装正确。安装时要注意密封面的清洁，避免杂质颗粒进入密封间隙。

2. 处理密封件老化问题

• 对于老化、硬化或变形的密封件，应及时更换。在选择新密封件时，要考虑冷却液的温度、压力、化学性质以及设备的运行工况等因素，选择合适的密封材料。例如，对于高温冷却液，可选用耐高温的石墨密封件；对于有化学腐蚀风险的冷却液，应选择耐腐蚀的橡胶或塑料密封件。

• 调整密封件的预紧力。在安装密封件时，应按照设备制造商的要求，使用合适的工具和方法调整预紧力。一般可以通过拧紧密封压盖螺栓来调整预紧力，但要注意避免预紧力过大或过小。可以采用扭矩扳手按照规定的扭矩值进行拧紧，确保预紧力均匀。

  
  

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（二）连接部件故障排除

1. 紧固螺纹连接

• 定期检查旋转接头与管道之间的螺纹连接是否松动。如果发现松动，应先将接头内的冷却液排空，然后使用合适的工具，如扳手，按照规定的拧紧力矩将螺纹重新拧紧。在拧紧过程中，要注意螺纹的方向，避免拧错。

• 对于螺纹处密封胶老化或失效的情况，应先清除旧的密封胶，然后重新涂抹合适的密封胶，如螺纹密封胶或厌氧胶等，再进行螺纹连接的紧固。密封胶的涂抹应均匀、适量，避免过多或过少。

2. 修复法兰连接密封

• 检查法兰面的平整度和清洁度。如果法兰面有划痕、凹坑或杂质，应进行修复和清理。对于轻微的划痕，可以采用砂纸打磨平整；对于较深的凹坑，可以采用焊接修补后再打磨的方法。清理法兰面时，应使用干净的布或清洗剂去除油污、灰尘等杂质。

• 更换法兰垫片。如果法兰垫片损坏或老化，应选择合适的垫片进行更换。垫片的材质应根据冷却液的性质、温度和压力等因素选择，如橡胶垫片、金属缠绕垫片等。在安装垫片时，要确保垫片放置正确、平整，然后均匀拧紧法兰螺栓。拧紧螺栓时应按照对角线方向逐步拧紧，使法兰面均匀受压，拧紧力矩应符合要求。

（三）内部结构故障排除

1. 更换损坏的轴承

• 当发现轴承损坏时，应及时停机更换轴承。在更换轴承前，要先将旋转接头拆卸下来，清洗干净内部的冷却液和杂质。然后根据轴承的型号和规格，选择合适的新轴承。在安装轴承时，要注意轴承的安装方向和预紧力。一般可以采用加热轴承或冷装轴颈的方法进行安装，确保轴承安装到位且转动灵活。安装后要加入适量的润滑脂，保证轴承的良好润滑。

2. 修复或更换转子

• 如果转子变形较轻，可以采用机械加工的方法进行修复，如车削、磨削等，使其恢复到正常的尺寸和形状精度。在加工过程中，要注意控制加工余量和表面粗糙度。

• 如果转子损坏严重，无法修复，则需要更换新的转子。新转子的材质和加工精度应符合设备要求，安装时要确保转子与其他部件的配合精度，如与密封件的间隙、与轴承的同轴度等。

（四）冷却液问题处理

1. 调整冷却液压力

• 安装压力监测装置，实时监测冷却液的压力。如果发现压力过高或不稳定，应检查冷却液供应系统，如水泵、压力调节阀等设备是否正常工作。对于压力过高的情况，可以通过调整压力调节阀降低压力，使其在旋转接头的额定压力范围内。如果是压力不稳定，应检查水泵的运行状态，如是否有气蚀现象、电机是否正常等，并进行相应的维修或调整。

• 在系统中安装缓冲装置，如蓄能器、缓冲罐等，以吸收压力冲击。这些装置可以在系统压力突然变化时，起到缓冲和稳定压力的作用，减少对旋转接头的冲击破坏。

2. 解决冷却液腐蚀问题

• 根据旋转接头的材质，选择合适的冷却液。在选择冷却液时，要考虑其化学成分与接头材质的兼容性，避免发生化学反应。例如，对于不锈钢材质的旋转接头，应避免使用含氯离子过高的冷却液。

• 定期检测冷却液的酸碱度和微生物含量。如果发现冷却液酸性或碱性过强，应进行中和处理或更换冷却液。对于微生物滋生的问题，可以添加杀菌剂或防腐剂进行处理，同时定期更换冷却液，保持冷却液的清洁度。

五、预防措施

1. 定期维护保养

• 制定合理的旋转接头维护保养计划，定期对其进行检查、清洁、润滑和调试。例如，每运行一定时间后，拆卸旋转接头，检查密封件、轴承、连接部件等的状态，及时发现潜在问题并进行处理。

• 定期更换冷却液，一般根据冷却液的使用环境和寿命要求，每 3 - 6 个月更换一次冷却液，同时清洗冷却系统管道，防止杂质积累和微生物滋生。

2. 正确安装操作

• 在安装旋转接头时，要严格按照设备制造商的安装说明书进行操作。确保连接部件拧紧力矩合适、密封面清洁平整、密封件安装正确等。

• 在设备运行过程中，要避免过载、超速和频繁启停等操作，减少对旋转接头的冲击和磨损。同时，要注意监控冷却液的压力、温度等参数，确保其在正常范围内。

3. 选用优质配件

• 在采购旋转接头及其配件时，要选择质量可靠、信誉良好的供应商。选用符合国家标准和行业规范的产品，确保旋转接头的材质、制造工艺和性能满足要求。例如，选择具有良好耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性的密封件和轴承等配件，提高旋转接头的整体质量和可靠性。

六、结论