摘要：由于当前一些工厂机械使用零泄漏要求，常规填料密封难以满足上述要求，所以机械密封方式已在工业诸多领域获得大量应用。同时基于机械密封构造复杂程度较高，其作为流体机械薄弱环节之一，如果机械密封失效，明显增加设备维修工作量。本文首先阐述机械密封失效的主要影响因素及机制，然后解析外部条件对机械密封的具体影响，最后提出基于机械密封失效情况的防治措施。
关键词：机械密封；密封失效；影响因素；机制
引言：一般来说，机械密封具体称之为端面密封，主要指基于流体压力以及补偿机构弹力作用下，结合辅助密封功能能够有效防止流体泄漏的装置，其作为机械设备应用较多的密封方式之一，与填料密封比较而言，这种密封方式可靠性较高，并且使用寿命长。假使出现机械密封失效情况，其对于机械使用效果影响较为明显，因此加强机械密封失效相关研究意义重大。
一、机械密封失效的主要影响因素及机制
1.1腐蚀失效
第一，表面腐蚀，假使腐蚀介质长期与机械密封表面进行接触，其会引发一定程度的腐蚀情况，甚至产生穿蚀现象，并且对零件硬度及强度形成明显的负面影响，这样明显增加运行过程中的危险性，易出现各类安全事故。第二，点蚀，通常弹簧套会出现区域性点蚀，具体可利用蚀斑或蚀孔进行判断，这种点蚀情况对于机械密封性能影响相对较小，如果其对于密封性产生较大影响时需及时进行更换。第三，应力腐蚀，其主要基于拉应力作用下，金属处于腐蚀介质中会出现明显破坏情况，尤其弹簧等各种金属部件，由于应力腐蚀作用而出现明显的腐蚀断裂现象，会引发相应的机械密封失效。第四，间隙腐蚀，其易出现在间隙或停滞溶液遮蔽表面，具体为局部电化学腐蚀，尤其开口处间隙较小位置间隙腐蚀发生频次较高。第五，电化学腐蚀，与其他类型腐蚀比较来说，电化学腐蚀对于金属破坏性相对较大，一些机械密封使用的金属材料基于自身工作环境情况，常出现一定程度的电化学腐蚀现象，进而引发严重的密封失效。
1.2 磨擦失效
磨擦失效作为当前机械密封失效常见方式之一，假使机械密封的摩擦表面之间出现一些异物，或者相关摩擦材料整体耐磨性不足，致使摩擦系数过大，这样便会在密封面形成一定程度磨擦，其会致使机械密封出现局部温度过高情况，进而引发各种问题。诸如摩擦引发热裂或热变形，其会明显增加材料磨损及腐蚀程度，弹簧处于高温环境已失去弹性，而密封圈高于使用温度，常出现高温老化、变硬以及龟裂等情况，其均会对于密封性能产生负面影响，进而出现密封失效问题。
1.3 压力波动失效
如果密封腔内压远高于标准要求时，会明显增加密封端面比压，这样对于液膜形成产生一定负面影响，并明显增加端面磨损程度，大幅度增加端面发热量，进而引起密封零件变形情况。假使工作压力过大时，会对于密封零件弹性变形量产生负面影响，进而抑制密封效果。同时泄漏量也会产生一定程度变化，进而严重影响密封性。当工作压力较低时，易产生明显的密封干摩擦情况，而基于密封件磨擦，其密封件表面温度明显增加，处于高温环境下密封件会出现明显形变，这样致使磨擦剧烈程度相应增加，提升磨损速度，进而产生密封环破裂或烧坏情况，这也会引起密封失效现象。
1.4 橡胶圈密封失效
一般来说，机械密封常利用橡胶O型圈用于辅助密封，但这种机械密封方式使用一定时间后，而O型圈由于老化、永久变形及损伤等各种情况常出现明显失效情况。
二、外部条件对机械密封的具体影响
2.1 泵汽蚀
假使泵实际运行前未开展灌泵作业，或泵转速过高，均会导致泵入口位置出现不同程度的汽蚀情况，并在介质内产生大量气泡，不仅会对于机械密封表面产生明显冲蚀，导致其出现破损情况，并致使动静环吻合面液膜气泡量明显增加，这样也会对于液膜稳定性产生负面影响，出现密封面干摩擦情况，出现密封失效现象。
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2.2 泵振动过大
通常泵振动过大情况产生原因包括泵轴设计不合理、轴承精度差、联轴器平行度差以及径向力过大等，而泵振动具体包括垂直、水平及轴向三个方向，其中轴向振动过大对于机械密封效果影响最为明显。假使轴向振动过大时，其会使得动静环之间出现瞬间分离情况，基于液膜压力作用下，密封面开启，进而产生明显泄露。如密封面周边介质中颗粒杂质过多时，其也会进入密封端面，进而对于密封端面产生明显损坏。
2.3泵轴挠度偏大
机械密封作为旋转轴向的接触式动密封方式，处于流体介质以及弹性元件联合作用下，两个垂直于轴心线的密封端面贴合较为紧密，并出现相对旋转情况，这样才可起到良好的密封效果。假使实际机械运行阶段，机械密封安装在泵轴挠度较大位置时，易出现密封端面受力不均情况，其会引发泄漏问题。
2.4轴向力偏大
机械密封实际应用过程中不宜承受轴向力，假使出现轴向力，对于机械密封产生明显的负面影响。尤其轴向力并未保持平衡，会使得机械密封承受一个轴向力，机械运行过程中压盖温度明显偏高，如果使用一些聚丙烯类介质，长期高温环境易出现被熔融情况，其会导致泵启动一定时间后便出现密封失效。
三、基于机械密封失效情况的防治措施
首先，实际选择密封结构过程中，确保密封结构简单、可靠性高、操作方便、安装与维修容易。要求机械密封筛选阶段，重点了解相关参数、材料、结构等，确保整体机械密封装置可靠、安全。同时不同机械密封使用具有不同的适应性，要求根据具体工作环境具体分析，筛选合适的机械密封方式，这样才可确保机械密封保持正常运行。实际机械安装前，要求各个部件的完好性及规范性，并依据机械密封相关要求开展具体安装作业。具体安装过程中应恰当的使用百分表、游标卡尺等相关的设备，不出现偏心情况，并且保证间隙合理性。
其次，防止腐蚀引起的腐蚀失效造成密封失效的问题较为重要，其要求相关人员认真做好机械密封件日常保养工作，防止介质泄漏腐蚀密封系统，并利用高纯度的透平油定期冲洗密封件，这样能够明显改善密封装置抗腐蚀性能。
第三，防止磨擦引起失效，基于防止出现磨擦引起机械密封失效情况，要求确保摩擦材料具有一定的磨擦性能，并且保证密封面平整度以及粗糙度均满足相关标准要求。同时实际机械安装过程中，及时清除端面异物，并且要求输送介质规范性，防止出现不必要腐蚀情况。
接下来为橡胶圈失效，一般来说，橡胶圈具有一定的使用寿命，因此使用阶段要求认真准确计算具体时间，做到定期更换。同时实际检修过程中，假使出现密封圈恶化或形变等情况时，要求及时更换密封圈。
最后，大幅度提升操作人员技能，机械设备实际运行前，要求相关单位认真做好操作人员培训工作，进而全面提升这些人员的综合操作水平。实际机械启动前，要求依据相关规定开展操作，并且根据现场情况委派相关人员进行机械密封件的日常保养维护工作。
四、结语
综上所述，实际机械使用过程中，引起密封失效因素较多，所以基于避免出现密封失效的目的，要求依据机械本身情况筛选相应的密封设备，委派相关人员开展密封设备检查工作，仔细检查型号、尺寸及平整度等信息，进而确保机械密封效果。
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论文作者:刘广俊
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/10/16
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