摘要：现阶段机械密封在旋转设备方面应用较多，而机械密封的实际密封效果对于整体设备运行质量影响较为明显，特别是石油化工领域大多使用易燃、易爆、易挥发及剧毒介质，时常引发机械密封泄漏问题，不仅影响整体生产活动，还会对于工作人员人身安全产生严重威胁，因此机械密封在旋转设备上的故障原因与故障处理研究意义重大。本文首先阐述机械密封的基本原理，重点解析机械密封在旋转设备上的故障表现及原因，最后提出机械密封在旋转设备上的故障处理措施。
关键词：机械密封；旋转设备；故障原因；处理措施
一、机械密封的基本原理
机械密封具体称之为端面密封，其主要作为旋转机械的轴封装置，该密封装置广泛使用于工业生产的不同类型旋转轴密封领域。通常机械密封具体由动环、静环、压紧元件以及密封元件等单元组成，动环与泵轴保持同步旋转，动环和静环紧密贴合构建密封面，这样可有效避免出现介质泄漏情况。同时由于密封室内液体压力作用，动环端面始终压紧于静环端面上，致使两环端面形成一定比压，而且整个液膜厚度不大，这样能够保持高质量的密封效果。压紧元件过程中产生一定压力，这样能够确保泵即使不处于运行状态，仍可起到良好的端面贴合效果，避免密封介质出现外漏情况，还能在一定程度上避免其他杂质混入密封端面。密封元件还可有效密封动环和轴之间空隙、静环及压盖之间间隙等，弹性元件能够对于泵振动及冲击起到良好缓冲作用。机械密封实际使用过程中，要求其和泵的其他类型零件组合使用，这主要由于机械密封运行状态和自身性能、外部条件均具有明显关联性，所以要确保零件性能、辅助密封装置安装质量均可达到相同技术要求，这样才可从根本上确保机械密封效果。
二、机械密封在旋转设备上的故障表现及原因
对于旋转设备来说，机械密封效果较为明显，但也会经常性出现各种故障问题，进而影响旋转设备正常使用，因此有必要加强机械密封在旋转设备上的故障表现及原因分析研究，而这些故障表现及原因大体归纳为下列三个方面。
2.1机械密封零件故障
实际旋转设备运行过程中，密封端面会时常发生磨损、热裂、变形及破损等各类问题，尤其装置长时间运行弹簧也会出现松弛、断裂及腐蚀，辅助密封圈易发生裂口、扭曲变形及破裂等诸多问题。
2.2 机械密封振动及发热故障
具体设备旋转阶段，假使动静环贴合端面过于粗糙，动静环和密封腔之间间隙小，基于振摆碰撞作用出现一定程度振动。同时密封端面耐腐蚀和耐温性能不足，冷却效果过差以及端面安装阶段引入部分颗粒杂质，均会导致出现机械密封振动和发热情况。
2.3机械密封介质泄漏故障
首先静压试验过程中出现泄漏，机械密封安装过程中，由于工作人员操作不当，致使密封端面出现明显碰伤、变形、损坏等情况，并且端面清理不到位，存在一定量颗粒状杂质。同时定位螺钉松动、压盖未压紧以及机械设备精度不足均会导致密封面未能完全贴合，进而引发介质泄漏。如果机械密封发生轴套漏问题，其主要由于轴套密封圈装配过程中并未被压紧或压缩量不足。
其次为周期性或阵发性泄漏，假使机械密封的转子组件周期性振动及轴向窜动量过大等情况，其均会引发严重泄漏问题。同事机械密封装置使用过程中，要求密封面具有一定比压，进而起到显著的密封效果，这便需要机械密封弹簧压缩量可满足使用要求，其能够为密封端面提供一定推力，旋转过程中确保密封面产生足够比压，而确保比压达到相关标准，机械密封泵轴窜量不应过大，基本控制在0.25mm以内。具体设计过程中，常常由于设计不合理，致使泵轴窜量过大，这样对于机械密封使用效果产生明显抑制作用。
接下来为机械密封经常性泄漏，机械密封经常性泄漏形成原因较多，其主要形成原因表现为密封端面缺陷、辅助密封圈以及弹簧缺陷产生的泄漏问题，转子振动也会产生一定程度泄漏，并且传动、紧定及部分零件质量差或松动，机械密封辅助机构质量差以及介质问题均会引发经常性泄漏。
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最后机械密封振动偏大，其会导致严重的密封问题，这种机械密封振动偏大情况出现原因在于机械密封本身原因以及泵零部件问题，诸如泵轴设计合理性不足、加工质量不过关原因、轴承精度不够、联轴器平行度差以及径向力大等。
三、机械密封在旋转设备上的故障处理措施
假使机械密封零件发生故障，对于整体设备运行使用影响较为明显，因此要求及时更换零件，或者采用相关措施提升零件机械加工精度，诸如增加机械密封及泵体部分零件加工精度，这些措施均可明显增强整体机械密封效果。基于确保密封效果的目的，本文根据上述故障问题原因制定相应的故障处理措施，其具体内容如下所示。
3.1机械密封振动、发热的处理措施
假使动静环和密封腔之间间隙过小，其会明显增大密封腔内径以及减少转动外径，所以两者之间间隙要求保持在0.75mm以上。同时摩擦副配对不合理，及时更换静环材料，提升耐温，耐腐蚀性能，这样能够有效解决机械密封的振动及发热问题。
3.2机械密封泄漏的处理措施
一般来说，机械密封泄漏情况产生原因较多，要求针对具体问题具体分析，基于最大限度减少泄漏量，要求机械密封安装过程中重点依据相关技术要求开展装配工作，并认真做好下列工作。首先装配过程要求干净光洁，尤其机械密封相关零部件、工具、润滑油及揩拭材料，并且动静环的密封端面要求使用纱布进行揩拭。其次修整倒角倒圆，要求针对轴、密封端盖等倒角尽量确保修整光滑，并且轴及端盖圆角保持光亮。最后装配辅助密封圈过程中，橡胶辅助密封圈禁止使用汽油、煤油进行浸泡洗涤，防止出现胀大变形及过早老化等诸多问题。动静环组装作业完成后，采用手按动补偿环方式检查其是否到位，灵活性是否满足要求，弹性开口环是否能够实现定位可靠。动环安装作业完后，工作人员应对于安装质量进行严格检查，确保动环能够在轴上进行灵活轴向移动。
3.3针对泵轴窜量大问题的处理措施
设计人员要求重点做好轴向力平衡装置设计工作，去除轴向窜量，要求针对多级离心泵平衡盘加轴向比推轴承，使得平衡盘进一步平衡轴向力，而轴向比推轴承则可对于泵轴实施轴向限位。
3.4增加辅助冲洗系统
一般来说，假使密封腔内部密封介质中存在颗粒及杂质时，要求工作人员及时进行冲洗作业，防止由于结晶析出及颗粒杂质沉积情况致使机械密封弹簧失灵，尤其颗粒进入装置内部，其会使得机械密封装置出现明显破坏，所以机械密封的辅助冲洗系统重要性较为突出，其可强化密封面保护效果，起到显著的冷却、润滑以及冲走杂质等作用。
3.5泵振动相关处理措施
实际泵产品制造装配阶段，要求重点依据相关标准及操作规程开展具体工作，这样能够有效去除振动源。同时泵、电机、底座及现场管路等各类辅助设备具体安装过程中，要求工作人员对于安装质量进行严格控制，这样也可有效降低振动。
结语
综上所述，机械密封在旋转设备上应用日益增多，相关故障问题随之增加，这样便要求相关工作人员根据实际机械密封使用情况，综合考虑机械密封本身相关影响因素以及其他潜在的外部影响因素，然后采取针对性解决措施，在较短时间内解决故障问题，这样才可确保机械密封实际应用效果。
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[3]刘春霖.浅谈化工机械密封的故障原因及解决对策[J].城市建设理论研究：电子版，2016（10）.
论文作者:石福斌,刘训伟
论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期
论文发表时间:2018/12/18
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