摘要：随着经济的快速发展，社会在不断的进步，机械密封广泛应用于各种类型的机泵上，是一种精度较高的密封装置。大部分机泵采用串级机械密封，并对机械密封的安装和使用有了新的要求。本文对机械密封在设计、安装、使用等方面出现的失效原因进行了分析，结合实践有针对性的提出了解决方案。
关键词：机械密封；设计；安装；使用；失效分析
引言
机泵使用的机械密封形式多种多样，但不论何种形式，其泄漏部位主要集中在如下部位：泵轴和轴套之间处；机封动环与轴套之间处；机封静环与其密封座之间处；机封动、静环之间处；机封部位端盖与泵体之间处。
1机泵运行时出现泄漏的原因
1.1造成摩擦端面损坏的原因
（1）由于操作人员的原因引起机泵出现气蚀、超压、抽空等问题，产生非常大的轴向力，迫使机械密封的动环与静环的摩擦副分开；（2）安装人员计算错误，导致压缩量超过技术要求，使动、静环之间的摩擦副表面出现破损、划伤等问题；（3）密封动环内部的密封圈力过大，致使弹簧的弹力不能满足动环轴向压缩量的调整；（4）密封静环的密封圈力过小，当动环轴向压缩调整时，可能使静环与其座分离；（5）输送的介质中存有杂质或结晶等物质，由于机泵高速运转使之进入动、静环之间的摩擦副，损坏其两环的接触面；（6）机械密封在设计制造时存在问题，机械密封的端面其压比较低或者机械密封的材质选择错误如冷缩性比较大等。这些问题经常存在，一般可采用调整静环安装座就可解决，但是大部分情况还是需要重新组装或者更换该套机械密封。
1.2摩擦副失效原因
（1）输送介质汽化。动静环相对运动部位介质汽化，造成摩擦副部位得不到有效的冷却、润滑，使静环严重磨损、热裂变形失效。（2）摩擦副干运转。由于密封冲洗液量不足或无液，造成摩擦副严重磨损、热裂（拆下后发现有变色情况）失效，有时可能造成相临的“O”形密封环因高温产生硬化开裂失效。（3）摩擦副部位结焦或结晶。由于介质在摩擦副部位结焦积碳或结晶，使运动部位得不到有效的润滑，同时波纹管（弹簧）的预紧力减小，补偿能力降低，致使介质从摩擦副部位直接泄漏。（4）输送的介质润滑性差。由于介质润滑性差，使摩擦副部位得不到有效的润滑，造成动静环严重磨损、热裂变形失效。（5）输送的介质脏。输送的介质内含有颗粒，进入运动密封面，一方面使密封面打开，被封介质泄漏；另一方面造成摩擦副磨损严重，使密封面严重创伤失效。（6）运动密封面腐蚀。按照腐蚀的形式可以分为表面腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、缝隙腐蚀和电化学腐蚀，腐蚀造成的失效形式是一个持续的时间积累过程。（7）弹簧的端面密封比压过大。比压过大一方面造成密封面磨损严重，另一方面由于比压大使密封面摩擦副产生大量的摩擦热，如果不能够及时、有效的带走就会造成密封面失效。（8）机泵产生汽蚀或抽空。机泵的汽蚀或抽空造成运动密封面得不到有效的润滑、冲洗，造成该部位出现干摩擦失效；同时由于上述两种情况造成泵内压力波动，波纹管或弹簧的补偿能力差，使动静环间频繁开启碰撞，经常造成静环损坏。上述几种主要失效形式是针对机械密封摩擦副部位进行分析的，对于内装式结构的机械密封，其泄漏的途径主要从密封轴套和压盖间。据统计，由于摩擦副失效造成的泄漏占整个机械密封失效率的80%-95%。
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1.3机械密封因机泵温度过高导致失效
（a）介质温度过高的机泵易出现此类现象。在密封接触面处由于无润滑介质而出现干磨或由于冷却系统异常、介质中杂质进入密封端面或由于运行不正常抽空等现象，都极有可能致使动、静环出现破损；（b）密封环炭化是机械密封泄漏的又一主要原因。在机泵运行时，由于介质本身温度较高，当超出密封环的设计使用温度时，就会析出树脂结晶，破坏其摩擦面使机械密封泄漏。（c）密封系统的内构件采用了不适合该套机泵时，在温度超过其使用温度后将出现腐蚀、老化、无弹性等问题。如高温时宜选用氟橡胶密封圈，当未考虑使用温度环境选用丁晴橡胶时，会造成密封圈过早失效，出现泄漏。密封端面使用的材质一般为石墨碳环，特点是耐高温、耐腐蚀，但是在使用环境恶劣的情况下极易出现断裂、破损，出现机泵泄漏现象。
2典型的控制措施
2.1密封组装
首先，在对即将组装的密封与设计规格型号进行对比，确保正确的情况下，对密封与泵体内其他部件进行测量，保证安装精度符合设计要求。一般需要检查以下几个参数：（1）泵轴与轴套的平整度和配合间隙，密封与泵轴的轴向、径向偏差；（2）机械密封端面与泵轴之间垂直度允许偏差；（3）动、静环两侧端面，泵体内安装密封的结构形式；（4）机泵运行时泵轴与密封之间产生的轴向窜量。其次，密封组装时其工作环境应清洁，严禁野蛮安装不使用安装工具、敲击或蛮装等，避免出现安装时密封内部件损坏；组装时要在各密封环内涂一层起润滑作用的透平油。各个密封圈在组装时要涂一些透平油，使各部件在组装时能够顺利配合；动、静环在安装密封腔内时，应防止其端面损伤，且要确保其密封环端面与泵轴中心垂直；密封一般使用固定螺钉与泵轴固定，在固定后应确保其弹簧压缩量符合要求。
2.2机械密封在机泵上的应用
机泵运行前，应对该泵的附属设施进行检查，确保润滑油系统、冷却水系统正常投用；运行前对工艺管线进行吹扫，保证无锈皮等杂质进入密封系统内破换密封性能；启动前用手盘车，确认其泵轴旋转灵活无卡塞等现象；正常运行前，需要进行灌泵以确保静态时机械密封不出现泄漏现象；运转初期，仔细检查密封各部位有无泄漏情况，如有轻微漏量，可以在机泵运行一段时间内使密封端面配合均匀，逐渐减少到无泄漏。如果运行一段时间后仍不见好转则需要进行切换维修；机泵运行时突然大量泄漏介质，应检查部位及其解决方法；对密封内的动、静环端面进行检查，如有破损应进行更换；对密封内的各种密封O型圈进行检查，如发现破损、腐蚀、老化、变形等在现场就应及时进行更换；对密封端面进行检查，判断是否由于介质中的杂质进入，破坏其端面；对固定密封的螺钉进行检查，防止由于螺钉的松动使密封运行时受到影响产生泄漏；对机泵的各部件间的窜动量进行检查，看是否已严重不符合设计要求；对密封内轴套的密封O型圈进行检查，看是否损坏严重或老化无法起到密封效果；对密封液系统进行检查，看是否管线堵塞无密封液体，避免使密封在干磨状态下运行。
结语
根据实际情况判断机械密封泄漏的原因并采取相应解决办法，是保证密封长周期运行的基础。通过对密封的设计、安装及使用进行全面判断找出失效原因，以科学为依据消除密封的泄漏问题取得了良好效果。
参考文献：
[1]GB50275-2010，压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范[S].
[2]蔡仁良，顾伯勤，宋鹏云编著.过程装备密封技术[M].北京：化学工业出版社，2006.
论文作者:朱光希
论文发表刊物:《基层建设》2018年第30期
论文发表时间:2018/11/16
标签：端面论文; 摩擦论文; 介质论文; 机械论文; 部位论文; 轴套论文; 密封圈论文; 《基层建设》2018年第30期论文;