導語：如何才能寫好一篇機械密封的作用和原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：石油機械密封；工作原理；失效；對策

中圖分類號：TS653 文獻標識碼：A 文章編號1672-3791（2014）01（b）-0000-00

在實際的石油化工生產中，常會有一些有害流體產生，為了防止這些有害流體外流，往往會把它們封裝在專門的裝置中。在石油化工生產中機械密封裝置因其所存在的優(yōu)勢而被普遍應用，機械密封是接觸式密封的一種，保證機械密封的正常運轉是系統(tǒng)裝置與設備進行安全生產以及長周期運行的重要前提基礎和保障。為了保證石油機械密封能夠更好的運行，就應該對其工作原理進行分析，不斷的改善機械密封裝置，促進石油化工事業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

1石油機械密封的工作原理及特點

1.1石油機械密封工作原理

機械密封，通常被形象地稱為“端面密封”，其是一種避免有害流體流出的裝置，在工作原理上，主要是借助于流體的壓力和磁力的作用提高密封效果，使垂直于旋轉軸線的端面保持貼合并且相對滑動，從而提高了密封的質量。在石油領域中所使用的機械密封在原理上與普通的機械密封基本一致，是在彈簧力與介質壓力的作用下，非旋轉環(huán)緊密地貼合到旋轉環(huán)上，在旋轉的過程中，雙方實現相對性地滑動，介質的徑向流動就會被阻止，此時所形成的摩擦副即為機械密封的主密封。彈簧與介質壓力的向下推動，會對于摩擦副經過摩擦所受到的損害進行補償，從而能夠保持密封端面之間緊密接觸的持久性。機械密封的密封圈作用，還可以對于環(huán)和軸之間所產生的縫隙進行補償，以避免有液體從縫隙泄露。在非補償環(huán)和壓蓋之間所采用的是非補償環(huán)輔助密封圈，其可以避免介質從這里流出。在實際的應用中，石油機械密封的輔助密封圈并不會有相對的運動狀態(tài)，屬于是靜密封。另外，在密封圈的選擇上，一般會選擇使用“O”形圈，也可以使用墊片來進行處理。

1.2石油機械密封特點

機械密封主要由四部分組成，即：密封端面（動環(huán)和靜環(huán)組合）、輔助密封圈、緩沖補償部分（以彈性元件組成）、促使動環(huán)能夠隨著軸旋轉的傳動部分。從石油機械密封的特點上來看，主要表現在其使用壽命較長、可靠性高、泄露量小、功耗較低，并且不必經常進行維修，對軸的磨損小，能夠很好的適應實際生產過程中較高的密封要求，例如高溫、低溫以及真空的環(huán)境狀態(tài)下，或者是各類腐蝕性強的物質，都要采取特殊的密封措施。對于設備裝置的密封，機械密封是最為關鍵的，但是由于其機械密封結構相對復雜，所以，即便是存在著很多的密封優(yōu)點，鑒于其在制造和安裝的過程中，對于精準度的要求很高，導致了成本提高，而且對于維修人員的技術要求也會很高。因此，保障密封工作的可靠性，對于延長石油機械密封的使用壽命是非常必要的。

2石油機械密封失效的原因及對策

2.1失效原因分析

2.1.1由于壓力導致機械密封失效

在機械密封中，若密封壓力腔內的壓力超過了其可承受的范圍，則其密封端面比壓，從而導致液膜難以更好的形成，甚至會出現端面磨損嚴重的現象，與此同時，也會使發(fā)熱量增多，致使機械密封零件變形。當工作壓力出現波動的現象，會使彈性變形量以及密封效果帶來一定的負面影響，泄漏量也會隨著壓力的變化而變化。

2.1.2因為介質腐蝕引起機械密封失效

首先，機械密封的表面在腐蝕性介質的作用下遭到嚴重的腐蝕作用，在強烈的腐蝕作用下，并且時間上延續(xù)較長，就會將石油密封機械的某些密封部件穿透，從而導致泄露現象發(fā)生。其次，在介質腐蝕與應力的共同作用下，彈簧和金屬波紋管會出現破裂的現象；第三，機械密封裝置上的碳化鎢環(huán)一般是要焊接到不銹鋼座上面的，在使用的過程往往會出現不當操作，就會導致不銹鋼座出現晶間腐蝕。

2.1.3高溫致使機械密封失效

第一，導致機械密封失效的一項重要因素是常高溫油泵，諸如減壓塔底泵、油漿泵、回煉油泵等出現熱裂。在干摩擦的作用下，或者抽空、冷卻液中斷、以及密封面中混入雜質等因素，都會造成密封面的環(huán)表面出現徑向裂紋。第二，密封機械的常用部件碳-石墨環(huán)，很容易出現石墨碳化，從而造成了機械密封失效。這主要是由于碳-石墨環(huán)必須在零下105到250攝氏度之間進行工作，一旦超過了這個溫度范圍，就會發(fā)現有樹脂從碳-石墨環(huán)的表面析出，進而在高溫狀態(tài)下，摩擦面周圍的樹脂就很容易被碳化，當有粘結劑出現，就會因發(fā)泡軟化而導致機械密封失效。第三，對于一些橡膠輔助密封件，諸如氟橡膠、全橡膠以及乙丙橡膠等，如果超出了被允許的溫度范圍，就會由于老化而失去彈性，從而出現了變硬、龜裂的現象，機械密封失效。目前所使用的機械密封主要是以柔性石墨為主要材料，其具有耐高溫、耐腐蝕的性能，但由于回彈性較差，很容易在外在環(huán)境的影響喜愛發(fā)生脆裂，使機械密封失效。

2.2相應的解決對策

1、對于密封機械的選型，要根據轉動設備的作業(yè)環(huán)境和工況來選擇，一些輔助設施是必不可少的。例如，在高溫的環(huán)境條件下作業(yè)，所選擇密封環(huán)就要具有耐高溫性，石墨、鈷基碳化鎢等都是較好的選擇。此外，還要配置必要的密封沖洗設施，以起到冷卻、、以及凈化的功能。

2、對于石油機械密封的日常使用，要按照規(guī)范，并注意維護及保養(yǎng)。介質和工作環(huán)境對于對機械密封具有一定的影響力，那么，在日常的使用過程中，就要按照規(guī)程正確操作，做好設備的密封巡檢工作，對于轉動設備的運行狀況時時關注，嚴格控制介質的特性指標，以免機械密封使用環(huán)境的工況發(fā)生變化。

3、加強機械密封的檢修質量。對于密封配置要進行常規(guī)檢查。重視檢修質量，在密封配置過程中，對于保持密封元件要輕拿輕放，保持清潔完整，依照檢修規(guī)程來合理的調整間隙及配合。比如，機械密封面間隙以及彈簧比壓等，此外，還要注意避免使泵的振動幅度過大，尤其要注重轉子的動平衡及對中找正。

3總結

伴隨著社會經濟的持續(xù)快速發(fā)展，無論工業(yè)生產還是日常生活，對石油的需求量日益增多，在石油化工領域中，機械密封顯得日益重要。石油機械密封在實際的工作中，其工作環(huán)境可能是氣態(tài)、液態(tài)、或者汽液態(tài)，若機械密封介質的沸點較低，當機械處于運行狀態(tài)的時候，就會升高溫度，密封介質就會被揮發(fā)，此時，密封的作用就很難發(fā)揮出來。注意選擇石油機械密封，并按照的相關的規(guī)范進行操作，只有這樣才會讓石油機械密封能夠安全可靠的運轉，延長其使用壽命。同時，相關的工作人員要熟練掌握機械密封的工作原理及其自身的特點，促使機械密封在石油化工領域充分發(fā)揮其自身的優(yōu)勢，更好的促進石油化工事業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻

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摘 要：本文主要對造成雙端面機械密封失效的原因進行分析，重點強調機械的系統(tǒng)性和科學性，論述雙端面機械密封失效可能出現的危害，提出解決雙端面機械密封失效的方案及優(yōu)化措施，以便降低維修次數和事故發(fā)生的次數。雙端面機械密封技術可以廣泛的應用在不同工作中，為液體運輸過程中的泄露問題更是提供了一項很好的保障功能。隨著我國工業(yè)不斷的發(fā)展，對于機械密封有了更為深入的研究和探討。

關鍵詞：雙端面；機械密封；分析；研究方法；策略

我國在上個世紀六十年代才意識到機械密封的重要，由于近些年可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略決策普遍實行導致企業(yè)不斷的加強重視環(huán)保問題，使用機械密封的企業(yè)越來越重視機械的效果，本文側重分析了雙端面機械因為磨蝕、損壞、失去和材料不得當匹配等方面原因造成密封失效的原因，提出一些注意事項和使用步驟。

一、雙端面機械密封的原理

雙端面機械密封原理，是依靠垂直在旋轉軸線上的端面在補償機構彈力與流體壓力的雙重作用下，加上輔助密封的配合，保持貼合而構成的防止流體泄漏的裝置。雙端面機械密封結構在工作時，由流體壓力和彈性元件的彈力等引起的合力作用下，在密封環(huán)的端面上產生一個適當的壓緊力，使得兩個接觸端面，動環(huán)和靜環(huán)端面相互緊密的貼合，并且在兩個端面之間極小的間隙中維持一層極薄的液膜，進而達到密封的目的。

雙端面機械密封有兩道端面密封，若是一級密封失效，二級密封仍然可密封以防止泄露。一般的雙端面機械密封都需要外供密封液系統(tǒng)，向密封腔內引入封液進行堵封、和冷卻，多為循環(huán)冷卻使用。密封液既可以沖洗摩擦副改善機械密封工作環(huán)境，又可以作為一級密封面是否失效的重要檢測手段。

二、雙端面機械密封出現失效的現象和原因

1.離心泵在不良的環(huán)境中運行

雙端面機的機泵在遇到波動時會產生出泵汽蝕，當振動力度加劇，出口壓力會降低，造成自動沖洗液的流量快速減少。機械密封的機泵出口會引入物料，對裝置自身的沖洗會摩擦生成熱量，這些熱量會導致動環(huán)與靜環(huán)溫度上升，造成密封圈發(fā)生碳化、變形、龜裂的結果。振動還會導致機械密封配件的損壞，所以機泵在產生泵汽蝕的時候，一定要馬上對外部環(huán)境進行檢查處理，對內部操作進行相應調整，這樣才能保證雙端面機械密封系統(tǒng)的平穩(wěn)。

（一）密封液汽化腐蝕機封造成機械密封失效

在二級密封過程中，密封液作為一種密封必備的液，運用熱虹吸的原理讓密封液在流動沖洗過程中產生運動帶走熱量。夏季溫度通常過高，密封液的罐體內部溫度會上升導致內部熱量不容易揮散出去，在密封的空間內同時存在汽體和液體，長時間的化學反應會使得橡膠材質的密封圈老化失效，最終導致液體泄漏的危險事故發(fā)生。密封液在汽化的作用下會致使機封的端面處發(fā)生斷裂的現象，端面在不穩(wěn)定的狀態(tài)下會發(fā)出尖銳的聲響。巡檢人員發(fā)現任何情況都要及時處理，不留安全隱患。

1.密封端面發(fā)生磨損造成機械密封失效

當摩擦幅沒有自沖洗能力的時候，將會造成端面干磨的現象，對二級密封過程來講，間斷失去密封液也會促使摩擦副發(fā)生干磨現象?；蚴峭饧拥拿芊庖嘿|量不過關或內含雜質，都會造成機械密封失效。

2.解決雙端面機械密封失效的措施

根據離心泵的進口壓力數值和出口壓力數值、離心泵的結構和類型、泵的磨損情況和軸向力平衡的狀態(tài)等等，設置合理的離心泵密封壓力數值，以下列出常用離心泵密封壓力數值：

機械密封失效情況 機械密封失效措施

單級雙吸式葉輪的雙支承泵 兩側密封腔中的壓力均等于泵入口壓力。

兩級雙支承泵 入口端密封腔壓力等于泵入口壓力，出口端密封腔壓力等于一級葉輪出口壓力。

多級雙支承泵 入口側密封腔壓力等于泵入口壓力，出口側密封腔壓力根據平衡管的平衡盤和平衡鼓位置確定。

懸臂式單級泵 根據軸向力平衡狀態(tài)、葉輪和泵體的口環(huán)間隙確定。

（二）規(guī)范操作工藝

在實際的操作過程中一定要保證按照規(guī)范的流程進行操作，才能使得各個工藝設備的溫度、壓力和組成都在相對穩(wěn)定的區(qū)間內，形成汽液平衡、熱量平衡和物料平衡的狀態(tài)，避免機泵運行中出現超溫、超壓、抽空、汽蝕等問題，避免損壞機封。

1.密封液導致密封端面失效的控制措施

對密封液要進行合理的維護和使用，操作人員要確保密封液的清潔度、溫度在正常的標準范圍內，最好定期檢測密封液的粘度、純度等指標，保證機械密封的效果與使用壽命。當密封液含有雜質時，極易造成密封面損傷，導致密封失效泄漏，因此要嚴把密封液質量，避免加入不合格密封液或將雜質帶入密封液。當機泵輸送物料為高溫時，還要選用換熱器系統(tǒng)或采用外沖洗來降低密封液的溫度，API682標準中說的很詳細。

結語：

通過對雙端面機械密封失效情況分析，要提供穩(wěn)定的機泵運行工藝條件，選擇適合的密封液，要結合實際情況制定一系列的改進措施，才能提高機械密封的使用壽命，減少機泵的檢查維修次數，最大限度的降低事故發(fā)生率和泄露發(fā)生率。

參考文獻

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關鍵詞：酸泵；機械密封；滲漏；解決對策

機械密封也稱之為端面密封，其端面主要垂直于旋轉軸線。該端面流體壓力和補償機械外彈力的共同作用下貼合于另一端，但其依靠輔助密封的配合，而實現相對滑動，從而有效避免了流體泄漏的現象。因機械密封的密封性相對穩(wěn)定，密封參數高，正常情況下不會出現泄漏，并且具有低功耗，對軸承磨損小，而振性較強等特點，其使用范圍非常廣泛。酸泵滲機械密封滲漏的原因非常多，其中因機械密封滲漏在酸泵的整個維修量中占到45%以上。對此，酸泵的穩(wěn)高、高效正常運行會直接受機械密封好壞的影響。

1. 機械密封原理

機械密封的工作原理較為簡單，主要依靠機械端面所產生的流體壓力和補償機構的磁力或彈力的相互作用下，并在垂直于軸作相對滑動的端面保持貼合，以輔助密封而達到阻滯滲漏的一種軸封裝置。下圖1所示為機械密封結構圖。

圖1.機械密封結構圖

如圖1中 A、B、C、D 這四個通道可能為機密封中流體泄漏的主要途徑，C、D泄漏通道均屬于靜密封，二者分別殼體與壓蓋、壓蓋與靜止環(huán)之間的密封。B通道屬于一個相對靜密封，實際上是旋轉環(huán)與軸之間的一個密封。端面在受到一定的磨損或摩擦的情況下，會微量移動并沿軸向作追隨償環(huán)。對此，相對來說這些泄漏通道非常容易受封堵。通常靜密封元件比較常用的橡膠有兩種：一是橡膠O形圈，二是聚四氟乙烯V形圈。而輔助密封的靜止環(huán)及補償環(huán)的旋轉環(huán)，會經常使用具有彈性元件功能的橡膠、金屬波紋管及聚四氟乙烯結構。

A通道是相對滑動的動密封，靜止環(huán)與旋轉環(huán)的端面會實現彼此貼合，它在機械密封裝置中會作為一個主密封，其中機械密封的壽命和性能都是由它所決定的。所以相對來說對于密封端面的加工有很高的要求，此外，為了確保密封端面能夠保持穩(wěn)定的液膜，對于腔制端面上的單位面積壓力必須進行嚴格控制，主要因壓力過大的情況下，所要求穩(wěn)定的液膜不利于形成，這樣一來會使端面加速磨損，而如果壓力過下，會增加泄漏量。因引，在機械密封的設計和安裝過程中，必須確保端面單位面積壓力值控制在適當的范圍內，這樣才能獲得較好的密封性，又能延長其使用壽命。

2.常見的滲漏現象及解決對策

酸泵機故障維修中，由機械密封滲漏所致占50%以上，酸泵的正常運行會直接受到機械密封運行的影響，現見酸泵機常見的密封滲透漏現象總結分析如下。

2.1 周期性滲漏

滲漏原因：①由于密封面的油量較少而導致密封端面拉毛或出現干摩擦；②密封與輔助軸因泵轉子軸向竄動量較大的原因而導致過盈量較大，使軸上的動環(huán)不能實現靈活移動，在靜環(huán)、動環(huán)被磨損或翻轉后，無法得到補償位移；③由于葉輪和主軸不平衡，或因為定子與上端蓋和下端蓋沒有定中而導致轉子出現周期性振動，從而使汽蝕或軸承經長期運轉后容易受到磨損，存在這些現象都會導致酸泵機出現滲漏或密封壽命縮短。

解決對策：①增加密封面油，為確保其量充足，最好將油加到靜環(huán)、動環(huán)密封面之上；②在裝配機械密封過程中，盡量保持軸的軸向竄動量還超過 0.1mm，輔助軸與密封的過盈量不能過大，在確保徑向密封的基礎上，保證在軸上裝配動環(huán)后能夠靈活移動；③糾正上述問題可根據維修的相關標準來進行維修。

2.2泵機封滲漏引起的磨軸現象

滲漏原因：磨軸是往往是小泵機（715kW以下）密封失效的主要原因，靜環(huán)位置、動環(huán)輔助為主要磨軸位置，但還有少數彈簧有磨軸現象；由于酸泵機封失效而導致磨軸產生，其中靜環(huán)位置、動環(huán)輔助密封圈處以及彈簧磨軸現象。導致磨軸主要原因為：①磨軸的主要構件為橡膠波紋管，但軸與橡膠波紋管之間由于上端密封面效果不好的原因使其動靜環(huán)之間的摩擦力矩大于傳遞轉矩力，從而容易導致相對轉動的現象；②BIA型雙端面機械密封，當其處于不良工作狀態(tài)時為反壓狀態(tài)，一般密封面內容易有雜質或顆粒物進入，便容易導致密封失效；③泵所輸送的酸液長期可能會使運、靜環(huán)輔密封受到腐蝕，從而導致橡膠件變得無彈性，甚至有的橡膠件出現腐爛，這種情況下就容易產生磨軸的現象。

解決對策：①確保機封油室腔內的油面線必須比動靜環(huán)密封面要高；②油室和下端蓋裝配必須清潔，油中必須保證清潔度，不能含有其它雜物；③對于酸泵機不同的使用介質選擇機封時應根據其結構，可以對高揚程泵的機封結構重新進行設計，同時還應加防轉銷在機封靜環(huán)，而橡膠宜選擇耐弱酸、弱堿的氟橡膠，以避免受腐蝕。

2.3壓力所造成的滲漏

滲漏原因：造成機械密封滲漏還可能是因高壓和壓力波所致，主要因所設計總比壓或彈簧比壓力過大，在密封腔內壓力超過3MPa的情況下，極易導致密封端面比壓過大，從而難以形成液膜，密封端面受到嚴重的磨損，最終會導致密封面熱變形。

解決對策：機封在裝配過程中，必須按機關規(guī)定對彈簧進行壓縮，壓縮量必須符合要求，不能存在過小或過大的現象，機械密封在高壓條件下應采取相應的措施。所選用的材料必須是耐壓強度高的，如硬件質合金、陶瓷等，以確保端面能夠合理受力。同時，應加強冷卻措施，以此盡量減小變形。

2.4真空狀態(tài)運行造成的滲漏

滲漏原因：在遇到泵進口被堵塞或抽送介質中含有氣體的情況下，會導致酸泵機在起動或停機過程中容易使密封腔內存在負壓，存在這種情況，會使密封端面容易出現干摩擦的現象，同時內裝式機械密封會產生漏氣或漏酸液等現象。其中密封對象的方向性存在差異是正壓密封與真空密封的主要不同點，同時機械密封在某一方向也有一定的適應性。

解決對策：為了能夠改善條件和提高密封性能，對于機械密封最好采用雙端面。

2.5介質引起的滲漏

滲漏原因：①如果密封端面內進入固體顆粒雜質，會導致機械密封滲漏，這樣一來會加快密封端面磨損或劃傷密封羰面，在軸表面因油污或其他物質的堆積速度超過摩擦所導致的磨損速度，使磨耗位移不能受到動環(huán)被償，再加上石墨密封環(huán)的密封面內會嵌入固體顆粒，從而導致產生硬對硬的摩擦，一定程度上縮短了其運轉壽命；②拆解潛污機械密封后，靜環(huán)與動環(huán)的輔助密封件很可能會出現無彈性或腐爛，從而造成機封大量滲漏或磨軸的現象，若受到腐蝕主要是因動環(huán)和靜環(huán)輔助橡膠密封件受到高溫或酸水的影響，嚴重時會導致機械滲漏過大。

解決對策：①對容易進入固體顆粒的位置對碳化鎢摩擦副的機械密封可以選用碳化鎢。②針對橡膠件腐蝕性介質，一般靜環(huán)、動環(huán)橡膠密封圈的材料可選擇丁腈-40，其具有耐酸堿和高溫等特點，一般不容易受到腐蝕，也可選用弱堿、耐弱酸及耐高溫的氟橡膠。

3.結語

通過以上對機械密封滲漏原因進行了總結，可了解到機械密封部件本身對精密要求較高，同樣在設計、裝配質量及機械加工等方面的要求也非常高。所以，在使用機械密封時，為確保各種泵的使用介質要求和技術要求機械密封都能適用，應對機械密封的各種因素進行分析后再使用，以此確保機械密封能夠長期正常的運轉。

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關鍵詞：機械密封　結構原理　失效　措施

一、引言

隨著石油、化工、醫(yī)藥、食品、冶金、能源等工業(yè)部門的發(fā)展，在這些行業(yè)中，有的過程屬于復雜的化學變化過程，有的過程是將物料進行物理處理的過程，其中絕大多數是在液相或氣相中并在一定壓力和溫度條件下進行的，密封技術因其產品性能的好壞直接影響設備的正常運行，機械設備若不能保證密封，因工作介質跑、冒、滴、漏引起物質流失和能量損耗，造成環(huán)境污染，生產不能正常運行，甚至危及人身健康與生命安全。因此對提高生產過程密封水平有重要意義。

隨著工業(yè)技術的發(fā)展，被密封流體壓力增加和轉軸線速度的提高，兩個平面間較短的徑向密封面比軟填料密封較長的兩圓柱面間的軸向密封更有效，于是出現了機械密封。

二、機械密封的發(fā)展

目前機械密封幾乎應用與工業(yè)的各個領域，但主要的機械密封應用于化工、石油化工、制藥、食品等過程工業(yè)的機械設備上。最早研究機械密封的是英國，1885年英國擁有了第一個端面密封的專利，隨后在各個領域出現了機械密封，但是在1957年美國西樂Sealol公司制造的第一個金屬波紋管機械密封高溫密封是密封領域的一個突破，中國的機械密封技術起步較晚，但發(fā)展速度較快。1965年，由原第一機械工業(yè)部組織通用機械研究所等單位開展泵用機械密封聯合設計。自20世紀80年代以來，中國主要機械密封制造廠引進國外的機械密封技術水平，使中國機械密封技術水平迅速提高。

三、機械密封工作原理

機械密封是靠一對或數對垂直于軸作相對滑動的端面在流體壓力和補償機構的彈力(或磁力)作用下保持貼合并配以輔助密封而達到阻漏的軸封裝置。

四、機械密封的失效分析

1.機械密封失效的常見特征及判斷

1.1機械密封安裝調試好后，先要進行靜試，觀察泄漏量。如泄漏量較小，多為動環(huán)或靜環(huán)密封圈存在問題；泄漏量較大時，則表明動、靜環(huán)摩擦副間存在問題。在初步觀察泄漏量、判斷泄漏部位的基礎上，再手動盤車觀察，若泄漏量無明顯變化則靜、動環(huán)密封圈有問題；如盤車時泄漏量有明顯變化則可斷定是動、靜環(huán)摩擦副存在問題；如泄漏介質沿軸向噴射，則動環(huán)密封圈存在問題居多，泄漏介質向四周噴射或從水冷卻孔中漏出，則多為靜環(huán)密封圈失效。

1.2設備在運轉中，機械密封發(fā)生泄漏。如泄漏介質沿軸向噴射，則動環(huán)密封圈存在問題居多，泄漏介質向四周噴射或從水冷卻孔中漏出，則多為靜環(huán)密封圈失效。泵在停一段時間后再啟動時發(fā)生泄漏，這主要是因為摩擦副附近介質的凝固、結晶，摩擦副上有水垢、彈簧腐蝕、阻塞而失彈等原因引起的泄漏。

1.3機械密封工作時產生尖叫?？赡苁怯捎诿芊舛嗣鏍顟B(tài)不佳，這種工作狀態(tài)可能導致密封環(huán)裂、碎等更為嚴重的失效，此時要設法改善密封端面的狀態(tài)。

1.4密封在工作時發(fā)生爆鳴聲。這主要是由于密封端面間介質產生汽化或閃蒸，要設法給介質提供可靠地工作條件 。

2.機械密封失效的主要因素

2.1摩擦副密封失效

a）操作中，因抽空、氣蝕、憋壓等異?，F象，引起較大的軸向力，使動、靜環(huán)接觸面分離；b）對安裝機械密封時壓縮量過大，導致摩擦副端面嚴重磨損、擦傷；c）動環(huán)密封圈過緊，彈簧無法調整動環(huán)的軸向浮動量；d）靜環(huán)密封圈過松，當動環(huán)軸向浮動時，靜環(huán)脫離靜環(huán)座；e）工作介質中有顆粒狀物質，運轉中進人摩擦副。

2.2兩密封端面失去膜而造成的失效

a）因端面密封載荷的存在，在密封腔缺乏液體時啟動泵而發(fā)生干摩擦；b）介質的壓力低于飽和蒸汽壓力，使得端面液膜發(fā)生閃蒸，喪失；c）如介質為易揮發(fā)性產品，在機械密封冷卻系統(tǒng)出現結垢或阻塞時，由于端面摩擦及旋轉元件攪拌液體產生熱量而使介質的飽和蒸汽壓上升，也造成介質壓力低于其飽和蒸汽壓的狀況。

2.3腐蝕而引起的機械密封失效

a）密封面點蝕，甚至穿透。b）由于碳化硅環(huán)與不銹鋼座等焊接，使用中不銹鋼座易產生晶間腐蝕；c）焊接金屬波紋管、彈簧等在應力與介質腐蝕的共同作用下易發(fā)生破裂。

2.4高溫效應而產生的機械密封失效

a）熱裂是高溫油泵，如油渣泵、回煉油泵、常減壓塔底泵等最常見的失效現象。在密封面處由于干摩擦、冷卻水突然中斷，雜質進入密封面、抽空等情況下，都會導致環(huán)面出現徑向裂紋；b）石墨炭化是使用碳—石墨環(huán)時密封失效的主要原因之一。c）輔助密封件（如氟橡膠、乙丙橡膠、全橡膠）在超過許用溫度后，將會迅速老化、龜裂、變硬失彈。

2.5密封端面的磨損而造成的密封失效

a）摩擦副所用的材料耐磨性差、摩擦系數大、端面比壓（包括彈簧比壓）過大等,都會縮短機械密封的使用壽命。b）對于含有固體顆粒介質，密封面進入固體顆粒是導致使密封失效的主要原因。c）機械密封的平衡程度β也影響著密封的磨損。

3.影響泵用機械密封失效的外部條件

3.1軸的軸向竄量大

機械密封的密封面要有一定的比壓，這樣才能起到密封作用，旋轉起來使密封面產生密封所要求的比壓。為了保證這一個比壓，機械密封要求泵軸不能有太大的竄量，一般要保證在0.5 mm以內。由于軸向力的作用，吸入側的密封面的壓緊力增加，密封面磨損加劇，直至密封面損壞，失去密封作用。

篇5

關鍵詞：機械密封，旋轉機械，故障處理，原因分析

0． 前言

機械密封在泵上的應用非常廣泛，機械密封的密封效果將直接影響整機的運行，嚴重的還將出現重大安全事故。

從機械密封的內外部條件的角度分析了影響密封效果的幾種因素和應采取的合理措施。

1． 機械密封的原理及要求

機械密封又叫端面密封，它是一種旋轉機械的軸封裝置，指由至少一對垂直于旋轉軸線的的端面在液體壓力和補償機構彈力(或磁力)的作用以及輔助密封的配合下保持貼合并相對滑動而構成的防止流體泄漏的裝置。它的主要功用將易泄漏的軸向密封改變?yōu)檩^難泄漏的端面密封。它廣泛應用于泵、釜、壓縮機及其他類似設備的旋轉軸的密封。

機械密封通常由動環(huán)、靜環(huán)、壓緊元件和密封元件組成。其中動環(huán)隨泵軸一起旋轉，動環(huán)和靜環(huán)緊密貼合組成密封面，以防止介質泄漏。動環(huán)靠密封室中液體的壓力使其端面壓緊在靜環(huán)端面上，并在兩環(huán)端面上產生適當的比壓和保持一層極薄的液體膜而達到密封的目的。壓緊元件產生壓力，可使泵在不運轉狀態(tài)下，也保持端面貼合，保證密封介質不外漏，并防止雜質進入密封端面。密封元件起密封動環(huán)與軸的間隙、靜環(huán)與壓蓋的間隙的作用，同時彈性元件對泵的振動、沖擊起緩沖作用。機械密封在實際運行中是與泵的其它零部件一起組合起來運行的，機械密封的正常運行與它的自身性能、外部條件都有很大的關系。但是我們要首先保證自身的零件性能、輔助密封裝置和安裝的技術要求，使機械密封發(fā)揮它應有的作用。

2． 機械密封的故障表現及原因

2.1 機械密封的零件的故障轉動機械在運行當中，密封端面經常會出現磨損、熱裂、變形、破損等情況，彈簧用久了也會松弛、斷裂和腐蝕。輔助密封圈也會出現裂口、扭曲和變形、破裂等情況。

2.2 機械密封振動、發(fā)熱故障原因：設備旋轉過程中，會使動靜環(huán)貼合端面粗糙，動靜環(huán)與密封腔的間隙太小，由于振擺引起碰撞從而引起振動。有時由于密封端面耐腐蝕和耐溫性能不良，或是冷卻不足或端面在安裝時夾有顆粒雜質，也會引起機械密封的振動和發(fā)熱。

2.3 機械密封介質泄漏的故障原因

（1）靜壓試驗時泄漏。機械密封在安裝時由于不細心，往往會使密封端面被碰傷、變形、損壞，清理不凈、夾有顆粒狀雜質，或是由于定位螺釘松動、壓蓋沒有壓緊，機器、設備精度不夠，使密封面沒有完全貼合，都會造成介質泄漏。如果是軸套漏，則是軸套密封圈裝配時未被壓緊或壓縮量不夠或損壞。（2）周期性或陣發(fā)性泄漏。機械密封的轉子組件周期性振動、軸向竄動量太大，都會造成泄漏。機械密封的密封面要有一定的比壓，這樣才能起到密封作用，這就要求機械密封的彈簧要有一定的壓縮量，給密封端面一個推力，旋轉起來使密封面產生密封所要求的比壓。為了保證這一個比壓，機械密封要求泵軸不能有太大的竄量，一般要保證在0.25mm以內。但在實際設計當中，由于設計的不合理，往往泵軸產生很大的竄量，對機械密封的使用是非常不利的。（3）機械密封的經常性泄漏。機械密封經常性泄漏的原因有很多方面。第一方面，由于密封端面缺陷引起的經常性泄漏。第二方面，是輔助密封圈引起的經常性泄漏。第三方面，是彈簧缺陷引起的泄漏。其他方面，還包括轉子振動引起的泄漏，傳動、緊定和止推零件質量不好或松動引起泄漏，機械密封輔助機構引起的泄漏，由于介質的問題引起的經常性泄漏等。（4）機械密封振動偏大。機械密封振動偏大，最終導致失去密封效果。但機械密封振動偏大的原因往往不僅僅是機械密封本身的原因，泵的其它零部件也是產生振動的根源，如泵軸設計不合理、加工的原因、軸承精度不夠、聯軸器的平行度差、徑向力大等原因。

3． 處理故障采取的措施

如果機械密封的零件出現故障，就需要更換零件或是提高零件的機械加工精度，提高機械密封本身的加工精度和泵體其他部件的加工精度對機械密封的效果非常有利。為了提高密封效果，對動靜環(huán)的摩擦面的光潔度和不平度要求較高。動靜環(huán)的摩擦面的寬度不大，一般在2～7毫米之間。

3.1 機械密封振動、發(fā)熱的處理

如果是動靜環(huán)與密封腔的間隙太小，就要增大密封腔內徑或減小轉動外徑，至少保證0.75mm的間隙。如果是摩擦副配對不當，就要更改動靜環(huán)材料，使其耐溫，耐腐蝕。這樣就會減少機械密封的振動和發(fā)熱。

3.2機械密封泄漏的處理

機械密封的泄漏是由于多種原因引起，我們要具體問題具體處理。為了最大限度的減少泄漏量，安裝機械密封時一定要嚴格按照技術要求進行裝配，同時還要注意以下事項。

（1）裝配要干凈光潔。機械密封的零部件、工器具、油、揩拭材料要十分干凈。動靜環(huán)的密封端面要用柔軟的紗布揩拭。（2）修整倒角倒圓。軸、密封端蓋等倒角要修整光滑，軸和端蓋的有關圓角要砂光擦亮。（3）裝配輔助密封圈時，橡膠輔助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗滌，以免脹大變形，過早老化。動靜環(huán)組裝完后，用手按動補償環(huán)，檢查是否到位，是否靈活;彈性開口環(huán)是否定位可靠。動環(huán)安裝后，必須保證它在軸上軸向移動靈活。

3.3 泵軸竄量大的處理

合理地設計軸向力的平衡裝置，消除軸向竄量。為了滿足這一要求，對于多級離心泵，設計方案是:平衡盤加軸向止推軸承，由平衡盤平衡軸向力，由軸向止推軸承對泵軸進行軸向限位。

3.4 增加輔助沖洗系統(tǒng)

密封腔中密封介質含有顆粒、雜質，必須進行沖洗，否則會因結晶的析出，顆粒、雜質的沉積，使機械密封的彈簧失靈，如果顆粒進入摩擦副，會導致機械密封的迅速破壞。因此機械密封的輔助沖洗系統(tǒng)是非常重要的，它可以有效地保護密封面，起到冷卻、、沖走雜物等作用。

3.5 泵振動的處理措施

在泵產品的制造裝配過程中，嚴格按標準和操作規(guī)程去執(zhí)行， 消除振動源。泵、電機、底座、現場管路等輔助設備在現場安裝時，要嚴格把關，消除振動源。

4． 總論

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【關鍵詞】干氣密封 離心泵 非接觸

1 前言

離心泵作為石油化工生產裝置中最常用的動設備，約占機泵總用量的90%左右。機械密封是離心泵比較常見的軸端密封形式。由于泵輸送的大多是容易燃燒、發(fā)生火災爆炸、泄漏后對環(huán)境污染嚴重危險介質，因此對機械密封的要求就相對比較高，普通的接觸式機械密封滿足不了生產的要求，以保證安全、滿足生產為目標，密封研究人員研發(fā)具有非接觸、無磨損、低能耗等特點的新型機械密封就顯得尤為重要。

新型機械密封具備干運轉、動靜環(huán)不接觸、動靜環(huán)之間利用工作時形成氣膜來的特點，是對機械密封的另一種詮釋。為了達到工藝介質的零逸出、零泄漏，新型機械密封采取“以氣封氣”或“以氣封液”兩種方式（表1）。

2 泵用干氣密封的工作原理

由旋轉環(huán)（動環(huán)）、靜環(huán)、彈簧、密封圈以及彈簧座和軸套組成典型的干氣密封形式，并在旋轉環(huán)的密封面上加工流體動壓槽并進行拋光打磨處理。工作原理如圖1所示：旋轉環(huán)被安裝在機泵轉動軸上，當轉動軸轉動時旋轉環(huán)跟隨一起轉動，致使密封氣體沿著動壓槽由外沿向內運動，動壓槽圍堰的節(jié)流作用使進入動壓槽內的氣體被壓縮，隨著動靜環(huán)之間氣體壓力的逐漸升高，在密封面之間形成氣膜使動靜環(huán)分開，由于氣膜的壓力是一定的，當動靜環(huán)之間的距離達到一定程度時，氣膜被破壞，壓力開始降低，動靜環(huán)之間的距離開始變小，當距離減小至開始條件時氣體壓力又開始升高，形成新的氣膜。如此周而復始的重復建立新氣膜、舊氣膜被破壞的過程。這個過程時間極短以至于被密封的介質來不及發(fā)生泄漏。

3 干氣密封靜環(huán)受力分析

4 應用實例

某裝置的液態(tài)烴泵（P-304AB）為一國產臥式單級離心泵。現場安裝兩臺，一開一備。其作用是用液化氣打進穩(wěn)定塔上部，提供回流。液化氣泵的運行條件為：介質名稱：液化氣；機泵入口壓力：1.0Mpa：額定流量：44 m3/h ；機泵出口壓力；1.68Mpa；密封介質：液化氣；正常流量：29 m3/h；最小穩(wěn)定流量8m3/h；入口溫度：50℃；電機轉速：2950rpm；密封軸徑：43mm 。采用單端面波紋管式機械密封（此種密封在P-309發(fā)生過密封失效情況），2012年10月高危泵改造時將P-304AB改為串聯式干氣密封，第一級為平衡型機械密封，密封介質為液化氣；第二級為干氣密封，密封介質為干凈氮氣，氮氣壓力為0.3MPa左右，由于干氣密封端面上加工有單向螺旋動壓槽，因此密封只能單向運轉，正常情況下，機械密封（介質側即第一級密封）作為主密封起作用，干氣密封（第二級）為輔助密封，其主要作用：第一：提高主密封的背壓，減少密封面的磨損，延長主密封使用壽命；第二：當主密封失效時，干氣密封可以短時間起到備用密封的作用，同時干氣密封腔出口壓力表達到0.5MPa時，DCS顯示壓力高報，說明內側主密封泄露過大，需檢修更換；防止意外事故發(fā)生，增加了安全系數。

5 結語

從P-304AB改造為串聯式干氣密封的運行情況可以看出，此類串聯式干氣密封完全可以滿足具有易氣化、易揮發(fā)、危險性大的液態(tài)烴泵的運行要求，從而保證裝置長周期安全運行，實現被密封介質的零逸出與零泄漏。

泵用干氣密封在日常操作中應注意：

（1）啟動安裝串聯式干氣密封的離心泵時，啟動前必須先充入氮氣，與密封腔內被密封的液體介質壓力相比充入氮氣壓力要高出0.2-0.3Mpa ，根據機泵本身的結構、軸向力平衡方式等條件計算密封腔內被密封的液體介質壓力；

（2）當介質側主密封損壞，液化氣大量泄露時，應立即停泵并打開限流孔板旁路閥，將介質快速泄放至火炬系統(tǒng)；

（3）機泵停止運轉氮氣不能停止，確保正常供氣。機泵檢修時先放完泵內介質，然后關閉氮氣。

（4）若泵出現汽阻等現象造成流量壓力發(fā)生大的波動，應立即處理，嚴禁干氣密封腔壓力高于介質壓力，反壓導致主密封加速損壞，帶來大的風險。

參考文獻

[1] 顧永泉，零逸出密封技術[J].流體機械，1997，25（6）：31-33

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【關鍵詞】填料密封；機械密封；渣漿泵

1.渣漿泵填料密封裝置存在的弊端

傳統(tǒng)的渣漿泵軸封以盤根密封為主。盤根表面粗糙，摩擦系數大，有滲漏現象，另外使用久了浸入的劑容易流失。浸油石棉盤根在水中長期浸泡會變得很硬，而且由于膨脹系數大，摩擦力較大。在生產中，經常出現這樣的狀況：新修好的設備，開始運行時軸封狀況良好，但用不了多久，泄漏量便不斷增加，調整壓蓋和更換填料的工作也逐漸頻繁，運轉不到一個周期，軸套就已磨損成花瓶狀，嚴重時還會出現軸套磨斷，并且水封環(huán)后面更換不到的盤根均已腐爛，無法起到密封作用。

盤根密封的缺點：①盤根填料與軸直接接觸，且相對轉動，造成軸與軸套的磨損，所以必須定期或不定期更換軸套；②為了使盤根與軸或軸套間產生的摩擦熱及時散掉，盤根密封必須保持一定量的泄漏，而且不易控制；③盤根與軸或軸套間的摩擦，造成電機有效功率降低，消耗電能，有時比例占到5%～10%；④盤根密封軸封結構，運轉和停車時物料大量泄漏。

2.機械密封的原理和優(yōu)、缺點

機械密封是一種依靠彈性元件對靜、動環(huán)端面密封副的預緊和介質壓力與彈性元件壓力的壓緊而達到密封的軸向端面密封裝置，故又稱端面密封。

例如集裝式機械密封（見圖1）是把動環(huán)、靜環(huán)、彈簧、輔助密封圈、軸套、壓蓋靜密封墊圈等主要零件組合成一起的一個集合體。

機械密封與填料密封比較，有如下優(yōu)點：①密封可靠，在長周期的運行中，密封狀態(tài)很穩(wěn)定，泄漏量很小，按粗略統(tǒng)計，其泄漏量一般僅為填料密封的1/100；②使用壽命長在油、水類介質中一般可達1～2年或更長時間，在選煤介質中合理使用，通常也能達一年以上；③摩擦功率消耗小，機械密封的摩擦功率僅為填料密封的10%～50%；④軸或軸套基本上不受磨損；⑤維修周期長，端面磨損后可自動補償，一般情況下，毋需經常性的維修；⑥抗振性好，對旋轉軸的振動、偏擺以及軸對密封腔的偏斜不敏感；⑦適用范圍廣，機械密封能用于低溫、高溫、真空、高壓、不同轉速，以及各種腐蝕性介質和含磨粒介質等的密封。

但其缺點有：①結構較復雜，對制造加工要求高；②安裝與更換比較麻煩，并要求工人有一定的安裝技術水平；③發(fā)生偶然性事故時，處理較困難；④一次性投資較高。

根據兩種密封的對比，東龐選煤廠渣漿泵機械式密封采用副葉輪+機械密封組合式的軸封結構，密封質量得到了根本性改善。泵運行時有副葉輪和機械密封共同作用，確保無泄漏；泵停車時有機械密封作用，保證無泄漏。因此，無論泵運行還是停車均不漏料，且軸套無磨損，不用換盤根。泵運行時不用高壓軸封水，現場工況環(huán)境得到了較大改善，減輕了維修工人的負擔，從根本上解決了困擾生產的難題。

3.渣漿泵機械式密封的改造

機械密封結構型式的選擇必須對原有渣漿泵的工作參數（介質壓力、溫度、軸徑和轉速）、介質特性（濃度、黏度、腐蝕性、有無固體顆粒及纖維雜質）、主機工作特點與環(huán)境條件、主機對密封結構尺寸的限制及生產工藝的穩(wěn)定性進行分析。東龐選煤廠使用的渣漿泵技術參數：流量280m/h，溫度30℃，揚程80m，轉速1480r/min，介質濃度500g/L，腐蝕性一般，介質粒度≤0.5mm，工作環(huán)境潮濕。依據以上技術參數，參考《機械設計手冊》，選用MN206―90型雙端面密封組件，技改后渣漿泵的機械密封裝置為雙端面密封組件+副葉輪組合式軸封結構。改造所選用的副葉輪+機械密封組合式的軸封結構，使用冷卻水箱密封，不用高壓軸封水，從根本上解決原泵軸封泄漏嚴重的問題。安裝相對較簡單，不需要對泵體進行任何的改造，機械密封改造的工作量較小。因此，渣漿泵機械密封裝置改造在技術上是可行的。改用機械密封的渣漿泵如圖2

圖2改用機械密封后的渣漿泵簡圖

水泵原采用的填料價格約為30元/kg，東龐選煤廠平均每臺水泵每月需要更換8次盤根，每次更換需用填料1.5kg左右，1臺水泵1年需用材料費為4320元；每臺泵更換填料的人工費120元/次。那么，1臺水泵每年則需要總維護費用15840元。而采用的機械密封每套約10000元。所采用的機械密封正常運行時基本無損耗，壽命至少在一個1年以上，所以從經濟角度看，改造也是合理的。

4.改造實施效果

自2012年3月，東龐選煤廠先后對4臺加壓過濾機入料泵和深錐底流泵實施了改造。改造后渣漿泵采用副葉輪+機械密封組合式的軸封結構，密封效果得到根本性改善。設備的整體可靠性大大提高，整個輸送系統(tǒng)的安全性能也大大提高，從一定程度上保證了設備的安全穩(wěn)定運行。原來幾乎每天都要對盤根泄漏進行維修，同時由于泄漏而使得煤泥大量浪費。技改后幾乎不用維護，大大降低了維修工人勞動強度，節(jié)約了大量人力和資源。

參考文獻

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[2]王鳳喜，楊紅文，徐游.密封使用與維修問答.北京：機械工業(yè)出版社，1990 210-221頁

[3]顧永泉.機械密封實用技術.北京：機械工業(yè)出版社，2005 96-106頁

[4]陳德才，崔德容.機械密封設計制造與使用.北京：機械工業(yè)出版社，2001 654-680頁

[5]米勒，程傳慶.流體密封技術 原理與應用.北京：機械工業(yè)出版社，1993 236-265頁

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【關鍵詞】機械密封；注意事項；故障處理；原因分析

1、機械密封的原理及要求

端面密封也就是機械密封，它是旋轉機械的密封裝置，機械密封在同一軸上至少是由一對垂直于軸線的端面在介質壓力和補償機構彈力的作用。防止流體泄漏是以輔助密封的配合下保持貼合并相對滑動而構成的的裝置。它的主要功能是將易泄漏的軸向密封改變?yōu)檩^難泄漏的端面密封。動環(huán)、靜環(huán)、壓緊元件和密封元件等三大構件是組成機械密封重要部件。其中隨泵軸一起旋轉的是動環(huán)，動環(huán)和靜環(huán)緊密貼合組成密封面，以防止介質泄漏。動環(huán)靠密封室中液體的壓力使其端面壓緊在靜環(huán)端面上，并在兩環(huán)端面上產生適當的比壓和保持一層極薄的液體膜而達到密封的目的。在中七淺冷站的主要介質有水，天然氣和輕烴。所以對機械密封的要求也是非常關鍵的。機械密封的正常直接影響設備的好壞，如果機械密封發(fā)生泄漏可能導致壓力降低，介質泄漏嚴重時將造成重大的生產和安全事故。所以機械密封的正常穩(wěn)定的運行是必須的。通過學習我將簡單的論述機械密封應注意的事項，發(fā)生故障的原因和處理方法。對新型機械密封的關注等。

2、注意事項

機械密封的樣式，機器的種類不同它的安裝方法也是迥然不同的，但它的安裝要領幾乎都相同，安裝步驟和注意事項：

2.1當安裝機械密封時首先確定機械密封的尺寸。

2.2當機械密封進行安裝前要做好準備工作，軸，軸套和壓蓋應檢查是否有毛刺檢查表面是否光滑，軸承狀況是否良好；動環(huán)（靜環(huán)）、軸、壓蓋都應該進行清洗。當安裝機械密時摩擦阻力是存在的。每次安裝時都要在機械密封部位涂上一層油，主要是做到減少摩擦阻力起到的作用。對于浮裝式靜環(huán)不帶固定銷結構的，不用涂油，機械裝入壓蓋就可以達到應用的要求。

2.3先將靜環(huán)與壓蓋一起裝在軸上，由于靜環(huán)是與壓蓋在一起不固定在軸上，在安裝機械密封時要保證不要與軸相碰，在將動環(huán)組件裝入。緊定螺釘在軸上是均勻分布在保證間隙的前提下應分幾次均勻擰緊。

3、啟動前的準備工作及注意事項

3.1首先要檢查機械密封是否有泄漏現象，靜壓試驗是起機前必須進行的基本操作。

3.2看機械密封是否有漏必須保證腔內充滿介質。在啟動前按泵旋轉的方向盤車，檢查是否輕快均勻沒有卡堵。如盤不動或者吃力的時候，應檢查機械密封配合尺寸是否錯誤，安裝是否正確。

4、運行中應注意事項

4.1對于中七的循環(huán)泵中主要是低溫介質。如果輸送介質溫度偏高、過低、或含有雜質顆粒、易燃、易爆、有毒時，必須采取相應的加熱、阻封、沖洗、冷卻、過濾等措施。

4.2運轉前先盤車，注意不要有過大的轉矩，看是否有擦碰和不正常的響聲。

4.3注意旋向，聯軸器和軸是否對中，軸承部位的油量是否足夠和加油的方法法是否適當。

4.4運轉前首先要用真空泵抽出泵體內的空氣，打開介質進口閥門灌泵，然后開機運行。

4.5開車后是否正常穩(wěn)定，先看有沒有異常響聲和運行一段時間發(fā)生泵體過熱現象。

5、機械密封的故障表現及原因

5.1旋轉設備運行當中機械密封的零件的故障也是有很多種類的，例如密封端面經出現磨損、密封端面熱裂、密封端面破損等情況，彈簧達到使用極限時也會松弛、斷裂和腐蝕等現象。O型密封圈也會出現裂口、變形、破裂等情況。

5.2機械密封發(fā)熱、振動故障原因：當設備長時間旋轉時，由于動靜環(huán)貼合端面粗糙長時間接觸，當啟停機時候動靜環(huán)與密封腔的間隙太小動靜之間發(fā)生摩擦，軸上壓力過大，動靜環(huán)就會發(fā)生碰撞，當壓力過大時動環(huán)和靜環(huán)表面就會損壞表面粗糙從而引起振動。在長時間的運行中介質的酸堿性也會腐蝕密封端面，造成耐溫性能不良，當介質的溫度過高或過低時使機械密封損壞。安裝時如果有顆粒雜質進入機械密封中，也會引起機械密封的振動和發(fā)熱。

5.3機械密封介質泄漏的故障原因

（1）靜壓試驗時泄漏。由于安裝不細心，被碰傷、變形、損壞，清理不凈、夾有顆粒狀雜質，或是由于定位螺釘松動、壓蓋沒有壓緊，機器、設備精度不夠，使密封面沒有完全貼合往往會使介質泄漏。（2）間隙性泄漏。波紋管式機械密封的靜環(huán)和動環(huán)是過盈配合的這樣才能使彈簧受力保證密封效果，彈簧的壓縮量的大小直接影響到機械密封的密封效果和工作效率。如果壓縮量過大，貼合面之間發(fā)生摩擦，雖然能夠運行但是機體會因為摩擦變熱等不良反應。如果壓縮量過小。機械密封中彈簧的受力不夠當長時間運行彈簧的伸縮量改變發(fā)生無法恢復。使動靜環(huán)中間的貼合面不能正常配合造成泄漏。為了保證機械密封的正常動作，機械密封要求泵軸不能有太大的竄量。由于我們單位大多都是波紋管式機械密封，所以壓縮量的控制是非常重要的，不同型號的機械密封壓縮量也是不同的。例如：75波紋管機械密封壓縮量應該控制在4mm上下浮動值不超過1mm。這樣的才能保證機械密封正常平穩(wěn)的運行，但是竄量的調節(jié)是非常困難的工人師傅是無法百分之百的達到要求和實際設計當中，由于設計的不合理對機械密封的正常運行時有一定影響的。

6、處理故障采取的措施

6.1機械密封振動、發(fā)熱的處理

如果機械密封與密封腔的間隙太小，就要增大密封腔內徑或減小轉動外徑，最好保證正確的間隙。如果是摩擦副配對不當，更改動靜環(huán)材料，使其耐溫，耐腐蝕。這樣就會減少機械密封的振動和發(fā)熱。

6.2機械密封泄漏的處理

機械密封的泄漏是由于許多原因造成的，我們要對相應的問題作出相應的處理辦法。機械密封的泄漏是不可能避免的，我們只能盡一切可能的減少泄漏量，安裝機械密封時一定要嚴格按照技術要求進行裝配，一下注意項目是非常重要的：（1）正確安裝保證安裝表面的光滑無毛刺；（2）處理好倒角的角度；（3）裝配O型圈時，O型圈密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗滌，以免脹大變形，過早老化。

在針對循環(huán)水泵保養(yǎng)和維修的工作中，我們要根據相應的注意事項在保證泵體的正常運行的前提下，盡量減少不必要的損耗，避免經濟上的損失。

參考文獻

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中圖分類號：F407.4文獻標識碼：A 文章編號：

機械密封即通過動、靜環(huán)一對相對旋轉垂直于軸的兩個平行密封端面，在一定接觸壓力下，對流體密封。因此，又稱端面密封。機械密封在旋轉設備上的應用非常廣泛，機械密封的密封效果將直接影響整機的運行，嚴重的還將出現重大安全事故。從機械密封的內外部條件的角度分析了影響密封效果的幾種因素和應采取的合理措施。，

一、機械密封的原理：

密封中彈簧和密封流體的壓力作用，使相對運動的動、靜環(huán)接觸端面上，產生合適的壓緊力，端面間保持的液膜起平衡壓力，端面作用，兩端面需十分光潔，平直，以使端面完全貼合，比壓均勻。動、靜環(huán)密封圈防止密封泄漏起密封作用外，還可以吸收旋轉中產生的振動，起緩沖作用。動、靜端面磨損時，動環(huán)在彈簧和密封流體的壓力作用下向靜環(huán)移動，使動、靜環(huán)始終保持合適的接觸壓力，故動環(huán)密封圈要具有隨動性。一般情況下密封端面要求在不等強度下使用，即密封端面材質一軟，一硬。

1.分類

（1）按密封的主機：泵用機械密封、釜用機械密封、壓縮機用機械密封等；

（2）按不同工作參數，分為高溫、中溫、低溫、高壓、中壓、低壓、高速、重型等等；

（3）按結構形式分為：平衡型和非平衡型、單端面和雙端面機械密封等。

2.安裝

（1）準備工作

①檢查軸與軸套的徑向跳動、表面粗糙度、外徑公差、軸的竄動等是否滿足精度要求；

②檢查機械密封的型號、規(guī)格是否與要求相符。各零件是否完好，密封圈尺寸是否合適，動環(huán)和靜環(huán)的表面是否光滑平整。若有缺陷必須更換或修復。

③用干凈的汽油對機械密封的零件進行清洗，然后擦干，注意保護密封面；

④安裝機械密封時，先從說明書上查到彈簧的工作長度，然后用卡尺量得彈簧的自由長度即可得彈簧的壓縮量，安裝中應保證彈簧的壓縮量的偏差不大于1mm。

（2）檢查與測量

①動環(huán)的浮動性，要求動環(huán)與軸有一定的間隙，保證間隙為0.3-0.7mm。

②固定環(huán)是否偏心泵用機械密封中，固定環(huán)（彈簧座）與軸采用滑動配合，間隙量很小。若間隙較大，固定環(huán)就會偏心，作用在密封面上的彈簧力不均勻時密封出現時泄時封現象

③動環(huán)與靜環(huán)貼合面的檢查:檢查時可用90°角尺測量貼合面對軸中心線的偏差。

（3）安裝

首先分別將轉動組件中各件與靜環(huán)組件中各件組裝完畢，并做好彈簧的初步預緊；然后完成動環(huán)組件在軸上的安裝和靜環(huán)組件在壓蓋內的安裝，初步測量動環(huán)密封端面至密封腔端面的距離，與靜環(huán)密封面至端蓋端面的距離，兩者之差即為機械密封的彈簧預壓縮量，并組裝好軸承；對照技術要求的壓縮量，參照實測的壓縮量，將壓縮量調整合適，將壓蓋緊固。

安裝過程中應保持密封的清潔和完整，不允許用工具敲打密封元件，以防止密封被損害。機械密封安裝在軸上后，用手推動動環(huán)應有彈性及順利之感，然后在密封面上加些機油，將端蓋均勻壓緊，不得壓偏。

（4）檢查與試壓

安裝完畢后，用手盤車，應保證轉動靈活，并有一定的浮動性。對重要設備的機械密封必須進行靜壓試驗和動壓試驗，試驗合格后，方可投入正式使用。

3.運轉

（1）啟動前的注意事項：輔助裝置、冷卻系統(tǒng)是否安裝無誤；應清洗管線以防鐵銹、雜質進入密封腔；用手盤動聯軸器，檢查軸是否輕松運轉。如果盤動很重，應檢查有關配合尺寸是否正確，設法找出原因并排除故障。

（2）試運行和正常運轉：首先啟動液封系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)，使密封腔內充滿介質，然后啟動主密封進行試運轉。如果一開始發(fā)現有微量泄漏，但過1-3h后逐漸減少，為正常磨合過程。如果泄漏量不減少應停車檢查；如果機械密封發(fā)熱、發(fā)煙，一般為彈簧比壓過大，可適當降低彈簧壓力。經試運轉合格后，可轉入操作條件下的正常運轉。升溫、升壓過程應緩慢，并密切注視有無異?，F象發(fā)生。

4.停車

應先停主機，再停輔助系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)。停車時間較長時，應將主機內的介質放凈。

二、機械密封的材料：

機械密封的密封性能和使用壽命，與各零件的材料有關，尤其是端面密封（摩擦副）的材料，輔助密封的材料和彈簧的材料。

1.端面密封摩擦副的材料

摩擦副材料有石墨、陶瓷、堆焊硬質合金、碳化鎢合金、SiC、填充聚四氟乙烯、錫青銅、鋼結硬質合金、不銹鋼、酚醛塑料、尼龍等。常用材料的性質如下。

（1）、石墨

石墨的優(yōu)點是耐腐蝕性和自性好，摩擦系數小，耐熱沖擊性好并容易加工，缺點是機械強度低，有孔隙。石墨的這兩個缺點可以用浸漬和滲碳的方法改善。浸漬石墨可分為浸樹脂和浸漬金屬兩種。浸樹脂石墨耐腐蝕性好，但不耐高溫（耐溫約170~200℃）；浸漬金屬石墨高溫性好（浸青銅、鋁、鉛等耐高溫可達400~500℃），但耐腐蝕性差。石墨是使用最廣泛的非金屬材料，用作中低轉速機械密封的動環(huán)和高速機械密封的靜環(huán)。好的石墨，肉眼看來致密，手指摸上去不大脫粉，不大染黑手指。

（2）、陶瓷

陶瓷的優(yōu)點是耐腐蝕性好，硬度很高，耐磨性好，缺點是脆性大以及硬度過高而難以加工。應用較多是氧化鋁陶瓷，還有金屬陶瓷。陶瓷多用于腐蝕性介質、中低速的場合。

（3）、堆焊硬質合金

在碳鋼、鉻鋼和鉻鎳鋼的密封面上堆焊硬質合金，優(yōu)點是硬度高，耐磨性好，耐溫性好（500℃以下），耐腐蝕或汽蝕性好，缺點是易產生氣孔、夾渣和表面硬度不均勻。

2.輔助密封圈的材料

對輔助密封材料的要求是彈性好，摩擦系數小，耐磨、耐熱和低溫性好，抗介質腐蝕、溶解和老化等，此外還要求在壓縮后和長期使用中殘余變形好。常用的輔助密封圈材料是橡膠和聚四氟乙烯，此外還有軟聚氯乙烯。

（1）、橡膠

橡膠有較好的彈性、緩沖性、吸振性、耐熱性、耐腐蝕性。橡膠密封圈的密封效果好，應用最廣泛。常用的橡膠有硅橡膠、丁晴橡膠、氯丁橡膠和氟橡膠等。

（2）、聚四氟乙烯

聚四氟乙烯的優(yōu)點是化學穩(wěn)定性、耐油、耐溶解、耐濕性優(yōu)異，摩擦系數低，適用于各種腐蝕介質，缺點是彈性比橡膠差，易產生永久變形。

3.彈性元件材料

（1）、彈簧材料

對彈簧材料的要求是：彈性好、耐介質腐蝕。常用彈簧材料有不銹彈簧鋼（1Cr18Ni9Ti等）、鉻鋼（3Cr13、4Cr13等）、碳素彈簧鋼（60Si2Mn等）和磷青銅。

（2）、波紋管材料

對波紋管材料的要求是：良好的焊接性能；較大的彈性；一定的耐腐蝕性。常用的波紋管材料有鐵基、銅基和鎳基合金以及鈦材等。一般以鐵基中的鎳鉻奧氏體帶材為主，尤以1Cr18Ni125MnMo2Ti用得最多。高鎳彈性合金被認為是制作波紋管較理想的材料，含鋁的材料用一般焊接技術時會遇到困難。目前國外用得最多的波紋管材料有AM350（近似Cr16Ni45MnMo3N）屬于固溶體、低強度、低硬度、高延伸率。

三、機械密封滲漏現象及原因：

目前機械密封在泵類產品中的應用非常廣泛，而隨著產品技術水平的提高和節(jié)約能源的要求，機械密封的應用前景將更加廣泛。機械密封亦稱端面密封, 其有一對垂直于旋轉軸線的端面, 該端面在流體壓力及補償機械外彈力的作用下, 依賴輔助密封的配合與另一端保持貼合, 并相對滑動, 從而防止流體泄漏。

篇10

[關鍵詞]密封技術；水泵；維修

中圖分類號：TG903 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）20-0061-01

一、機械泄漏原因分析的原則

對于每一套機械密封，無論因何失效，都應進行詳細的分析研究，并做好有關的數據記錄。當密封件損壞后，不能僅局限于從被損件本身查找失效原因，而應將拆卸下來的機械密封妥善地收集起來，并清洗干凈，按照靜止和轉動兩大部分分別放置。一般檢查的順序是：首先，分析受損傷的密封件對密封性能的影響，然后依次對密封環(huán)、傳動件、彈性元件、輔助密封圈、緊固螺釘等的磨損痕跡進行仔細檢查。對于附屬件，如壓蓋、軸套、密封腔體以及密封系統(tǒng)等也應進行全面的檢查。此外，還要了解泵的運行環(huán)境和工作條件，以及以往密封失效的相關記錄。在此基礎上進行綜合分析，就可快速找出導致密封失效的根本原因。

二、機械密封的結構組成及工作原理

機械密封亦稱端面密封，其至少有一對垂直于旋轉軸線的端面，該端面在流體壓力及補償機械外彈力（磁力）的作用下，加之輔助橡膠或氟塑料密封的配合，與另一端面保持緊密貼合并相對滑動，從而構成有效防止工作介質泄漏的密封結構。由于兩個密封端面的緊密貼合，使密封端面之間的交界（密封界面）形成一微小間隙，當有壓介質通過此間隙時，形成極薄的液膜，造成阻力，阻止介質泄漏，又使端面得以，由此獲得長期的密封效果。機械密封與軟填料密封相比具有：密封可靠、使用壽命長、摩擦功率消耗小、維修周期長、抗振性好等優(yōu)點。但機械密封存在結構較復雜，零部件加工制造要求高，安裝與更換比較麻煩，要求操作員工有一定的技術水平，特別是當機械密封在運行中出現偶發(fā)故障時，處理比較困難。當前常見的機械密封主要由靜止環(huán)、旋轉環(huán)、彈性元件、緊定螺釘、輔助密封件、壓蓋等零配件組成。根據泵用機械密封國家標準（GB6556―86）規(guī)定，常用的有兩種型式，分別是單端面機械密封和雙端面機械密封，對于在機械密封中起關鍵作用的旋轉環(huán)和靜止環(huán)，由于它們是機械密封中最主要的零配件，其性能好壞直接關系到密封效果和壽命，因此，對密封環(huán)的材料、結構、形狀、尺寸以及表面加工質量等都有較高的要求。

三、泄漏原因分析及判斷

1.安裝靜試時泄漏。機械密封安裝調試好后，一般要進行靜試，觀察泄漏量。如泄漏量較小，多為動環(huán)或靜環(huán)密封圈存在問題；泄漏量較大時，則表明動、靜環(huán)摩擦副間存在問題。在初步觀察泄漏量、判斷泄漏部位的基礎上，再手動盤車觀察，若泄漏量無明顯變化則靜、動環(huán)密封圈有問題；如盤車時泄漏量有明顯變化則可斷定是動、靜環(huán)摩擦副存在問題；如泄漏介質沿軸向噴射，則動環(huán)密封圈存在問題居多，泄漏介質向四周噴射或從水冷卻孔中漏出，則多為靜環(huán)密封圈失效。此外，泄漏通道也可同時存在，但一般有主次區(qū)別，只要觀察細致，熟悉結構，一定能正確判斷。

2.試運轉時出現的泄漏。泵用機械密封經過靜試后，運轉時高速旋轉產生的離心力，會抑制介質的泄漏。因此，試運轉時機械密封泄漏在排除軸間及端蓋密封失效后，基本上都是由于動、靜環(huán)摩擦副受破壞所致。引起摩擦副密封失效的因素主要有：（1）操作中，因抽空、氣蝕、憋壓等異?，F象，引起較大的軸向力，使動、靜環(huán)接觸面分離；（2）對安裝機械密封時壓縮量過大，導致摩擦副端面嚴重磨損、擦傷；（3）動環(huán)密封圈過緊，彈簧無法調整動環(huán)的軸向浮動量；（4）靜環(huán)密封圈過松，當動環(huán)軸向浮動時，靜環(huán)脫離靜環(huán)座；（5）工作介質中有顆粒狀物質，運轉中進人摩擦副，探傷動、靜環(huán)密封端面；（6）設計選型有誤，密封端面比壓偏低或密封材質冷縮性較大等。上述現象在試運轉中經常出現，有時可以通過適當調整靜環(huán)座等予以消除，但多數需要重新拆裝，更換密封。

3.正常運轉中突然泄漏。離心泵在運轉中突然泄漏少數是因正常磨損或已達到使用壽命，而大多數是由于工況變化較大或操作、維護不當引起的。（1）抽空、氣蝕或較長時間憋壓，導致密封破壞；（2）對泵實際輸出量偏小，大量介質泵內循環(huán)，熱量積聚，引起介質氣化，導致密封失效；（3）回流量偏大，導致吸入。（4）對較長時間停運，重新起動時沒有手動盤車，摩擦副因粘連而扯壞密封面；（5）介質中腐蝕性、聚合性、結膠性物質增多；（6）環(huán)境溫度急劇變化；（7）工況頻繁變化或調整；（8）突然停電或故障停機等。離心泵在正常運轉中突然泄漏，如不能及時發(fā)現，往往會釀成較大事故或損失，須予以重視并采取有效措施。

4.周期性滲漏。周期性泄露有一下及格原因：（1）泵轉子軸向竄動量大，輔助密封與軸的過盈量大，動環(huán)不能在軸上靈活移動。在泵翻轉，動、靜環(huán)磨損后，得不到補償位移。（2）密封面油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面。（3）轉子周期性振動。原因是定子與上、下端蓋未對中或葉輪和主軸不平衡，汽蝕或軸承損壞（磨損），這種情況會縮短密封壽命和產生滲漏。

5.因其他問題引起的機械密封滲漏。機械密封中還存在設計、選擇、安裝等不夠合理的地方。（1）彈簧壓縮量一定要按規(guī)定進行，不允許有過大或過小的現象，誤差±2mm，壓縮量過大增加端面比壓，摩擦熱量過多，造成密封面熱變形和加速端面磨損，壓縮量過小動靜環(huán)端面比壓不足，則不能密封。（2）安裝動環(huán)密封圈的軸（或軸套）端面及安裝靜環(huán)密封圈的密封壓蓋（或殼體）的端面應倒角并修光，以免裝配時碰傷動靜環(huán)密封圈。（3）水泵殼體變形對機械密封影響嚴重。

機械密封本身是一種要求較高的精密部件，對設計、機械加工、裝配質量都有很高的要求。在使用機械密封時，應分析使用機械密封的各種因素，使機械密封適用于各種泵的技術要求和使用介質要求且有充分的條件，這樣才能保證密封長期可靠地運轉。因此，檢修裝配人員在安裝使用機械密封時，應分析使用機械密封的各種因素，使機械密封適用于泵的技術要求，具備充分的條件，這樣才能保證密封長期可靠地運轉。機械密封的泄漏處理，須在長期巡檢、維修實踐基礎上，對泄漏癥狀進行觀察、分析、判斷，才能得出正確結論。

參考文獻

[1] 原學禮.化工機械維修管鉗工藝[M].化學工業(yè)出版社，2006，4.1.