張永海 殷啟超

（中國石油蘭州石化公司研究院，甘肅 蘭州730060）

在化工生產(chǎn)中，常常需要將流體從低處輸送到高處、從低壓輸送至高壓，或沿管道送至較遠的地方。為達到此目的，必須對流體加以外功，以克服流體輸送過程中的阻力。為流體提供能量的機械成為流體輸送機械，根據(jù)工作原理的不同通常分為四類，即離心式、往復式、旋轉(zhuǎn)式及流體動力作用式。而離心泵即為流體輸送機械中最為常見的一種動力機械。離心泵具有結(jié)構(gòu)簡單、流量大而均勻、操作方便的優(yōu)點。而機械密封則是這種流體輸送機械的軸封裝置，具有泄漏量小和壽命長等優(yōu)點。

1 機械密封故障現(xiàn)象及分析

泵用機械密封種類繁多、型號各異，但泄漏點主要有五處：軸套與軸間的密封；動環(huán)與軸套間的密封；動、靜環(huán)之間的密封；靜環(huán)與靜環(huán)座間的密封；密封端蓋與泵體間的密封。

一般來說，軸套外伸的軸間、密封端蓋與泵體間的泄漏比較容易發(fā)現(xiàn)和解決，但需細致觀察，特別是當工作介質(zhì)為液化氣體或高壓、有毒有害氣體時，相對困難些。其余的泄漏直觀上很難辨別和判斷，須在長期管理、維修實踐的基礎(chǔ)上，對泄漏癥狀進行觀察、分析、研判，才能得出正確結(jié)論。

1.1 安裝靜試時泄漏

機械密封安裝調(diào)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(chǔ)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(zhì)沿軸向噴射，則動環(huán)密封圈存在問題居多，泄漏介質(zhì)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 試運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)的泄漏

泵用機械密封經(jīng)過靜試后，運轉(zhuǎn)時高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，會抑制介質(zhì)的泄漏。因此，試運轉(zhuǎn)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：

（l）操作中，因抽空、氣蝕、憋壓等異常現(xiàn)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(diào)整動環(huán)的軸向浮動量；

1.3 正常運轉(zhuǎn)中突然泄漏

離心泵在運轉(zhuǎn)中突然泄漏少數(shù)是因正常磨損或已達到使用壽命，而大多數(shù)是由于工況變化較大或操作、維護不當引起的。主要有：

（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(zhì)泵內(nèi)循環(huán)，熱量積聚，引起介質(zhì)氣化，導致密封失效；

（3）回流量偏大，導致吸人管側(cè)容器（塔、釜、罐、池）底部沉渣泛起，損壞密封。

2 機械密封失效原因分析與維修

2.1 周期性滲漏

（1）泵轉(zhuǎn)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(zhuǎn),動、靜環(huán)磨損后,得不到補償位移。

對策：在裝配機械密封時,軸的軸向竄動量應小于0.1mm,輔助密封與軸的過盈量應適中,在保證徑向密封的同時,動環(huán)裝配后保證能在軸上靈活移動(把動環(huán)壓向彈簧能自由地彈回來)。

（2）密封面潤滑油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面。

對策：油室腔內(nèi)潤滑油面高度應加到高于動、靜環(huán)密封面。

（3）轉(zhuǎn)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(chǎn)生滲漏。

對策：可根據(jù)維修標準來糾正上述問題。

2.2 由于壓力產(chǎn)生的滲漏

高壓和壓力波造成的機械密封滲漏由于彈簧比壓力及總比壓設(shè)計過大和密封腔內(nèi)壓力超過3MPa時,會使密封端面比壓過大,液膜難以形成,密封端面磨損嚴重,發(fā)熱量增多,造成密封面熱變形。

對策：在裝配機封時,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(xiàn)象,高壓條件下的機械密封應采取措施。為使端面受力合理,盡量減小變形,可采用硬質(zhì)合金、陶瓷等耐壓強度高的材料,并加強冷卻的潤滑措施,選用可用的傳動方式,如鍵、銷等。

2.3 由于介質(zhì)引起的滲漏

大多數(shù)潛污泵機械密封拆解后,靜環(huán)和動環(huán)的輔助密封件無彈性,有的已經(jīng)腐爛,造成了機封的大量滲漏甚至有磨軸的現(xiàn)象。由于高溫、污水中的弱酸、弱堿對靜環(huán)和動環(huán)輔助橡膠密封件的腐蝕作用,造成了機械滲漏過大,動、靜環(huán)橡膠密封圈材料為丁腈—40,不耐高溫,不耐酸堿,當污水為酸性堿性時易腐蝕。

對策：對腐蝕性介質(zhì),橡膠件應選用耐高溫、耐弱酸、弱堿的氟橡膠。

3 結(jié)論

以上總結(jié)了機械密封比較常見的泄漏原因以及維修對策。機械密封本身是一種要求較高的精密部件,對設(shè)計、機械加工、裝配質(zhì)量都有很高的要求。在實際使用過程中，應綜合考慮機械密封失效的各種因素，使裝配的機械密封適用于離心泵的技術(shù)要求和工藝要求,保證機械密封長期可靠地運轉(zhuǎn)。

［1］顧永泉.機械密封實用技術(shù)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2002.

［2］林崢.實用密封手冊[M].上海:上海科學技術(shù)出版社,2008.

［3］魏龍.密封技術(shù)[M].2版.北京:化學工業(yè)出版社,2010.