化工泵用機(jī)械密封初探

【摘 要】機(jī)械密封是一項(xiàng)高精度工藝，能對(duì)化工泵進(jìn)行有效的密封，但是如果密封不好，則會(huì)產(chǎn)生較嚴(yán)重的后果。本文對(duì)化工泵用機(jī)械密封進(jìn)行探討，具有一定的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】化工泵；機(jī)械密封；初探

0 前言

本文對(duì)機(jī)械密封的安裝進(jìn)行了概述，對(duì)化工泵機(jī)械密封泄漏失效的原因進(jìn)行了闡述，通過(guò)分析，并結(jié)合自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)理論知識(shí)，對(duì)化工泵用機(jī)械密封檢修中的幾個(gè)誤區(qū)進(jìn)行了探討。

1 機(jī)械密封的安裝概述

機(jī)械密封是比較精密的部件，安裝不好極易造成密封失效或密封壽命縮短，必須做好安裝前的準(zhǔn)備工作和安裝后的試運(yùn)轉(zhuǎn)工作。從實(shí)際經(jīng)驗(yàn)看，安裝時(shí)應(yīng)注意下述幾個(gè)方面。

1.1 對(duì)設(shè)備的精度要求

安裝機(jī)械密封的部位因多次安裝、修配、受介質(zhì)腐蝕等而失去原有的精度，或是本身即是舊設(shè)備，若對(duì)這些設(shè)備不作任何檢查，就安裝機(jī)械密封，往往會(huì)造成密封失效，因此對(duì)安裝機(jī)械密封的設(shè)備有一定的要求。

（1）軸與機(jī)械密封的同軸度偏差不大于0.20～0.25mm。

（2）軸的徑向跳動(dòng)

軸的徑向跳動(dòng)會(huì)使密封性能下降，泄漏量增加，過(guò)大的跳動(dòng)，甚至使石墨碎裂。此外，動(dòng)環(huán)密封圈與軸接觸處由于長(zhǎng)期跳動(dòng)，在表面會(huì)出現(xiàn)溝槽，因此，對(duì)軸跳動(dòng)規(guī)定有一定的允差。軸徑為16～50mm時(shí)，徑向跳動(dòng)偏差≤0.04mm；軸徑為55～120mm時(shí)，徑向跳動(dòng)偏差≤0.05mm。

（3）軸向竄動(dòng)量

為使機(jī)械密封的彈簧力不變化過(guò)大，也為了防止平衡型機(jī)械密封動(dòng)環(huán)與軸凸肩頂住而損壞零件，一般要求軸的軸向竄動(dòng)量≤0.05mm。

（4）軸的表面粗糙度

為保證密封圈與軸間的密封，軸表面粗糙度要求不得低于3.2。

（5）密封腔處軸的安裝檢查

軸凸肩過(guò)渡部分與靜環(huán)壓蓋處裝靜環(huán)的部位應(yīng)有光滑的聯(lián)接，以保證密封圈在通過(guò)凸肩時(shí)不致擦傷和卡破，同時(shí)在安裝時(shí)可起導(dǎo)向作用，容易安裝。

1.2 安裝檢查

（1）查對(duì)

檢查機(jī)械密封的型號(hào)與要求的是否相符，零件是否完全，密封圈尺寸是否合適，動(dòng)環(huán)、靜環(huán)表面是否光滑平整。

（2）清洗

用干凈的洗油對(duì)機(jī)械密封的零件（除橡膠密封外）進(jìn)行清洗，然后擦干，在擦干時(shí)注意保護(hù)密封面，不能擦傷、劃痕、碰撞等。

（3）壓縮量的確定

安裝機(jī)械密封時(shí)，先從說(shuō)明書(shū)上查到彈簧的工作長(zhǎng)度，然后用卡尺量得彈簧的自由長(zhǎng)度即可得到彈簧的壓縮量，安裝中應(yīng)保證彈簧的壓縮量偏差≤1mm。檢查完畢后，按正確的順序進(jìn)行裝配。

1.3 運(yùn)轉(zhuǎn)

機(jī)械密封全部安裝停當(dāng)后，應(yīng)予盤(pán)車(chē)，觀察有無(wú)碰觸之處，如感到存有摩擦現(xiàn)象，必須檢查軸是否碰到靜環(huán)，密封件有否碰到密封腔，否則應(yīng)采取措施予以消除。運(yùn)轉(zhuǎn)前，可先加水試驗(yàn)，觀察密封面處有否滲漏，如有應(yīng)仔細(xì)檢查調(diào)整直至無(wú)泄漏。

2 化工泵用機(jī)械密封安裝的要求

設(shè)備的密封腔部位在安裝時(shí)應(yīng)保持清潔，密封零件應(yīng)進(jìn)行清洗，密封端面完好無(wú)損，防止雜質(zhì)和灰塵帶人密封部位；在安裝過(guò)程中嚴(yán)禁碰擊、敲打。以免使機(jī)械密封摩擦副破損而密封失效；安裝時(shí)在與密封相接觸的表面應(yīng)涂一層清潔的機(jī)械油，以便能順利安裝；安裝靜環(huán)壓蓋時(shí).擰緊螺絲必須受力均勻，保證靜環(huán)端面與軸心線的垂直要求；安裝后用手推動(dòng)動(dòng)環(huán)，能使動(dòng)環(huán)在軸上靈活移動(dòng)，并有一定彈性；安裝后用手盤(pán)動(dòng)轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸應(yīng)無(wú)輕重感覺(jué)；設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)前必須充滿介質(zhì)，以防止干摩擦而使密封失效；對(duì)易結(jié)晶、顆粒介質(zhì)，對(duì)介質(zhì)溫度>80C時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的沖洗、過(guò)濾、冷濾、冷卻措施，各種輔助裝置請(qǐng)參照機(jī)械密封有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

3 化工泵機(jī)械密封泄漏失效的原因分析

3.1 由機(jī)械磨損引起的密封泄漏

機(jī)械磨損將引起密封副的正常配合關(guān)系被破壞，當(dāng)端面出現(xiàn)一定的磨損，傳動(dòng)軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)密封件都要作軸向位移和徑向擺動(dòng)，因此在每一次轉(zhuǎn)動(dòng)中，密封副端面都趨向于產(chǎn)生輕微的分離和泄漏。

3.2 由熱損傷引起的密封泄漏

主要是由于密封在使用過(guò)程中的過(guò)熱引起，過(guò)熱不僅引起密封副變形產(chǎn)生磨損，還可能引起熱裂和皰疤。通常在過(guò)大的熱應(yīng)力作用下密封環(huán)表面上出現(xiàn)徑向裂紋，稱(chēng)為熱裂。在短時(shí)間的機(jī)械負(fù)荷或熱負(fù)荷作用下會(huì)出現(xiàn)熱裂，例如由于干摩擦、冷卻系統(tǒng)中斷等熱裂時(shí)密封環(huán)磨損加劇泄漏量迅速增加。對(duì)于平衡型密封，甚至密封環(huán)分開(kāi)。為了避免熱裂，必須掌握材料的機(jī)械一物理性能，在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到可能產(chǎn)生熱裂，并給定運(yùn)轉(zhuǎn)條件。介質(zhì)潤(rùn)滑性差、過(guò)載、操作溫度高、線速度高、配對(duì)材料組合不當(dāng)?shù)纫蛩?，或者是以上幾種因素的疊加，都可以產(chǎn)生過(guò)大的摩擦熱，若摩擦熱不能及時(shí)散發(fā)，就會(huì)產(chǎn)生熱裂紋。解決密封過(guò)熟問(wèn)題，除改變端面面積比、減少載荷外，采用靜止型密封并加導(dǎo)流套強(qiáng)制將冷卻循環(huán)液體導(dǎo)向密封面，或在密封端面上開(kāi)流體動(dòng)力槽來(lái)加以解決。

3.3 由密封零件失效引起的的密封泄漏

機(jī)械密封用輔助密封圈，以采用合成橡膠0形圈較多。機(jī)械密封零件失效大部分是輔助密封圈失效，機(jī)械密封由于泄漏而不能正常工作的一個(gè)主要原因也是因?yàn)?形圈失效引起的。0形圈失效的表現(xiàn)為老化、永久性變形、溶脹變形、扭曲及擠出損傷。因此，在選用0形圈時(shí)應(yīng)考慮合成橡膠的安全使用溫度，盡可能地選用截面較大的橡膠0形圈，適當(dāng)提高硬度，采用溝槽式的裝配結(jié)構(gòu)，通過(guò)沉浸試驗(yàn)合理選材，必要時(shí)選用復(fù)合材料，如橡膠包覆聚四氟乙烯密封圈。安裝時(shí)，應(yīng)在槽內(nèi)涂以潤(rùn)滑脂，保證其滾動(dòng)自如。

3.4 由腐蝕引起的密封泄漏

機(jī)械密封的腐蝕多為化學(xué)腐蝕，腐蝕是機(jī)械密封產(chǎn)生泄漏并引起機(jī)械密封失效的最主要原因之一。由于密封接觸腐蝕性介質(zhì)就會(huì)產(chǎn)生表面腐蝕，甚至在表面各處產(chǎn)生劇烈腐蝕點(diǎn)而形成點(diǎn)蝕。在金屬的晶界上產(chǎn)生的晶問(wèn)腐蝕，會(huì)深入到金屬的內(nèi)部，并進(jìn)一步破壞而引起斷裂。腐蝕的性能影響很大。由于密封件比主機(jī)的零件小，而且更精密，通常要選用比主機(jī)更耐腐蝕的材料。經(jīng)驗(yàn)表明，壓力、溫度和滑動(dòng)速度都能使腐蝕加速。密封件的腐蝕率隨溫度升高呈指數(shù)規(guī)律增加。處理強(qiáng)腐蝕流體時(shí)，采用雙端面密封，可以最大限度減輕腐蝕對(duì)密封件的影響，因?yàn)樗c工藝流體相接觸的零件數(shù)量少。這也是在強(qiáng)腐蝕條件下，選擇密封結(jié)構(gòu)的一條最重要的原則。

4 化工泵用機(jī)械密封檢修中的幾個(gè)誤區(qū)

4.1 彈簧壓縮量越大密封效果越好

彈簧壓縮量過(guò)大，可導(dǎo)致摩擦副急劇磨損，瞬間燒損；過(guò)度的壓縮彈簧失去調(diào)節(jié)動(dòng)環(huán)端面的能力，導(dǎo)致密封失效。

4.2 動(dòng)環(huán)密封圈越緊越好

動(dòng)環(huán)密封圈過(guò)緊有害無(wú)益。一是，加劇密封圈與軸套間的磨損，早泄漏；二是，增大了動(dòng)環(huán)軸向調(diào)整、移動(dòng)的阻力，在工況變化頻繁時(shí)無(wú)法適時(shí)進(jìn)行調(diào)整；三是，彈簧過(guò)度疲勞易損壞；四是使動(dòng)環(huán)密封圈變形影響密封效果.4.3 靜環(huán)密封圈越緊越好

靜環(huán)密封圈基本處于靜止?fàn)顟B(tài)。相對(duì)較緊密封圈過(guò)度變形，影響密封效果；靜環(huán)材質(zhì)以石墨居多，一般較脆，過(guò)度受力極易引起碎裂；安裝、拆卸困難，極易損壞靜環(huán)。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著機(jī)械密封技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械密封中出現(xiàn)的密封泄露等問(wèn)題也會(huì)逐步得到解決，其在化工泵密封上也會(huì)發(fā)揮更大的作用，讓我們拭目以待。

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[責(zé)任編輯：曹明明]