離心泵機械密封失效的原因及對策

李立(中石化洛陽工程有限公司 河南洛陽 471003)

離心泵機所用的機械密封能有效避免殼體與輸入軸液體的泄露，防止離心泵部件過快的磨損，延長離心泵的使用壽命。因此，加強離心泵機械密封方面的研究，具有重要的現實意義。筆者結合多年工作實際，對離心泵機械密封失效問題進行探討。

一、機械密封失效的原因分析

離心泵機械密封投入使用的初期，允許出現一定范圍的泄露，引起泄露的原因與其自身結構有著密切的聯系。而隨著使用時間的延長，因受設備工作環境、安裝工藝等因素的影響，機械密封會失效。下面對機械密封失效的原因進行詳細的分析。

1.由泵抽空或汽蝕引起

離心泵抽空的原因在于未進行灌漿操作就啟動，致使空氣進入液體介質之中，減小了泵出口位置處的壓力，最終因發生干摩擦引起機械密封失效。另外，因長時間使用，機械密封表面發生硬化、老化現象也是引起其失效的原因之一。介質流進低壓位置時，氣泡破裂或因老化導致附近液體以非常大的速度溢出，周圍空間因被占據而形成較大壓強，最終導致汽蝕現象的發生。

2.由密封面磨損引起

機械密封除端蓋和軸間密封失效外，其他失效的原因多由靜、動環間的摩擦所致。因輸送原油時其中含有較多雜質顆粒，會和原油一起進入到系統中，給密封造成破壞，使機械密封失效的機率大大增加。密封面自身因受原油雜質的不良影響而破損，出現一些痕跡，隨著長時間的應用這些痕跡會逐漸擴展，最終出現較大面積的裂縫或裂痕。此時，如原油進入到密封系統，一方面原油中的雜質會進一步加劇密封的磨損，另一方面會還導致原油的泄露，造成大量的浪費。

3.由腐蝕原因引起

離心泵輸送的介質具有不同程度的腐蝕性，因此會直接腐蝕系統，使機械密封因腐蝕而失效。具體表現為：密封面發生點蝕，嚴重時穿透，腐蝕機械系統；不銹鋼底座與碳化鎢環焊接位置處出現銹蝕，進而腐蝕底座；彈簧、金屬管等因被介質腐蝕而出現破裂現象；上述原因均會導致機械密封失效。

4.由泵送介質物性引起

離心泵輸送的介質同時還會在不同操作條件時發生物理性質的變化，使密封面或者密封沖洗系統失效及破壞。泵送介質在環境或操作溫度改變時易發生物性變化，比如蠟油在高低溫改變時粘度、密度變化較大，低溫時的高粘度、高密度會使密封沖洗系泵送環統循環能力下降及密封沖洗系統結焦導致密封壽命變短或失效。

5.密封圈失效

目前機械密封系統所用的密封圈多為乙丙烯或橡膠材質，但一些密封圈生產廠家，為獲得較大利潤并未全部使用橡膠材質。這些含有雜質的橡膠被黏稠雜質長時間浸泡，導致密封圈彈性性能下降而過早的老化、硬化，加上原油長時間流過的不斷磨損，最因密封圈失效而引起機械密封的失效。

二、離心泵機械密封失效應對策略

1.避免汽蝕與抽空

為了消除汽蝕與抽空現象，具體可采取以下對策：首先，嚴格測量與控制輸送介質的溫度，避免輸送的介質溫度超過80℃；其次，做好質量檢查工作。認真檢查相連旁接介質罐體液位，確保其處在最低液位以上，壓強處在0.2~0.4M pa范圍內；再次，定期對離心泵操作人員進行專業技能的培訓，以保證操作人員按照操作規程熟練操作，尤其應避免干摩擦現象的發生，即開啟離心泵前進行盤泵，并放空泵體，打開入口閥；最后，做好上下站、調度室在清理長輸管線過程中的協調工作。清管器到站前關閉泵，禁止其運行，以防止清管器、蠟泥產生空氣段導致泵出現汽蝕和抽空現象。

2.避免摩擦造成的磨損

為避免因摩擦而導致機械密封失效情況的發生，應使用性能良好的摩擦副，一般按照以下順序選擇摩擦副材質：碳化硅-碳石墨、硬質合金-碳石墨、陶瓷-碳石墨。通過選擇優質的材質，可提高摩擦副的耐磨性能。另外，高速鋼-碳化硅材料的摩擦副性能優越，能較好的提高機械密封性能，因此，為避免離心泵出現機械密封失效的問題，應注重該種材質摩擦副的使用。

3.防止腐蝕引起密封失效

針對離心泵因腐蝕原因造成的密封失效問題，應引起足夠的重視，并采取有效措施加以防范。例如，抽派專門的人員負責離心泵的日常保養工作，為避免輸送介質腐蝕密封系統，應定期使用高純度、干凈的透平油沖洗密封件，以提高密封系統的抗腐蝕性能。

4.由泵送介質物性引起

物性變化對密封產生的影響通常不被重視，其對密封產生的影響還是較大的，對此應盡量在工藝操作時避免機械密封環境內介質物性變化。比如高溫蠟油泵，泵在北方冬季操作或備用狀態時密封系統內介質溫度下降，粘度和比重增加，泵送環能力下降或無法工作，此時應采用減小密封沖洗系統冷卻水用量等方法來盡量使密封系統內介質環境與正常操作時保持一致。

5.注意更換密封圈

經過長時間的使用并受多種因素影響，離心泵機械密封會因密封圈的失效而失效，為有效避免該種現象的發生，應認真考慮密封圈的使用壽命，及時的進行更換，特別達到離心泵的二保期限后，需認真檢查密封圈性能，必要情況下進行更換。選擇密封圈時應選擇知名廠家的產品，徹底的消除由密封圈失效導致的機械密封失效問題。

除此之外，離心泵養護人員，還應善于總結和分析處理機械密封失效問題的經驗，針對不同的原因造成的密封失效問題，確定合理的解決方案，并形成適合自己的解決思路與方法，不斷提高解決密封失效問題的水平。

三、總結

實際工作時離心泵機械密封失效問題比較常見，而且引起其失效的因素來自多個方面，除受其自身因素影響外，工藝條件、運行狀況等也會導致機械密封失效。為此，離心泵使用期間應有專門人員負責離心泵機械密封的檢查、養護工作，發現問題及時采取針對措施解決，平時做好機械密封失效問題的防范，保證離心泵處于最佳的工作狀態。

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