化工用泵機(jī)械密封泄漏與檢修問(wèn)題的探討

馬軍杰 白凱豐(陜西陜化煤化工集團(tuán)有限公司， 陜西 渭南 714100)

化工用泵機(jī)械密封泄漏與檢修問(wèn)題的探討

馬軍杰 白凱豐(陜西陜化煤化工集團(tuán)有限公司， 陜西 渭南 714100)

在化工生產(chǎn)活動(dòng)中，轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備檢修工作多半是泵的檢修，機(jī)械密封是化工泵最常用的密封形式,因此, 合理維護(hù)機(jī)械密封以減少泄漏, 防止污染, 提高經(jīng)濟(jì)效益, 是設(shè)備維護(hù)人員的一項(xiàng)重要工作。

泵；機(jī)械密封；原理；故障原因；防范手段

1 機(jī)械密封原理和結(jié)構(gòu)組成

機(jī)械密封工作時(shí)，由密封流體的壓力和彈性元件的彈力等引起的軸向力使動(dòng)環(huán)和靜環(huán)互相貼合并相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由于兩個(gè)密封端面的緊密配合，使密封端面之間的交界(密封界面)形成一微小間隙，當(dāng)有壓介質(zhì)通過(guò)此間隙時(shí)，形成極薄的液膜，產(chǎn)生阻力，阻止介質(zhì)泄漏，同時(shí)液膜又使得端面得以潤(rùn)滑，獲得長(zhǎng)期密封效果。

機(jī)械密封主要由以下幾類部件組成：

摩擦副(由相對(duì)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)環(huán)、靜環(huán)組成)。

輔助密封圈：動(dòng)靜環(huán)用的“O”圈，“V”圈，柔性石墨及聚四氟乙烯方形密封圈等。

以彈性元件為主的補(bǔ)償機(jī)構(gòu)：如彈簧、碟簧、波紋管等。

傳動(dòng)元件，如頂絲、鍵、彈簧盒組件等。

2 機(jī)械密封故障原因分析與預(yù)防糾正措施

為了保證機(jī)泵長(zhǎng)周期平穩(wěn)運(yùn)行，必須處理好機(jī)械密封的故障，做好故障原因分析。雖然化工泵用機(jī)械密封種類多，型號(hào)各異，但常見(jiàn)故障主要是泄漏，泄漏通常發(fā)生在①動(dòng)環(huán)與軸套間的密封泄漏；②軸套與軸間的密封泄漏；③動(dòng)、靜環(huán)間密封泄漏；④密封端蓋與泵體間的密封泄漏；⑤對(duì)靜環(huán)與靜環(huán)座間的密封泄漏。

現(xiàn)在我們就從機(jī)械方面分析機(jī)械密封常見(jiàn)故障和故障的原因并給出預(yù)防糾正措施，設(shè)備維修人員可以依據(jù)密封損壞的表現(xiàn)形式和原因采取相應(yīng)的預(yù)防糾正措施。

(1)密封面扭曲可能的原因：冷卻不好，造成熱應(yīng)力不均勻；泵操作壓力過(guò)高，超出設(shè)計(jì)值；密封面間有雜物；密封環(huán)支撐面不合適；附助密封膨脹；密封面制造不平直；壓蓋螺栓上的松緊不均或過(guò)緊，夾持應(yīng)力過(guò)大。

對(duì)應(yīng)的防范手段有：調(diào)整冷卻水或沖洗液的流量，確保密封面冷卻和潤(rùn)滑充分，并除去流體中雜質(zhì)；降低泵的操作壓力到正常工作值；清潔密封面；改變輔助密封結(jié)構(gòu)和材料；將密封面重新加工平直：調(diào)整壓蓋螺栓扭矩到均勻、合適的力度。

(2)密封面有擦傷和刻痕是因?yàn)橹圃旎蜓b配時(shí)掌握不好或密封面進(jìn)入顆粒物。

對(duì)應(yīng)的防范手段有：采用機(jī)械或人工手段研磨消除刻痕或劃痕；改善密封環(huán)境，消除流體中的異物。

(3)輔助密封元件物理性損壞，如O型環(huán)、波紋管等輔助密封件有刻痕、切口、撕裂、擦痕。可能的原因是：飛邊、臺(tái)階棱、鍵槽等將密封件劃傷；安裝經(jīng)驗(yàn)不足；不恰當(dāng)使用；制造缺陷。這類損壞就針對(duì)原因進(jìn)行處理即可。

(4)還有傳動(dòng)失效，主要是傳動(dòng)凸耳磨損；傳動(dòng)螺釘和卡箍失效故障；傳動(dòng)銷磨壞和斷裂。造成這類故障的原因有以下幾種：泵軸向串量太大；軸承失效； 密封面潤(rùn)滑差；泵操作壓力過(guò)高； 軸彎曲大；軸振動(dòng)過(guò)大；密封組件卡住。

對(duì)應(yīng)的防范手段有：縮小軸向串量；檢查軸承必要時(shí)進(jìn)行更換；及時(shí)補(bǔ)充潤(rùn)滑沖洗液；操作壓力降到正常范圍內(nèi)；對(duì)彎曲的軸進(jìn)行校正； 降低軸振動(dòng)保持緊釘螺釘緊力，使密封元件不在軸套上滑動(dòng)。

(5)如果是彈簧失彈，則可能是固體顆粒物堆積；封油氧化、高溫碳化、腐蝕產(chǎn)物和分解產(chǎn)物沉積原因造成的。

對(duì)應(yīng)的防范手段有：對(duì)于有沉積物的介質(zhì)，多用金屬波紋管密封、大彈簧密封，少用小彈簧密封；在密封結(jié)構(gòu)上保持彈簧處清潔干凈； 軸套靠近彈簧處采用硬面，避免軸套機(jī)械損壞。

(6)動(dòng)環(huán)斷裂或開(kāi)裂可能是由以下原因造成：密封裝配不當(dāng)；安裝操作失誤；密封面扭矩過(guò)大；泵壓力超高；密封拆卸或解體時(shí)損壞；溫差大。

對(duì)應(yīng)的防范手段有：安裝時(shí)仔細(xì)、認(rèn)真的操作；降低泵輸送壓力；調(diào)整壓縮量；加大封油量，降低密封溫度；改善環(huán)境，防止摩擦副潤(rùn)滑不良造成扭矩過(guò)大；仔細(xì)裝配，避免密封咬死、卡住。

3 機(jī)械密封的維護(hù)與檢修

日常維護(hù)中，要注意機(jī)械密封部件自身松動(dòng)引起泄漏以及雜質(zhì)進(jìn)入端面造成發(fā)熱和一些異常的聲音；防止干摩擦；間歇運(yùn)行的機(jī)械，停泵后要防止介質(zhì)干燥形成結(jié)晶或溫度降低析出結(jié)晶，如果這些結(jié)晶沒(méi)有處理會(huì)導(dǎo)致密封面劃傷。所以在下次開(kāi)啟時(shí)，采取加溫或沖洗的措施，防止端面劃傷。還要觀察沖洗、冷卻等輔助裝置及儀表是否正常工作；注意機(jī)器運(yùn)行中有無(wú)異常現(xiàn)象，如軸承損壞以及振動(dòng)，都會(huì)影響機(jī)械密封的使用。

如果需要打開(kāi)機(jī)械密封進(jìn)行檢查或維修，則在打開(kāi)之前先要熟悉機(jī)械密封的相關(guān)資料，弄明白機(jī)械密封的類型結(jié)構(gòu)，然后準(zhǔn)備好檢修所要的工器具，并做好安全防護(hù)工作，然后按照順序?qū)C(jī)械密封拆卸，同時(shí)做好標(biāo)記，以便于重新組裝，在拆卸的過(guò)程中仔細(xì)的觀察，分析查找造成泄漏的原因并按照預(yù)防糾正措施進(jìn)行恰當(dāng)?shù)木S修。

[1] 王汝美.實(shí)用機(jī)械密封技術(shù)問(wèn)答. 中國(guó)石油出版社，2012年7月.

[2]趙林源.機(jī)械密封故障分析100例.石油工業(yè)出版社，2011-9-1.