化工用泵機械密封泄漏與檢修問題的探討

馬軍杰 白凱豐(陜西陜化煤化工集團有限公司， 陜西 渭南 714100)

化工用泵機械密封泄漏與檢修問題的探討

馬軍杰 白凱豐(陜西陜化煤化工集團有限公司， 陜西 渭南 714100)

在化工生產活動中，轉動設備檢修工作多半是泵的檢修，機械密封是化工泵最常用的密封形式,因此, 合理維護機械密封以減少泄漏, 防止污染, 提高經濟效益, 是設備維護人員的一項重要工作。

泵；機械密封；原理；故障原因；防范手段

1 機械密封原理和結構組成

機械密封工作時，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環和靜環互相貼合并相對運動，由于兩個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，當有壓介質通過此間隙時，形成極薄的液膜，產生阻力，阻止介質泄漏，同時液膜又使得端面得以潤滑，獲得長期密封效果。

機械密封主要由以下幾類部件組成：

摩擦副(由相對運動的動環、靜環組成)。

輔助密封圈：動靜環用的“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償機構：如彈簧、碟簧、波紋管等。

傳動元件，如頂絲、鍵、彈簧盒組件等。

2 機械密封故障原因分析與預防糾正措施

為了保證機泵長周期平穩運行，必須處理好機械密封的故障，做好故障原因分析。雖然化工泵用機械密封種類多，型號各異，但常見故障主要是泄漏，泄漏通常發生在①動環與軸套間的密封泄漏；②軸套與軸間的密封泄漏；③動、靜環間密封泄漏；④密封端蓋與泵體間的密封泄漏；⑤對靜環與靜環座間的密封泄漏。

現在我們就從機械方面分析機械密封常見故障和故障的原因并給出預防糾正措施，設備維修人員可以依據密封損壞的表現形式和原因采取相應的預防糾正措施。

(1)密封面扭曲可能的原因：冷卻不好，造成熱應力不均勻；泵操作壓力過高，超出設計值；密封面間有雜物；密封環支撐面不合適；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緊，夾持應力過大。

對應的防范手段有：調整冷卻水或沖洗液的流量，確保密封面冷卻和潤滑充分，并除去流體中雜質；降低泵的操作壓力到正常工作值；清潔密封面；改變輔助密封結構和材料；將密封面重新加工平直：調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為制造或裝配時掌握不好或密封面進入顆粒物。

對應的防范手段有：采用機械或人工手段研磨消除刻痕或劃痕；改善密封環境，消除流體中的異物。

(3)輔助密封元件物理性損壞，如O型環、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、臺階棱、鍵槽等將密封件劃傷；安裝經驗不足；不恰當使用；制造缺陷。這類損壞就針對原因進行處理即可。

(4)還有傳動失效，主要是傳動凸耳磨損；傳動螺釘和卡箍失效故障；傳動銷磨壞和斷裂。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； 密封面潤滑差；泵操作壓力過高； 軸彎曲大；軸振動過大；密封組件卡住。

對應的防范手段有：縮小軸向串量；檢查軸承必要時進行更換；及時補充潤滑沖洗液；操作壓力降到正常范圍內；對彎曲的軸進行校正； 降低軸振動保持緊釘螺釘緊力，使密封元件不在軸套上滑動。

(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、腐蝕產物和分解產物沉積原因造成的。

對應的防范手段有：對于有沉積物的介質，多用金屬波紋管密封、大彈簧密封，少用小彈簧密封；在密封結構上保持彈簧處清潔干凈； 軸套靠近彈簧處采用硬面，避免軸套機械損壞。

(6)動環斷裂或開裂可能是由以下原因造成：密封裝配不當；安裝操作失誤；密封面扭矩過大；泵壓力超高；密封拆卸或解體時損壞；溫差大。

對應的防范手段有：安裝時仔細、認真的操作；降低泵輸送壓力；調整壓縮量；加大封油量，降低密封溫度；改善環境，防止摩擦副潤滑不良造成扭矩過大；仔細裝配，避免密封咬死、卡住。

3 機械密封的維護與檢修

日常維護中，要注意機械密封部件自身松動引起泄漏以及雜質進入端面造成發熱和一些異常的聲音；防止干摩擦；間歇運行的機械，停泵后要防止介質干燥形成結晶或溫度降低析出結晶，如果這些結晶沒有處理會導致密封面劃傷。所以在下次開啟時，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；注意機器運行中有無異常現象，如軸承損壞以及振動，都會影響機械密封的使用。

如果需要打開機械密封進行檢查或維修，則在打開之前先要熟悉機械密封的相關資料，弄明白機械密封的類型結構，然后準備好檢修所要的工器具，并做好安全防護工作，然后按照順序對機械密封拆卸，同時做好標記，以便于重新組裝，在拆卸的過程中仔細的觀察，分析查找造成泄漏的原因并按照預防糾正措施進行恰當的維修。

[1] 王汝美.實用機械密封技術問答. 中國石油出版社，2012年7月.

[2]趙林源.機械密封故障分析100例.石油工業出版社，2011-9-1.