提高泵用機械密封有效性的方法

摘 要：機械密封裝置由于泄漏量少、功率消耗低、使用時間較長、性能優良等特點，被廣泛應用于石化企業傳動設備之中。應用過程中，機械密封是傳動設備中的重要部件，對機械密封泄漏原因分析和故障及時處理是保障設備正常運行，裝置長周期運行的日常性工作。文章將從泵用機械密封泄漏原因以及提高泵用機械密封有效性方法這兩個方面進行闡述。

關鍵詞：機械密封；有效性；泵用機械

引言

機械密封是利用一對或幾對垂直于軸作相對滑動的端面在流體壓力和補償機構的彈力（或磁力）作用下保持接合并配以輔助密封而達到的阻漏的軸封裝置。機械密封具有以下優勢：泄漏量少、所消耗的功率低、使用時間長，性能優良等特點，在石化企業中，機械密封得到了更為廣泛的應用。泵用機械在運行時因為機械密封泄漏造成物料損失，環境污染、停機檢修甚至系統停車，對企業設備長周期運行產生系統風險，所以，提高機械密封有效性對石化企業設備管理尤為重要。

1 常用機械密封泄漏出現的原因

1.1 機械密封材料與介質存在不匹配的現象

在選擇材料時需要考慮介質的溫度以及腐蝕程度。高溫介質可以使橡膠變硬，金屬失去強度，腐蝕加速，并且材料受熱膨脹引起密封間隙變化。而低溫介質會使橡膠失去彈性、金屬變得脆弱，物料的黏性增加。因此，所選擇的機封端面材料應該能耐腐蝕并且不容易脫落、起泡。密封端面一般采用石墨、碳化硅等材料，因為它具有摩擦因素低、產生的熱量小、更耐腐蝕的特點。而碳化硅材料比較脆弱，比較容易斷裂。碳化鎢材料也是一種很好地做端面的材料，但是其耐腐蝕性不足。高溫油類介質選擇氟橡膠或PETT，而低溫甲醇類介質經驗是三元乙丙橡膠。根據不同的介質選擇相應機械密封材料是密封正常運行的保證。

1.2 加工精度不夠

機械密封的端面粗糙度與整體的形狀與機械密封的性能有直接的影響。在實際工作中，通常情況下，機械密封都處于混合摩擦的狀態中，它的彈簧壓力和密封的壓力之間形成的總負載力是由密封端面的液膜壓力和微凸體共同負荷的。潤滑區所形成的摩擦力以及微凸體接觸的部分所形成的摩擦力會使得密封零件磨損，從而有形成機械泄漏。端面一般粗糙度要求不大于0.8um，加工精度和長時間磨損引起的端面精度變化是機械密封泄漏的重要原因。

1.3 機械密封安裝質量問題

對于機械密封的安裝問題，比較常見的有：轉子竄量有所超標、密封封得過緊或過松、螺釘擰得不夠均勻、靜環與軸線之間不垂直等等問題，這些都會導致機械密封泄漏。轉子竄量超標主要有3個方面的影響因素：（1）軸承安裝出現錯誤，軸承的壓蓋或軸承額定帽蓋沒有固定好；（2）沒有選擇合適的軸承型號；（3）葉輪背帽沒有擰緊，正確的處理方法是，首先將軸承背蓋固定好，其次是對推力軸承進行調整，使得軸的軸向竄動量不超過0.125mm，最后將葉輪背帽固定好。

1.4 泵振動較大

泵振動偏大會使機械密封出現失效，泵振動的因素有很多，密封性也會變差，泵振動時會導致動靜環分離、跑偏，致使密封泄漏。所以，在泵用機械運行過程中，要隨時關注泵振動情況，對泄漏情況密切觀察，查清造成泵振動的原因，從而有效解決故障問題。常見的泵震動原因有設備基礎不規范，電機和泵軸不同心，介質引起的氣蝕等原因。

2 提高泵用機械密封有效性的方法

2.1 正確選型

正確地選擇泵用機械密封型式，能有效地增加設備運行的時間。于石化企業而言，常用的高溫熱油泵有很多種。它們的主要特點是：使用的溫度比較高，可達到350攝氏度左右，介質的黏度比較大。一般采用金屬波紋管機械密封。波紋管的組件材料可以選用特種的耐高溫合金材料。高溫泵用機械密封對于波紋管的組件材料要求高，最好選用耐高溫的合金材料。但是很多企業為了降低成本，只是選擇了普通材料，所以，在高溫的情況下很容易發生失去彈性的情況。除此之外，還要防止波紋管出現扭斷的情況，在一些減壓裝置中，系統通常會負壓，密封環內如果利用硬質合金進行配對，端面會因為缺少潤滑的因素而使得波紋管組件出現扭斷的情況。

2.2 提高安裝技術水平

在進行機械密封安裝時，要對員工進行專業培訓，從而減少安裝過程中出現問題，避免不必要的錯誤發生。員工首先要仔細地閱讀裝配指示圖，對裝配的安裝順序了解清楚，并嚴格地根據裝配的操作技術要求進行機械密封裝配。同時，需要特別注意，在安裝前，確保安裝密封面是平滑整潔的，特別是旋轉環與靜止環之間端面的清潔程度，如果發現上面有其他贓物，要用紗布對其進行擦拭，應將軸端以及密封端的倒角修整平滑，擦拭干凈軸肩與密封端面的端圓的地方。對靜環密封圈進行清洗時要首先對密封圈的材料進行檢查，防止對其不恰當的清洗導致密封圈膨脹或者變形（注意：三元乙丙橡膠不能用油清洗），從而使得機封裝置使用壽命減短，提前老化。同時，在安裝結束后，對設備進行介質調試時，要確保設備的及封油系統完整正常的運行。

2.3 注意密封裝置的加工精度

造成機械密封的原因多種多樣，所以，為了減少機械密封出現的概率，提高機械密封的效果。首先要提高機械密封自身的材料的加工精度，以及其輔助性材料和零件的加工精度，使得轉子的軸向竄動以及泵用機械振動減少。工作人員加強日常的維護工作，及時地發現異常問題，對于一些已經出現損壞的零件，應該及時地進行零件的更換，從而保證機械的正常運行，減少機械密封泄漏情況的發生。

2.4 加強機械密封的運行管理

（1）在泵啟動前，要進行充分地排氣，以確保密封腔內有充足的液體。在輸送凝固介質時，要利用蒸汽將密封腔加熱使得介質溶化。如果泵用機械在啟動后，發現有泄漏的現象，應該對其再觀察一段時間，在持續運行了4個小時之后依舊有泄漏情況，相關工作人員應該立即停泵運行。（2）對機械密封和其輔助的封油裝置以及管線的安裝情況進行檢查，看其是否符合安裝的要求，密封的輔助系統是否可以投入使用。（3）當泵用機械停止運行后，不能馬上將封油腔以及端面密封的冷卻水停止運行，正確的操作步驟是等密封處的油溫下降到低于80攝氏度時再將冷卻水關停，避免損壞了密封的零件。（4）泵用機械操作壓力應該處于平穩的狀態，壓力的波動應該不超過0.1MPa。在泵用機械運行過程中，防止機械出現抽空的情況，從而造成密封面形成摩擦而使得密封泄漏。

3 結束語

綜上所述，提高機械密封有效性，要根據機械設備的實際情況，針對機械設備的裝置要求，正確選型、認真進行精度檢查，規范安裝，要嚴格按操作規范進行操作，及時維護保養。從而減少機械密封泄漏的情況，有效地降低故障的發生率。與此同時，造成機械泄漏的原因，以及判斷機械泄漏的情況是多樣的，相關人員要在實際的工作中不斷地探索并總結經驗，通過仔細的分析，有效地解決相關的故障，促進機械密封的安全順利的運行。

參考文獻

[1]李宏范，胡金平，朱健，等.泵用機械密封失效原因分析與預防措施[J].化工裝備技術，2015，18（2）：77.

[2]張文平.機械密封的應用探討[J].科技情報開發與經濟，2014，89（5）：36.

[3]劉尚明.化工企業延長泵用機械密封使用壽命的有效措施[J].化機制造，89（1）：78.

[4]劉旭，田文君.淺談泵用機械密封[J].化工技術與開發，2015，25（4）：25.

作者簡介：曹育瑋（1968，08-），男，陜西西安人，工作單位：陜西煤化能源有限公司，職務：總工辦工程師。