試論機械密封常見故障的表現及處理對策

摘 要：機械密封具有泄漏少、密封可靠以及功耗低等眾多優點，能夠滿足多種工況需求而被廣泛地應用于泵、壓縮機等流體機械設備中。性能優良的泵用機械密封能夠為電泵長周期、安全可靠運行提供保障。但在實際運行中因受到內外部各種因素影響，很容易造成機械密封故障失效。本文將就機械密封常見故障的表現進行分析，提出處理對策。

關鍵詞：機械密封；故障；表現；處理

一、機械密封工作原理

機械密封是由動環、靜環、密封圈、彈簧座以及傳動座等組合而成，實物和結構分別如圖1、圖2所示。動環與靜環在垂直泵軸的光滑平直的表面相互貼合，并做相對轉動而構成了密封裝置。通過彈簧座等彈性元件與介質壓力在靜環和動環端面產生適當的壓緊力。在動環和靜環端面間形成極薄的液體膜從而達到密封的目的。而彈簧座則起到補償的作用，當靜環與動環長時間工作后會產生一定的磨損，若端面磨損后不及時預緊將導致密封失效，這時可通過彈簧座自動調節的功能達到補償作用。安裝機械密封時應保證動環在裝配后能夠在泵軸上自由地伸縮。

二、機械密封的故障表現及原因

（一）干摩擦故障。機械密封動環與靜環運轉時因密封腔內沒有液體介質，導致機械密封動環與靜環間發生干摩擦。表現為靜環出現嚴重的磨損與凹槽，而硬環表面則有明顯的擦亮痕跡，或產生熱裂和變色。密封圈則因機械密封高速運轉發熱后沒有液體介質及時冷卻導致過早老化。

（二）顆粒磨損故障。對于排污用泵一般采用了雙端面機械密封裝置，因工作介質中經常有磨削性固體顆粒存在，電泵高速運行時，機械密封動、靜環模塊端面時常與磨削性顆粒碰撞。機械密封長時間被固體顆粒沖擊后因密封面磨損嚴重導致機械密封故障失效。

（三）機械密封介質泄漏的故障原因。1、在靜壓試驗時，泄漏的機械密封可能由于安裝時不細心，導致密封的端面被碰傷，發生損壞，或者清理不凈，存在顆粒狀的雜質，或者因為定位螺釘的松動或者壓蓋松動，機器設備的精度不高，導致密封面貼合度不高，都可能導致介質的泄漏。如果軸套泄露，那么是軸套的密封圈在裝配時沒有被壓緊，或者壓縮量欠缺，損壞周期性，陣發性泄漏的機械密封轉子組件的周期性振動太大，都可能導致泄漏機械密封面產生一定比壓，如此才可以發揮密封作用。這就需要機械密封彈簧有一定壓縮量，從而給密封的端面一個有力的推力，在旋轉起來時能夠使密封面發生密封所要求比壓。為保證這個比壓，在機械密封中，要求泵軸不可以發生太大竄量，通常要確保在0.25mm以內。不過在實際的設計中，因為設計不合理，常常泵軸出現很大竄量，導致機械密封使用非常不利；3、機械密封經常性泄漏。機械密封的經常性泄漏原因存在很多方面的因素。第一方面，因為密封端面的缺陷造成的經常性泄漏；第二方面，輔助密封圈造成經常性泄漏；第三方面，彈簧的缺陷造成泄漏；其他方面還包括轉子的振動造成的泄漏，緊定、傳動以及止推的零件質量不好或發生松動造成的泄漏，機械密封的輔助機構造成的泄漏，因為介質問題造成經常性的泄漏等。

三、故障處理對策

（一）干摩擦故障處理。在泵說明書或警告標志上明顯說明沒有工作介質時杜絕電泵空轉。電泵設計時最好加裝浮子開關，通過液位開關控制電泵運行，從而確保電泵在沒有液體介質時能自動停機，有效避免了機械密封干摩擦損壞。

（二）顆粒磨損故障處理。在選擇機械密封規格時可選用耐磨材質作為動環、靜環模塊端面，如碳化硅、碳化鎢等硬質合金材料；改善循環條件，如采用外部潔凈沖洗或旋液分離器等；對工作環境較惡劣的工作場所，可在機械密封外加裝骨架式油封與碳化硅軸套組合成的減壓防砂裝置。該裝置的使用在有效降低機械密封端面壓力的同時可阻止磨削性固體顆粒對機械密封的損害。實踐證明加裝減壓防砂裝置后機械密封壽命大大提高。

（三）機械密封泄漏的處理。機械密封泄漏是受到多種因素影響造成的，我們應當根據具體問題進行具體的處理。為最大限度地減少泄漏，在安裝機械密封時，需要嚴格地根據技術要求裝配，同時還應當注意以下幾點事項：1、裝配工作要保證光潔機械密封工器具、零部件、楷拭材料、潤滑油的干凈，保證動靜環密封端面整潔，可以用柔軟紗布進行楷拭；2、修整倒角、倒圓軸以及密封端蓋等過程中，倒角應當修整的光滑，端蓋和軸有關的圓角應當砂光擦亮；3、在裝配輔助密封圈過程中，橡膠輔助密封圈不可以用煤油、汽油浸泡和洗滌，避免起脹大發生變形，過早地老化。

四、日常維護

首先，在啟動前檢查裝置正常，保證密封液壓力、液位在操作范圍中，密封良好。其次，避免泵抽空密封端面干摩擦。第三，檢查輔助裝置工作的運行：一是密封液液面位置；二是排放泄漏液；三是檢查沖洗管、冷卻水管等，避免出現堵塞，防止停水導致的冷卻，保證沖洗效果。第四，避免機器振動、發熱等影響密封效果。在日常生產中應規范操作，加強管理，對故障做總結分析，是保證和提高密封效率及壽命的必要措施。

參考文獻：

[1]陳匯龍，吳強波，左木子，徐成，胡吉，李述林.機械密封端面液膜空化的研究進展[J].排灌機械工程學報，2015.

[2]王衛益.機封常見故障分析與改進實例[J].設備管理與維修，2015.

[3]趙思全.雙端面機械密封軸向壓力平衡裝置[J].磷肥與復肥，2015.