化工用泵機(jī)械密封泄漏原因分析及檢維修措施

路鵬

摘要：在化工生產(chǎn)管理過(guò)程中，轉(zhuǎn)動(dòng)類型設(shè)備的維護(hù)修理大部分是對(duì)是泵的維護(hù)與檢修，而密封泄漏是化工用泵較為常見的故障問(wèn)題。化工用泵最為常見的密封方式就是機(jī)械密封，所以對(duì)化學(xué)用泵的機(jī)械密封進(jìn)行有效維護(hù)，避免發(fā)生泄漏，提高化學(xué)用泵的使用效率，進(jìn)而保障化工生產(chǎn)效益極為重要。基于此，文章對(duì)化工用泵機(jī)械密封的影響因素，及其存在問(wèn)題就進(jìn)行了深入分析，進(jìn)而探討了相關(guān)解決措施，為設(shè)備維護(hù)人員工作的順利開展提供有效參考。

關(guān)鍵詞：化學(xué)用泵；機(jī)械密封；原理；故障原因；防范手段

一、化學(xué)用泵機(jī)械密封原理和結(jié)構(gòu)組成

化學(xué)用泵在運(yùn)行時(shí)機(jī)械密封利用其中流體自身產(chǎn)生的壓力，以及彈簧原件的彈力，推動(dòng)靜環(huán)與動(dòng)環(huán)互相緊貼并做相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因?yàn)槊芊饷娴膬啥蔚木o密配合的，使得在密封界面出現(xiàn)了極為微小的空隙。當(dāng)帶著壓力的流體通過(guò)該間隙時(shí)就會(huì)形成較薄液膜，形成阻力進(jìn)而防止了泵中介質(zhì)發(fā)生泄漏現(xiàn)象。同時(shí)，產(chǎn)生的液膜又對(duì)密封的兩端進(jìn)行了潤(rùn)滑，達(dá)到長(zhǎng)期的密封的較好質(zhì)量。

化學(xué)用泵的機(jī)械密封主要由以下四個(gè)部分構(gòu)件組成類部件組成：

1.摩擦副：主要由進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)環(huán)與靜環(huán)組成；

2.輔助密封圈：動(dòng)環(huán)與靜環(huán)使用的“O”形圈、“V”形圈，柔性石墨材料與聚四氟乙烯方形密封圈等。

3.補(bǔ)償機(jī)構(gòu)：以彈簧、波紋管等的彈性元件構(gòu)造為主；

4.傳動(dòng)元件：主要包括頂絲、彈簧盒、鍵等組件。

二、化學(xué)用泵產(chǎn)生機(jī)械密封故障原因分析以及相關(guān)的預(yù)防糾正揩施

為了保障化學(xué)用泵較好地、平穩(wěn)地運(yùn)行，并且有效延長(zhǎng)其運(yùn)作周期，就必須在對(duì)出現(xiàn)的密封故障做好充分而全面的分析前提下，對(duì)機(jī)械密封故障進(jìn)行有效處理。雖然化工用泵的類型各種各樣，型號(hào)也是多種多樣，但是其密封故障主要是運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生密封泄漏，而密封泄漏通常發(fā)生在以下方面：

1.動(dòng)環(huán)和軸套之間發(fā)生密封泄漏；

2.軸套和軸之間發(fā)生密封泄漏；

3.動(dòng)環(huán)與靜環(huán)之間發(fā)生密封泄漏；

4.密封的端蓋和泵體之間發(fā)生的密封泄漏；

5.靜環(huán)與靜環(huán)座之間發(fā)生的密封泄漏。

設(shè)備維修人員應(yīng)從機(jī)械方面著手，對(duì)機(jī)械密封的常見故障原因進(jìn)行深入地分析，并根據(jù)密封發(fā)生損壞的具體表現(xiàn)形式，針對(duì)性地采取預(yù)防與糾正措施。

（一）密封面扭曲

密封面發(fā)生扭曲導(dǎo)致密封泄漏的原因包括以下方面：

1.冷卻系統(tǒng)運(yùn)行不良，導(dǎo)致發(fā)生熱應(yīng)力分布不均勻問(wèn)題；

2.化學(xué)用泵運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)壓力過(guò)高現(xiàn)象，甚至超出了安全的設(shè)計(jì)值；

3.密封面之間有雜物，運(yùn)行過(guò)程中造成密封面磨損；

4.密封環(huán)支撐面配套不合適；

5.附助密封發(fā)生膨脹問(wèn)題引起密封面泄漏；

6.密封面制造的質(zhì)量問(wèn)題，如材料質(zhì)量不過(guò)關(guān)、不平直問(wèn)題；

7.化學(xué)用泵密封面上的壓蓋螺栓松緊不均，或者過(guò)緊導(dǎo)致夾持產(chǎn)生的應(yīng)力過(guò)大。

針對(duì)性的預(yù)防與糾正措施有：

1.對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，或者調(diào)整沖洗液的流量以保證密封面得到充分的冷卻與潤(rùn)滑，同時(shí)注意清除流體中的雜質(zhì)；

2.調(diào)整壓力閥門使泵的操作壓力保持在正常工作值范圍內(nèi)，并注意保持密封面的清潔；

3.通過(guò)對(duì)輔助密封結(jié)構(gòu)及其材料進(jìn)行調(diào)整，使其更好地滿足密封輔助需要；

4.對(duì)密封面進(jìn)行重新加工或更換質(zhì)量合格的密封面，確保其平直度

5.對(duì)壓蓋螺栓進(jìn)行調(diào)整，將其扭到均勻、合適的程度。

（二）密封面損傷

密封面常見損傷主要有摩擦損傷、刻痕，主要是由于密封面在制造時(shí)，或者在裝配過(guò)程中掌控不好使異物進(jìn)入密封面造成的。

針對(duì)性的預(yù)防與糾正措施有：

1.根據(jù)密封面刻痕實(shí)際情況選擇采用機(jī)械，或者人工手段，磨除劃痕；

2.加強(qiáng)密封面裝配過(guò)程的控制，同時(shí)注意對(duì)密封環(huán)境進(jìn)行改善，清除流體中的異物。

（三）輔助密封元件物理性損壞

這種損傷主要表現(xiàn)在O型環(huán)或者波紋管等輔助密封件出現(xiàn)刻痕、撕裂等現(xiàn)象。導(dǎo)致這一問(wèn)題的主要原因包括：

1.飛邊、臺(tái)階棱、鍵槽等將密封件出現(xiàn)劃傷；

2.輔助密封元件的安裝經(jīng)驗(yàn)不足，導(dǎo)致在安裝過(guò)程中出現(xiàn)損傷；

3.輔助元件的不恰當(dāng)、不規(guī)范使用以及存在制造缺陷等。

針對(duì)性的預(yù)防與糾正措施有：

1.加強(qiáng)對(duì)輔助密封元件的日常保護(hù)，避免觸碰等造成劃傷；

2.提高對(duì)安裝、維護(hù)工作人員的技術(shù)培訓(xùn)力度，確保其能夠正確安裝各項(xiàng)密封元件；

3.對(duì)各個(gè)輔助元件進(jìn)行規(guī)范化操作，避免不當(dāng)操作造成損傷。對(duì)于出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的元件應(yīng)及時(shí)更換質(zhì)量合格的進(jìn)行替換。

（三）傳動(dòng)失效

主要表現(xiàn)在傳動(dòng)凸耳發(fā)生磨損，傳動(dòng)螺釘失效、卡箍失效以及傳動(dòng)銷發(fā)生磨壞和斷裂故障等。造成這類傳動(dòng)失效問(wèn)題的原因主要包括以下幾種：

1.泵軸向的串量過(guò)大，軸承運(yùn)作不暢；

2.密封面潤(rùn)滑效果較差，運(yùn)行壓力超標(biāo)；

3.軸彎曲幅度過(guò)大，軸運(yùn)轉(zhuǎn)振動(dòng)頻度過(guò)大以及密封組件出現(xiàn)卡殼現(xiàn)象。

針對(duì)性的預(yù)防與糾正措施有：

1.合理地對(duì)軸向串量進(jìn)行縮小，必要時(shí)應(yīng)及時(shí)更換軸承；

2.及時(shí)更換和補(bǔ)充潤(rùn)滑液，通過(guò)調(diào)整壓力閥將壓力控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)；

3.調(diào)整軸承的彎曲度，或更換軸承以減小軸振動(dòng)頻率與幅度，確保螺釘緊固使密封元件不在軸套上發(fā)生滑動(dòng)。

（五）彈簧失效

彈簧發(fā)生失彈故障，其主要原因包括：

1.彈簧系統(tǒng)中出現(xiàn)固體顆粒物堆積；

2.封油發(fā)生氧化、碳化以及腐蝕等的產(chǎn)物，以及相關(guān)介質(zhì)物質(zhì)分解產(chǎn)物的沉積原因。

針對(duì)性的預(yù)防與糾正措施有：

1.若是介質(zhì)會(huì)產(chǎn)生沉積物，應(yīng)盡可能采用金屬波紋管或大彈簧進(jìn)行密封，非特殊要求不用小彈簧進(jìn)行密封；

2.保持密封彈簧的干凈整潔；

3.靠近軸套處的彈簧應(yīng)采用硬面彈簧，以避免機(jī)械損傷。

（六）動(dòng)環(huán)斷裂或開裂

造成動(dòng)環(huán)斷裂或開裂的主要原因包括：

1.密封裝配不恰當(dāng)或安裝失誤；

2.密封面出現(xiàn)扭矩過(guò)大現(xiàn)象，泵壓力超出標(biāo)準(zhǔn)范圍；

3.密封拆卸過(guò)程中導(dǎo)致?lián)p壞；

4.運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)溫差過(guò)大導(dǎo)致動(dòng)環(huán)斷裂。

針對(duì)性的預(yù)防與糾正措施有：

1.規(guī)范密封安裝，減小泵輸送壓力；

2.通過(guò)調(diào)整動(dòng)環(huán)壓縮量，加大封油量來(lái)降低密封的溫度；

3.改善動(dòng)環(huán)運(yùn)行環(huán)境，避免摩擦或者潤(rùn)滑效果不好而導(dǎo)致扭矩過(guò)大

三、化工用泵機(jī)械密封的維護(hù)與檢修

在對(duì)化工用泵進(jìn)行日常維護(hù)時(shí)，應(yīng)注意機(jī)械密封元件松動(dòng)，導(dǎo)致泄漏故障。同時(shí)避免雜質(zhì)進(jìn)入密封端面引起溫度過(guò)高或異常振動(dòng)。進(jìn)行間歇性運(yùn)作的機(jī)械，停泵之后應(yīng)采取有效措施避免介質(zhì)干燥或者溫度降低而出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象，進(jìn)而在下次運(yùn)作時(shí)對(duì)密封面造成劃傷。因此化工泵在下次運(yùn)轉(zhuǎn)之前應(yīng)對(duì)其進(jìn)行加溫或沖洗，避免結(jié)晶劃傷端面。重新運(yùn)行之后應(yīng)注意觀察沖洗、冷卻等輔助裝置能否正常運(yùn)行，出現(xiàn)故障現(xiàn)象及時(shí)解決。

若是檢修需要打開機(jī)械密封，在此之前要求工作人員應(yīng)對(duì)機(jī)械密封相關(guān)資料進(jìn)行詳細(xì)且充分掌握，熟悉械密封結(jié)構(gòu)，充分做好準(zhǔn)備及安全防護(hù)工作之后按照說(shuō)明的順序進(jìn)行拆卸，做好拆卸順序標(biāo)記，組裝時(shí)也要按照順序進(jìn)行重新裝配。在拆卸過(guò)程中，應(yīng)對(duì)各個(gè)元件進(jìn)行仔細(xì)觀察，查找和分析走出密封泄漏原因，并根據(jù)相應(yīng)的修正措施進(jìn)行維修。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]趙林源.機(jī)械密封故障分析100例.石油工業(yè)出版社，2011（09）.

[3]吳建梅.泵用機(jī)械密封的泄漏分析與檢修分析[J].中國(guó)機(jī)械，2016.