化工離心泵機械密封失效的原因分析和防范措施

唐偉博　呂昌彥　賈坤　王飛行　徐李強

【摘 要】本文通過對化工離心泵機封失效問題的分析，闡述了其失效的表現形式及原因，并在此基礎之上，從防范腐蝕問、摩擦問題、人為因素等方面，提出了防范化工離心泵機封失效的措施。

【關鍵詞】離心泵;機械密封;失效;原因分析;防范措施

中圖分類號： TH311文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）21-0065-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.21.029

Cause Analysis and Preventive Measures of Mechanical Seal Lose Efficacy of Chemical Centrifugal Pump

TANG Wei-bo1 Lü Chang-yan2 JIA Kun2 WANG Fei-xing1 XU Li-qiang1

（1.Shaanxi Non-ferrous TianHong REC Silicon Materials Co.， Ltd.， Yulin Shaanxi 719000， China;

2. Shaanxi Tianhong Silicon Material Co.，Ltd.， Xianyang Shaanxi 712000， China）

【Abstract】Based on the analysis of the lose efficacy problem of chemical centrifugal pump mechanical seal， this paper expounds the manifestations and causes of its lose efficacy， and on this basis， puts forward some measures to prevent the lose efficacy of chemical centrifugal pump mechanical seal from the aspects of corrosion prevention， friction problem， human operation factors and so on.

【Key words】Chemical industry;Centrifugal pump;Mechanical seal;Lose efficacy;Cause analysis;Preventive measures

0 前言

機械密封（以下簡稱機封）也稱端面密封，其定義為：由至少一對垂直于旋轉軸線的端面在流體壓力和補償機構彈力（或磁力）的作用以及輔助密封的配合下保持貼合并相對滑動而構成的防止流體泄漏的裝置。是一種旋轉機械的軸封裝置，主要由動、靜環組件及輔助密封件等組成（如圖1）。由于機封具有泄漏量少和壽命長等優點，使其成為化工離心泵最主要的軸密封方式。

離心泵作為化工生產的重要設備，其機封性能，直接關系到化工生產的安全穩定和經濟運行。在日化工日常生產管理中，加強機封維護，是化工離心泵維護管理的工作重點。深入對各影響因素的分析，可為機封的有效構建，提供可靠的依據。本文從離心泵機封失效的問題及原因出發，就如何改進離心泵的機封，做了如下具體闡述。

1 化工離心泵機封失效的原因分析

對于化工離心泵，就其機封失效問題，深入分析，主要有以下原因：

1.1 腐蝕

腐蝕是最常見的化工離心泵機封失效的原因。如點腐蝕、表面腐蝕、電化學腐蝕等，都會對其機封形成影響，導致機封出現間隙過大、機械結構不穩定，而出現密封性問題[1]。（1）點腐蝕和表面腐蝕。在點、面腐蝕的作用之下，出現機械彈簧不穩定、間隙過大等情況，進而出現密封性問題;（2）應力腐蝕。在離心泵安裝中，由于安裝操作不當，導致機械部件出現應力腐蝕，出現機械斷裂性問題;（3）電化學腐蝕。在復雜的運行環境之下，電化學腐蝕問題比較常見，是導致離心泵機封失效問題的主要形式，對離心泵機械運行有較大的破壞性。

1.2 機械摩擦

機械運行中，摩擦的產生會對離心泵機封形成一定影響，導致機封失效。機械摩擦會直接導致的機械性局部零件老化、破損、變形等問題，是密封性失效問題發生的重要原因，應在維護管理中切實做好防范檢查工作。

1.3 人為因素

人為因素是導致其密封性失效的主觀原因。一方面，在運行操作中，由于人為失誤、違規操作，導致機械出現運行故障，甚至出現機械部件出現裂縫、高溫變形等問題;另一方面，操作人員思想意識淡薄，責任心不強，違規操作，在冷卻水的供應中，未按照規定定期檢查，出現冷卻水不足等情況，進而導致機封因高溫出現變形、裂縫，不利于機封的有效構建。

1.4 汽蝕

汽蝕導致機封失效問題也比較常見。這主要在于運行操作中，如果泵入口流量不足的情況下啟泵，會引起泵入口壓力降低或抽空，進而導致入口葉輪汽蝕等問題的出現。在汽蝕的影響之下，漿液中的氣泡會對機泵葉輪形成一定的作用力，這樣就會對機封橫截面形成一定的運行摩擦，出現磨損等情況，導致離心泵機封失效[2]。因此，在機械運行維護管理中，切實防范汽蝕發生對離心泵的機封完好性至關重要。

1.5 對中不良

機泵對中不良會引起軸承磨損，甚至軸承跑套等問題，整個機泵的結構易出現變形、偏口等情況，最終導致機封失效。在化工離心泵機的振動狀態中，主要涉及到三個方向的振動力，若出現對中不良，則會導致機械運行出現構件分離，而影響到機封[3]。因此，在離心泵機機封的構建中，應有效避免對中不良，并通過機械運行狀態進行有效控制，避免機封端面磨損。

1.6 設計缺陷

設計的合理性也尤為重要。例如，泵軸設計不合理，在高速運行狀態之下，極易導致泵內部出現點接觸或線接觸，造成機封靜環端面出現風險，致使機封泄露。

2 防范化工離心泵機封失效的改進措施

造成化工離心泵機封失效，是綜合因素作用的結果。要切實做好相關維護及管理工作，避免失效，具體而言，可從以下幾個方面進行改進。

2.1 正確選擇密封性形式，精準安裝

化工離心泵機封密封形式的正確選擇和構件的精準安裝，是確保離心泵機封良好的核心工作。一是要基于實際環境、溫度壓力等工況，科學合理選擇密封形式，提高密封的良好性。二是要做好安裝等工作。在安裝過程中要考慮機械運行狀態的改變。切實強化維修及狀態檢測，有效避免對中不良所造成的影響;三是在精密構件的安裝中，應嚴格依照流程操作，并且提高安裝的精準度，做好相關精密件的保護，切勿盲目操作;四是提高日常維護管理力度，建立完善的維護管理制度，切實做好相關防護工作[4]。

2.2 防范腐蝕

在化工生產中，腐蝕是離心泵機封失效的重要影響因素。因此，在防范腐蝕時，一是要在材料的采購過程中，保證材料符合標準，并且做好日常防腐維護工作。在必要條件之下，做好相關防腐檢修工作記錄，保障機械防腐工作的有效開展;二是離心泵的環境條件要進行有效控制，避免因電化學腐蝕的發生，對機封形成影響;三是做好機封冷卻水溫的控制，避免摩擦面溫度過高[5];四是要對腐蝕零部件及時更換，避免因腐蝕導致機封泄露問題。最終提高機械的運行效率及安全穩定性。

2.3 防范摩擦

離心泵在高速運行中，由于機械摩擦的緣故，極易導致機封失效問題的發生。（1）在密封端面材料的選擇中，應以強度大、耐磨性好的材料為主，旨在進一步提高耐磨損力，避免因摩擦導致端面縫隙等問題，進而出現密封性失效的情況;（2）做好密封端面的日常維護管理，對于端面粗糙度大、平整度不佳等問題，要及時做好更換處理，確保離心泵密封端面良好的密封效果[6];（3）在機械安裝的過程中，應避免顆粒雜質的進入和粘附在構件表面，對端面密封性形成影響。摩擦導致的機封問題，在離心泵中比較常見，也涉及到諸多影響因素，應有效做好相關防范措施。

2.4 防范人為因素

在人為因素的防范中，一是要提高人員的責任意識，規范操作行為，嚴格依照規范標準做好機械運行操作;二是要完善日常維護管理制度，建立崗位職責，落實各項維護管理工作內容;三是要做好維護管理以及機械運行操作的培訓，提高人員的業務操作能力;四是強化考核機制的構建及實施，并將考核結果與職務晉升、薪酬待遇等掛鉤，有效提高人員工作的積極性。

3 結語

綜上所述，化工離心泵機封失效問題的產生，是多種因素綜合作用的結果，日常生產運行過程中，要做好失效性問題的深入剖析，探究失效性問題的表現形式及原因，突出化工離心泵機封的構建，針對失效問題的具體表現，提出相應的措施，最大程度地保障機封的良好性。

【參考文獻】

[1]冀海波.關于機械密封失效的影響因素分析與影響機制探討[J].化工管理，2016（4）.

[2]徐鐵，林志強.臥式自吸離心泵機械密封失效分析和解決措施[J].珠江水運，2017（5）.

[3]京亞兵.淺析離心泵機械密封的失效原因及解決措施[J].中國設備工程，2017（16）.

[4]陳小敏.高溫離心泵機械密封失效診斷及解決措施[J].水泵技術，2016（05）.

[5]閆寶秋，張兵，文明基，戴金輝.高工況條件下雙端面機械密封失效分析及改造[J].石油化工設備，2016（3）.

[6]圖爾德胡勒·阿不都拉.機械密封失效的影響因素與影響機制研究[J].現代制造技術與裝備，2016（6）.