化工離心泵機械密封失效原因研究

金馀強 侯愛雪 大連海特泵業有限公司

機械密封的專利誕生要追溯到一百多年前的英國，經過漫長的時間推移，泵端面的密封技術已經獲得了突飛猛進的發展，近年來甚至產生了非接觸式的機械密封方法，為密封技術的發現帶來了新的思路。過往的密封大多采用填料密封法，與當下的機械密封相比，不僅密封性能差，而且無法維持長時間、穩定的密封狀態，而且填料在使用過后很難再重復利用，容易造成污染，所以漸漸被機械密封所取代，談談機械密封的失效原因可以為日后繼續進行技術攻關提供借鑒。

一、機械密封原理

機械密封的原理實際上并不復雜，相關的雛形很早就已經出現，隨著現代科學技術的發展，在原有基礎上進行的技術改革使得機械密封系統越來越復雜，密封效果也越來越明顯，其中最主要的，便是借助彈性元件，利用加壓的方式來將密封端面之間的縫隙減少，并且利用介質和動環、靜環的平行運動構成了復雜的系統。除了基本的彈性元件、動環、靜環以及壓緊元件之外，密封圈也發揮了重要的作用，比如說，在動環和靜環之間不可避免的存在縫隙，密封圈可以有效填補這一空間，降低介質的泄露風險，并且在泵中擔當一個緩沖的作用，避免較大的沖擊對泵體產生損壞。由于整個作用過程需要系統的緊密配合，因此，出現問題的概率并不低，除了元器件的質量問題以外，不合理的操作方法也是其中的一大原因，在現代化工生產企業當中，離心泵往往都承擔著重要的生產任務，一旦出現問題，后果不堪設想。正因為如此，在使用離心泵時，為了防止出現密封失效問題，操作人員首先要對機械密封的原理非常熟悉，在出現問題時要依據經驗做一個最基本的判斷，確定一個大致的問題區間，為后續的維修工作提供方便。

二、機械密封失效原因分析

泵的正常運行需要一個良好的條件，需要內部各個部分之間的緊密配合，如果說彼此之間存在這樣那樣的問題，就勢必會影響到密封效果。在現代的工業生產當中，最注重的一點便是穩定性，換句話說，減少出現問題的可能性，一旦機器運作出現問題，且不論停止工作所帶來的時間和金錢損失，維修的成本也是企業的一大負擔，因此，對機械密封失效的原因進行總結，有利于減少事故的發生，也可以為企業節省維護成本。以下是詳細的介紹。

（一）泵抽空或汽蝕

如果介質的溫度升高過快，很容易導致大量的汽化而為液體和空氣的大量涌入創造條件，尤其是隨之而來的氣壓失常會導致高壓氣流沖擊氣泡空間，造成離心泵在運行當中出現大幅度的振動，更加劇了泄漏狀況。

（二）泵振動過大

泵雖然在生活中并不罕見，但是其制造難度卻不低，尤其是應用在大型生產領域中的化工離心泵，對于制造工藝和精度的要求更高，如果說由于制造精度的欠缺，導致零部件之間不能夠完美的嚴絲合縫，而是出現了振動的情況，那么就容易出現泄露的問題。尤其是泵作為劇烈運動的機械，任何細小的振動都有可能被無限放大對生產效率和機械的運行狀態造成嚴重的影響。其中的軸向振動尤為嚴重，極端條件下，甚至可能導致動環和靜環之間產生縫隙甚至相互分離、脫落，這對于機械本身來說，是非常嚴重的損傷。

（三）泵軸彎曲

機械密封的原理比較簡單，實際上就是利用彈性和流體介質，通過機械機構施加壓力的方式來促使兩個密封的端面緊密結合，這種結合需要端面所收到的力是均勻分布的，所以也就對加壓的機械結構提出了更高的要求，如果說機械泵軸出現彎曲，那么在其他所有條件都沒有出現變化的情況下，密封端面所受到的力就會發生變化，這種力的變化就很難再使動環和靜環再保持平行的狀態，以至于密封面之間出現縫隙，最終導致出現泄露問題。

三、應采取的措施

通過以上內容的介紹可以看到，雖然泵表現出的問題只是一個機械密封失效，牽扯出的問題卻非常復雜，尤其是導致該問題產生的因素較多，短時間內很難通過檢測來精確的確認問題的源頭，所以，建立起常態化的應急預案機制是非常有必要的，除此之外，企業要安排經驗豐富的操作人員來負責泵的運作，避免出現低級的操作失誤而混淆了維修重點，除此之外，本文給出以下具體的解決方法，希望能夠有所幫助。

（一）消除泵抽空和汽蝕的措施

介質溫度過高是導致泵抽空和產生汽蝕的重要原因，因此，在正常的工作狀態下，一定要避免介質溫度過度升高，可以設置常態化的溫度檢測機制，定時利用傳感器來收集相關數據。其次，適當提高入口靜壓可以幫助凝結水泵有效的解決以上問題。

（二）消除泵振動過大的措施

泵振動過大的原因一部分來自轉子的徑向跳動，因此，只要對轉子徑向跳動的幅度進行限制，就可以極大程度上解決這一問題，一般來說，想要取得明顯的效果，轉子徑向跳動的幅度要限制在0.03～0.05mm 這一范圍內，確保泵體不會有過大的振動幅度。其次，泵中的一大驅動核心便是電機，電機同心度的高低也會直接影響到泵體的振動幅度，所以電機同心度不可以掉以輕心，振幅應當控制在0～0.03mm 這一范圍內；當然，整個過程要嚴格按照相關的規章制度，堅決避免工作人員不專業的操作行為影響到現場的維修工作，幫助消除振動。

四、總結

總而言之，機械密封的失效不僅僅是單一要素影響的結果，而是多個條件的共同作用，因此在針對機械密封失效的問題解決時，要全方位的進行考慮，做好完全的準備，必要時可以對機器進行全方位的檢測，在確定好具體的事故原因以后進行有針對性的維修，快速、高效的解決問題。