淺析水泵機械密封的滲漏原因及正確處理方法

郭 敏，周 斌，朱旭超，儲召翔，羅以東，張西巍，毛開清

（安徽華菱汽車有限公司發動機分公司，安徽馬鞍山 243061）

0 引言

隨著社會生產水平的不斷發展，日常生活生產活動大量使用泵類產品，不僅可以提高生產效率，而且減少了大量的勞動成本，促進社會生產力的快速發展。在當今機械化生產過程中，需要傳輸的介質很多，需要輸送的環境和過程也很多，如冷熱水、乳化液和清洗液等，常見的使用方法都是泵輸送。面對如此多的使用要求，普通的泵和密封無法滿足要求，隨著機械技術和工藝裝配水平的提高，機械密封也同日常工作密不可分，有了更好的發展，技術更先進、密封效果更加顯著。同樣，機械密封的價格越來越多地被社會所接受，在各行各業中逐漸被廣泛運用，積極作用日益為人們所知。討論和淺析水泵的正確使用和滲漏原因，為實現水泵的正常使用，減少維修、節省成本、提高工作穩定性有非常重要的幫助作用。

1 機械密封概述

1.1 機械密封的定義

機械密封是通過兩個垂直于軸線的端面，在其他輔助力的作用下相對滑動，阻止液體泄漏的裝置。由于有輔助力（彈簧）的作用，在發生輕微磨損的時候，可以自動補償，從而延長使用壽命。

1.2 機械密封的分類

按靜環位于端蓋內或外的密封方式可分為內裝式和外裝式，按介質壓力卸荷能力可分為平衡式和非平衡式，按密封面分為單面密封和多面密封，按端面磨損狀況分為普通式和非接觸式，按受力彈簧運動狀態分為旋轉式和靜止式，按彈簧數量分單個彈簧和多個彈簧，按介質滲漏方向分為內泄式和外泄式。

1.3 機械密封的選型

機械密封作為水泵的重要部件，其運行狀態會影響整個系統的運行偏差。因此，為保證機械密封的性能及可靠性，國內許多企業都在優化相關工藝以提高水泵的質量。提高機械密封的質量是提高水泵正常運行的一種有效途徑，根據不同泵體內的各種介質，選擇不同的機械密封形式。

1.4 機械密封的結構（圖1）

圖1 機械密封結構

1.5 機械密封的用途

機械密封適用于各類場合，某公司使用的介質有水、乳化液、清洗液和油等，應用在各個生產環節。它改變了以往傳統的密封效果差、使用周期短和浪費大的缺點，為生產經營節省了很大成本。

2 使用及處理方式

2.1 機械密封的運行方式

機械密封是將比較容易泄漏的軸向密封改為端面密封的一種形式。當泵軸旋轉時，帶動動環等零部件一起轉動，依靠彈簧的張緊力使動環密封面緊緊地壓在靜環密封面上。泵運行時，主軸與動環同步轉動，靜環在端蓋中靜止不動，動靜環密封端面相互接觸防止了介質的滲漏。

2.2 機械密封的主要優缺點

根據機械密封使用環境的要求，結合某公司各車間水泵使用及維修情況，總結機械密封有以下優缺點。

（1）優點：①便于維修和更換；②由于使用介質為液體，對軸起到一定的潤滑作用，摩擦損耗小；③使用橡膠材料作為密封介質，能夠自動找正；④機械密封的使用周期長，在水類介質中一般可使用3～4 年或更長時間；⑤長周期運行中，密封狀態穩定可靠，基本無泄漏；⑥廣泛應用于各種液體介質的傳輸。

（2）缺點：①不便于預防性維護；②密封端面的平面度要求較高；③更換操作的技術水平要求較高；④結構較復雜；⑤價格較高。

2.3 機械密封的安裝步驟及技術要求

（1）密封面潔凈完好。水泵的密封部位在安裝時應保證絕對潔凈，密封零件應檢查與清潔，密封端面要檢查完好，防止雜質等進入密封部位，保證無阻力運行。零部件經檢查、清潔干凈才可準備安裝（圖2）。

圖2 干凈零部件

（2）接觸面涂抹潤滑油。為保證能順利安裝，在與密封相接觸的表面應涂一層潔凈、適量、適型號的潤滑油。

（3）禁止敲擊。由于機械密封原材料的易碎特性，在整個安裝過程中禁止敲擊，保證機械密封密封面無破損，不影響密封效果。

（4）對稱緊固。在安裝靜環端蓋時，擰緊螺栓時必須受力均勻，螺栓要求均勻對稱緊固，保證靜環端蓋均勻的擰緊力。

（5）可靠定位。新動環應該按照原動環安裝的位置進行定位，完成安裝后用手推動動環，能使動環在軸上伸縮自如，并有一定的伸縮量。動環定位及緊固動環定位螺栓（圖3），安裝過程中嚴禁敲打。

（6）檢查裝配效果。完成以上工作后轉動泵軸，應能輕松轉動，受力均勻，無輕重感覺。

（7）滿介質運行。水泵必須在滿介質的情況下運行，以防止動環與靜環干磨使機械密封溫度過高導致密封面損壞。

圖3 動環定位和緊固定位螺栓

（8）檢查運行效果。水泵運轉后檢查徑向跳動，應＜0.04 mm，軸向竄動量≯0.1 mm。

2.4 機械密封安裝的注意事項及分析

（1）彈簧伸縮量要適度。彈簧壓縮量過小，不能長效地起到密封作用；彈簧壓縮量過大，失去調節動靜環之間壓力的功能，導致密封端面加速磨損，瞬間燒損。

（2）動環O 形圈要使用標準尺寸。動環O 形圈裝配過緊：①加快O 形圈與軸套間的磨損；②加大動環軸向調整、移動的阻力，在泵運行狀況變化頻繁時無法及時進行調節；③使動環O形圈受擠壓變形，影響密封效果，將大大縮短O 形圈使用壽命。動環O 形圈裝配過松會出現O 形圈與軸之間密封不嚴或不能長效起到密封作用，造成安裝失敗。

（3）靜環O 形圈要使用標準尺寸。靜環O 形圈裝配過緊雖然密封效果會好些，但是過緊也會有一定的影響：①安裝會造成O 形圈變形，影響密封效果；②靜環密封端面材質以石墨居多，材質較脆，安裝時過度受力極易引起碎裂；③不便于安裝拆卸，非常容易使靜環損壞。靜環O 形圈過松會出現O 形圈與靜環底座之間密封不嚴或不能長效起到密封作用，造成安裝失敗。

（4）鎖緊螺母要按照規范緊固。鎖緊螺母的緊固力度適中，使軸間墊始終保持一定的伸縮量，始終保持較好的密封性能。在裝配過程中，有時會把鎖緊螺母緊固得太緊或者太松，鎖緊螺母過緊會導致軸間墊過早磨損失效，長時間運行會出現密封效果較差，導致滲漏；鎖緊螺母過松會導致軸位移、軸間內有雜質、軸與軸套配合間隙處形成較大的形位誤差、軸套接觸面磨損、軸上各部件配合出現間隙等，直接導致滲漏。

2.5 機械密封失效的主要原因

某公司各個水泵由于工況、使用等問題，造成水泵運行時機械密封受損產生滲漏現象（圖4），主要原因如下。

（1）介質雜質顆粒磨損動靜環密封面產生滲漏。由于介質雜質顆粒較多，導致機械密封密封面磨損（圖5、圖6）。

（2）技術水平的局限造成部件損壞。動環安裝不當造成損壞（圖7）。

圖4 機械密封磨損

圖5 顆粒磨損后的動環

圖6 新舊動環比較

圖7 動環密封面損壞

（3）水泵運行環境惡劣造成部件損壞。如環境溫度等。

（4）長時間空轉造成泵的動靜環磨損。

2.6 滲漏的各種原因分析及應對方法（表1）

表1 水泵機械密封滲漏原因和應對方法

2.7 根據實際情況制定維修方案

（1）是否更換新的機械密封。值得肯定的一點是，一般情況下使用新機械密封的效果肯定好于舊的，但若是新機械密封的質量或材質選擇出現了問題，會造成配合尺寸方面的誤差，直接影響機械密封的密封效果。在某些特殊的介質中，如果靜環沒有太大磨損，建議不要更換，因為靜環在端蓋座中長時間處于靜止狀態，使一些結晶體和雜質沉積，會起到較好的密封性。

（2）是否需要立即拆開。應該仔細檢查水泵，查找滲漏的原因，因為有時并不是機械密封出現故障，而只需調整運行狀況或適當調整密封位置即可消除滲漏，這樣既節約成本，又減少了拆修后帶來的其他新問題。

3 結束語

機械密封作為水泵的重要組成部分，安裝和使用同等重要。分析機械密封的失效原因和使用注意事項，在長時間運行的過程中，若發生機械密封泄漏問題，可以采取的應對措施。根據理論結合實際的相關經驗，總結更換機械密封的要領、機械密封維修和使用過程中存在的誤區，保證機械密封長時間正常穩定使用，減少維修工作周期，節省企業的運營成本。