機泵機械密封泄漏的原因及解決策略

鐵寶峰

（中國石油廣東石化分公司，廣東揭陽 515200）

0 引言

機泵是較特殊的化工設備，機械密封是最為有效的密封方式，雖然這種密封方式下的作用時間相對較長，但同樣面臨密封泄漏的問題。機泵機械密封失效或者泄漏會影響機泵的正常運轉，引起生產停滯。隨著化工生產領域越來越依賴機泵，各個化工企業都應該重視機泵機械密封方面的問題，針對可能引起的密封泄漏原因，采取有效的預防與處理方式。化工生產現代化的過程中，對機泵機械密封的日常維護和管理正越來越重要。

1 機械密封結構分析

在機泵設備中，機械密封屬于動態的密封手段，這一密封原理是通過彈性元件的彈力與介質之間的軸向作用力，通過相互作用來達到平衡狀態，起到良好的密封效果。隨著機泵設備在生產領域的廣泛應用，機泵機械密封的種類越來越多，一些機泵采用的是小彈簧機械密封方法，部分采用的是波紋管機械密封。泄漏是機械密封最常見的問題，在動環端面和靜環端面位置、動環與輔助密封圈位置、靜環與輔助密封圈位置、軸套與動環之間等部位，機械密封泄漏的問題最為常見。

2 機泵機械密封泄漏的原因

2.1 設備質量問題

對于任何機械設備，設備質量和性能都是影響其可靠運轉的前提，只有保障了設備良好的性能和質量，才可以保持機械設備最佳的運行狀態。現階段在化工生產領域，機械生產取代了人工生產，各項工藝生產任務開展的過程中，都需要借助特定的機械設備來完成，機泵是化工生產領域的關鍵設備和裝置，機泵運行時的故障威脅更多地來源于機械密封泄漏。

機泵機械設備質量會造成密封泄漏，具體表現為：①設備生產制造商的制造工藝落后，生產人員操作不熟練，形位公差超出了標準限值；②機械密封處理時所使用的材料存在質量和性能缺陷，不合格材料的使用導致后期機械密封的耐高溫性和抗腐蝕性能較差；③機械密封設備的生產工作任務繁重，部分生產廠商為追求短期的經濟效益會縮短制造時間，部分制造工藝和環節被省略。例如，密封材料安裝后依舊存在嚴重的應力釋放，加大端面變形的威脅，最終將會引起嚴重的泄漏；機械密封裝置在運行的過程中，所使用的材料存在質量缺陷，部分部件腐蝕嚴重，密封設備被損壞。

2.2 操作人員經驗不足

機泵機械設備的操作和使用過程中，相關人員必須要嚴格遵守操作要點和要求，操作人員只有具備了良好的操作經驗和技能，才可能最大程度發現機泵運行過程中存在的隱患。根據當前在化工生產領域機泵機械密封的實際情況，很多的機械密封泄漏是由不當操作引起的，如機泵啟停不規范等。為了避免由于啟停泵或者操作不規范所引起的機泵機械密封泄漏問題，在啟停泵環節需要嚴格遵循操作標準。機泵檢修結束后，往往經歷一段時間的靜試過程，此過程也可能伴隨一定的泄漏情況。機泵啟動后存在離心力作用，此作用力對減弱泄漏有重要作用，如果在此時出現了嚴重泄漏，可能是由動靜環摩擦副磨損造成的，操作人員應及時停運，通知檢修人員進行維修和調整。

2.3 長期使用不檢修

在現代生產生活領域，化工產品的需求量日漸增加，各個化工企業都面臨著非常大的生產壓力，使得化工企業的機泵機械密封處于高強度、長時間的作業下，只有做好了定期的檢修與維護，才能夠及時處理其中的問題。市場上的部分化工企業存在重生產輕維護的思想，在長時間的機泵機械裝置使用中，缺乏在維護保養、檢修方面的投入，導致機泵機械裝置的相關問題未得到有效處理。例如，動環與軸之間存在非常大的磨損、密封圈老化，動、靜環磨損沒有及時得到補償，彈簧失效，泄漏將難以避免；機泵機械內部循環裝置存在堵塞現象，導致循環液的損耗非常嚴重，動環密封面結垢形成卡阻，對輪緩沖膠墊不及時更換產生振動，密封端面干摩擦同樣伴隨著靜環損壞和密封泄漏等，都是長期不維護保養的結果。

3 機泵機械密封泄漏問題的處理對策

3.1 防范機械密封泄漏常見問題的措施

機泵機械密封泄漏的原因中，日常維護檢修不到位是關鍵性的問題，要避免由此類問題造成的機械密封泄漏，就需要定期開展嚴格的檢修與維護。對化工企業的生產作業而言，機泵機械密封泄漏問題非常普遍，發生頻次較高，專業人員在實際工作中，必須要采取有效的防范策略，日常的檢修維護工作需從以下方面來開展。

（1）當存在發熱、磨損問題時，可能是端面寬度過大、動靜環端面粗糙、冷卻和潤滑效果不理想、端面耐高溫和腐蝕性能不足等造成的，可以采取以下的處理方式：①適當減小端面寬度以控制彈簧壓力；②提高端面光潔度；③改善冷卻和潤滑效果；④使用耐高溫和抗腐蝕性能較好的動靜環。

（2）當機泵機械密封為間歇性的泄漏時，可能是機泵操作時的穩定性不足、氣蝕、壓力波動明顯所造成的，需盡量將機泵的操作壓力控制在比較穩定的狀態下。

（3）當機械密封泄漏表現為經常性泄漏時，可能是電機與泵不正、泵軸的異常振動、摩擦表面損傷或者不平、彈簧力度不足或者存在偏心現象、動環靜環相對不平、密封定位偏差等造成的，針對這種類型的泄漏，可以通過停車檢修來及時處理電機與泵不同心、泵軸的異常振動情況，及時更換摩擦面，對彈簧加以調整和更換，將密封定位偏差控制在合理的范圍內來防范此種泄漏情況。

（4）如果密封泄漏問題非常嚴重，就可能是摩擦副的損壞斷裂、動環未沿著軸向移動、密封圈破損、防轉銷失效等引起的，可以通過靜環和動環、密封圈的檢查與更換，彈簧力和止推環的調整和檢查等來處理。

（5）抽空或氣蝕也會造成泄漏，要及時調整工藝，確保動靜環端面不進入雜質。

3.2 改進機械機泵密封裝置的設計

機泵機械密封裝置作為使用非常廣泛的設備，在整個設備運行時，彈簧和液體存在共同的作用力，使動環與靜環相對緊密貼合，同時實現磨損補償，呈現軸向移動的運行狀態。如果在機泵機械密封設計時，缺乏對端面液膜、密封圈摩擦力等因素的考慮，在裝置運行的過程中，動靜環密封端面比壓、密封端面內外圓半徑、軸套直徑、彈簧壓力、液體壓力等參數之間存在著非常大的關聯性。正常運行狀態下，必須要將比壓控制在合理的范圍內，一旦比壓過小，將會增大端面泄漏概率，而如果端面過大，將會引起異常振動、磨損和發熱。因此，對比壓值的控制是非常關鍵的，相關人員需結合生產時的設備運行標準，將比壓值控制在合理的范圍內，在控制時，可以通過對端面寬度的調整、彈簧力的控制等來實現。機泵機械密封裝置運行時，動靜環之間的密封面在長期摩擦過程中產生一定的熱量，而溫度升高導致動靜環之間的液體被汽化，對液膜造成損壞，針對這一情況所造成的密封泄漏，可以通過優化冷卻設計或增設自沖洗來實現。

3.3 加強機泵機械密封材料的質量管理

密封材料的選擇對于機泵機械密封的效果有著直接影響，根據機泵輸送介質選擇密封，只有選用了高質量的機械密封材料，才可以保障良好的密封效果，延長機泵機械密封裝置的運行壽命。一般情況下，動環和靜環最好選用樹脂石墨、碳化硅或硬質合金等材料。密封材料選擇時，要著重注意以下方面：綜合評估材料的強度、剛度、耐磨性和導熱性等各個性能指標，并在前期做好相應的材料性能和質量檢測，綜合評估材料的適用性。在機泵機械密封裝置的運行過程中，密切注意密封裝置的使用情況、密封圈與彈簧裝置的變化。

3.4 改進機泵機械密封裝置的安裝操作

機泵機械密封裝置的泄漏，也可由不當的操作行為引起，有關人員必須要嚴格遵循操作標準來開展規范化的操作。在機泵機械密封裝置的安裝過程中，要嚴格按照安裝規范和要求來開展，保障安裝質量，避免安裝不當所引起的密封端面不平、密封圈扭曲等各種安裝質量問題，一旦安裝質量不達標，將會增大密封泄漏概率。在正式的安裝操作前，有關部門必須結合機泵機械密封裝置的使用要求，制定完善的安裝操作規程，注意制定各個安裝操作要點，安裝操作人員需嚴格執行此規程。

4 結束語

近年來，機泵機械密封泄漏問題頻發，為了保障機泵的可靠與穩定運行，相關人員在實際的工作中，需分析密封泄漏原因，采取有效的預防與控制策略，從源頭上保障機械密封效果。