機械密封常見損壞原因探討

楊桂才

（大慶油田第八采油廠康泰公司，黑龍江 大慶 163514）

機械密封裝置常用于化工生產行業當中，機械密封裝置在使用過程中不可避免地會發生不同程度的磨損，機械密封的損壞會對機械密封裝置的正常運行造成一定的影響，從而對化工生產造成十分不利的干擾。針對機械密封裝置的常見損壞，需要對造成損壞的原因進行深入的分析，結合具體的損壞情況采取相應的解決措施，從而確保機械密封裝置的性能，滿足化工生產的實際需求。

1 因腐蝕造成的機械密封損壞

在機械密封的常見損壞當中，因腐蝕原因所造成的損壞現象十分常見，對機械密封性能造成了十分不利的影響。具體而言，機械密封常見的腐蝕損壞主要包括以下類型。

1.1 表面腐蝕

機械密封裝置的表現腐蝕是由于腐蝕介質不斷侵蝕，使機械密封裝置表面發生腐蝕問題，如果表面腐蝕沒有得到及時的重視和解決，很容易由于進一步侵蝕造成穿孔。這種腐蝕現象在機械密封裝置的彈簧件中更為普遍。一般而言，針對機械密封的表面腐蝕，應當在機械密封裝置的選材上盡量采用不銹鋼材料，從而減少表面發生腐蝕的概率。

1.2 點蝕

在機械密封裝置的彈簧套當中經常容易出現面積較大或集中在某一區域的點蝕，隨著點蝕的不斷深入，容易造成機械密封裝置表面穿孔。雖然點蝕現象不會對機械密封的正常使用造成較大的影響，但隨著點蝕的進一步加重也會增加后期維修的難度，因此需要在對機械密封進行檢修維護時更換。

1.3 晶間腐蝕

晶間腐蝕的現象多發生于機械密封的碳化鎢環不銹鋼環座當中，這是由于碳化鎢環不銹鋼座是以銅作為焊接的材料，在使用的過程中容易發生晶間腐蝕的現象，影響碳化鎢環不銹鋼環座的正常使用。一般而言，針對碳化鎢環不銹鋼座發生晶間腐蝕的現象，應當對不銹鋼進行固溶處理，從而減少晶間腐蝕的損壞問題。

1.4 應力腐蝕和破裂

在機械密封裝置當中，金屬焊接波紋管、彈簧等部件受到應力和腐蝕介質的影響，會出現比較嚴重的應力腐蝕，甚至發生破裂的問題，金屬焊接波紋管和彈簧的突然斷裂會使得機械密封的性能失效。針對應力腐蝕和破裂的問題，需要對彈簧裝置采取加大彈簧絲徑的方式提高彈簧拉應力，減少腐蝕斷裂的概率。

1.5 縫隙腐蝕

縫隙腐蝕比較容易發生于機械密封動環內孔、軸套表面之間、螺釘與螺孔之間、O形環與軸套之間等部位。一般而言，造成縫隙腐蝕的主要原因是這些間隙內外部的腐蝕介質在濃度上存在一定的差異所引起的腐蝕問題。除了上述部位以外，陶瓷鑲環與金屬環座之間的縫隙也容易出現腐蝕問題。針對縫隙腐蝕問題，可以通過在軸套表面、陶瓷/鑲環位置的表面噴涂粘結劑的方式減少縫隙腐蝕的發生概率。

1.6 電化學腐蝕

在機械密封中，電化學腐蝕的現象主要是由于同金屬介質的互相影響所造成的。電化學腐蝕會造成機械密封中的鑲環發生松動，從而造成機械密封的性能減弱，給機械密封裝置的使用帶來極大的影響。針對電化學腐蝕的現象，可以通過在鑲環連接位置噴涂粘結劑的方式加以解決。

2 因熱損造成的機械密封損壞

在機械密封的常見損壞當中，因熱損所造成的損壞也是比較常見的一種現象，熱損現象很容易引起機械密封的泄漏，造成密封性能失效。具體而言，因熱損造成的機械密封損壞主要分為以下幾種類型。

2.1 熱裂現象

熱裂現象是熱損所造成的機械密封損壞的主要表現形式，熱裂現象一般是由于密封的表面長期處于干摩擦的狀態、機械密封冷卻突然中斷、機械密封表面混入雜質等問題所引起。當機械密封發生熱裂現象后，鑲環的表面容易發生裂縫，造成機械密封的磨損，甚至引起機械密封泄漏的嚴重后果。機械密封的熱裂損壞在碳化鎢環部位最為明顯。

2.2 發泡、碳化現象

機械密封的發泡、碳化現象一般是由于機械密封運行中石墨環的溫度過高，造成石墨環表面的樹脂熔化引起碳化反應，如果摩擦面當中存在粘結劑就會造成粘結劑發泡，引起機械密封性能下降，出現泄漏的情況。

2.3 老化、龜裂、溶脹現象

在機械密封裝置中，如果橡膠長期在高溫環境下使用，超過預期的使用溫度，就會加速橡膠老化、龜裂的速度，造成橡膠失去彈性，性狀發生變化。如果橡膠表面存在有機介質，還會造成橡膠發生溶脹現象，從而造成橡膠的密封性不足，從而引起機械密封損壞和泄漏的問題。

一般而言，針對熱損造成的機械密封損壞，都需要通過減少熱摩擦，提高機械密封的散熱能力的方式加以解決，盡可能減少摩擦面的溫度變化，可以有效防止熱損問題造成的機械密封損壞。

3 因磨損造成的機械密封損壞

一般而言，機械密封發生磨損損壞的主要原因是由于機械密封材料的耐磨性能不佳、摩擦的因數過大、機械密封端面和彈簧的比壓超過預期、密封面混入雜質等，這些因素都會使機械密封的磨損過大，從而造成機械密封的密封性能失效。針對因磨損所造成的機械密封損壞，可以利用平衡型機械密封的方式來有效控制和降低機械密封端面和彈簧的壓力，從而減少機械密封的磨損問題。此外，在機械密封裝置中還需要嚴格把控材料質量，盡可能選擇耐磨性能較強的材料，可以有效提高機械密封的耐磨性能。具體而言，機械密封耐磨材料首選碳化鎢材料，可以達到比較理想的耐磨效果。

4 因安裝、運轉等原因造成的機械密封損壞

4.1 在加水和靜壓試驗當中發生密封泄漏

這是由于在機械密封的安裝環節存在操作不當，使得加水或靜壓試驗的環節出現密封性不佳而引起的泄漏問題。具體而言，機械密封安裝環節存在的問題主要包括了動環、靜環接觸表面的安裝不平整，機械裝置安裝中發生碰撞損壞，動環、靜環表面混入雜質，機械裝置彈簧底座的螺釘沒有擰緊，密封圈按壓不緊實等問題。針對因安裝原因所造成的機械密封損壞和泄漏，需要嚴格把控機械密封安裝規范，加強監督，確保機械密封安裝的規范化。

4.2 因安裝和運轉等因素引起的周期性泄漏

在機械密封的運行過程中，如果泵葉輪軸的竄動指標長期超負荷運行、轉軸出現周期性的振動問題、機械密封腔內的壓力不恒定等問題，都會造成機械密封發生損壞，出現周期性的泄漏現象。

5 機械密封的經常性泄漏

在機械密封的長期運行過程中，因以下因素的影響容易產生經常性的泄漏問題，如果這些問題不能得到及時的重視和解決，會加重機械密封的損壞，從而造成機械密封失效，引起嚴重的機械密封泄漏問題。具體而言，機械密封的經常性泄漏主要包括以下原因。

機械密封動環、靜環的接觸面發生變形造成的經常性泄漏。造成機械密封動環、靜環接觸面變形的原因較多，例如，接觸面的比壓過大，接觸面摩擦過熱導致動環、靜環發生形變，動環、靜環的零部件質量問題造成的強度不足。動環、靜環安裝過程中存在操作不當等，都會造成機械密封動環、靜環部位發生損壞，引起經常性泄漏問題。

機械密封的動環、靜環接縫處存在縫隙腐蝕引起的經常性泄漏。如果機械密封動環、靜環鑲嵌安裝不夠規范、材料選擇不合理或接縫處粘結劑失效等問題，都會造成動環、靜環的接縫處發生腐蝕或變形等問題，從而引起動環、靜環接縫處出現損壞和泄漏。

由于機械密封發生摩擦副損傷或變形，引起機械密封裝置不能跑合，從而引起了機械密封的經常性泄漏。

機械密封的摩擦副混入雜質所引起的泄漏。

機械密封動環、靜環的密封面對稱軸的垂直出現較大的誤差所引起的經常性泄漏。

機械密封轉軸的不正常振動所引起的經常性泄漏。

機械密封的密封圈軸套位置在使用過程中出現腐蝕或密封圈的安裝不夠緊實，造成密封圈軸套位置存在較大的縫隙和凹槽，從而造成縫隙腐蝕，引起經常性泄漏。

6 機械密封的突發性泄漏

在運行過程中由于多種因素的影響也會時常出現突發性的泄漏問題，給機械密封的正常使用帶來一定的干擾。具體而言，機械密封突發性泄漏的原因主要包括以下方面：

6.1 機械密封的泵密封部位出現突發性泄漏

一般而言，造成這種突發性泄漏的主要原因是由于機械密封的機泵振動過于強烈，機械密封的彈簧裝置發生突然斷裂，機械密封的防轉銷突然脫落，機械密封的摩擦副周圍因介質因素的影響發生冷凝現象等。

6.2 停泵再開時發生的突發性泄漏

發生這種泄漏的主要原因是由于機械密封停泵后摩擦副周圍的介質在長時間靜置過程中出現冷凝結晶的現象，或機械密封的彈簧裝置長時間不使用出現比較嚴重的銹蝕，造成彈簧彈性不足，在突然開泵后就會發生突發性斷裂，引起突發性泄漏。

7 結語

在化工生產裝備中，機械密封是化工機泵中比較常見的密封組件，機械密封對于組件密封性能的要求較高，同時，還需要滿足機械設備長期運行的需求。造成機械密封損壞的原因較多，會對化工生產產生十分不利的影響。因此，需要深入分析機械密封損壞的原因，并采取相應的解決措施，確保機械密封的性能得以充分發揮。