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關(guān)鍵詞：石油機(jī)械密封；工作原理；失效；對(duì)策

中圖分類號(hào)：TS653 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)1672-3791（2014）01（b）-0000-00

在實(shí)際的石油化工生產(chǎn)中，常會(huì)有一些有害流體產(chǎn)生，為了防止這些有害流體外流，往往會(huì)把它們封裝在專門的裝置中。在石油化工生產(chǎn)中機(jī)械密封裝置因其所存在的優(yōu)勢(shì)而被普遍應(yīng)用，機(jī)械密封是接觸式密封的一種，保證機(jī)械密封的正常運(yùn)轉(zhuǎn)是系統(tǒng)裝置與設(shè)備進(jìn)行安全生產(chǎn)以及長(zhǎng)周期運(yùn)行的重要前提基礎(chǔ)和保障。為了保證石油機(jī)械密封能夠更好的運(yùn)行，就應(yīng)該對(duì)其工作原理進(jìn)行分析，不斷的改善機(jī)械密封裝置，促進(jìn)石油化工事業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

1石油機(jī)械密封的工作原理及特點(diǎn)

1.1石油機(jī)械密封工作原理

機(jī)械密封，通常被形象地稱為“端面密封”，其是一種避免有害流體流出的裝置，在工作原理上，主要是借助于流體的壓力和磁力的作用提高密封效果，使垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面保持貼合并且相對(duì)滑動(dòng)，從而提高了密封的質(zhì)量。在石油領(lǐng)域中所使用的機(jī)械密封在原理上與普通的機(jī)械密封基本一致，是在彈簧力與介質(zhì)壓力的作用下，非旋轉(zhuǎn)環(huán)緊密地貼合到旋轉(zhuǎn)環(huán)上，在旋轉(zhuǎn)的過程中，雙方實(shí)現(xiàn)相對(duì)性地滑動(dòng)，介質(zhì)的徑向流動(dòng)就會(huì)被阻止，此時(shí)所形成的摩擦副即為機(jī)械密封的主密封。彈簧與介質(zhì)壓力的向下推動(dòng)，會(huì)對(duì)于摩擦副經(jīng)過摩擦所受到的損害進(jìn)行補(bǔ)償，從而能夠保持密封端面之間緊密接觸的持久性。機(jī)械密封的密封圈作用，還可以對(duì)于環(huán)和軸之間所產(chǎn)生的縫隙進(jìn)行補(bǔ)償，以避免有液體從縫隙泄露。在非補(bǔ)償環(huán)和壓蓋之間所采用的是非補(bǔ)償環(huán)輔助密封圈，其可以避免介質(zhì)從這里流出。在實(shí)際的應(yīng)用中，石油機(jī)械密封的輔助密封圈并不會(huì)有相對(duì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，屬于是靜密封。另外，在密封圈的選擇上，一般會(huì)選擇使用“O”形圈，也可以使用墊片來進(jìn)行處理。

1.2石油機(jī)械密封特點(diǎn)

機(jī)械密封主要由四部分組成，即：密封端面（動(dòng)環(huán)和靜環(huán)組合）、輔助密封圈、緩沖補(bǔ)償部分（以彈性元件組成）、促使動(dòng)環(huán)能夠隨著軸旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)部分。從石油機(jī)械密封的特點(diǎn)上來看，主要表現(xiàn)在其使用壽命較長(zhǎng)、可靠性高、泄露量小、功耗較低，并且不必經(jīng)常進(jìn)行維修，對(duì)軸的磨損小，能夠很好的適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)過程中較高的密封要求，例如高溫、低溫以及真空的環(huán)境狀態(tài)下，或者是各類腐蝕性強(qiáng)的物質(zhì)，都要采取特殊的密封措施。對(duì)于設(shè)備裝置的密封，機(jī)械密封是最為關(guān)鍵的，但是由于其機(jī)械密封結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，所以，即便是存在著很多的密封優(yōu)點(diǎn)，鑒于其在制造和安裝的過程中，對(duì)于精準(zhǔn)度的要求很高，導(dǎo)致了成本提高，而且對(duì)于維修人員的技術(shù)要求也會(huì)很高。因此，保障密封工作的可靠性，對(duì)于延長(zhǎng)石油機(jī)械密封的使用壽命是非常必要的。

2石油機(jī)械密封失效的原因及對(duì)策

2.1失效原因分析

2.1.1由于壓力導(dǎo)致機(jī)械密封失效

在機(jī)械密封中，若密封壓力腔內(nèi)的壓力超過了其可承受的范圍，則其密封端面比壓，從而導(dǎo)致液膜難以更好的形成，甚至?xí)霈F(xiàn)端面磨損嚴(yán)重的現(xiàn)象，與此同時(shí)，也會(huì)使發(fā)熱量增多，致使機(jī)械密封零件變形。當(dāng)工作壓力出現(xiàn)波動(dòng)的現(xiàn)象，會(huì)使彈性變形量以及密封效果帶來一定的負(fù)面影響，泄漏量也會(huì)隨著壓力的變化而變化。

2.1.2因?yàn)榻橘|(zhì)腐蝕引起機(jī)械密封失效

首先，機(jī)械密封的表面在腐蝕性介質(zhì)的作用下遭到嚴(yán)重的腐蝕作用，在強(qiáng)烈的腐蝕作用下，并且時(shí)間上延續(xù)較長(zhǎng)，就會(huì)將石油密封機(jī)械的某些密封部件穿透，從而導(dǎo)致泄露現(xiàn)象發(fā)生。其次，在介質(zhì)腐蝕與應(yīng)力的共同作用下，彈簧和金屬波紋管會(huì)出現(xiàn)破裂的現(xiàn)象；第三，機(jī)械密封裝置上的碳化鎢環(huán)一般是要焊接到不銹鋼座上面的，在使用的過程往往會(huì)出現(xiàn)不當(dāng)操作，就會(huì)導(dǎo)致不銹鋼座出現(xiàn)晶間腐蝕。

2.1.3高溫致使機(jī)械密封失效

第一，導(dǎo)致機(jī)械密封失效的一項(xiàng)重要因素是常高溫油泵，諸如減壓塔底泵、油漿泵、回?zé)捰捅玫瘸霈F(xiàn)熱裂。在干摩擦的作用下，或者抽空、冷卻液中斷、以及密封面中混入雜質(zhì)等因素，都會(huì)造成密封面的環(huán)表面出現(xiàn)徑向裂紋。第二，密封機(jī)械的常用部件碳-石墨環(huán)，很容易出現(xiàn)石墨碳化，從而造成了機(jī)械密封失效。這主要是由于碳-石墨環(huán)必須在零下105到250攝氏度之間進(jìn)行工作，一旦超過了這個(gè)溫度范圍，就會(huì)發(fā)現(xiàn)有樹脂從碳-石墨環(huán)的表面析出，進(jìn)而在高溫狀態(tài)下，摩擦面周圍的樹脂就很容易被碳化，當(dāng)有粘結(jié)劑出現(xiàn)，就會(huì)因發(fā)泡軟化而導(dǎo)致機(jī)械密封失效。第三，對(duì)于一些橡膠輔助密封件，諸如氟橡膠、全橡膠以及乙丙橡膠等，如果超出了被允許的溫度范圍，就會(huì)由于老化而失去彈性，從而出現(xiàn)了變硬、龜裂的現(xiàn)象，機(jī)械密封失效。目前所使用的機(jī)械密封主要是以柔性石墨為主要材料，其具有耐高溫、耐腐蝕的性能，但由于回彈性較差，很容易在外在環(huán)境的影響喜愛發(fā)生脆裂，使機(jī)械密封失效。

2.2相應(yīng)的解決對(duì)策

1、對(duì)于密封機(jī)械的選型，要根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的作業(yè)環(huán)境和工況來選擇，一些輔助設(shè)施是必不可少的。例如，在高溫的環(huán)境條件下作業(yè)，所選擇密封環(huán)就要具有耐高溫性，石墨、鈷基碳化鎢等都是較好的選擇。此外，還要配置必要的密封沖洗設(shè)施，以起到冷卻、、以及凈化的功能。

2、對(duì)于石油機(jī)械密封的日常使用，要按照規(guī)范，并注意維護(hù)及保養(yǎng)。介質(zhì)和工作環(huán)境對(duì)于對(duì)機(jī)械密封具有一定的影響力，那么，在日常的使用過程中，就要按照規(guī)程正確操作，做好設(shè)備的密封巡檢工作，對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的運(yùn)行狀況時(shí)時(shí)關(guān)注，嚴(yán)格控制介質(zhì)的特性指標(biāo)，以免機(jī)械密封使用環(huán)境的工況發(fā)生變化。

3、加強(qiáng)機(jī)械密封的檢修質(zhì)量。對(duì)于密封配置要進(jìn)行常規(guī)檢查。重視檢修質(zhì)量，在密封配置過程中，對(duì)于保持密封元件要輕拿輕放，保持清潔完整，依照檢修規(guī)程來合理的調(diào)整間隙及配合。比如，機(jī)械密封面間隙以及彈簧比壓等，此外，還要注意避免使泵的振動(dòng)幅度過大，尤其要注重轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡及對(duì)中找正。

3總結(jié)

伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，無論工業(yè)生產(chǎn)還是日常生活，對(duì)石油的需求量日益增多，在石油化工領(lǐng)域中，機(jī)械密封顯得日益重要。石油機(jī)械密封在實(shí)際的工作中，其工作環(huán)境可能是氣態(tài)、液態(tài)、或者汽液態(tài)，若機(jī)械密封介質(zhì)的沸點(diǎn)較低，當(dāng)機(jī)械處于運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)候，就會(huì)升高溫度，密封介質(zhì)就會(huì)被揮發(fā)，此時(shí)，密封的作用就很難發(fā)揮出來。注意選擇石油機(jī)械密封，并按照的相關(guān)的規(guī)范進(jìn)行操作，只有這樣才會(huì)讓石油機(jī)械密封能夠安全可靠的運(yùn)轉(zhuǎn)，延長(zhǎng)其使用壽命。同時(shí)，相關(guān)的工作人員要熟練掌握機(jī)械密封的工作原理及其自身的特點(diǎn)，促使機(jī)械密封在石油化工領(lǐng)域充分發(fā)揮其自身的優(yōu)勢(shì)，更好的促進(jìn)石油化工事業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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摘 要：本文主要對(duì)造成雙端面機(jī)械密封失效的原因進(jìn)行分析，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)機(jī)械的系統(tǒng)性和科學(xué)性，論述雙端面機(jī)械密封失效可能出現(xiàn)的危害，提出解決雙端面機(jī)械密封失效的方案及優(yōu)化措施，以便降低維修次數(shù)和事故發(fā)生的次數(shù)。雙端面機(jī)械密封技術(shù)可以廣泛的應(yīng)用在不同工作中，為液體運(yùn)輸過程中的泄露問題更是提供了一項(xiàng)很好的保障功能。隨著我國(guó)工業(yè)不斷的發(fā)展，對(duì)于機(jī)械密封有了更為深入的研究和探討。

關(guān)鍵詞：雙端面；機(jī)械密封；分析；研究方法；策略

我國(guó)在上個(gè)世紀(jì)六十年代才意識(shí)到機(jī)械密封的重要，由于近些年可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略決策普遍實(shí)行導(dǎo)致企業(yè)不斷的加強(qiáng)重視環(huán)保問題，使用機(jī)械密封的企業(yè)越來越重視機(jī)械的效果，本文側(cè)重分析了雙端面機(jī)械因?yàn)槟ノg、損壞、失去和材料不得當(dāng)匹配等方面原因造成密封失效的原因，提出一些注意事項(xiàng)和使用步驟。

一、雙端面機(jī)械密封的原理

雙端面機(jī)械密封原理，是依靠垂直在旋轉(zhuǎn)軸線上的端面在補(bǔ)償機(jī)構(gòu)彈力與流體壓力的雙重作用下，加上輔助密封的配合，保持貼合而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置。雙端面機(jī)械密封結(jié)構(gòu)在工作時(shí)，由流體壓力和彈性元件的彈力等引起的合力作用下，在密封環(huán)的端面上產(chǎn)生一個(gè)適當(dāng)?shù)膲壕o力，使得兩個(gè)接觸端面，動(dòng)環(huán)和靜環(huán)端面相互緊密的貼合，并且在兩個(gè)端面之間極小的間隙中維持一層極薄的液膜，進(jìn)而達(dá)到密封的目的。

雙端面機(jī)械密封有兩道端面密封，若是一級(jí)密封失效，二級(jí)密封仍然可密封以防止泄露。一般的雙端面機(jī)械密封都需要外供密封液系統(tǒng)，向密封腔內(nèi)引入封液進(jìn)行堵封、和冷卻，多為循環(huán)冷卻使用。密封液既可以沖洗摩擦副改善機(jī)械密封工作環(huán)境，又可以作為一級(jí)密封面是否失效的重要檢測(cè)手段。

二、雙端面機(jī)械密封出現(xiàn)失效的現(xiàn)象和原因

1.離心泵在不良的環(huán)境中運(yùn)行

雙端面機(jī)的機(jī)泵在遇到波動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生出泵汽蝕，當(dāng)振動(dòng)力度加劇，出口壓力會(huì)降低，造成自動(dòng)沖洗液的流量快速減少。機(jī)械密封的機(jī)泵出口會(huì)引入物料，對(duì)裝置自身的沖洗會(huì)摩擦生成熱量，這些熱量會(huì)導(dǎo)致動(dòng)環(huán)與靜環(huán)溫度上升，造成密封圈發(fā)生碳化、變形、龜裂的結(jié)果。振動(dòng)還會(huì)導(dǎo)致機(jī)械密封配件的損壞，所以機(jī)泵在產(chǎn)生泵汽蝕的時(shí)候，一定要馬上對(duì)外部環(huán)境進(jìn)行檢查處理，對(duì)內(nèi)部操作進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，這樣才能保證雙端面機(jī)械密封系統(tǒng)的平穩(wěn)。

（一）密封液汽化腐蝕機(jī)封造成機(jī)械密封失效

在二級(jí)密封過程中，密封液作為一種密封必備的液，運(yùn)用熱虹吸的原理讓密封液在流動(dòng)沖洗過程中產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)帶走熱量。夏季溫度通常過高，密封液的罐體內(nèi)部溫度會(huì)上升導(dǎo)致內(nèi)部熱量不容易揮散出去，在密封的空間內(nèi)同時(shí)存在汽體和液體，長(zhǎng)時(shí)間的化學(xué)反應(yīng)會(huì)使得橡膠材質(zhì)的密封圈老化失效，最終導(dǎo)致液體泄漏的危險(xiǎn)事故發(fā)生。密封液在汽化的作用下會(huì)致使機(jī)封的端面處發(fā)生斷裂的現(xiàn)象，端面在不穩(wěn)定的狀態(tài)下會(huì)發(fā)出尖銳的聲響。巡檢人員發(fā)現(xiàn)任何情況都要及時(shí)處理，不留安全隱患。

1.密封端面發(fā)生磨損造成機(jī)械密封失效

當(dāng)摩擦幅沒有自沖洗能力的時(shí)候，將會(huì)造成端面干磨的現(xiàn)象，對(duì)二級(jí)密封過程來講，間斷失去密封液也會(huì)促使摩擦副發(fā)生干磨現(xiàn)象。或是外加的密封液質(zhì)量不過關(guān)或內(nèi)含雜質(zhì)，都會(huì)造成機(jī)械密封失效。

2.解決雙端面機(jī)械密封失效的措施

根據(jù)離心泵的進(jìn)口壓力數(shù)值和出口壓力數(shù)值、離心泵的結(jié)構(gòu)和類型、泵的磨損情況和軸向力平衡的狀態(tài)等等，設(shè)置合理的離心泵密封壓力數(shù)值，以下列出常用離心泵密封壓力數(shù)值：

機(jī)械密封失效情況 機(jī)械密封失效措施

單級(jí)雙吸式葉輪的雙支承泵 兩側(cè)密封腔中的壓力均等于泵入口壓力。

兩級(jí)雙支承泵 入口端密封腔壓力等于泵入口壓力，出口端密封腔壓力等于一級(jí)葉輪出口壓力。

多級(jí)雙支承泵 入口側(cè)密封腔壓力等于泵入口壓力，出口側(cè)密封腔壓力根據(jù)平衡管的平衡盤和平衡鼓位置確定。

懸臂式單級(jí)泵 根據(jù)軸向力平衡狀態(tài)、葉輪和泵體的口環(huán)間隙確定。

（二）規(guī)范操作工藝

在實(shí)際的操作過程中一定要保證按照規(guī)范的流程進(jìn)行操作，才能使得各個(gè)工藝設(shè)備的溫度、壓力和組成都在相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)間內(nèi)，形成汽液平衡、熱量平衡和物料平衡的狀態(tài)，避免機(jī)泵運(yùn)行中出現(xiàn)超溫、超壓、抽空、汽蝕等問題，避免損壞機(jī)封。

1.密封液導(dǎo)致密封端面失效的控制措施

對(duì)密封液要進(jìn)行合理的維護(hù)和使用，操作人員要確保密封液的清潔度、溫度在正常的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，最好定期檢測(cè)密封液的粘度、純度等指標(biāo)，保證機(jī)械密封的效果與使用壽命。當(dāng)密封液含有雜質(zhì)時(shí)，極易造成密封面損傷，導(dǎo)致密封失效泄漏，因此要嚴(yán)把密封液質(zhì)量，避免加入不合格密封液或?qū)㈦s質(zhì)帶入密封液。當(dāng)機(jī)泵輸送物料為高溫時(shí)，還要選用換熱器系統(tǒng)或采用外沖洗來降低密封液的溫度，API682標(biāo)準(zhǔn)中說的很詳細(xì)。

結(jié)語：

通過對(duì)雙端面機(jī)械密封失效情況分析，要提供穩(wěn)定的機(jī)泵運(yùn)行工藝條件，選擇適合的密封液，要結(jié)合實(shí)際情況制定一系列的改進(jìn)措施，才能提高機(jī)械密封的使用壽命，減少機(jī)泵的檢查維修次數(shù)，最大限度的降低事故發(fā)生率和泄露發(fā)生率。

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關(guān)鍵詞：酸泵；機(jī)械密封；滲漏；解決對(duì)策

機(jī)械密封也稱之為端面密封，其端面主要垂直于旋轉(zhuǎn)軸線。該端面流體壓力和補(bǔ)償機(jī)械外彈力的共同作用下貼合于另一端，但其依靠輔助密封的配合，而實(shí)現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)，從而有效避免了流體泄漏的現(xiàn)象。因機(jī)械密封的密封性相對(duì)穩(wěn)定，密封參數(shù)高，正常情況下不會(huì)出現(xiàn)泄漏，并且具有低功耗，對(duì)軸承磨損小，而振性較強(qiáng)等特點(diǎn)，其使用范圍非常廣泛。酸泵滲機(jī)械密封滲漏的原因非常多，其中因機(jī)械密封滲漏在酸泵的整個(gè)維修量中占到45%以上。對(duì)此，酸泵的穩(wěn)高、高效正常運(yùn)行會(huì)直接受機(jī)械密封好壞的影響。

1. 機(jī)械密封原理

機(jī)械密封的工作原理較為簡(jiǎn)單，主要依靠機(jī)械端面所產(chǎn)生的流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的磁力或彈力的相互作用下，并在垂直于軸作相對(duì)滑動(dòng)的端面保持貼合，以輔助密封而達(dá)到阻滯滲漏的一種軸封裝置。下圖1所示為機(jī)械密封結(jié)構(gòu)圖。

圖1.機(jī)械密封結(jié)構(gòu)圖

如圖1中 A、B、C、D 這四個(gè)通道可能為機(jī)密封中流體泄漏的主要途徑，C、D泄漏通道均屬于靜密封，二者分別殼體與壓蓋、壓蓋與靜止環(huán)之間的密封。B通道屬于一個(gè)相對(duì)靜密封，實(shí)際上是旋轉(zhuǎn)環(huán)與軸之間的一個(gè)密封。端面在受到一定的磨損或摩擦的情況下，會(huì)微量移動(dòng)并沿軸向作追隨償環(huán)。對(duì)此，相對(duì)來說這些泄漏通道非常容易受封堵。通常靜密封元件比較常用的橡膠有兩種：一是橡膠O形圈，二是聚四氟乙烯V形圈。而輔助密封的靜止環(huán)及補(bǔ)償環(huán)的旋轉(zhuǎn)環(huán)，會(huì)經(jīng)常使用具有彈性元件功能的橡膠、金屬波紋管及聚四氟乙烯結(jié)構(gòu)。

A通道是相對(duì)滑動(dòng)的動(dòng)密封，靜止環(huán)與旋轉(zhuǎn)環(huán)的端面會(huì)實(shí)現(xiàn)彼此貼合，它在機(jī)械密封裝置中會(huì)作為一個(gè)主密封，其中機(jī)械密封的壽命和性能都是由它所決定的。所以相對(duì)來說對(duì)于密封端面的加工有很高的要求，此外，為了確保密封端面能夠保持穩(wěn)定的液膜，對(duì)于腔制端面上的單位面積壓力必須進(jìn)行嚴(yán)格控制，主要因壓力過大的情況下，所要求穩(wěn)定的液膜不利于形成，這樣一來會(huì)使端面加速磨損，而如果壓力過下，會(huì)增加泄漏量。因引，在機(jī)械密封的設(shè)計(jì)和安裝過程中，必須確保端面單位面積壓力值控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，這樣才能獲得較好的密封性，又能延長(zhǎng)其使用壽命。

2.常見的滲漏現(xiàn)象及解決對(duì)策

酸泵機(jī)故障維修中，由機(jī)械密封滲漏所致占50%以上，酸泵的正常運(yùn)行會(huì)直接受到機(jī)械密封運(yùn)行的影響，現(xiàn)見酸泵機(jī)常見的密封滲透漏現(xiàn)象總結(jié)分析如下。

2.1 周期性滲漏

滲漏原因：①由于密封面的油量較少而導(dǎo)致密封端面拉毛或出現(xiàn)干摩擦；②密封與輔助軸因泵轉(zhuǎn)子軸向竄動(dòng)量較大的原因而導(dǎo)致過盈量較大，使軸上的動(dòng)環(huán)不能實(shí)現(xiàn)靈活移動(dòng)，在靜環(huán)、動(dòng)環(huán)被磨損或翻轉(zhuǎn)后，無法得到補(bǔ)償位移；③由于葉輪和主軸不平衡，或因?yàn)槎ㄗ优c上端蓋和下端蓋沒有定中而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子出現(xiàn)周期性振動(dòng)，從而使汽蝕或軸承經(jīng)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)后容易受到磨損，存在這些現(xiàn)象都會(huì)導(dǎo)致酸泵機(jī)出現(xiàn)滲漏或密封壽命縮短。

解決對(duì)策：①增加密封面油，為確保其量充足，最好將油加到靜環(huán)、動(dòng)環(huán)密封面之上；②在裝配機(jī)械密封過程中，盡量保持軸的軸向竄動(dòng)量還超過 0.1mm，輔助軸與密封的過盈量不能過大，在確保徑向密封的基礎(chǔ)上，保證在軸上裝配動(dòng)環(huán)后能夠靈活移動(dòng)；③糾正上述問題可根據(jù)維修的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行維修。

2.2泵機(jī)封滲漏引起的磨軸現(xiàn)象

滲漏原因：磨軸是往往是小泵機(jī)（715kW以下）密封失效的主要原因，靜環(huán)位置、動(dòng)環(huán)輔助為主要磨軸位置，但還有少數(shù)彈簧有磨軸現(xiàn)象；由于酸泵機(jī)封失效而導(dǎo)致磨軸產(chǎn)生，其中靜環(huán)位置、動(dòng)環(huán)輔助密封圈處以及彈簧磨軸現(xiàn)象。導(dǎo)致磨軸主要原因?yàn)椋孩倌ポS的主要構(gòu)件為橡膠波紋管，但軸與橡膠波紋管之間由于上端密封面效果不好的原因使其動(dòng)靜環(huán)之間的摩擦力矩大于傳遞轉(zhuǎn)矩力，從而容易導(dǎo)致相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的現(xiàn)象；②BIA型雙端面機(jī)械密封，當(dāng)其處于不良工作狀態(tài)時(shí)為反壓狀態(tài)，一般密封面內(nèi)容易有雜質(zhì)或顆粒物進(jìn)入，便容易導(dǎo)致密封失效；③泵所輸送的酸液長(zhǎng)期可能會(huì)使運(yùn)、靜環(huán)輔密封受到腐蝕，從而導(dǎo)致橡膠件變得無彈性，甚至有的橡膠件出現(xiàn)腐爛，這種情況下就容易產(chǎn)生磨軸的現(xiàn)象。

解決對(duì)策：①確保機(jī)封油室腔內(nèi)的油面線必須比動(dòng)靜環(huán)密封面要高；②油室和下端蓋裝配必須清潔，油中必須保證清潔度，不能含有其它雜物；③對(duì)于酸泵機(jī)不同的使用介質(zhì)選擇機(jī)封時(shí)應(yīng)根據(jù)其結(jié)構(gòu)，可以對(duì)高揚(yáng)程泵的機(jī)封結(jié)構(gòu)重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)還應(yīng)加防轉(zhuǎn)銷在機(jī)封靜環(huán)，而橡膠宜選擇耐弱酸、弱堿的氟橡膠，以避免受腐蝕。

2.3壓力所造成的滲漏

滲漏原因：造成機(jī)械密封滲漏還可能是因高壓和壓力波所致，主要因所設(shè)計(jì)總比壓或彈簧比壓力過大，在密封腔內(nèi)壓力超過3MPa的情況下，極易導(dǎo)致密封端面比壓過大，從而難以形成液膜，密封端面受到嚴(yán)重的磨損，最終會(huì)導(dǎo)致密封面熱變形。

解決對(duì)策：機(jī)封在裝配過程中，必須按機(jī)關(guān)規(guī)定對(duì)彈簧進(jìn)行壓縮，壓縮量必須符合要求，不能存在過小或過大的現(xiàn)象，機(jī)械密封在高壓條件下應(yīng)采取相應(yīng)的措施。所選用的材料必須是耐壓強(qiáng)度高的，如硬件質(zhì)合金、陶瓷等，以確保端面能夠合理受力。同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)冷卻措施，以此盡量減小變形。

2.4真空狀態(tài)運(yùn)行造成的滲漏

滲漏原因：在遇到泵進(jìn)口被堵塞或抽送介質(zhì)中含有氣體的情況下，會(huì)導(dǎo)致酸泵機(jī)在起動(dòng)或停機(jī)過程中容易使密封腔內(nèi)存在負(fù)壓，存在這種情況，會(huì)使密封端面容易出現(xiàn)干摩擦的現(xiàn)象，同時(shí)內(nèi)裝式機(jī)械密封會(huì)產(chǎn)生漏氣或漏酸液等現(xiàn)象。其中密封對(duì)象的方向性存在差異是正壓密封與真空密封的主要不同點(diǎn)，同時(shí)機(jī)械密封在某一方向也有一定的適應(yīng)性。

解決對(duì)策：為了能夠改善條件和提高密封性能，對(duì)于機(jī)械密封最好采用雙端面。

2.5介質(zhì)引起的滲漏

滲漏原因：①如果密封端面內(nèi)進(jìn)入固體顆粒雜質(zhì)，會(huì)導(dǎo)致機(jī)械密封滲漏，這樣一來會(huì)加快密封端面磨損或劃傷密封羰面，在軸表面因油污或其他物質(zhì)的堆積速度超過摩擦所導(dǎo)致的磨損速度，使磨耗位移不能受到動(dòng)環(huán)被償，再加上石墨密封環(huán)的密封面內(nèi)會(huì)嵌入固體顆粒，從而導(dǎo)致產(chǎn)生硬對(duì)硬的摩擦，一定程度上縮短了其運(yùn)轉(zhuǎn)壽命；②拆解潛污機(jī)械密封后，靜環(huán)與動(dòng)環(huán)的輔助密封件很可能會(huì)出現(xiàn)無彈性或腐爛，從而造成機(jī)封大量滲漏或磨軸的現(xiàn)象，若受到腐蝕主要是因動(dòng)環(huán)和靜環(huán)輔助橡膠密封件受到高溫或酸水的影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致機(jī)械滲漏過大。

解決對(duì)策：①對(duì)容易進(jìn)入固體顆粒的位置對(duì)碳化鎢摩擦副的機(jī)械密封可以選用碳化鎢。②針對(duì)橡膠件腐蝕性介質(zhì)，一般靜環(huán)、動(dòng)環(huán)橡膠密封圈的材料可選擇丁腈-40，其具有耐酸堿和高溫等特點(diǎn)，一般不容易受到腐蝕，也可選用弱堿、耐弱酸及耐高溫的氟橡膠。

3.結(jié)語

通過以上對(duì)機(jī)械密封滲漏原因進(jìn)行了總結(jié)，可了解到機(jī)械密封部件本身對(duì)精密要求較高，同樣在設(shè)計(jì)、裝配質(zhì)量及機(jī)械加工等方面的要求也非常高。所以，在使用機(jī)械密封時(shí)，為確保各種泵的使用介質(zhì)要求和技術(shù)要求機(jī)械密封都能適用，應(yīng)對(duì)機(jī)械密封的各種因素進(jìn)行分析后再使用，以此確保機(jī)械密封能夠長(zhǎng)期正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.參考文獻(xiàn)

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[2] 譚晶,楊衛(wèi)民,丁玉梅,楊維章,魯選才,唐斌，等. O形橡膠密封圈密封性能的有限元分析[J]. 與密封. 2011，51(09)：63-66.

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關(guān)鍵詞：機(jī)械密封　結(jié)構(gòu)原理　失效　措施

一、引言

隨著石油、化工、醫(yī)藥、食品、冶金、能源等工業(yè)部門的發(fā)展，在這些行業(yè)中，有的過程屬于復(fù)雜的化學(xué)變化過程，有的過程是將物料進(jìn)行物理處理的過程，其中絕大多數(shù)是在液相或氣相中并在一定壓力和溫度條件下進(jìn)行的，密封技術(shù)因其產(chǎn)品性能的好壞直接影響設(shè)備的正常運(yùn)行，機(jī)械設(shè)備若不能保證密封，因工作介質(zhì)跑、冒、滴、漏引起物質(zhì)流失和能量損耗，造成環(huán)境污染，生產(chǎn)不能正常運(yùn)行，甚至危及人身健康與生命安全。因此對(duì)提高生產(chǎn)過程密封水平有重要意義。

隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，被密封流體壓力增加和轉(zhuǎn)軸線速度的提高，兩個(gè)平面間較短的徑向密封面比軟填料密封較長(zhǎng)的兩圓柱面間的軸向密封更有效，于是出現(xiàn)了機(jī)械密封。

二、機(jī)械密封的發(fā)展

目前機(jī)械密封幾乎應(yīng)用與工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，但主要的機(jī)械密封應(yīng)用于化工、石油化工、制藥、食品等過程工業(yè)的機(jī)械設(shè)備上。最早研究機(jī)械密封的是英國(guó)，1885年英國(guó)擁有了第一個(gè)端面密封的專利，隨后在各個(gè)領(lǐng)域出現(xiàn)了機(jī)械密封，但是在1957年美國(guó)西樂Sealol公司制造的第一個(gè)金屬波紋管機(jī)械密封高溫密封是密封領(lǐng)域的一個(gè)突破，中國(guó)的機(jī)械密封技術(shù)起步較晚，但發(fā)展速度較快。1965年，由原第一機(jī)械工業(yè)部組織通用機(jī)械研究所等單位開展泵用機(jī)械密封聯(lián)合設(shè)計(jì)。自20世紀(jì)80年代以來，中國(guó)主要機(jī)械密封制造廠引進(jìn)國(guó)外的機(jī)械密封技術(shù)水平，使中國(guó)機(jī)械密封技術(shù)水平迅速提高。

三、機(jī)械密封工作原理

機(jī)械密封是靠一對(duì)或數(shù)對(duì)垂直于軸作相對(duì)滑動(dòng)的端面在流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的彈力(或磁力)作用下保持貼合并配以輔助密封而達(dá)到阻漏的軸封裝置。

四、機(jī)械密封的失效分析

1.機(jī)械密封失效的常見特征及判斷

1.1機(jī)械密封安裝調(diào)試好后，先要進(jìn)行靜試，觀察泄漏量。如泄漏量較小，多為動(dòng)環(huán)或靜環(huán)密封圈存在問題；泄漏量較大時(shí)，則表明動(dòng)、靜環(huán)摩擦副間存在問題。在初步觀察泄漏量、判斷泄漏部位的基礎(chǔ)上，再手動(dòng)盤車觀察，若泄漏量無明顯變化則靜、動(dòng)環(huán)密封圈有問題；如盤車時(shí)泄漏量有明顯變化則可斷定是動(dòng)、靜環(huán)摩擦副存在問題；如泄漏介質(zhì)沿軸向噴射，則動(dòng)環(huán)密封圈存在問題居多，泄漏介質(zhì)向四周噴射或從水冷卻孔中漏出，則多為靜環(huán)密封圈失效。

1.2設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)中，機(jī)械密封發(fā)生泄漏。如泄漏介質(zhì)沿軸向噴射，則動(dòng)環(huán)密封圈存在問題居多，泄漏介質(zhì)向四周噴射或從水冷卻孔中漏出，則多為靜環(huán)密封圈失效。泵在停一段時(shí)間后再啟動(dòng)時(shí)發(fā)生泄漏，這主要是因?yàn)槟Σ粮备浇橘|(zhì)的凝固、結(jié)晶，摩擦副上有水垢、彈簧腐蝕、阻塞而失彈等原因引起的泄漏。

1.3機(jī)械密封工作時(shí)產(chǎn)生尖叫。可能是由于密封端面狀態(tài)不佳，這種工作狀態(tài)可能導(dǎo)致密封環(huán)裂、碎等更為嚴(yán)重的失效，此時(shí)要設(shè)法改善密封端面的狀態(tài)。

1.4密封在工作時(shí)發(fā)生爆鳴聲。這主要是由于密封端面間介質(zhì)產(chǎn)生汽化或閃蒸，要設(shè)法給介質(zhì)提供可靠地工作條件 。

2.機(jī)械密封失效的主要因素

2.1摩擦副密封失效

a）操作中，因抽空、氣蝕、憋壓等異?，F(xiàn)象，引起較大的軸向力，使動(dòng)、靜環(huán)接觸面分離；b）對(duì)安裝機(jī)械密封時(shí)壓縮量過大，導(dǎo)致摩擦副端面嚴(yán)重磨損、擦傷；c）動(dòng)環(huán)密封圈過緊，彈簧無法調(diào)整動(dòng)環(huán)的軸向浮動(dòng)量；d）靜環(huán)密封圈過松，當(dāng)動(dòng)環(huán)軸向浮動(dòng)時(shí)，靜環(huán)脫離靜環(huán)座；e）工作介質(zhì)中有顆粒狀物質(zhì)，運(yùn)轉(zhuǎn)中進(jìn)人摩擦副。

2.2兩密封端面失去膜而造成的失效

a）因端面密封載荷的存在，在密封腔缺乏液體時(shí)啟動(dòng)泵而發(fā)生干摩擦；b）介質(zhì)的壓力低于飽和蒸汽壓力，使得端面液膜發(fā)生閃蒸，喪失；c）如介質(zhì)為易揮發(fā)性產(chǎn)品，在機(jī)械密封冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)結(jié)垢或阻塞時(shí)，由于端面摩擦及旋轉(zhuǎn)元件攪拌液體產(chǎn)生熱量而使介質(zhì)的飽和蒸汽壓上升，也造成介質(zhì)壓力低于其飽和蒸汽壓的狀況。

2.3腐蝕而引起的機(jī)械密封失效

a）密封面點(diǎn)蝕，甚至穿透。b）由于碳化硅環(huán)與不銹鋼座等焊接，使用中不銹鋼座易產(chǎn)生晶間腐蝕；c）焊接金屬波紋管、彈簧等在應(yīng)力與介質(zhì)腐蝕的共同作用下易發(fā)生破裂。

2.4高溫效應(yīng)而產(chǎn)生的機(jī)械密封失效

a）熱裂是高溫油泵，如油渣泵、回?zé)捰捅谩⒊p壓塔底泵等最常見的失效現(xiàn)象。在密封面處由于干摩擦、冷卻水突然中斷，雜質(zhì)進(jìn)入密封面、抽空等情況下，都會(huì)導(dǎo)致環(huán)面出現(xiàn)徑向裂紋；b）石墨炭化是使用碳—石墨環(huán)時(shí)密封失效的主要原因之一。c）輔助密封件（如氟橡膠、乙丙橡膠、全橡膠）在超過許用溫度后，將會(huì)迅速老化、龜裂、變硬失彈。

2.5密封端面的磨損而造成的密封失效

a）摩擦副所用的材料耐磨性差、摩擦系數(shù)大、端面比壓（包括彈簧比壓）過大等,都會(huì)縮短機(jī)械密封的使用壽命。b）對(duì)于含有固體顆粒介質(zhì)，密封面進(jìn)入固體顆粒是導(dǎo)致使密封失效的主要原因。c）機(jī)械密封的平衡程度β也影響著密封的磨損。

3.影響泵用機(jī)械密封失效的外部條件

3.1軸的軸向竄量大

機(jī)械密封的密封面要有一定的比壓，這樣才能起到密封作用，旋轉(zhuǎn)起來使密封面產(chǎn)生密封所要求的比壓。為了保證這一個(gè)比壓，機(jī)械密封要求泵軸不能有太大的竄量，一般要保證在0.5 mm以內(nèi)。由于軸向力的作用，吸入側(cè)的密封面的壓緊力增加，密封面磨損加劇，直至密封面損壞，失去密封作用。

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關(guān)鍵詞：機(jī)械密封，旋轉(zhuǎn)機(jī)械，故障處理，原因分析

0． 前言

機(jī)械密封在泵上的應(yīng)用非常廣泛，機(jī)械密封的密封效果將直接影響整機(jī)的運(yùn)行，嚴(yán)重的還將出現(xiàn)重大安全事故。

從機(jī)械密封的內(nèi)外部條件的角度分析了影響密封效果的幾種因素和應(yīng)采取的合理措施。

1． 機(jī)械密封的原理及要求

機(jī)械密封又叫端面密封，它是一種旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸封裝置，指由至少一對(duì)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的的端面在液體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)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(duì)滑動(dòng)而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置。它的主要功用將易泄漏的軸向密封改變?yōu)檩^難泄漏的端面密封。它廣泛應(yīng)用于泵、釜、壓縮機(jī)及其他類似設(shè)備的旋轉(zhuǎn)軸的密封。

機(jī)械密封通常由動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、壓緊元件和密封元件組成。其中動(dòng)環(huán)隨泵軸一起旋轉(zhuǎn)，動(dòng)環(huán)和靜環(huán)緊密貼合組成密封面，以防止介質(zhì)泄漏。動(dòng)環(huán)靠密封室中液體的壓力使其端面壓緊在靜環(huán)端面上，并在兩環(huán)端面上產(chǎn)生適當(dāng)?shù)谋葔汉捅３忠粚訕O薄的液體膜而達(dá)到密封的目的。壓緊元件產(chǎn)生壓力，可使泵在不運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，也保持端面貼合，保證密封介質(zhì)不外漏，并防止雜質(zhì)進(jìn)入密封端面。密封元件起密封動(dòng)環(huán)與軸的間隙、靜環(huán)與壓蓋的間隙的作用，同時(shí)彈性元件對(duì)泵的振動(dòng)、沖擊起緩沖作用。機(jī)械密封在實(shí)際運(yùn)行中是與泵的其它零部件一起組合起來運(yùn)行的，機(jī)械密封的正常運(yùn)行與它的自身性能、外部條件都有很大的關(guān)系。但是我們要首先保證自身的零件性能、輔助密封裝置和安裝的技術(shù)要求，使機(jī)械密封發(fā)揮它應(yīng)有的作用。

2． 機(jī)械密封的故障表現(xiàn)及原因

2.1 機(jī)械密封的零件的故障轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械在運(yùn)行當(dāng)中，密封端面經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)磨損、熱裂、變形、破損等情況，彈簧用久了也會(huì)松弛、斷裂和腐蝕。輔助密封圈也會(huì)出現(xiàn)裂口、扭曲和變形、破裂等情況。

2.2 機(jī)械密封振動(dòng)、發(fā)熱故障原因：設(shè)備旋轉(zhuǎn)過程中，會(huì)使動(dòng)靜環(huán)貼合端面粗糙，動(dòng)靜環(huán)與密封腔的間隙太小，由于振擺引起碰撞從而引起振動(dòng)。有時(shí)由于密封端面耐腐蝕和耐溫性能不良，或是冷卻不足或端面在安裝時(shí)夾有顆粒雜質(zhì)，也會(huì)引起機(jī)械密封的振動(dòng)和發(fā)熱。

2.3 機(jī)械密封介質(zhì)泄漏的故障原因

（1）靜壓試驗(yàn)時(shí)泄漏。機(jī)械密封在安裝時(shí)由于不細(xì)心，往往會(huì)使密封端面被碰傷、變形、損壞，清理不凈、夾有顆粒狀雜質(zhì)，或是由于定位螺釘松動(dòng)、壓蓋沒有壓緊，機(jī)器、設(shè)備精度不夠，使密封面沒有完全貼合，都會(huì)造成介質(zhì)泄漏。如果是軸套漏，則是軸套密封圈裝配時(shí)未被壓緊或壓縮量不夠或損壞。（2）周期性或陣發(fā)性泄漏。機(jī)械密封的轉(zhuǎn)子組件周期性振動(dòng)、軸向竄動(dòng)量太大，都會(huì)造成泄漏。機(jī)械密封的密封面要有一定的比壓，這樣才能起到密封作用，這就要求機(jī)械密封的彈簧要有一定的壓縮量，給密封端面一個(gè)推力，旋轉(zhuǎn)起來使密封面產(chǎn)生密封所要求的比壓。為了保證這一個(gè)比壓，機(jī)械密封要求泵軸不能有太大的竄量，一般要保證在0.25mm以內(nèi)。但在實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中，由于設(shè)計(jì)的不合理，往往泵軸產(chǎn)生很大的竄量，對(duì)機(jī)械密封的使用是非常不利的。（3）機(jī)械密封的經(jīng)常性泄漏。機(jī)械密封經(jīng)常性泄漏的原因有很多方面。第一方面，由于密封端面缺陷引起的經(jīng)常性泄漏。第二方面，是輔助密封圈引起的經(jīng)常性泄漏。第三方面，是彈簧缺陷引起的泄漏。其他方面，還包括轉(zhuǎn)子振動(dòng)引起的泄漏，傳動(dòng)、緊定和止推零件質(zhì)量不好或松動(dòng)引起泄漏，機(jī)械密封輔助機(jī)構(gòu)引起的泄漏，由于介質(zhì)的問題引起的經(jīng)常性泄漏等。（4）機(jī)械密封振動(dòng)偏大。機(jī)械密封振動(dòng)偏大，最終導(dǎo)致失去密封效果。但機(jī)械密封振動(dòng)偏大的原因往往不僅僅是機(jī)械密封本身的原因，泵的其它零部件也是產(chǎn)生振動(dòng)的根源，如泵軸設(shè)計(jì)不合理、加工的原因、軸承精度不夠、聯(lián)軸器的平行度差、徑向力大等原因。

3． 處理故障采取的措施

如果機(jī)械密封的零件出現(xiàn)故障，就需要更換零件或是提高零件的機(jī)械加工精度，提高機(jī)械密封本身的加工精度和泵體其他部件的加工精度對(duì)機(jī)械密封的效果非常有利。為了提高密封效果，對(duì)動(dòng)靜環(huán)的摩擦面的光潔度和不平度要求較高。動(dòng)靜環(huán)的摩擦面的寬度不大，一般在2～7毫米之間。

3.1 機(jī)械密封振動(dòng)、發(fā)熱的處理

如果是動(dòng)靜環(huán)與密封腔的間隙太小，就要增大密封腔內(nèi)徑或減小轉(zhuǎn)動(dòng)外徑，至少保證0.75mm的間隙。如果是摩擦副配對(duì)不當(dāng)，就要更改動(dòng)靜環(huán)材料，使其耐溫，耐腐蝕。這樣就會(huì)減少機(jī)械密封的振動(dòng)和發(fā)熱。

3.2機(jī)械密封泄漏的處理

機(jī)械密封的泄漏是由于多種原因引起，我們要具體問題具體處理。為了最大限度的減少泄漏量，安裝機(jī)械密封時(shí)一定要嚴(yán)格按照技術(shù)要求進(jìn)行裝配，同時(shí)還要注意以下事項(xiàng)。

（1）裝配要干凈光潔。機(jī)械密封的零部件、工器具、油、揩拭材料要十分干凈。動(dòng)靜環(huán)的密封端面要用柔軟的紗布揩拭。（2）修整倒角倒圓。軸、密封端蓋等倒角要修整光滑，軸和端蓋的有關(guān)圓角要砂光擦亮。（3）裝配輔助密封圈時(shí)，橡膠輔助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗滌，以免脹大變形，過早老化。動(dòng)靜環(huán)組裝完后，用手按動(dòng)補(bǔ)償環(huán)，檢查是否到位，是否靈活;彈性開口環(huán)是否定位可靠。動(dòng)環(huán)安裝后，必須保證它在軸上軸向移動(dòng)靈活。

3.3 泵軸竄量大的處理

合理地設(shè)計(jì)軸向力的平衡裝置，消除軸向竄量。為了滿足這一要求，對(duì)于多級(jí)離心泵，設(shè)計(jì)方案是:平衡盤加軸向止推軸承，由平衡盤平衡軸向力，由軸向止推軸承對(duì)泵軸進(jìn)行軸向限位。

3.4 增加輔助沖洗系統(tǒng)

密封腔中密封介質(zhì)含有顆粒、雜質(zhì)，必須進(jìn)行沖洗，否則會(huì)因結(jié)晶的析出，顆粒、雜質(zhì)的沉積，使機(jī)械密封的彈簧失靈，如果顆粒進(jìn)入摩擦副，會(huì)導(dǎo)致機(jī)械密封的迅速破壞。因此機(jī)械密封的輔助沖洗系統(tǒng)是非常重要的，它可以有效地保護(hù)密封面，起到冷卻、、沖走雜物等作用。

3.5 泵振動(dòng)的處理措施

在泵產(chǎn)品的制造裝配過程中，嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)程去執(zhí)行， 消除振動(dòng)源。泵、電機(jī)、底座、現(xiàn)場(chǎng)管路等輔助設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，要嚴(yán)格把關(guān)，消除振動(dòng)源。

4． 總論

篇6

【關(guān)鍵詞】干氣密封 離心泵 非接觸

1 前言

離心泵作為石油化工生產(chǎn)裝置中最常用的動(dòng)設(shè)備，約占機(jī)泵總用量的90%左右。機(jī)械密封是離心泵比較常見的軸端密封形式。由于泵輸送的大多是容易燃燒、發(fā)生火災(zāi)爆炸、泄漏后對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重危險(xiǎn)介質(zhì)，因此對(duì)機(jī)械密封的要求就相對(duì)比較高，普通的接觸式機(jī)械密封滿足不了生產(chǎn)的要求，以保證安全、滿足生產(chǎn)為目標(biāo)，密封研究人員研發(fā)具有非接觸、無磨損、低能耗等特點(diǎn)的新型機(jī)械密封就顯得尤為重要。

新型機(jī)械密封具備干運(yùn)轉(zhuǎn)、動(dòng)靜環(huán)不接觸、動(dòng)靜環(huán)之間利用工作時(shí)形成氣膜來的特點(diǎn)，是對(duì)機(jī)械密封的另一種詮釋。為了達(dá)到工藝介質(zhì)的零逸出、零泄漏，新型機(jī)械密封采取“以氣封氣”或“以氣封液”兩種方式（表1）。

2 泵用干氣密封的工作原理

由旋轉(zhuǎn)環(huán)（動(dòng)環(huán)）、靜環(huán)、彈簧、密封圈以及彈簧座和軸套組成典型的干氣密封形式，并在旋轉(zhuǎn)環(huán)的密封面上加工流體動(dòng)壓槽并進(jìn)行拋光打磨處理。工作原理如圖1所示：旋轉(zhuǎn)環(huán)被安裝在機(jī)泵轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)旋轉(zhuǎn)環(huán)跟隨一起轉(zhuǎn)動(dòng)，致使密封氣體沿著動(dòng)壓槽由外沿向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，動(dòng)壓槽圍堰的節(jié)流作用使進(jìn)入動(dòng)壓槽內(nèi)的氣體被壓縮，隨著動(dòng)靜環(huán)之間氣體壓力的逐漸升高，在密封面之間形成氣膜使動(dòng)靜環(huán)分開，由于氣膜的壓力是一定的，當(dāng)動(dòng)靜環(huán)之間的距離達(dá)到一定程度時(shí)，氣膜被破壞，壓力開始降低，動(dòng)靜環(huán)之間的距離開始變小，當(dāng)距離減小至開始條件時(shí)氣體壓力又開始升高，形成新的氣膜。如此周而復(fù)始的重復(fù)建立新氣膜、舊氣膜被破壞的過程。這個(gè)過程時(shí)間極短以至于被密封的介質(zhì)來不及發(fā)生泄漏。

3 干氣密封靜環(huán)受力分析

4 應(yīng)用實(shí)例

某裝置的液態(tài)烴泵（P-304AB）為一國(guó)產(chǎn)臥式單級(jí)離心泵?，F(xiàn)場(chǎng)安裝兩臺(tái)，一開一備。其作用是用液化氣打進(jìn)穩(wěn)定塔上部，提供回流。液化氣泵的運(yùn)行條件為：介質(zhì)名稱：液化氣；機(jī)泵入口壓力：1.0Mpa：額定流量：44 m3/h ；機(jī)泵出口壓力；1.68Mpa；密封介質(zhì)：液化氣；正常流量：29 m3/h；最小穩(wěn)定流量8m3/h；入口溫度：50℃；電機(jī)轉(zhuǎn)速：2950rpm；密封軸徑：43mm 。采用單端面波紋管式機(jī)械密封（此種密封在P-309發(fā)生過密封失效情況），2012年10月高危泵改造時(shí)將P-304AB改為串聯(lián)式干氣密封，第一級(jí)為平衡型機(jī)械密封，密封介質(zhì)為液化氣；第二級(jí)為干氣密封，密封介質(zhì)為干凈氮?dú)猓獨(dú)鈮毫?.3MPa左右，由于干氣密封端面上加工有單向螺旋動(dòng)壓槽，因此密封只能單向運(yùn)轉(zhuǎn)，正常情況下，機(jī)械密封（介質(zhì)側(cè)即第一級(jí)密封）作為主密封起作用，干氣密封（第二級(jí)）為輔助密封，其主要作用：第一：提高主密封的背壓，減少密封面的磨損，延長(zhǎng)主密封使用壽命；第二：當(dāng)主密封失效時(shí)，干氣密封可以短時(shí)間起到備用密封的作用，同時(shí)干氣密封腔出口壓力表達(dá)到0.5MPa時(shí)，DCS顯示壓力高報(bào)，說明內(nèi)側(cè)主密封泄露過大，需檢修更換；防止意外事故發(fā)生，增加了安全系數(shù)。

5 結(jié)語

從P-304AB改造為串聯(lián)式干氣密封的運(yùn)行情況可以看出，此類串聯(lián)式干氣密封完全可以滿足具有易氣化、易揮發(fā)、危險(xiǎn)性大的液態(tài)烴泵的運(yùn)行要求，從而保證裝置長(zhǎng)周期安全運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)被密封介質(zhì)的零逸出與零泄漏。

泵用干氣密封在日常操作中應(yīng)注意：

（1）啟動(dòng)安裝串聯(lián)式干氣密封的離心泵時(shí)，啟動(dòng)前必須先充入氮?dú)?，與密封腔內(nèi)被密封的液體介質(zhì)壓力相比充入氮?dú)鈮毫σ叱?.2-0.3Mpa ，根據(jù)機(jī)泵本身的結(jié)構(gòu)、軸向力平衡方式等條件計(jì)算密封腔內(nèi)被密封的液體介質(zhì)壓力；

（2）當(dāng)介質(zhì)側(cè)主密封損壞，液化氣大量泄露時(shí)，應(yīng)立即停泵并打開限流孔板旁路閥，將介質(zhì)快速泄放至火炬系統(tǒng)；

（3）機(jī)泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)氮?dú)獠荒芡Ｖ?，確保正常供氣。機(jī)泵檢修時(shí)先放完泵內(nèi)介質(zhì)，然后關(guān)閉氮?dú)狻?/p>

（4）若泵出現(xiàn)汽阻等現(xiàn)象造成流量壓力發(fā)生大的波動(dòng)，應(yīng)立即處理，嚴(yán)禁干氣密封腔壓力高于介質(zhì)壓力，反壓導(dǎo)致主密封加速損壞，帶來大的風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 顧永泉，零逸出密封技術(shù)[J].流體機(jī)械，1997，25（6）：31-33

篇7

【關(guān)鍵詞】填料密封；機(jī)械密封；渣漿泵

1.渣漿泵填料密封裝置存在的弊端

傳統(tǒng)的渣漿泵軸封以盤根密封為主。盤根表面粗糙，摩擦系數(shù)大，有滲漏現(xiàn)象，另外使用久了浸入的劑容易流失。浸油石棉盤根在水中長(zhǎng)期浸泡會(huì)變得很硬，而且由于膨脹系數(shù)大，摩擦力較大。在生產(chǎn)中，經(jīng)常出現(xiàn)這樣的狀況：新修好的設(shè)備，開始運(yùn)行時(shí)軸封狀況良好，但用不了多久，泄漏量便不斷增加，調(diào)整壓蓋和更換填料的工作也逐漸頻繁，運(yùn)轉(zhuǎn)不到一個(gè)周期，軸套就已磨損成花瓶狀，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)軸套磨斷，并且水封環(huán)后面更換不到的盤根均已腐爛，無法起到密封作用。

盤根密封的缺點(diǎn)：①盤根填料與軸直接接觸，且相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，造成軸與軸套的磨損，所以必須定期或不定期更換軸套；②為了使盤根與軸或軸套間產(chǎn)生的摩擦熱及時(shí)散掉，盤根密封必須保持一定量的泄漏，而且不易控制；③盤根與軸或軸套間的摩擦，造成電機(jī)有效功率降低，消耗電能，有時(shí)比例占到5%～10%；④盤根密封軸封結(jié)構(gòu)，運(yùn)轉(zhuǎn)和停車時(shí)物料大量泄漏。

2.機(jī)械密封的原理和優(yōu)、缺點(diǎn)

機(jī)械密封是一種依靠彈性元件對(duì)靜、動(dòng)環(huán)端面密封副的預(yù)緊和介質(zhì)壓力與彈性元件壓力的壓緊而達(dá)到密封的軸向端面密封裝置，故又稱端面密封。

例如集裝式機(jī)械密封（見圖1）是把動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、彈簧、輔助密封圈、軸套、壓蓋靜密封墊圈等主要零件組合成一起的一個(gè)集合體。

機(jī)械密封與填料密封比較，有如下優(yōu)點(diǎn)：①密封可靠，在長(zhǎng)周期的運(yùn)行中，密封狀態(tài)很穩(wěn)定，泄漏量很小，按粗略統(tǒng)計(jì)，其泄漏量一般僅為填料密封的1/100；②使用壽命長(zhǎng)在油、水類介質(zhì)中一般可達(dá)1～2年或更長(zhǎng)時(shí)間，在選煤介質(zhì)中合理使用，通常也能達(dá)一年以上；③摩擦功率消耗小，機(jī)械密封的摩擦功率僅為填料密封的10%～50%；④軸或軸套基本上不受磨損；⑤維修周期長(zhǎng)，端面磨損后可自動(dòng)補(bǔ)償，一般情況下，毋需經(jīng)常性的維修；⑥抗振性好，對(duì)旋轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)、偏擺以及軸對(duì)密封腔的偏斜不敏感；⑦適用范圍廣，機(jī)械密封能用于低溫、高溫、真空、高壓、不同轉(zhuǎn)速，以及各種腐蝕性介質(zhì)和含磨粒介質(zhì)等的密封。

但其缺點(diǎn)有：①結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，對(duì)制造加工要求高；②安裝與更換比較麻煩，并要求工人有一定的安裝技術(shù)水平；③發(fā)生偶然性事故時(shí)，處理較困難；④一次性投資較高。

根據(jù)兩種密封的對(duì)比，東龐選煤廠渣漿泵機(jī)械式密封采用副葉輪+機(jī)械密封組合式的軸封結(jié)構(gòu)，密封質(zhì)量得到了根本性改善。泵運(yùn)行時(shí)有副葉輪和機(jī)械密封共同作用，確保無泄漏；泵停車時(shí)有機(jī)械密封作用，保證無泄漏。因此，無論泵運(yùn)行還是停車均不漏料，且軸套無磨損，不用換盤根。泵運(yùn)行時(shí)不用高壓軸封水，現(xiàn)場(chǎng)工況環(huán)境得到了較大改善，減輕了維修工人的負(fù)擔(dān)，從根本上解決了困擾生產(chǎn)的難題。

3.渣漿泵機(jī)械式密封的改造

機(jī)械密封結(jié)構(gòu)型式的選擇必須對(duì)原有渣漿泵的工作參數(shù)（介質(zhì)壓力、溫度、軸徑和轉(zhuǎn)速）、介質(zhì)特性（濃度、黏度、腐蝕性、有無固體顆粒及纖維雜質(zhì)）、主機(jī)工作特點(diǎn)與環(huán)境條件、主機(jī)對(duì)密封結(jié)構(gòu)尺寸的限制及生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性進(jìn)行分析。東龐選煤廠使用的渣漿泵技術(shù)參數(shù)：流量280m/h，溫度30℃，揚(yáng)程80m，轉(zhuǎn)速1480r/min，介質(zhì)濃度500g/L，腐蝕性一般，介質(zhì)粒度≤0.5mm，工作環(huán)境潮濕。依據(jù)以上技術(shù)參數(shù)，參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選用MN206―90型雙端面密封組件，技改后渣漿泵的機(jī)械密封裝置為雙端面密封組件+副葉輪組合式軸封結(jié)構(gòu)。改造所選用的副葉輪+機(jī)械密封組合式的軸封結(jié)構(gòu)，使用冷卻水箱密封，不用高壓軸封水，從根本上解決原泵軸封泄漏嚴(yán)重的問題。安裝相對(duì)較簡(jiǎn)單，不需要對(duì)泵體進(jìn)行任何的改造，機(jī)械密封改造的工作量較小。因此，渣漿泵機(jī)械密封裝置改造在技術(shù)上是可行的。改用機(jī)械密封的渣漿泵如圖2

圖2改用機(jī)械密封后的渣漿泵簡(jiǎn)圖

水泵原采用的填料價(jià)格約為30元/kg，東龐選煤廠平均每臺(tái)水泵每月需要更換8次盤根，每次更換需用填料1.5kg左右，1臺(tái)水泵1年需用材料費(fèi)為4320元；每臺(tái)泵更換填料的人工費(fèi)120元/次。那么，1臺(tái)水泵每年則需要總維護(hù)費(fèi)用15840元。而采用的機(jī)械密封每套約10000元。所采用的機(jī)械密封正常運(yùn)行時(shí)基本無損耗，壽命至少在一個(gè)1年以上，所以從經(jīng)濟(jì)角度看，改造也是合理的。

4.改造實(shí)施效果

自2012年3月，東龐選煤廠先后對(duì)4臺(tái)加壓過濾機(jī)入料泵和深錐底流泵實(shí)施了改造。改造后渣漿泵采用副葉輪+機(jī)械密封組合式的軸封結(jié)構(gòu)，密封效果得到根本性改善。設(shè)備的整體可靠性大大提高，整個(gè)輸送系統(tǒng)的安全性能也大大提高，從一定程度上保證了設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。原來幾乎每天都要對(duì)盤根泄漏進(jìn)行維修，同時(shí)由于泄漏而使得煤泥大量浪費(fèi)。技改后幾乎不用維護(hù)，大大降低了維修工人勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了大量人力和資源。

參考文獻(xiàn)

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[3]顧永泉.機(jī)械密封實(shí)用技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005 96-106頁(yè)

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[5]米勒，程傳慶.流體密封技術(shù) 原理與應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993 236-265頁(yè)

篇8

【關(guān)鍵詞】機(jī)械密封；注意事項(xiàng)；故障處理；原因分析

1、機(jī)械密封的原理及要求

端面密封也就是機(jī)械密封，它是旋轉(zhuǎn)機(jī)械的密封裝置，機(jī)械密封在同一軸上至少是由一對(duì)垂直于軸線的端面在介質(zhì)壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)彈力的作用。防止流體泄漏是以輔助密封的配合下保持貼合并相對(duì)滑動(dòng)而構(gòu)成的的裝置。它的主要功能是將易泄漏的軸向密封改變?yōu)檩^難泄漏的端面密封。動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、壓緊元件和密封元件等三大構(gòu)件是組成機(jī)械密封重要部件。其中隨泵軸一起旋轉(zhuǎn)的是動(dòng)環(huán)，動(dòng)環(huán)和靜環(huán)緊密貼合組成密封面，以防止介質(zhì)泄漏。動(dòng)環(huán)靠密封室中液體的壓力使其端面壓緊在靜環(huán)端面上，并在兩環(huán)端面上產(chǎn)生適當(dāng)?shù)谋葔汉捅３忠粚訕O薄的液體膜而達(dá)到密封的目的。在中七淺冷站的主要介質(zhì)有水，天然氣和輕烴。所以對(duì)機(jī)械密封的要求也是非常關(guān)鍵的。機(jī)械密封的正常直接影響設(shè)備的好壞，如果機(jī)械密封發(fā)生泄漏可能導(dǎo)致壓力降低，介質(zhì)泄漏嚴(yán)重時(shí)將造成重大的生產(chǎn)和安全事故。所以機(jī)械密封的正常穩(wěn)定的運(yùn)行是必須的。通過學(xué)習(xí)我將簡(jiǎn)單的論述機(jī)械密封應(yīng)注意的事項(xiàng)，發(fā)生故障的原因和處理方法。對(duì)新型機(jī)械密封的關(guān)注等。

2、注意事項(xiàng)

機(jī)械密封的樣式，機(jī)器的種類不同它的安裝方法也是迥然不同的，但它的安裝要領(lǐng)幾乎都相同，安裝步驟和注意事項(xiàng)：

2.1當(dāng)安裝機(jī)械密封時(shí)首先確定機(jī)械密封的尺寸。

2.2當(dāng)機(jī)械密封進(jìn)行安裝前要做好準(zhǔn)備工作，軸，軸套和壓蓋應(yīng)檢查是否有毛刺檢查表面是否光滑，軸承狀況是否良好；動(dòng)環(huán)（靜環(huán)）、軸、壓蓋都應(yīng)該進(jìn)行清洗。當(dāng)安裝機(jī)械密時(shí)摩擦阻力是存在的。每次安裝時(shí)都要在機(jī)械密封部位涂上一層油，主要是做到減少摩擦阻力起到的作用。對(duì)于浮裝式靜環(huán)不帶固定銷結(jié)構(gòu)的，不用涂油，機(jī)械裝入壓蓋就可以達(dá)到應(yīng)用的要求。

2.3先將靜環(huán)與壓蓋一起裝在軸上，由于靜環(huán)是與壓蓋在一起不固定在軸上，在安裝機(jī)械密封時(shí)要保證不要與軸相碰，在將動(dòng)環(huán)組件裝入。緊定螺釘在軸上是均勻分布在保證間隙的前提下應(yīng)分幾次均勻擰緊。

3、啟動(dòng)前的準(zhǔn)備工作及注意事項(xiàng)

3.1首先要檢查機(jī)械密封是否有泄漏現(xiàn)象，靜壓試驗(yàn)是起機(jī)前必須進(jìn)行的基本操作。

3.2看機(jī)械密封是否有漏必須保證腔內(nèi)充滿介質(zhì)。在啟動(dòng)前按泵旋轉(zhuǎn)的方向盤車，檢查是否輕快均勻沒有卡堵。如盤不動(dòng)或者吃力的時(shí)候，應(yīng)檢查機(jī)械密封配合尺寸是否錯(cuò)誤，安裝是否正確。

4、運(yùn)行中應(yīng)注意事項(xiàng)

4.1對(duì)于中七的循環(huán)泵中主要是低溫介質(zhì)。如果輸送介質(zhì)溫度偏高、過低、或含有雜質(zhì)顆粒、易燃、易爆、有毒時(shí)，必須采取相應(yīng)的加熱、阻封、沖洗、冷卻、過濾等措施。

4.2運(yùn)轉(zhuǎn)前先盤車，注意不要有過大的轉(zhuǎn)矩，看是否有擦碰和不正常的響聲。

4.3注意旋向，聯(lián)軸器和軸是否對(duì)中，軸承部位的油量是否足夠和加油的方法法是否適當(dāng)。

4.4運(yùn)轉(zhuǎn)前首先要用真空泵抽出泵體內(nèi)的空氣，打開介質(zhì)進(jìn)口閥門灌泵，然后開機(jī)運(yùn)行。

4.5開車后是否正常穩(wěn)定，先看有沒有異常響聲和運(yùn)行一段時(shí)間發(fā)生泵體過熱現(xiàn)象。

5、機(jī)械密封的故障表現(xiàn)及原因

5.1旋轉(zhuǎn)設(shè)備運(yùn)行當(dāng)中機(jī)械密封的零件的故障也是有很多種類的，例如密封端面經(jīng)出現(xiàn)磨損、密封端面熱裂、密封端面破損等情況，彈簧達(dá)到使用極限時(shí)也會(huì)松弛、斷裂和腐蝕等現(xiàn)象。O型密封圈也會(huì)出現(xiàn)裂口、變形、破裂等情況。

5.2機(jī)械密封發(fā)熱、振動(dòng)故障原因：當(dāng)設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于動(dòng)靜環(huán)貼合端面粗糙長(zhǎng)時(shí)間接觸，當(dāng)啟停機(jī)時(shí)候動(dòng)靜環(huán)與密封腔的間隙太小動(dòng)靜之間發(fā)生摩擦，軸上壓力過大，動(dòng)靜環(huán)就會(huì)發(fā)生碰撞，當(dāng)壓力過大時(shí)動(dòng)環(huán)和靜環(huán)表面就會(huì)損壞表面粗糙從而引起振動(dòng)。在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行中介質(zhì)的酸堿性也會(huì)腐蝕密封端面，造成耐溫性能不良，當(dāng)介質(zhì)的溫度過高或過低時(shí)使機(jī)械密封損壞。安裝時(shí)如果有顆粒雜質(zhì)進(jìn)入機(jī)械密封中，也會(huì)引起機(jī)械密封的振動(dòng)和發(fā)熱。

5.3機(jī)械密封介質(zhì)泄漏的故障原因

（1）靜壓試驗(yàn)時(shí)泄漏。由于安裝不細(xì)心，被碰傷、變形、損壞，清理不凈、夾有顆粒狀雜質(zhì)，或是由于定位螺釘松動(dòng)、壓蓋沒有壓緊，機(jī)器、設(shè)備精度不夠，使密封面沒有完全貼合往往會(huì)使介質(zhì)泄漏。（2）間隙性泄漏。波紋管式機(jī)械密封的靜環(huán)和動(dòng)環(huán)是過盈配合的這樣才能使彈簧受力保證密封效果，彈簧的壓縮量的大小直接影響到機(jī)械密封的密封效果和工作效率。如果壓縮量過大，貼合面之間發(fā)生摩擦，雖然能夠運(yùn)行但是機(jī)體會(huì)因?yàn)槟Σ磷儫岬炔涣挤磻?yīng)。如果壓縮量過小。機(jī)械密封中彈簧的受力不夠當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行彈簧的伸縮量改變發(fā)生無法恢復(fù)。使動(dòng)靜環(huán)中間的貼合面不能正常配合造成泄漏。為了保證機(jī)械密封的正常動(dòng)作，機(jī)械密封要求泵軸不能有太大的竄量。由于我們單位大多都是波紋管式機(jī)械密封，所以壓縮量的控制是非常重要的，不同型號(hào)的機(jī)械密封壓縮量也是不同的。例如：75波紋管機(jī)械密封壓縮量應(yīng)該控制在4mm上下浮動(dòng)值不超過1mm。這樣的才能保證機(jī)械密封正常平穩(wěn)的運(yùn)行，但是竄量的調(diào)節(jié)是非常困難的工人師傅是無法百分之百的達(dá)到要求和實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中，由于設(shè)計(jì)的不合理對(duì)機(jī)械密封的正常運(yùn)行時(shí)有一定影響的。

6、處理故障采取的措施

6.1機(jī)械密封振動(dòng)、發(fā)熱的處理

如果機(jī)械密封與密封腔的間隙太小，就要增大密封腔內(nèi)徑或減小轉(zhuǎn)動(dòng)外徑，最好保證正確的間隙。如果是摩擦副配對(duì)不當(dāng)，更改動(dòng)靜環(huán)材料，使其耐溫，耐腐蝕。這樣就會(huì)減少機(jī)械密封的振動(dòng)和發(fā)熱。

6.2機(jī)械密封泄漏的處理

機(jī)械密封的泄漏是由于許多原因造成的，我們要對(duì)相應(yīng)的問題作出相應(yīng)的處理辦法。機(jī)械密封的泄漏是不可能避免的，我們只能盡一切可能的減少泄漏量，安裝機(jī)械密封時(shí)一定要嚴(yán)格按照技術(shù)要求進(jìn)行裝配，一下注意項(xiàng)目是非常重要的：（1）正確安裝保證安裝表面的光滑無毛刺；（2）處理好倒角的角度；（3）裝配O型圈時(shí)，O型圈密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗滌，以免脹大變形，過早老化。

在針對(duì)循環(huán)水泵保養(yǎng)和維修的工作中，我們要根據(jù)相應(yīng)的注意事項(xiàng)在保證泵體的正常運(yùn)行的前提下，盡量減少不必要的損耗，避免經(jīng)濟(jì)上的損失。

參考文獻(xiàn)

篇9

中圖分類號(hào)：F407.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

機(jī)械密封即通過動(dòng)、靜環(huán)一對(duì)相對(duì)旋轉(zhuǎn)垂直于軸的兩個(gè)平行密封端面，在一定接觸壓力下，對(duì)流體密封。因此，又稱端面密封。機(jī)械密封在旋轉(zhuǎn)設(shè)備上的應(yīng)用非常廣泛，機(jī)械密封的密封效果將直接影響整機(jī)的運(yùn)行，嚴(yán)重的還將出現(xiàn)重大安全事故。從機(jī)械密封的內(nèi)外部條件的角度分析了影響密封效果的幾種因素和應(yīng)采取的合理措施。，

一、機(jī)械密封的原理：

密封中彈簧和密封流體的壓力作用，使相對(duì)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)、靜環(huán)接觸端面上，產(chǎn)生合適的壓緊力，端面間保持的液膜起平衡壓力，端面作用，兩端面需十分光潔，平直，以使端面完全貼合，比壓均勻。動(dòng)、靜環(huán)密封圈防止密封泄漏起密封作用外，還可以吸收旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的振動(dòng)，起緩沖作用。動(dòng)、靜端面磨損時(shí)，動(dòng)環(huán)在彈簧和密封流體的壓力作用下向靜環(huán)移動(dòng)，使動(dòng)、靜環(huán)始終保持合適的接觸壓力，故動(dòng)環(huán)密封圈要具有隨動(dòng)性。一般情況下密封端面要求在不等強(qiáng)度下使用，即密封端面材質(zhì)一軟，一硬。

1.分類

（1）按密封的主機(jī)：泵用機(jī)械密封、釜用機(jī)械密封、壓縮機(jī)用機(jī)械密封等；

（2）按不同工作參數(shù)，分為高溫、中溫、低溫、高壓、中壓、低壓、高速、重型等等；

（3）按結(jié)構(gòu)形式分為：平衡型和非平衡型、單端面和雙端面機(jī)械密封等。

2.安裝

（1）準(zhǔn)備工作

①檢查軸與軸套的徑向跳動(dòng)、表面粗糙度、外徑公差、軸的竄動(dòng)等是否滿足精度要求；

②檢查機(jī)械密封的型號(hào)、規(guī)格是否與要求相符。各零件是否完好，密封圈尺寸是否合適，動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的表面是否光滑平整。若有缺陷必須更換或修復(fù)。

③用干凈的汽油對(duì)機(jī)械密封的零件進(jìn)行清洗，然后擦干，注意保護(hù)密封面；

④安裝機(jī)械密封時(shí)，先從說明書上查到彈簧的工作長(zhǎng)度，然后用卡尺量得彈簧的自由長(zhǎng)度即可得彈簧的壓縮量，安裝中應(yīng)保證彈簧的壓縮量的偏差不大于1mm。

（2）檢查與測(cè)量

①動(dòng)環(huán)的浮動(dòng)性，要求動(dòng)環(huán)與軸有一定的間隙，保證間隙為0.3-0.7mm。

②固定環(huán)是否偏心泵用機(jī)械密封中，固定環(huán)（彈簧座）與軸采用滑動(dòng)配合，間隙量很小。若間隙較大，固定環(huán)就會(huì)偏心，作用在密封面上的彈簧力不均勻時(shí)密封出現(xiàn)時(shí)泄時(shí)封現(xiàn)象

③動(dòng)環(huán)與靜環(huán)貼合面的檢查:檢查時(shí)可用90°角尺測(cè)量貼合面對(duì)軸中心線的偏差。

（3）安裝

首先分別將轉(zhuǎn)動(dòng)組件中各件與靜環(huán)組件中各件組裝完畢，并做好彈簧的初步預(yù)緊；然后完成動(dòng)環(huán)組件在軸上的安裝和靜環(huán)組件在壓蓋內(nèi)的安裝，初步測(cè)量動(dòng)環(huán)密封端面至密封腔端面的距離，與靜環(huán)密封面至端蓋端面的距離，兩者之差即為機(jī)械密封的彈簧預(yù)壓縮量，并組裝好軸承；對(duì)照技術(shù)要求的壓縮量，參照實(shí)測(cè)的壓縮量，將壓縮量調(diào)整合適，將壓蓋緊固。

安裝過程中應(yīng)保持密封的清潔和完整，不允許用工具敲打密封元件，以防止密封被損害。機(jī)械密封安裝在軸上后，用手推動(dòng)動(dòng)環(huán)應(yīng)有彈性及順利之感，然后在密封面上加些機(jī)油，將端蓋均勻壓緊，不得壓偏。

（4）檢查與試壓

安裝完畢后，用手盤車，應(yīng)保證轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，并有一定的浮動(dòng)性。對(duì)重要設(shè)備的機(jī)械密封必須進(jìn)行靜壓試驗(yàn)和動(dòng)壓試驗(yàn)，試驗(yàn)合格后，方可投入正式使用。

3.運(yùn)轉(zhuǎn)

（1）啟動(dòng)前的注意事項(xiàng)：輔助裝置、冷卻系統(tǒng)是否安裝無誤；應(yīng)清洗管線以防鐵銹、雜質(zhì)進(jìn)入密封腔；用手盤動(dòng)聯(lián)軸器，檢查軸是否輕松運(yùn)轉(zhuǎn)。如果盤動(dòng)很重，應(yīng)檢查有關(guān)配合尺寸是否正確，設(shè)法找出原因并排除故障。

（2）試運(yùn)行和正常運(yùn)轉(zhuǎn)：首先啟動(dòng)液封系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)，使密封腔內(nèi)充滿介質(zhì)，然后啟動(dòng)主密封進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)。如果一開始發(fā)現(xiàn)有微量泄漏，但過1-3h后逐漸減少，為正常磨合過程。如果泄漏量不減少應(yīng)停車檢查；如果機(jī)械密封發(fā)熱、發(fā)煙，一般為彈簧比壓過大，可適當(dāng)降低彈簧壓力。經(jīng)試運(yùn)轉(zhuǎn)合格后，可轉(zhuǎn)入操作條件下的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。升溫、升壓過程應(yīng)緩慢，并密切注視有無異?，F(xiàn)象發(fā)生。

4.停車

應(yīng)先停主機(jī)，再停輔助系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)。停車時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)將主機(jī)內(nèi)的介質(zhì)放凈。

二、機(jī)械密封的材料：

機(jī)械密封的密封性能和使用壽命，與各零件的材料有關(guān)，尤其是端面密封（摩擦副）的材料，輔助密封的材料和彈簧的材料。

1.端面密封摩擦副的材料

摩擦副材料有石墨、陶瓷、堆焊硬質(zhì)合金、碳化鎢合金、SiC、填充聚四氟乙烯、錫青銅、鋼結(jié)硬質(zhì)合金、不銹鋼、酚醛塑料、尼龍等。常用材料的性質(zhì)如下。

（1）、石墨

石墨的優(yōu)點(diǎn)是耐腐蝕性和自性好，摩擦系數(shù)小，耐熱沖擊性好并容易加工，缺點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度低，有孔隙。石墨的這兩個(gè)缺點(diǎn)可以用浸漬和滲碳的方法改善。浸漬石墨可分為浸樹脂和浸漬金屬兩種。浸樹脂石墨耐腐蝕性好，但不耐高溫（耐溫約170~200℃）；浸漬金屬石墨高溫性好（浸青銅、鋁、鉛等耐高溫可達(dá)400~500℃），但耐腐蝕性差。石墨是使用最廣泛的非金屬材料，用作中低轉(zhuǎn)速機(jī)械密封的動(dòng)環(huán)和高速機(jī)械密封的靜環(huán)。好的石墨，肉眼看來致密，手指摸上去不大脫粉，不大染黑手指。

（2）、陶瓷

陶瓷的優(yōu)點(diǎn)是耐腐蝕性好，硬度很高，耐磨性好，缺點(diǎn)是脆性大以及硬度過高而難以加工。應(yīng)用較多是氧化鋁陶瓷，還有金屬陶瓷。陶瓷多用于腐蝕性介質(zhì)、中低速的場(chǎng)合。

（3）、堆焊硬質(zhì)合金

在碳鋼、鉻鋼和鉻鎳鋼的密封面上堆焊硬質(zhì)合金，優(yōu)點(diǎn)是硬度高，耐磨性好，耐溫性好（500℃以下），耐腐蝕或汽蝕性好，缺點(diǎn)是易產(chǎn)生氣孔、夾渣和表面硬度不均勻。

2.輔助密封圈的材料

對(duì)輔助密封材料的要求是彈性好，摩擦系數(shù)小，耐磨、耐熱和低溫性好，抗介質(zhì)腐蝕、溶解和老化等，此外還要求在壓縮后和長(zhǎng)期使用中殘余變形好。常用的輔助密封圈材料是橡膠和聚四氟乙烯，此外還有軟聚氯乙烯。

（1）、橡膠

橡膠有較好的彈性、緩沖性、吸振性、耐熱性、耐腐蝕性。橡膠密封圈的密封效果好，應(yīng)用最廣泛。常用的橡膠有硅橡膠、丁晴橡膠、氯丁橡膠和氟橡膠等。

（2）、聚四氟乙烯

聚四氟乙烯的優(yōu)點(diǎn)是化學(xué)穩(wěn)定性、耐油、耐溶解、耐濕性優(yōu)異，摩擦系數(shù)低，適用于各種腐蝕介質(zhì)，缺點(diǎn)是彈性比橡膠差，易產(chǎn)生永久變形。

3.彈性元件材料

（1）、彈簧材料

對(duì)彈簧材料的要求是：彈性好、耐介質(zhì)腐蝕。常用彈簧材料有不銹彈簧鋼（1Cr18Ni9Ti等）、鉻鋼（3Cr13、4Cr13等）、碳素彈簧鋼（60Si2Mn等）和磷青銅。

（2）、波紋管材料

對(duì)波紋管材料的要求是：良好的焊接性能；較大的彈性；一定的耐腐蝕性。常用的波紋管材料有鐵基、銅基和鎳基合金以及鈦材等。一般以鐵基中的鎳鉻奧氏體帶材為主，尤以1Cr18Ni125MnMo2Ti用得最多。高鎳彈性合金被認(rèn)為是制作波紋管較理想的材料，含鋁的材料用一般焊接技術(shù)時(shí)會(huì)遇到困難。目前國(guó)外用得最多的波紋管材料有AM350（近似Cr16Ni45MnMo3N）屬于固溶體、低強(qiáng)度、低硬度、高延伸率。

三、機(jī)械密封滲漏現(xiàn)象及原因：

目前機(jī)械密封在泵類產(chǎn)品中的應(yīng)用非常廣泛，而隨著產(chǎn)品技術(shù)水平的提高和節(jié)約能源的要求，機(jī)械密封的應(yīng)用前景將更加廣泛。機(jī)械密封亦稱端面密封, 其有一對(duì)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面, 該端面在流體壓力及補(bǔ)償機(jī)械外彈力的作用下, 依賴輔助密封的配合與另一端保持貼合, 并相對(duì)滑動(dòng), 從而防止流體泄漏。

篇10

[關(guān)鍵詞]密封技術(shù)；水泵；維修

中圖分類號(hào)：TG903 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）20-0061-01

一、機(jī)械泄漏原因分析的原則

對(duì)于每一套機(jī)械密封，無論因何失效，都應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的分析研究，并做好有關(guān)的數(shù)據(jù)記錄。當(dāng)密封件損壞后，不能僅局限于從被損件本身查找失效原因，而應(yīng)將拆卸下來的機(jī)械密封妥善地收集起來，并清洗干凈，按照靜止和轉(zhuǎn)動(dòng)兩大部分分別放置。一般檢查的順序是：首先，分析受損傷的密封件對(duì)密封性能的影響，然后依次對(duì)密封環(huán)、傳動(dòng)件、彈性元件、輔助密封圈、緊固螺釘?shù)鹊哪p痕跡進(jìn)行仔細(xì)檢查。對(duì)于附屬件，如壓蓋、軸套、密封腔體以及密封系統(tǒng)等也應(yīng)進(jìn)行全面的檢查。此外，還要了解泵的運(yùn)行環(huán)境和工作條件，以及以往密封失效的相關(guān)記錄。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合分析，就可快速找出導(dǎo)致密封失效的根本原因。

二、機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)組成及工作原理

機(jī)械密封亦稱端面密封，其至少有一對(duì)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面，該端面在流體壓力及補(bǔ)償機(jī)械外彈力（磁力）的作用下，加之輔助橡膠或氟塑料密封的配合，與另一端面保持緊密貼合并相對(duì)滑動(dòng)，從而構(gòu)成有效防止工作介質(zhì)泄漏的密封結(jié)構(gòu)。由于兩個(gè)密封端面的緊密貼合，使密封端面之間的交界（密封界面）形成一微小間隙，當(dāng)有壓介質(zhì)通過此間隙時(shí)，形成極薄的液膜，造成阻力，阻止介質(zhì)泄漏，又使端面得以，由此獲得長(zhǎng)期的密封效果。機(jī)械密封與軟填料密封相比具有：密封可靠、使用壽命長(zhǎng)、摩擦功率消耗小、維修周期長(zhǎng)、抗振性好等優(yōu)點(diǎn)。但機(jī)械密封存在結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，零部件加工制造要求高，安裝與更換比較麻煩，要求操作員工有一定的技術(shù)水平，特別是當(dāng)機(jī)械密封在運(yùn)行中出現(xiàn)偶發(fā)故障時(shí)，處理比較困難。當(dāng)前常見的機(jī)械密封主要由靜止環(huán)、旋轉(zhuǎn)環(huán)、彈性元件、緊定螺釘、輔助密封件、壓蓋等零配件組成。根據(jù)泵用機(jī)械密封國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB6556―86）規(guī)定，常用的有兩種型式，分別是單端面機(jī)械密封和雙端面機(jī)械密封，對(duì)于在機(jī)械密封中起關(guān)鍵作用的旋轉(zhuǎn)環(huán)和靜止環(huán)，由于它們是機(jī)械密封中最主要的零配件，其性能好壞直接關(guān)系到密封效果和壽命，因此，對(duì)密封環(huán)的材料、結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸以及表面加工質(zhì)量等都有較高的要求。

三、泄漏原因分析及判斷

1.安裝靜試時(shí)泄漏。機(jī)械密封安裝調(diào)試好后，一般要進(jìn)行靜試，觀察泄漏量。如泄漏量較小，多為動(dòng)環(huán)或靜環(huán)密封圈存在問題；泄漏量較大時(shí)，則表明動(dòng)、靜環(huán)摩擦副間存在問題。在初步觀察泄漏量、判斷泄漏部位的基礎(chǔ)上，再手動(dòng)盤車觀察，若泄漏量無明顯變化則靜、動(dòng)環(huán)密封圈有問題；如盤車時(shí)泄漏量有明顯變化則可斷定是動(dòng)、靜環(huán)摩擦副存在問題；如泄漏介質(zhì)沿軸向噴射，則動(dòng)環(huán)密封圈存在問題居多，泄漏介質(zhì)向四周噴射或從水冷卻孔中漏出，則多為靜環(huán)密封圈失效。此外，泄漏通道也可同時(shí)存在，但一般有主次區(qū)別，只要觀察細(xì)致，熟悉結(jié)構(gòu)，一定能正確判斷。

2.試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)的泄漏。泵用機(jī)械密封經(jīng)過靜試后，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，會(huì)抑制介質(zhì)的泄漏。因此，試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)械密封泄漏在排除軸間及端蓋密封失效后，基本上都是由于動(dòng)、靜環(huán)摩擦副受破壞所致。引起摩擦副密封失效的因素主要有：（1）操作中，因抽空、氣蝕、憋壓等異?，F(xiàn)象，引起較大的軸向力，使動(dòng)、靜環(huán)接觸面分離；（2）對(duì)安裝機(jī)械密封時(shí)壓縮量過大，導(dǎo)致摩擦副端面嚴(yán)重磨損、擦傷；（3）動(dòng)環(huán)密封圈過緊，彈簧無法調(diào)整動(dòng)環(huán)的軸向浮動(dòng)量；（4）靜環(huán)密封圈過松，當(dāng)動(dòng)環(huán)軸向浮動(dòng)時(shí)，靜環(huán)脫離靜環(huán)座；（5）工作介質(zhì)中有顆粒狀物質(zhì)，運(yùn)轉(zhuǎn)中進(jìn)人摩擦副，探傷動(dòng)、靜環(huán)密封端面；（6）設(shè)計(jì)選型有誤，密封端面比壓偏低或密封材質(zhì)冷縮性較大等。上述現(xiàn)象在試運(yùn)轉(zhuǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)，有時(shí)可以通過適當(dāng)調(diào)整靜環(huán)座等予以消除，但多數(shù)需要重新拆裝，更換密封。

3.正常運(yùn)轉(zhuǎn)中突然泄漏。離心泵在運(yùn)轉(zhuǎn)中突然泄漏少數(shù)是因正常磨損或已達(dá)到使用壽命，而大多數(shù)是由于工況變化較大或操作、維護(hù)不當(dāng)引起的。（1）抽空、氣蝕或較長(zhǎng)時(shí)間憋壓，導(dǎo)致密封破壞；（2）對(duì)泵實(shí)際輸出量偏小，大量介質(zhì)泵內(nèi)循環(huán)，熱量積聚，引起介質(zhì)氣化，導(dǎo)致密封失效；（3）回流量偏大，導(dǎo)致吸入。（4）對(duì)較長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)，重新起動(dòng)時(shí)沒有手動(dòng)盤車，摩擦副因粘連而扯壞密封面；（5）介質(zhì)中腐蝕性、聚合性、結(jié)膠性物質(zhì)增多；（6）環(huán)境溫度急劇變化；（7）工況頻繁變化或調(diào)整；（8）突然停電或故障停機(jī)等。離心泵在正常運(yùn)轉(zhuǎn)中突然泄漏，如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，往往會(huì)釀成較大事故或損失，須予以重視并采取有效措施。

4.周期性滲漏。周期性泄露有一下及格原因：（1）泵轉(zhuǎn)子軸向竄動(dòng)量大，輔助密封與軸的過盈量大，動(dòng)環(huán)不能在軸上靈活移動(dòng)。在泵翻轉(zhuǎn)，動(dòng)、靜環(huán)磨損后，得不到補(bǔ)償位移。（2）密封面油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面。（3）轉(zhuǎn)子周期性振動(dòng)。原因是定子與上、下端蓋未對(duì)中或葉輪和主軸不平衡，汽蝕或軸承損壞（磨損），這種情況會(huì)縮短密封壽命和產(chǎn)生滲漏。

5.因其他問題引起的機(jī)械密封滲漏。機(jī)械密封中還存在設(shè)計(jì)、選擇、安裝等不夠合理的地方。（1）彈簧壓縮量一定要按規(guī)定進(jìn)行，不允許有過大或過小的現(xiàn)象，誤差±2mm，壓縮量過大增加端面比壓，摩擦熱量過多，造成密封面熱變形和加速端面磨損，壓縮量過小動(dòng)靜環(huán)端面比壓不足，則不能密封。（2）安裝動(dòng)環(huán)密封圈的軸（或軸套）端面及安裝靜環(huán)密封圈的密封壓蓋（或殼體）的端面應(yīng)倒角并修光，以免裝配時(shí)碰傷動(dòng)靜環(huán)密封圈。（3）水泵殼體變形對(duì)機(jī)械密封影響嚴(yán)重。

機(jī)械密封本身是一種要求較高的精密部件，對(duì)設(shè)計(jì)、機(jī)械加工、裝配質(zhì)量都有很高的要求。在使用機(jī)械密封時(shí)，應(yīng)分析使用機(jī)械密封的各種因素，使機(jī)械密封適用于各種泵的技術(shù)要求和使用介質(zhì)要求且有充分的條件，這樣才能保證密封長(zhǎng)期可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，檢修裝配人員在安裝使用機(jī)械密封時(shí)，應(yīng)分析使用機(jī)械密封的各種因素，使機(jī)械密封適用于泵的技術(shù)要求，具備充分的條件，這樣才能保證密封長(zhǎng)期可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)。機(jī)械密封的泄漏處理，須在長(zhǎng)期巡檢、維修實(shí)踐基礎(chǔ)上，對(duì)泄漏癥狀進(jìn)行觀察、分析、判斷，才能得出正確結(jié)論。

參考文獻(xiàn)

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