化工廠常用機械密封的失效分析及裝配質量控制

　　隨著社會的發展，社會對于化工廠機械密封結構的設計的標準化和規范化程度的要求越來越高，基于此，本文筆者將淺述化工廠常用的機械密封的失效分析以及裝配質量的控制。

　　《機械工程學報》(半月刊)創刊于1953年，是由中國機械工程學會主辦、機械工業信息研究院承辦的機械工程類高學術水平期刊。本刊是中國機械工程領域的頂級學術刊物，主要報道機械工程領域及其交叉學科、新興學科、邊緣學科等領域具有創新性及重要意義的前沿基礎研究、應用研究的最新科研成果。

　　隨著經濟的發展，環境的問題受到社會的廣泛的關注，綠色制造的觀念被提出。在化工企業中，環境問題變得越來越重要。化工產品的滴漏問題逐漸成為各個企業重點關注的問題。目前化工廠動設備使用的密封方式一般是機械密封，機械密封具有密封性好、性能穩定、泄油量少、摩擦功耗低以及對軸的磨損小等優點。機械密封的良好的密封性能為化工廠的生產裝置的安全和長期的運行打下了良好的基礎。雖然機械密封在實際的生產中不斷的被改進和完善，在社會的生產中也得到廣泛的應用。但是由于各種因素的影響，機械密封的使用壽命不一，長的可以達一到兩年，而短則只有兩三個月甚至是幾個周的時間。因而筆者將結合實際，分析機械密封失效的原因，并提出對應的改進措施。

　　1、機械密封的結構與工作原理

　　機械密封是一種旋轉機械的軸封裝置，是由至少一對垂直于旋轉軸線的端面、在液體壓力和補償機構彈力( 或磁力) 的作用以及輔助密封的配合下、保持貼合并相對滑動而構成的防止流體泄漏的裝置。機械密封主要作用就是把容易泄漏的軸向密封改變成比較難泄漏的端面密封，其結構包括動密封環、靜密封環、彈簧加載裝置和靜密封元件等。

　　在機械密封過程中，兩個密封端面是緊密貼合在一起的，這就使得密封端面之間的分界形成一微小間隙，當有壓介質經過這一間隙時，就會形成極薄的液膜并產生阻力，從而阻止介質泄漏，這種原理還能夠使端面變得潤滑，因而能夠達到長期的密封效果。

　　2、機械密封失效分析

　　機械密封一旦失效，就會伴隨著出現間歇性、持續性或嚴重泄漏現象，加快磨損等，下面分析機械密封失效的原因并提出相應的解決措施。

　　2. 1機械密封出現間歇性泄漏

　　間歇性的泄漏現象主要原因是泵的轉子軸向竄動量太大，動環不能夠及時的補償位移或者是由于泵本身操作出現不平穩，造成壓力變動。

　　處理措施：及時重新調整軸向竄動量;穩定泵的操作壓力。

　　2.2機械密封持續性泄漏

　　對于機械密封持續泄漏問題首先要判斷泄漏源。出現端面密封問題，可能是由于端面不平、裂紋、破碎、出現熱變形或機械變形，零件安裝時受力不均等原因造成的。需要及時的檢查安裝尺寸是否合理，密封和材質是否能夠適于使用工況，密封墊是否壓緊，有無安裝損傷等。然后在檢查密封腔裝配面和其它有關元件對軸線的垂直度。如果出現密封圈與動環未貼緊現象，則檢查或更換密封圈;如果是彈簧力不夠或彈簧力偏心，需要調整或更換彈簧。安裝輔助密封元件過程中可能會出現被壓傷或擦傷，造成介質從軸套間隙中泄漏，O形圈老化等現象。檢查密封槽和倒角是否正常，同時要去除毛刺。

　　2.3機械密封出現嚴重泄漏

　　出現機械密封嚴重泄漏的主要原因及對應措施如下：

　　(1)摩擦副元件出現斷裂現象，需要及時拆開檢查更換動、靜環。

　　(2)動環不能沿軸向浮動，需要檢查彈簧力是否不夠或是否出現卡住或止推環有無被卡住等。

　　(3)彈簧失效。則需要及時的更換新彈簧。

　　(4)防轉銷出現問題，如斷掉或失去作用。需要及時的拆開更換防轉銷。

　　(5)泵猛烈抽空。當離心泵突然出現抽空時，泵腔內內部就會瞬時出現負壓現象。一旦機械密封的彈簧力不能夠支持住這個壓差，則就會造成動、靜環一起作軸向位移。這時就會使得靜環防轉槽脫離防轉銷，同時動環帶動下靜環會自動的旋轉到某一角度。一旦抽空停止后，防轉銷與槽不能恢復到原來的配合位置，則防轉銷就會頂住靜環，造成靜環傾斜進而破壞了機械密封。如果泵出現汽蝕時，抽空次數就會增加。解決這類離心泵的機械密封嚴重泄漏問題必須考慮到防抽空破壞的措施。即在泵抽空時通過一定措施制止防轉銷脫出防轉槽，即限制動環軸向位移，使之小于防轉銷伸入防轉槽內的長度。并且在操作過程中要盡可能的防止泵抽空。

　　2.4機械密封在停用后重新開啟時泄漏

　　機械密封在停用后重新開啟時泄漏的原因及對應的解決措施：

　　(1) 摩擦面有臟物，例如結晶物或水垢等。需要及時的拆開清洗密封件。

　　(2) 彈簧間存在結晶物或固體粒子造成動環或推環卡住等。同樣需要及時的拆開清洗消除。

　　2.5機械密封的摩擦副表面磨損過快

　　造成機械密封的摩擦副表面磨損過快的原因及應對措施：

　　(1)彈簧力過大造成端面比壓過大。需要及時更換合適的彈簧。

　　(2)密封介質的清潔力度不夠，需要加強對密封介質的過濾。

　　(3)彈簧壓縮量太大。調整彈簧。

　　2.6 機械密封在工作時發生尖叫

　　機械密封在工作過程中會發出尖叫的原因是密封端面潤滑不佳的原因，需要及時的加強密封冷卻，消除摩擦熱、改善潤滑條件。從理論上講最適宜的的狀態是摩擦副端面間的潤滑處于半液體摩擦狀態。

　　3、機械密封的裝配控制

　　機械密封部位在制造精度上和安裝精度上都有很嚴格的要求。安裝機械密封部件時，重要的是了解并掌握正確的安裝步驟。