化工厂常用机械密封的失效分析及装配质量控制

　　随着社会的发展，社会对于化工厂机械密封结构的设计的标准化和规范化程度的要求越来越高，基于此，本文笔者将浅述化工厂常用的机械密封的失效分析以及装配质量的控制。

　　《机械工程学报》(半月刊)创刊于1953年，是由中国机械工程学会主办、机械工业信息研究院承办的机械工程类高学术水平期刊。本刊是中国机械工程领域的顶级学术刊物，主要报道机械工程领域及其交叉学科、新兴学科、边缘学科等领域具有创新性及重要意义的前沿基础研究、应用研究的最新科研成果。

　　随着经济的发展，环境的问题受到社会的广泛的关注，绿色制造的观念被提出。在化工企业中，环境问题变得越来越重要。化工产品的滴漏问题逐渐成为各个企业重点关注的问题。目前化工厂动设备使用的密封方式一般是机械密封，机械密封具有密封性好、性能稳定、泄油量少、摩擦功耗低以及对轴的磨损小等优点。机械密封的良好的密封性能为化工厂的生产装置的安全和长期的运行打下了良好的基础。虽然机械密封在实际的生产中不断的被改进和完善，在社会的生产中也得到广泛的应用。但是由于各种因素的影响，机械密封的使用寿命不一，长的可以达一到两年，而短则只有两三个月甚至是几个周的时间。因而笔者将结合实际，分析机械密封失效的原因，并提出对应的改进措施。

　　1、机械密封的结构与工作原理

　　机械密封是一种旋转机械的轴封装置，是由至少一对垂直于旋转轴线的端面、在液体压力和补偿机构弹力( 或磁力) 的作用以及辅助密封的配合下、保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。机械密封主要作用就是把容易泄漏的轴向密封改变成比较难泄漏的端面密封，其结构包括动密封环、静密封环、弹簧加载装置和静密封元件等。

　　在机械密封过程中，两个密封端面是紧密贴合在一起的，这就使得密封端面之间的分界形成一微小间隙，当有压介质经过这一间隙时，就会形成极薄的液膜并产生阻力，从而阻止介质泄漏，这种原理还能够使端面变得润滑，因而能够达到长期的密封效果。

　　2、机械密封失效分析

　　机械密封一旦失效，就会伴随着出现间歇性、持续性或严重泄漏现象，加快磨损等，下面分析机械密封失效的原因并提出相应的解决措施。

　　2. 1机械密封出现间歇性泄漏

　　间歇性的泄漏现象主要原因是泵的转子轴向窜动量太大，动环不能够及时的补偿位移或者是由于泵本身操作出现不平稳，造成压力变动。

　　处理措施：及时重新调整轴向窜动量;稳定泵的操作压力。

　　2.2机械密封持续性泄漏

　　对于机械密封持续泄漏问题首先要判断泄漏源。出现端面密封问题，可能是由于端面不平、裂纹、破碎、出现热变形或机械变形，零件安装时受力不均等原因造成的。需要及时的检查安装尺寸是否合理，密封和材质是否能够适于使用工况，密封垫是否压紧，有无安装损伤等。然后在检查密封腔装配面和其它有关元件对轴线的垂直度。如果出现密封圈与动环未贴紧现象，则检查或更换密封圈;如果是弹簧力不够或弹簧力偏心，需要调整或更换弹簧。安装辅助密封元件过程中可能会出现被压伤或擦伤，造成介质从轴套间隙中泄漏，O形圈老化等现象。检查密封槽和倒角是否正常，同时要去除毛刺。

　　2.3机械密封出现严重泄漏

　　出现机械密封严重泄漏的主要原因及对应措施如下：

　　(1)摩擦副元件出现断裂现象，需要及时拆开检查更换动、静环。

　　(2)动环不能沿轴向浮动，需要检查弹簧力是否不够或是否出现卡住或止推环有无被卡住等。

　　(3)弹簧失效。则需要及时的更换新弹簧。

　　(4)防转销出现问题，如断掉或失去作用。需要及时的拆开更换防转销。

　　(5)泵猛烈抽空。当离心泵突然出现抽空时，泵腔内内部就会瞬时出现负压现象。一旦机械密封的弹簧力不能够支持住这个压差，则就会造成动、静环一起作轴向位移。这时就会使得静环防转槽脱离防转销，同时动环带动下静环会自动的旋转到某一角度。一旦抽空停止后，防转销与槽不能恢复到原来的配合位置，则防转销就会顶住静环，造成静环倾斜进而破坏了机械密封。如果泵出现汽蚀时，抽空次数就会增加。解决这类离心泵的机械密封严重泄漏问题必须考虑到防抽空破坏的措施。即在泵抽空时通过一定措施制止防转销脱出防转槽，即限制动环轴向位移，使之小于防转销伸入防转槽内的长度。并且在操作过程中要尽可能的防止泵抽空。

　　2.4机械密封在停用后重新开启时泄漏

　　机械密封在停用后重新开启时泄漏的原因及对应的解决措施：

　　(1) 摩擦面有脏物，例如结晶物或水垢等。需要及时的拆开清洗密封件。

　　(2) 弹簧间存在结晶物或固体粒子造成动环或推环卡住等。同样需要及时的拆开清洗消除。

　　2.5机械密封的摩擦副表面磨损过快

　　造成机械密封的摩擦副表面磨损过快的原因及应对措施：

　　(1)弹簧力过大造成端面比压过大。需要及时更换合适的弹簧。

　　(2)密封介质的清洁力度不够，需要加强对密封介质的过滤。

　　(3)弹簧压缩量太大。调整弹簧。

　　2.6 机械密封在工作时发生尖叫

　　机械密封在工作过程中会发出尖叫的原因是密封端面润滑不佳的原因，需要及时的加强密封冷却，消除摩擦热、改善润滑条件。从理论上讲最适宜的的状态是摩擦副端面间的润滑处于半液体摩擦状态。

　　3、机械密封的装配控制

　　机械密封部位在制造精度上和安装精度上都有很严格的要求。安装机械密封部件时，重要的是了解并掌握正确的安装步骤。#p#分页标题#e#

　　3.1安装前必须检查零部件是否符合达到了技术要求：

　　a. 动环、静环的接触端面的平直度和光洁度是否符合技术要求。检查端面光洁度;与辅助密封圈接触处光洁度。端面不平直度要求：对液体介质密封为0.0006到0.0009mm。b.轴的轴向窜动量的要求通常是小于0.5mm。如带轴套时，不允许轴套转动。c.安装机械密封部位的轴或轴套。装机械密封圈处的表面不能够有锈斑、裂纹等缺陷，同时其光洁度需要能够达到要求。d.弹簧压缩后的工作长度也要能够符合设计要求，其允差为2mm左右。e.机械密封的弹簧旋向( 主要指使用一只大弹簧且承受扭力的情况)应与泵轴的旋转方向相反，以使之越旋越紧。

　　3.2动环安装过程中，必须确保它在轴或轴套上能够灵活移动。检查每个密封零件及辅助元件的型号、规格和配合尺寸保证全都符合要求。检查零件有无碰伤、变形、裂纹等缺陷，当所有的都合格后就可以可使用。

　　3.3检查轴或轴套表面的光滑性。避免上面有沟痕或杂物附着。

　　3.4 检查轴的窜动量和摆动量能否达到技术要求。

　　3.5安装和装配过程中要尽可能的保持清洁，避免动、静环的密封面被划伤碰坏，防止用工具敲打密封元件。

　　3.6压盖应在联轴器找正位置以后再拧紧，压盖螺栓要尽可能的均匀拧紧，避免出现压盖偏斜现象。

　　3.7机械密封装配完成以后，需要打开密封水阀对机械密封是否泄漏进行检查。用手盘动联轴器看轴转动看是否有松动，如果盘不动或很吃力，还需要进一步检查有关装配尺寸是否合格。

　　总而言之，化工厂中机械密封的结构设计不仅仅是一门专业技术性，也是一门艺术。通过合理优化和规范密封结构，能够有效的保证密封的有效性，从而增加密封的使用周期，降低生产的成本，实现化工企业的生产的安全性、稳定性，给企业长期的运行提供保障。

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