機(jī)械密封在氧化鋁行業(yè)的應(yīng)用

摘要：本文介紹了機(jī)械密封的定義和常用形式，結(jié)合氧化鋁生產(chǎn)的實(shí)際闡述了機(jī)封安裝、使用的經(jīng)驗(yàn)，分析了機(jī)封失效和泄漏的原因并提出改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：機(jī)械密封；安裝；使用；失效；泄漏

1.機(jī)械密封的工作原理

1.1.機(jī)械密封的定義

在國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的定義：由至少一對(duì)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面組成，在流體壓力及補(bǔ)償機(jī)構(gòu)彈力（或磁力）共同作用下，以及輔助密封圈的配合下， 該對(duì)端面保持貼合并相對(duì)滑動(dòng)而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置。按照補(bǔ)償機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)狀況分為旋轉(zhuǎn)式和靜止式機(jī)封；按照靜環(huán)安裝位置可分為內(nèi)裝式和外裝式機(jī)封；按照密封面上介質(zhì)載荷的作用情況可分為平衡型和非平衡型機(jī)械密封。

1.2. 機(jī)封的基本結(jié)構(gòu)：

機(jī)械密封一般有4個(gè)密封點(diǎn)，如圖1所示A、B、C、D點(diǎn)。

A點(diǎn)為端面密封點(diǎn)。這是一個(gè)動(dòng)密封點(diǎn)，它靠彈性元件（彈簧、波紋管或波紋管加彈簧）和密封流體壓力，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的接觸面（端面）上，產(chǎn)生一個(gè)適當(dāng)?shù)膲壕o力（比壓），使這兩個(gè)光潔、平直的端面緊密貼合而達(dá)到密封目的。

B點(diǎn)為靜環(huán)與壓蓋端面之間的密封點(diǎn)。這是一個(gè)靜密封點(diǎn)，用橡膠或聚四氟乙烯密封圈來(lái)防止液體從靜環(huán)與壓蓋之間隙的泄漏。

C點(diǎn)為動(dòng)環(huán)與軸（或軸套）配合之間的密封點(diǎn)。這也是一個(gè)靜密封點(diǎn)，當(dāng)動(dòng)、靜環(huán)端面磨損時(shí)，輔助密封圈與動(dòng)環(huán)應(yīng)能補(bǔ)償磨損的軸向移動(dòng)。

D點(diǎn)為壓蓋與機(jī)體（密封箱體）之間的密封點(diǎn)，這也是一個(gè)靜密封點(diǎn)，用螺栓壓緊密封圈或密封墊片，實(shí)現(xiàn)無(wú)泄漏。

2. 機(jī)械密封的安裝和使用

2.1. 下表是根據(jù)我廠13年對(duì)70套損壞機(jī)封統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)：

從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得出：因使用和安裝因素造成機(jī)封損壞占到總數(shù)的88.6%，因此，必須高度抓好安裝和使用的的各個(gè)環(huán)節(jié)。

2.2 . 安裝密封前的準(zhǔn)備工作：

安裝前的準(zhǔn)備工作是整個(gè)安裝過(guò)程的關(guān)鍵，準(zhǔn)備越充分，設(shè)備開(kāi)起后機(jī)封使用的可靠性越高。

2.2.1.檢查機(jī)械密封包裝盒上標(biāo)注的型號(hào)是否和泵的使用要求一致，對(duì)于非平衡機(jī)封還要檢查密封面，輔助密封圈等有無(wú)損傷、變形、裂縫等現(xiàn)象，若有缺陷，必須更換。對(duì)于集裝式結(jié)構(gòu)的機(jī)械密封，不必拆開(kāi)檢查。

2.2.2.檢查機(jī)械密封軸套的長(zhǎng)度、內(nèi)徑，最可靠的辦法是將其與拆換下的舊機(jī)械密封的尺寸做比較，也可采用機(jī)械密封與軸試裝的辦法檢查軸套。

2.2.3.檢查機(jī)封箱與機(jī)械密封的配合尺寸以及螺釘連接尺寸，做到安裝心中有數(shù)，避免錯(cuò)誤安裝造成機(jī)封損壞。

2.2.4.如果因振動(dòng)造成的設(shè)備損壞，要進(jìn)行泵軸的竄動(dòng)量、徑向跳動(dòng)度、同軸度是否符合技術(shù)要求，一般情況下將各結(jié)合面清理干凈即可滿(mǎn)足安裝要求。

2.2.5.裝入前必須將軸或軸套、機(jī)封箱體、密封端面及機(jī)封本身清擦干凈，防止任何雜質(zhì)進(jìn)入機(jī)封箱內(nèi)，切記不允許用不清潔的不檫拭密封端面。

2.2.6.不允許用工具敲擊密封端面，以防止密封件被損壞。

2.3. 機(jī)械密封的安裝

2.3.1.在機(jī)械密封橡膠O型圈和軸套或軸表面涂一層機(jī)油，便于安裝。特別注意的是：乙丙、丁基等材料的橡膠圈不能與油或脂接觸，推薦采用動(dòng)物油或肥皂潤(rùn)滑。

2.3.2.將靜環(huán)密封圈套在靜環(huán)上并涂上潤(rùn)滑劑，并將靜環(huán)的防轉(zhuǎn)銷(xiāo)對(duì)準(zhǔn)機(jī)封箱上的凹槽，檢查其能否滿(mǎn)足技術(shù)要求，之后把靜環(huán)組合件、密封圈等旋轉(zhuǎn)件一同套在軸上相應(yīng)位置，最后安裝上帶靜環(huán)的壓蓋。在安裝機(jī)械密封的緊定螺栓和連接螺栓時(shí)，每組螺栓應(yīng)采用對(duì)稱(chēng)擰緊的辦法，防止安裝偏差。

2.3.3.在未固定壓蓋之前應(yīng)檢查是否有異物粘附在摩擦副的端面上，用手推補(bǔ)償環(huán)做軸向壓縮，松開(kāi)后補(bǔ)償環(huán)能自動(dòng)彈回?zé)o卡滯現(xiàn)象，最后才能將壓蓋螺栓均勻緊固。

2.3.4.安裝葉輪時(shí)，應(yīng)一邊盤(pán)車(chē)一邊觀察安裝核實(shí)尺寸，檢查壓蓋、靜環(huán)與軸是否有摩擦，感覺(jué)應(yīng)均勻；機(jī)封軸套有卡環(huán)時(shí)，應(yīng)保證卡環(huán)與壓蓋的間隙尺寸2～3mm，如有超差應(yīng)調(diào)節(jié)泵軸予以保證，否則容易引起卡環(huán)與壓蓋的摩擦影響使用。

2.3.5.檢查進(jìn)出冷卻水管路是否暢通，接上機(jī)封的冷卻水，檢查機(jī)封有無(wú)泄漏。

2.3.6.按照旋轉(zhuǎn)方向手動(dòng)盤(pán)車(chē)，檢查轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活，泵腔內(nèi)有無(wú)不正常聲音，若有異常必須檢查調(diào)整。

2.3.7.打開(kāi)泵進(jìn)口閥門(mén)，引入物料進(jìn)行靜壓實(shí)驗(yàn)，檢查泵殼等處的密封狀況。無(wú)問(wèn)題后開(kāi)啟電機(jī)，緩慢調(diào)節(jié)變頻器頻率至15Hz，一方面檢查泄漏情況，另一方面排出密封腔中氣體，最后等待開(kāi)車(chē)。

3.機(jī)封出現(xiàn)泄漏原因分析及對(duì)策：

機(jī)封出現(xiàn)泄漏的原因很多，以下幾點(diǎn)使我們?cè)谏a(chǎn)中經(jīng)常遇到的機(jī)封泄漏，供大家交流借鑒：

3.1. 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(wèn)題；泄漏量較大時(shí)，則表明動(dòng)、靜環(huán)摩擦副間存在問(wèn)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(pán)車(chē)觀察，若泄漏量無(wú)明顯變化則靜、動(dòng)環(huán)密封圈有問(wèn)題；如盤(pán)車(chē)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(wèn)題；如泄漏介質(zhì)沿軸向噴射，則動(dòng)環(huán)密封圈存在問(wèn)題居多，泄漏介質(zhì)向四周?chē)娚浠驈乃鋮s孔中漏出，則多為靜環(huán)密封圈失效。

3.2. 試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)的泄漏

泵用機(jī)械密封經(jīng)過(guò)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：

3.2.1.操作中，因抽空、氣蝕、憋壓等異常現(xiàn)象，引起較大的軸向力，使動(dòng)、靜環(huán)接觸面分離，這點(diǎn)要求我們?cè)谠囘\(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)頻率不能調(diào)的過(guò)高，一般在15Hz左右，試車(chē)五分鐘以?xún)?nèi)。

3.2.2.動(dòng)環(huán)密封圈過(guò)緊，彈簧無(wú)法調(diào)整動(dòng)環(huán)的軸向浮動(dòng)量；

3.2.3.工作介質(zhì)中有顆粒狀物質(zhì)，運(yùn)轉(zhuǎn)中進(jìn)人摩擦副，損傷動(dòng)、靜環(huán)密封端面，試車(chē)前要先把冷卻水開(kāi)啟，形成機(jī)封腔內(nèi)正壓。

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(guò)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。

3.3 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。

3.3.1.抽空、氣蝕或較長(zhǎng)時(shí)間憋壓，造成機(jī)封使用工況發(fā)生變化，導(dǎo)致密封破壞；

3.3.2.泵的實(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，出現(xiàn)這種情況，說(shuō)明泵沒(méi)有工作在效率區(qū)間，應(yīng)及時(shí)調(diào)整輸出量，如出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行還容易出現(xiàn)斷軸。

3.3.3.對(duì)較長(zhǎng)時(shí)間停用的泵，重新起動(dòng)時(shí)必須先手動(dòng)盤(pán)車(chē)，防止摩擦副因粘連而扯壞密封面。泵長(zhǎng)時(shí)間不運(yùn)行，要把機(jī)封的冷卻水管拆下并串聯(lián)起來(lái)，把機(jī)封內(nèi)的冷卻水吹出，避免機(jī)封腔內(nèi)結(jié)垢。

3.3.4.工況頻繁變化或調(diào)整；

離心泵在正常運(yùn)轉(zhuǎn)中突然內(nèi)泄漏，如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，極易造成冷卻水系統(tǒng)污染，往往會(huì)釀成與之并用的泵類(lèi)設(shè)備機(jī)封損壞，日常巡檢中要加大對(duì)機(jī)封水槽水質(zhì)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)水質(zhì)變混要及時(shí)置換機(jī)封水。

參考文獻(xiàn)：

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