淺談化工機械密封技術應用與分析

吳 凱

（中國石化管道儲運有限公司，江蘇 徐州 221000）

機械密封具有效果明顯、可靠性高、互換性好、結構簡單而緊湊、檢修方便等特點，廣泛應用于石油、化工企業各類機械設備中。隨著化工企業流程化、自動化水平的不斷提高，其配套機械設備的平穩運行顯得尤為重要，密封效果的好壞早已成為評定機械產品質量和穩定性的一個重要指標。

1 機械密封

機械密封是依靠固定在泵軸上動環和固定在泵殼上的靜環，動、靜環的兩端面間在彈簧力作用下保持緊密貼合接觸，達到阻漏的密封裝置。在化工行業多用于各類泵、釜、壓縮機等設備的旋軸的端面密封。

1.1 機械密封結構組成

機械密封的基本元件是由靜止環、動環、壓蓋、推環、彈簧、定位環、軸套、動環的密封、靜止環的密封等組成。一般機械密封的靜止環用軟材，動環用硬材。由單端面機械密封和雙端面機械密封兩種結構形式組成。

1.2 機械密封工作原理

機械密封工作原理是補償彈性構件和流體壓力的作用下，在平面摩擦副的貼合面之間形成一層液體薄膜，配以輔助密封達到端面密封的效果。這層液體薄膜起到了平衡動壓力、靜壓力和潤滑的作用。圖1是機械密封的示意圖。

1.3 機械密封特點

機械密封具有以下工作特點：

（1）基本可以達到完全密封，在輸送有爆炸危險或有毒介質時能保證安全；

（2）機械損失少，大幅提高輸送效率；

（3）安裝面確定后，端面密封裝置能自動調整，對操作與維護的要求不高；

（4）結構緊湊，外觀尺寸小，特別是在高壓下更為明顯；（5）加工制造精度高，結構復雜。

2 機械密封的泄漏

正常工況條件下，化工機械密封的泄漏量控制在0.2～3mL／min之間。但是大多數化工機械密封由于各種突發情況、人為誤操作、沖洗失效、工況改變等不可克服的原因，都可能造成泄漏改變。

2.1 泄漏點的觀察位置

一般出現泄露點位置是：

（1）靜密封環端面（密封圈）的泄露；

（2）平面摩擦副貼合面的泄露；

（3）動環與軸套密封的泄露；

（4）壓蓋與殼體接觸面密封圈的泄露；

（5）軸套密封圈的泄露。

2.2 泄漏量的計量判斷

一般來說，泄漏量的大小與機械密封的軸徑成正比。轉軸直徑d≦50mm 時，,漏泄量 t≦3mL/min；轉軸直徑 50≦d≦120mm,泄漏量 t≦6mL/min。但是在實際工作中，毫升比較抽象，難以計量和判斷的，取而代之的是“每分鐘多少滴”，直觀實用。例如：化工器械密封軸徑對化工輸油泵機械密封，要求高壓端泄漏量t≦30滴／min。

2.3 密封端面對泄漏量的影響

密封端面直接影響著泄漏量的多少，因此其加工工藝、加工質量要求非常高。安裝機械密封時務必嚴格控制壓緊力，保證其單位面積上受到的壓緊力在規定的范圍內。如若壓緊力過大，泄漏量減少，導致潤滑系統故障，加劇端面磨損；反之則泄漏量加大。

3 機械密封失效的原因分析

3.1 機械原因導致密封失效

（1）關鍵件的機加工精度不合格；

（2）泵轉軸與軸套之間的配合（過盈或間隙）精度不合格；

（3）安裝聯軸器時不同心、平行度較差，導致徑向力過大；

（4）軸向力偏大；

（5）其它零部件安裝不合格并產生振動，增大機械密封的振動。

3.2 機械密封磨損超差

（1）密封圈受力不均、厚薄不勻、老化變型或壓偏；

（2）機械密封壓蓋位置偏移，靜環密封圈損壞；

（3）機械密封彈簧壓力不勻；

（4）機械密封摩擦副端面損傷；

（5）機械密封固定螺釘折彎變形或斷裂失效。

3.3 其它原因

（1）泵入口堵塞，有抽空現象、汽蝕現象嚴重、泵體長時間憋壓，導致密封破壞；

（2）冷卻水、潤滑油由于冷卻系統管路堵塞、損壞等故障，致使供應不足或中斷，從而導致密封破壞；

（3）啟泵前未按照操作規程將泵體排空、盤車，導致密封破壞；

（4）密封腔內有空氣，導致密封破壞；

（5）有化學腐蝕性強和顆粒介質通過吞化系統進入摩擦副，導致動、靜環的密封端面損壞；

（6）人為操作不當、機械故障，其它設備（例如各種保護）誤動作，導致密封破壞；

（7）突然停電或外因停機，導致密封破壞。

4 優化運行提高密封效果

4.1 連續平穩運行

正確的操作和日常維護保證化工企業設備在高效工作區的平穩運行，為機械密封提供了良好運行的環境，做到“一點一案、一點一記”，從而最大限度延長密封壽命。

4.2 觀察泄漏量

定時、定人有針對性的檢查化工機械密封泄漏，并認真記錄并分析沖洗介質的壓力、流量、溫度等技術參數，通過日常積累提高員工的故障預判能力。

4.3 技術革新

根據設計要求及時新舊密封更新，利用密封拆修的時機組織技術人員學習，積極改良設備優化運行，不斷技術革新。

4.4 計劃檢修

充分利用每年兩次的春、秋檢，保證機械密封在檢修間隔期內的正常運行,實現密封嚴密可靠,從而能保證化工機械的壽命。

5 結論

隨著機械產品技術水平的不斷提高，許多新技術、新觀念廣泛應用于化工企業的新型設備之中，機械密封仍然起到舉足輕重的作用，這就要求廣大的企業員工在日常的使用、維護工作中多檢查、多留意、多分析，本文總結化工機械密封常見故障原因分析和處理措施，同時通過員工技術培訓、經驗交流、實操演練最大限度的保證企業設備安全、平穩、經濟、高效的運行。

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