提高泵用機(jī)械密封有效性的方法

摘 要：機(jī)械密封裝置由于泄漏量少、功率消耗低、使用時(shí)間較長(zhǎng)、性能優(yōu)良等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于石化企業(yè)傳動(dòng)設(shè)備之中。應(yīng)用過程中，機(jī)械密封是傳動(dòng)設(shè)備中的重要部件，對(duì)機(jī)械密封泄漏原因分析和故障及時(shí)處理是保障設(shè)備正常運(yùn)行，裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行的日常性工作。文章將從泵用機(jī)械密封泄漏原因以及提高泵用機(jī)械密封有效性方法這兩個(gè)方面進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：機(jī)械密封；有效性；泵用機(jī)械

引言

機(jī)械密封是利用一對(duì)或幾對(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）作用下保持接合并配以輔助密封而達(dá)到的阻漏的軸封裝置。機(jī)械密封具有以下優(yōu)勢(shì)：泄漏量少、所消耗的功率低、使用時(shí)間長(zhǎng)，性能優(yōu)良等特點(diǎn)，在石化企業(yè)中，機(jī)械密封得到了更為廣泛的應(yīng)用。泵用機(jī)械在運(yùn)行時(shí)因?yàn)闄C(jī)械密封泄漏造成物料損失，環(huán)境污染、停機(jī)檢修甚至系統(tǒng)停車，對(duì)企業(yè)設(shè)備長(zhǎng)周期運(yùn)行產(chǎn)生系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)，所以，提高機(jī)械密封有效性對(duì)石化企業(yè)設(shè)備管理尤為重要。

1 常用機(jī)械密封泄漏出現(xiàn)的原因

1.1 機(jī)械密封材料與介質(zhì)存在不匹配的現(xiàn)象

在選擇材料時(shí)需要考慮介質(zhì)的溫度以及腐蝕程度。高溫介質(zhì)可以使橡膠變硬，金屬失去強(qiáng)度，腐蝕加速，并且材料受熱膨脹引起密封間隙變化。而低溫介質(zhì)會(huì)使橡膠失去彈性、金屬變得脆弱，物料的黏性增加。因此，所選擇的機(jī)封端面材料應(yīng)該能耐腐蝕并且不容易脫落、起泡。密封端面一般采用石墨、碳化硅等材料，因?yàn)樗哂心Σ烈蛩氐汀a(chǎn)生的熱量小、更耐腐蝕的特點(diǎn)。而碳化硅材料比較脆弱，比較容易斷裂。碳化鎢材料也是一種很好地做端面的材料，但是其耐腐蝕性不足。高溫油類介質(zhì)選擇氟橡膠或PETT，而低溫甲醇類介質(zhì)經(jīng)驗(yàn)是三元乙丙橡膠。根據(jù)不同的介質(zhì)選擇相應(yīng)機(jī)械密封材料是密封正常運(yùn)行的保證。

1.2 加工精度不夠

機(jī)械密封的端面粗糙度與整體的形狀與機(jī)械密封的性能有直接的影響。在實(shí)際工作中，通常情況下，機(jī)械密封都處于混合摩擦的狀態(tài)中，它的彈簧壓力和密封的壓力之間形成的總負(fù)載力是由密封端面的液膜壓力和微凸體共同負(fù)荷的。潤(rùn)滑區(qū)所形成的摩擦力以及微凸體接觸的部分所形成的摩擦力會(huì)使得密封零件磨損，從而有形成機(jī)械泄漏。端面一般粗糙度要求不大于0.8um，加工精度和長(zhǎng)時(shí)間磨損引起的端面精度變化是機(jī)械密封泄漏的重要原因。

1.3 機(jī)械密封安裝質(zhì)量問題

對(duì)于機(jī)械密封的安裝問題，比較常見的有：轉(zhuǎn)子竄量有所超標(biāo)、密封封得過緊或過松、螺釘擰得不夠均勻、靜環(huán)與軸線之間不垂直等等問題，這些都會(huì)導(dǎo)致機(jī)械密封泄漏。轉(zhuǎn)子竄量超標(biāo)主要有3個(gè)方面的影響因素：（1）軸承安裝出現(xiàn)錯(cuò)誤，軸承的壓蓋或軸承額定帽蓋沒有固定好；（2）沒有選擇合適的軸承型號(hào)；（3）葉輪背帽沒有擰緊，正確的處理方法是，首先將軸承背蓋固定好，其次是對(duì)推力軸承進(jìn)行調(diào)整，使得軸的軸向竄動(dòng)量不超過0.125mm，最后將葉輪背帽固定好。

1.4 泵振動(dòng)較大

泵振動(dòng)偏大會(huì)使機(jī)械密封出現(xiàn)失效，泵振動(dòng)的因素有很多，密封性也會(huì)變差，泵振動(dòng)時(shí)會(huì)導(dǎo)致動(dòng)靜環(huán)分離、跑偏，致使密封泄漏。所以，在泵用機(jī)械運(yùn)行過程中，要隨時(shí)關(guān)注泵振動(dòng)情況，對(duì)泄漏情況密切觀察，查清造成泵振動(dòng)的原因，從而有效解決故障問題。常見的泵震動(dòng)原因有設(shè)備基礎(chǔ)不規(guī)范，電機(jī)和泵軸不同心，介質(zhì)引起的氣蝕等原因。

2 提高泵用機(jī)械密封有效性的方法

2.1 正確選型

正確地選擇泵用機(jī)械密封型式，能有效地增加設(shè)備運(yùn)行的時(shí)間。于石化企業(yè)而言，常用的高溫?zé)嵊捅糜泻芏喾N。它們的主要特點(diǎn)是：使用的溫度比較高，可達(dá)到350攝氏度左右，介質(zhì)的黏度比較大。一般采用金屬波紋管機(jī)械密封。波紋管的組件材料可以選用特種的耐高溫合金材料。高溫泵用機(jī)械密封對(duì)于波紋管的組件材料要求高，最好選用耐高溫的合金材料。但是很多企業(yè)為了降低成本，只是選擇了普通材料，所以，在高溫的情況下很容易發(fā)生失去彈性的情況。除此之外，還要防止波紋管出現(xiàn)扭斷的情況，在一些減壓裝置中，系統(tǒng)通常會(huì)負(fù)壓，密封環(huán)內(nèi)如果利用硬質(zhì)合金進(jìn)行配對(duì)，端面會(huì)因?yàn)槿鄙贊?rùn)滑的因素而使得波紋管組件出現(xiàn)扭斷的情況。

2.2 提高安裝技術(shù)水平

在進(jìn)行機(jī)械密封安裝時(shí)，要對(duì)員工進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，從而減少安裝過程中出現(xiàn)問題，避免不必要的錯(cuò)誤發(fā)生。員工首先要仔細(xì)地閱讀裝配指示圖，對(duì)裝配的安裝順序了解清楚，并嚴(yán)格地根據(jù)裝配的操作技術(shù)要求進(jìn)行機(jī)械密封裝配。同時(shí)，需要特別注意，在安裝前，確保安裝密封面是平滑整潔的，特別是旋轉(zhuǎn)環(huán)與靜止環(huán)之間端面的清潔程度，如果發(fā)現(xiàn)上面有其他贓物，要用紗布對(duì)其進(jìn)行擦拭，應(yīng)將軸端以及密封端的倒角修整平滑，擦拭干凈軸肩與密封端面的端圓的地方。對(duì)靜環(huán)密封圈進(jìn)行清洗時(shí)要首先對(duì)密封圈的材料進(jìn)行檢查，防止對(duì)其不恰當(dāng)?shù)那逑磳?dǎo)致密封圈膨脹或者變形（注意：三元乙丙橡膠不能用油清洗），從而使得機(jī)封裝置使用壽命減短，提前老化。同時(shí)，在安裝結(jié)束后，對(duì)設(shè)備進(jìn)行介質(zhì)調(diào)試時(shí)，要確保設(shè)備的及封油系統(tǒng)完整正常的運(yùn)行。

2.3 注意密封裝置的加工精度

造成機(jī)械密封的原因多種多樣，所以，為了減少機(jī)械密封出現(xiàn)的概率，提高機(jī)械密封的效果。首先要提高機(jī)械密封自身的材料的加工精度，以及其輔助性材料和零件的加工精度，使得轉(zhuǎn)子的軸向竄動(dòng)以及泵用機(jī)械振動(dòng)減少。工作人員加強(qiáng)日常的維護(hù)工作，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)異常問題，對(duì)于一些已經(jīng)出現(xiàn)損壞的零件，應(yīng)該及時(shí)地進(jìn)行零件的更換，從而保證機(jī)械的正常運(yùn)行，減少機(jī)械密封泄漏情況的發(fā)生。

2.4 加強(qiáng)機(jī)械密封的運(yùn)行管理

（1）在泵啟動(dòng)前，要進(jìn)行充分地排氣，以確保密封腔內(nèi)有充足的液體。在輸送凝固介質(zhì)時(shí)，要利用蒸汽將密封腔加熱使得介質(zhì)溶化。如果泵用機(jī)械在啟動(dòng)后，發(fā)現(xiàn)有泄漏的現(xiàn)象，應(yīng)該對(duì)其再觀察一段時(shí)間，在持續(xù)運(yùn)行了4個(gè)小時(shí)之后依舊有泄漏情況，相關(guān)工作人員應(yīng)該立即停泵運(yùn)行。（2）對(duì)機(jī)械密封和其輔助的封油裝置以及管線的安裝情況進(jìn)行檢查，看其是否符合安裝的要求，密封的輔助系統(tǒng)是否可以投入使用。（3）當(dāng)泵用機(jī)械停止運(yùn)行后，不能馬上將封油腔以及端面密封的冷卻水停止運(yùn)行，正確的操作步驟是等密封處的油溫下降到低于80攝氏度時(shí)再將冷卻水關(guān)停，避免損壞了密封的零件。（4）泵用機(jī)械操作壓力應(yīng)該處于平穩(wěn)的狀態(tài)，壓力的波動(dòng)應(yīng)該不超過0.1MPa。在泵用機(jī)械運(yùn)行過程中，防止機(jī)械出現(xiàn)抽空的情況，從而造成密封面形成摩擦而使得密封泄漏。

3 結(jié)束語

綜上所述，提高機(jī)械密封有效性，要根據(jù)機(jī)械設(shè)備的實(shí)際情況，針對(duì)機(jī)械設(shè)備的裝置要求，正確選型、認(rèn)真進(jìn)行精度檢查，規(guī)范安裝，要嚴(yán)格按操作規(guī)范進(jìn)行操作，及時(shí)維護(hù)保養(yǎng)。從而減少機(jī)械密封泄漏的情況，有效地降低故障的發(fā)生率。與此同時(shí)，造成機(jī)械泄漏的原因，以及判斷機(jī)械泄漏的情況是多樣的，相關(guān)人員要在實(shí)際的工作中不斷地探索并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，通過仔細(xì)的分析，有效地解決相關(guān)的故障，促進(jìn)機(jī)械密封的安全順利的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]李宏范，胡金平，朱健，等.泵用機(jī)械密封失效原因分析與預(yù)防措施[J].化工裝備技術(shù)，2015，18（2）：77.

[2]張文平.機(jī)械密封的應(yīng)用探討[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2014，89（5）：36.

[3]劉尚明.化工企業(yè)延長(zhǎng)泵用機(jī)械密封使用壽命的有效措施[J].化機(jī)制造，89（1）：78.

[4]劉旭，田文君.淺談泵用機(jī)械密封[J].化工技術(shù)與開發(fā)，2015，25（4）：25.

作者簡(jiǎn)介：曹育瑋（1968，08-），男，陜西西安人，工作單位：陜西煤化能源有限公司，職務(wù)：總工辦工程師。