關于離心泵機械密封的選用探討

冀海波

（丹東波紋管密封有限公司，遼寧丹東 118300）

關于離心泵機械密封的選用探討

冀海波

（丹東波紋管密封有限公司，遼寧丹東 118300）

機械密封具有泄漏量少、使用期限長的優勢，因此機械密封在石油、化工、冶金等領域得到了廣泛的應用，但是也有相關文獻指出，密封失敗嚴重影響了產品的使用質量，也對企業的平穩發展造成了重大影響。如何提高機械密封的穩定性，是探討的主要內容。

離心泵；機械密封；穩定性

機械密封又被稱為端面密封，是目前旋轉設備主要采用的軸密封方式。但是密封泄漏嚴重影響了機械密封的應用效果，因此，選擇合適的機械密封方式對于密封的有效性具有重要影響。文章主要針對離心泵機械密封的選用展開分析。

1 機械密封的原理

機械密封主要是利用彈性元件對靜環端面和動環端面密封預緊以及介質壓力與彈性原理之間的壓緊從而達到密封效果的裝置。機械密封主要是由靜環端面、動環端面、壓緊原件和密封原件等組成[1]。動靜環端面能夠形成摩擦副，動環主要利用密封空間中的壓力將端面壓實，并讓動靜端面產生一定的比壓和一層薄膜，能夠起到密封的效果。壓緊元件能夠讓離心泵在不運作的情況下也能保持與端面緊貼的狀況，這主要是由于其能夠產生壓力，從而起到密封的效果，預防介質外泄以及外部雜志進入密封空間中。密封圈主要起到緩沖離心泵沖擊或振動的作用。機械密封不是通過單獨的原件完成的，其需要通過其他組織結構一起運作才能完成的，如圖1所示。

圖1 典型離心泵機械密封結構

2 離心泵機械密封失敗的原因分析

筆者簡單就離心泵機械密封失敗的原因進行分析：①泵抽空：泵抽空主要是由于離心泵在開啟前未進行灌泵、進入空氣、液體不足或介質汽化等因素影響，主要表現為出口壓力接近0或入口壓力，機械密封的摩擦副則由于干而磨損失效。在拆卸檢查時能夠發現表面出現環狀溝紋或橡膠圈老化等表現[2]。②汽蝕：介質溫度過高時，容易出現汽化的現象，當汽化介質流入高壓區時出現凝結的現象，導致周圍流體以較快的速度向其流出地沖擊，從而形成了較大的壓強。這種現象的特點是離心泵運轉過程中會產生較大的水流沖擊，增加了泵的振動強度。出現汽蝕后，水流沖擊使得軸發生劇烈震蕩，容易導致動靜端面以及密封圈出現破損，導致密封泄漏[3]。在拆卸檢查時能夠發現波紋管破損、靜環脫位、密封圈破損等現象。③泵振動過大：由于制造質量以及安裝等方面的影響，離心泵存在著振動問題。振動出現的原因主要是由于轉軸不平衡、機泵不穩定、滾動軸故障等問題的影響。若軸承箱最大振幅超過0.06mm，則需要停止作業。振動根據其方向可分為垂直、水平和軸向三種，其中軸向振動的危害最大。當泵振動過大時，動靜端面之間會出現分離的問題，從而導致密封空間被開啟。在拆卸檢查時能夠發現密封面有大量摩擦痕跡。④泵軸彎曲：泵軸彎曲會導致機械密封在安裝過程中出現較大的撓度，若密封面的壓力不均勻，會影響密封效果，容易發生泄漏的問題。

3 離心泵機械密封選用時需要考慮的因素

3.1 介質的理化性質

若介質無腐蝕性，可以采用內裝式機械密封；若介質存在較大的腐蝕性，可采用外裝式機械密封。若介質具有易結晶、粘度高且有固體顆粒的特征，可以采用單彈簧機械密封。若介質具有易燃、易爆、化學毒性的特征時，需要采用雙重機械密封，保障密封的穩定性。

3.2 密封壓力

密封壓力是離心泵機械密封時必須考慮的重要參數，一般情況下，密封壓力＜0.7MPa時，一般的機械密封均能符合使用標準。密封壓力為0.7～1.2MPa時，一般采用平衡型機械密封。當密封壓力超過12MPa時，可以采用串聯密封方式，能夠實現有效降壓。

3.3 工作轉速

工作轉速主要是指密封面旋轉時的線速度，其對于機械密封的穩定性和端面破損程度有一定的相關性。當工作轉速超過30m/s時，也就是常說的高速密封，主要用于靜止式機械密封中。

3.4 密封輔助系統

機械密封端面需要有一個液體膜，能夠減小密封端面之間的摩擦，各元件保持良好的使用性能是確保密封穩定的重要前提。但是在惡劣工作環境的影響下，是很難保持良好的使用性能。因此需要使用密封輔助系統進行冷卻、潤滑、過濾等工作，從而保證密封的穩定性。

4 結束語

文章首先介紹了機械密封的原理，然后分析了離心泵機械密封失敗的原因，最后提出了離心泵機械密封選用時需要考慮的因素，旨在提高機械密封的穩定性和安全性。

[1]郭海峰，張玉梅.離心泵機械密封失效原因分析及消除措施[J].化學工業，2014，28（1）：34-36.

[2]王敏，趙睿.高溫泵機械密封失效分析與改進[J].石油化工設備，2015，38（6）：98-99.

[3]曾鐵成.多級臥式離心泵機械密封安裝孔維修[J].石油化工設備，2014，40（1）：58-61.

Discussion on the Selection of Mechanical Seal for Centrifugal Pump

Ji Hai-bo

the mechanical seal has less leakage and long term advantages，so the mechanical seal in the petroleum，chemical，metallurgy and other fi elds has been widely used，but there are literatures pointed out that seal failure seriously affect the quality of the product，has exerted great infl uence on the stable development of enterprises.How to improve the stability of the mechanical seal is the main content of the paper.

centrifugal pump；mechanical seal；stability

TH311

A

1003-6490（2016）08-0047-01

2016-08-18

冀海波（1982—），男，黑龍江尚志人，助理工程師，主要研究方向為機械密封。