機械密封型式試驗

付昌渝，宿驍

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機械密封型式試驗

付昌渝，宿驍

（四川省機械研究設計院 質檢中心，四川 成都 610063）

泄漏量和磨損量是判定機械密封是否滿足質量要求最重要的參數，其無法直接測定，而是通過型式試驗來獲得。結合理論研究與工作實踐，對機械密封型式試驗過程中的各主要環節進行研究分析。主要從實驗裝置符合性檢查和具體安裝要求出發，分為靜壓試驗和運轉試驗兩個部分，最后獲得泄漏量與磨損量的數據。當中各個環節影響機械密封泄漏量和磨損量測試結果的因素很多，如溫度、轉速、實驗臺穩定性以及防護措施等。為提高測試結果的準確性，還對各環節影響因素進行了具體分析總結。

機械密封；靜壓試驗；運轉試驗；泄漏量；磨損量

機械密封廣泛應用于石油化工、電力、核工業、船舶、軍工等行業，如質量不穩定極易引發安全及停車事故，造成較大經濟損失。作為反映機械密封產品質量最重要的參數，通過型式試驗準確測試機械密封的泄漏量和磨損量尤為重要。機械密封型式試驗的主要環節包括實驗裝置符合性檢查、密封件安裝、靜壓試驗與運轉試驗、泄漏量和磨損量測量及試驗報告，要得到準確的試驗結果，測試人員應高度重視各個試驗環節并制定嚴格的操作規程。

1 試驗裝置

機械密封試驗裝置如圖1所示。試驗裝置是否符合機械密封型式試驗要求將直接影響測試結果準確性，在運轉試驗前需進行仔細檢查：

（1）試驗裝置是否具備穩壓措施，以保證在機械密封型式試驗時系統壓力偏差可控制在規定值±5%以內；

（2）試驗裝置是否具備使密封腔內溫度穩定、均勻的調節能力，以保證在型式試驗時密封腔內溫度控制在規定溫度±10℃范圍內；

（3）試驗裝置軸的轉速允差應控制在規定值±5%以內；

（4）除密封腔體及系統附件應能承受試驗密封流體壓力外，試驗臺架還應具備足夠的剛性和穩定性；

（5）試驗裝置中安裝機械密封部位軸（或軸套）的徑向跳動公差應符合表1所示規定；

（6）試驗裝置用電機在工作時，轉子軸向竄動量應不超過0.3 mm；

表1 安裝部位徑向圓跳動

（7）試驗時應配備收集并測量從泄漏孔漏出的流體的量杯或量筒。

對機械密封試驗裝置的要求在國家有關標準[1]中作了相應規定，在實際工作中應對照規定[3]嚴格檢查，其中安裝機械密封部位的軸（或軸套）的徑向跳動對機械密封型式試驗結果影響很大，特別是尺寸較小的機械密封，因此試驗裝置在制作時應根據實際情況盡量減小此徑向跳動公差。

1、3.聯軸器 2.轉矩轉速傳感器 4.壓蓋 5、9.軸承 6.襯套 7.主軸 8.蓋板 10.主軸箱 11.壓環 12.內腔體 13.配轉機封 14.過渡軸套 15.待檢機械密封 16.過渡座 17.軸套 18.端蓋 19.鎖緊螺母 20.靜環座 21.外腔體 22.底座 23.電機①密封泄露孔

2 安裝

機械密封安裝時應注意以下幾點：

（1）必須將軸（或軸套）、密封腔體、密封端蓋及機械密封本身清洗干凈，防止任何雜質進入密封部位；

（2）當密封流體含有雜質顆粒時，必須采用過濾等措施；

（3）應按生產商提供的產品安裝使用說明書安裝機械密封，必須保證機械密封的安裝尺寸（位置），從而保證彈性件的壓縮量按要求壓縮至工作高度；

（4）在密封環密封面上均勻涂抹一層潤滑油，以防止試驗裝置啟動時由于瞬時摩擦力大而造成密封環密封面損傷，盡管相關標準未作規定，但在實際工作中應加以重視；

（5）在機械密封靜止環、試驗裝置過渡座及軸套用輔助橡膠密封圈均勻涂抹一層凡士林，以防止輔助用橡膠密封圈因安裝受力或擠壓變形損傷而使密封作用失效；

（6）安裝時應小心謹慎，以防止輔助件特別是密封面刮碰撞損傷。

國家有關標準[2]對機械密封在安裝時的要求和注意事項作了規定，部分注意事項是根據實際工作總結提出的，測試人員在機械密封的安裝過程中應認真總結并加以比對，使機械密封的安裝作業更加符合機械密封型式試驗要求。

3 型式試驗

3.1 靜壓試驗

（1）機械密封安裝好后，將試驗系統充滿流體；

（2）在試驗系統溫度、壓力穩定并符合規定值時，計算試驗時間并用量筒收集測量從泄漏孔漏出的流體；

（3）靜壓試驗的保壓時間不小于15 min。

3.2 運轉試驗

（1）采用已做過靜壓試驗的機械密封進行運轉試驗；

（2）機械密封安裝好后，將試驗系統充滿流體，啟動試驗裝置，若發現試驗系統運轉存在異響等異常情況應立即停機檢查；

（3）在試驗系統溫度、壓力、轉速穩定并符合規定值時計算試驗時間，連續運轉時間達100 h時停機，拆卸被試機械密封，運轉試驗結束。在運轉試驗過程中必須隨時觀察檢查試驗系統溫度、壓力、轉速的變化情況并進行調節，使其始終在規定范圍之內，同時每隔4 h測量并記錄一次系統溫度、壓力、轉速、泄漏量等數據，實時記錄其他運轉試驗情況；

（4）被密封介質為液體時，平均泄漏量應滿足表2所示規定。

4 泄漏量的測量

機械密封泄漏量測量在運轉試驗過程中完成，而機械密封磨損量測量在運轉試驗結束后進行，包括機械密封旋轉環和靜止環磨損量測量。在機械密封生產中旋轉環和靜止環所用材質根據用戶實際要求確定，當旋轉環和靜止環材質相同時兩個環均需測量，當材質不相同時只需測量材質相對較軟的密封環。

機械密封100 h運轉試驗后的磨損量較小，通常在20 μm以下，標準[2]規定儀器測試精度在1 μm以內。一般采用測試精度較高的立式光學投影儀加量塊的方法進行磨損量測量，測量時實驗室的溫度、濕度均應控制在規定范圍之內，同時還應注意采用合適的檢測方法。磨損量實際上是機械密封密封環運轉試驗前后的高度差，密封環高度在運轉試驗前后都應在兩點以上進行測量取均值，在密封環上標注測量位置，運轉試驗前后應在相同位置進行測量，這樣可大大提高磨損量測量結果的準確性。

在實驗室進行磨損量測量時，為了保證測量結果的準確性，檢驗人員應進行重復測試并對測試結果進行比對，重復測量結果的變化應在規定范圍之內。

試驗用儀器儀表應經計量檢定部門檢定或校準并符合表3要求。

表2 平均泄漏量

表中：為軸或軸套外徑

注：對于特殊條件及被密封介質為氣體時不受此限。

表3 試驗用儀器儀表

5 試驗報告

試驗結束后應按有關規定出具試驗報告。試驗報告所含的基本內容及格式如表4所示。試驗報告的編制應注意下列問題：

（1）應按格式填寫，并使用法定計量單位；

（2）數據處理按照相關標準規定進行；

（3）試驗人員必須在試驗報告上簽字以示對檢驗數據負責；報告校核人員應審查試驗條件是否符合要求、試驗方法是否正確，檢驗報告所付檢驗數據、檢驗項目及檢驗原始記錄是否符合要求；

表4 機械密封型式試驗報告[4]

（4）校核人員無權更改試驗報告內容，發現錯誤應按照規定程序糾正后，重新履行審批手續。

6 小結

為了正確進行機械密封型式試驗、保證機械密封泄漏量和磨損量測試結果的準確性，本文分析并總結了試驗過程中影響泄漏量和磨損量測試結果的因素、在測試過程中試驗人員應遵守和注意的事項，并根據實際工作提出了一些建議。機械密封型式試驗比較復雜，檢驗檢測機構應依據標準、規范，從實際出發，制定詳細適用的測試規程，并嚴格執行。

[1]GB/T 14211，機械密封試驗方法[S].

[2]JB/T 4127.1，機械密封技術條件[S].

[3]CCGF 703.1，機械密封產品質量監督抽查實施規范[S].

[4]SCZJ－ZY－703.1－2017，四川省產品質量監督抽查實施細則機械密封[S].

Test of Mechanical Seal

FU Changyu，SU Xiao

(Quality Inspection Center, Sichuan Provincial Mechanical Research and Design Institute,Chengdu 610063, China)

Both leakage-rate and wear-rate are the most crucial parameter which determined the quality of mechanical seal. They can not be tested directly, but acquired only through the type tests. With theoretical researches and practices, there are some analyzes on the main processes of mechanical seal type tests. Start with the qualifications of test equipment and the demands of installation, divide into two aspect, static pressure test and running test, finally we acquired the leakage-rate and wear-rate. There are different factors may take interference on test parameter within these processes, such as temperature、revolving speed、stability of workbench and protections. To make sure the results much more accurate, we also made a conclusion of such factors mentioned above.

mechanical seal；static pressure test；running test；leakage-rate；wear-rate

TB42

A

10.3969/j.issn.1006-0316.2018.02.014

1006－0316 (2018) 02－0054－04

2017－08－03

付昌渝（1965－），男，四川威遠人，本科，工程師，主要從事檢測及產品質量監督工作。