機械密封的失效因素分析及措施研究

馬祥

摘 要 在石油化工等領域中，機械密封是一種重要的、常用的機械保護手段和技術，但由于機械密封常會受到較多因素的影響而導致其密封失效，并會帶來較多的不良效應。因此，文章主要對機械密封失效的因素及解決措施進行了分析和研究，希望能夠為增強機械密封的有效性并延長其使用運行周期提供幫助。

關鍵詞 機械密封;失效因素;設備

前言

目前，機械密封技術在我國具有一定的應用基礎，且實施條件較為成熟。在工業技術水平的快速提升下，對旋轉設備的密封質量要求不斷增強。但由于很多機械的結構較為復雜，且對技術操作要求高，因而易發生機械密封失效現象。因此，對機械密封失效的因素及預防和解決措施展開探索具有重要的現實意義。

1機械密封的失效因素

（1）熱損效應因素。機械密封的橡膠圈雖具備良好的耐熱性能，但機械密封表面在長時間的高速運轉過程中會產生大量的熱，由此引發的熱效應在持續長久的運轉中會有損密封環等部位的質量，進而出現橡膠圈老化且彈性逐漸變小等現象，使得密封效果不佳。同時，高溫環境下，石墨表面形成的樹脂經摩擦后會發生質變，如碳化及黏結劑在熱效應的影響下發生軟化等，逐漸導致機械密封失效。

（2）材料腐蝕因素。密封材料腐蝕是影響機械密封失效的因素之一。裝有流體介質的機械設備在高速運轉過程中，其內流體會沖刷密封件表面，使得材料發生腐蝕現象。同時，在運行時，機械密封的金屬結構承受的壓力較大，如彈簧、波紋管等，長時間的高壓應力作用下也會造成表面輕微腐蝕或局部有腐蝕點。此外，所應用的密封材料本身質量不達標也會影響機械密封有效性，如材料導熱性能差等。

（3）密封面不閉合。機械密封主要是由動環、靜環、固定環、彈性元件、軸、密封環輔助密封件、密封端蓋、彈簧座等結構組成的，一旦某個結構部位出現故障和泄漏點等問題都會導致密封面不閉合，進而造成機械密封失效，并引發超標泄漏等不良現象[1]。如在機械密封試運轉時，動環未能及時與固定環和橡膠圈轉軸的轉動貼合，便易混入一些顆粒物等雜質致使輸送介質變質，在長時間的摩擦下會使副環發生變形，造成密封面出現磨損，以致無法緊密閉合。

（4）技術操作因素。機械密封對技術操作要求較高，但操作不達標常會引起密封失效。一是機械密封選型不合格，如動靜環表面不平整等、密封構件有尺寸誤差等，導致密封質量不佳。二是安裝操作因素。如機械密封安裝過緊，高速運轉下的摩擦會對密封面造成一定損壞;彈簧安裝不垂直導致應力不均;壓蓋螺釘沒有擰緊;密封間隙不一致;動環鑲嵌不當導致其與動環座出現脫落現象等。

2機械密封失效的解決措施

（1）實施抗高溫的有效手段。為有效降低熱效應給機械密封帶來的損害，還應注重實施相應的抗高溫手段和措施進行預防和解決。首先，當機械密封裝置作業環境溫度較高時，可根據機械密封具體狀況、機泵工況和不同的風險屬性等綜合因素采取相應的機械密封輔助沖洗系統，進而保障機械密封的運行效果。其次，在機械設備運行過程中，要密切關注其運轉溫度，若溫度過高如超過200℃時，可選擇使用密封性好、規格合適的鉛墊片，以便及時預防和解決機械密密封的微動和失彈等問題來抵抗高速運轉下的高溫熱損，增強機械密封的有效性[2]。最后，進一步優化機械密封的設計。結合施工要求、密封條件、輸送介質特性等科學優化機械密封技術的設計，明確各項工藝參數和流程等。

（2）選擇性能佳的密封材料。在實施機械密封技術時，要注意選擇性能佳的密封材料和元件。首先，要選擇耐高溫的機械密封材料。例如，對于機械密封接口處應采用膨脹系數較為接近的密封材料，使之保持同步膨脹，防止接口處發生裂縫。其次，要選擇抗腐蝕性強的密封材料和元件。一要確保每種應用的密封材料和元件本身具有較強的耐腐蝕性;二要對材料抗腐蝕性進行檢測，避免出現兩種材料混用時產生電偶腐蝕情況。其后，要選用鈍化耐磨性的密封材料和元件，以有效抵抗高速運轉下的摩擦力，減小磨損并增強材料的應用穩定性。最后，結合傳輸介質的耐高溫性、抗腐蝕性來選擇輔助密封材料，并確保其具有良好的彈性。

（3）嚴格檢查機械密封構件。為確保機械密封構件充分發揮效用，并提高密封有效性，在實施前應嚴格檢查各機械密封構件，以防在使用中出現不良反應。首先，開展定期檢查。安排熟悉密封構件性能、參數的工作人員定期檢查，查看其是否出現老化、腐蝕等現象。同時做好檢查情況的詳細記錄和說明，為后續工作的開展提供依據。其次，根據檢查結果做出有效處理。及時更換已經出現老化和質量問題的密封構件，確保其能夠正常投入使用，避免影響機械密封系統的穩定性和安全性。最后，注重檢查輸送介質、構件和材料中是否含有或混入雜質，根據實際情況實施相應的機械密封手段。

（4）按照要求實施安裝技術。安裝技術的實施影響著機械密封的效果，因此，工作人員應嚴格按照技術規范展開操作，避免機械密封失效的同時減少安全環保事故的發生。在安裝前，一要對機械密封選型的型號、規格等進行科學檢查，確認其與設計圖紙和施工需要是否相符;二要對主機軸的竄動量、擺動效果、撓度進行檢查，確認其是否符合技術施工要求。在安裝時，一要保證安裝環境、機械密封構件、密封面等的清潔，確保旋轉環、密封面、橡膠圈表面等不含任何雜質和灰塵;二要禁止在安裝過程中用工具敲打密封構件，以防出現雜質脫落等影響密封效果的狀況。三要結合泵腔結構等充分考慮機械密封的安裝空間，減小冗余，提高密封有效性。在安裝后，要注重加強對機械密封的維護力度，對機械密封系統進行定期檢修，并結合機械密封系統的性質及施工需要做好相關的排氣、沖洗等工作，預防機械密封失效。

3結束語

綜上，機械密封失效的因素較為復雜，因而在實施機械密封技術時，要結合其失效因素采取相應的處理措施，從而有效減少機械設備的檢修維護費用和操作安全風險，保障機械設備的質量并延長其使用壽命，在石油化工等領域中發揮著重要的作用。

參考文獻

[1] 丁思云，李鳳成，王永樂，等.基于故障與失效分析的機械密封運行維護方法研究[J].流體機械，2020，48（3）：27-31.

[2] 何家祥，邱偉，張立君.機械密封失效分析及輔助系統優化應用[J].設備管理與維修，2020（5）：163-164.