機械密封的應用及故障處理

  機械密封因其密封性能良好和使用壽命長等優點，已廣泛應用于火力發電、石油化工等行業，機械密封的密封效果將直接影響整機的運行，嚴重的還將出現重大安全事故。今天介紹的是從機械密封的內外部條件的角度分析了影響密封效果的幾種因素和應采取的合理措施。

1.機械密封的原理及要求

  　  機械密封通常由動環、靜環、壓縮元件和密封元件組成。其中動環隨泵軸一同旋轉，動環和靜環嚴密貼合組成密封面，避免介質泄露。動環靠密封室中液體的壓力使其端面壓緊在靜環端面上，并在兩環端面上發生恰當的比壓和保持一層極薄的液膜而達到密封的目的。壓緊元件產生壓力，可使泵在不工作的狀態下，也保持端面貼合，確保密封介質不外漏，并避免雜質進入密封端面。密封元件起密封動環與軸的空隙、靜環與壓蓋的間隙的作用，同時彈性元件對泵的振動、沖擊起緩沖效果。機械密封在實際運轉中是與泵的其它零部件一同組合起來運轉的，機械密封的正常運轉與它的自身性能、外部條件都有很大的關系。但是我們首要確保自身的零件功性能、輔助密封裝置和安裝的技術要求，使機械密封發揮它應有的效果。

2.機械密封的故障表現及原因

　　2.1 機械密封的零件故障在旋轉設備運轉當中，密封端面經常會出現磨損、熱裂、變形、破損等狀況，彈簧用久了也會松弛、開裂和腐蝕。輔助密封圈也會出現裂口、扭曲和變形、破裂等狀況。

　　2.2 機械密封振動、發熱故障原因

　　設備旋轉過程中，會使動態環貼合端面粗糙，動靜環與密封腔的空隙太小，因為振擺引起碰撞從而引起振動。有時因為密封端面耐腐蝕和耐溫性能不良，或是冷卻不足或端面在安裝時夾有顆粒、雜質，也會引起機械密封的振動和發熱。

　　2.3 機械密封介質泄露的故障原因

　　（1）靜壓試驗時泄露。機械密封在安裝時因為不仔細，由于密封端面被碰傷、變形、損壞或清潔不凈、夾有顆粒狀雜質，或是因為定位螺釘松動、壓蓋沒有壓緊，機器、設備精度不夠，使密封面沒有徹底貼合，都會造成介質泄露。如果軸套漏，則是軸套密封圈裝配時未被壓緊或壓縮量不夠或損壞。（2）周期性或陣發性泄露。機械密封的轉子組件周期性振動、軸向竄動量太大，都會造成泄露。機械密封的密封面要有一定的比壓，這樣才能起到密封效果，這就要求機械密封的彈簧要有一定的壓縮量，給密封端面一個推力，旋轉起來使密封面發生密封所要求的比壓。為了確保比壓值，機械密封要求泵軸不能有太大的竄量，一般要確保在0.25mm以內。但在設計當中，因為設計的不合理，往往導致泵軸產生很大的竄量，對機械密封的使用是非常不利的。（3）機械密封的經常性泄露。機械密封經常性泄露的原因有很多方面：第一個方面，因為密封端面缺陷引起的經常性泄露。第二個方面，是輔助密封圈引起的經常性泄露。第三個方面，是彈簧缺陷引起的泄露。其他方面，還包含轉子振動引起的泄露，傳動、緊定和止推零件質量不好或松動引起泄露，機械密封輔助裝置引起的泄露，因為介質的問題引起的經常性泄露。（4）機械密封振動偏大。機械密封振振動偏大，終究導致失去密封效果，但機械密封振動偏大的原因往往不僅僅是機械密封自身的原因，泵的其它零部件也是發生振動的根源，如泵軸設計不合理、加工的原因、軸承精度不行、聯軸器的平行度差、徑向力大等原因。

3.處理故障采取的措施

　　如果機械密封的零件出現故障，就需要更換零件或是提高零件的機械加工精度，提高機械密封本身的加工精度和泵體其他部件的加工精度，對機械密封的使用效果非常有利。為了提高密封效果，對動靜環的摩擦面的光潔度和不平度要求很高，一般在2～7mm之間。

　　3.1 機械密封振動、發熱的處理

　　假如果是動靜環與密封腔的空隙太小，就要增大密封腔內徑或減小轉動外徑，至少確保0.75mm的空隙。如果是摩擦副配對不當，就要更換動態靜環材料，使其耐溫、耐腐蝕，這樣就會減少機械密封的振動和發熱。

　　3.2 機械密封泄露的處理

　　機械密封的泄露是由于多種原因引起的，我們要具體問題具體分析。為了最大限度的減少泄漏量，安裝機械密封時一定要嚴格按照技能要求進行安裝，同時還要注意以下事項。

　　（1）安裝是要保持干凈、光潔。機械密封的零部件、工器具、潤滑油、揩拭材料都要非常干凈，動靜環的密封端面要用柔軟的紗布揩拭。

　　（2）修整倒角倒圓。軸、密封端蓋等倒角要修整光滑，軸和端蓋的有關圓角要砂光擦亮。

　　（3）裝配輔助密封圈時，橡膠輔助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗刷，以免脹大變形，過早老化。動靜環組裝完成后，用手按動補償環，查看是否到位，是否靈活;彈性開口環是否定位可靠。動環安裝完后，必須確保它在軸上軸向移動靈活。

　　3.3  泵軸竄量大的處理

　　合理的設計軸向力的平衡裝置，消除軸向竄量。為了滿滿足這一要求，對于多級離心泵，設計方案是:平衡盤加軸向止推軸承，由平衡盤平衡軸向力，由軸向止推軸承對泵軸進行軸向限位。

　　3.4  增加輔助沖洗裝置

　　密封腔中密封介質含有顆粒、雜質，必須進行沖洗，否則會因結晶的析出，顆粒、雜質的沉積，使機械密封的彈簧失效，如果顆粒進入摩擦副，會導致機械密封的迅速損壞。因此機械密封的輔助沖洗系統是非常重要的，它能夠有效地保護密封面，起到冷卻、潤滑、沖走雜雜質等作用。

　　3.5 泵振動的處理措施

　　在泵的生產裝配過程中，要嚴格按標準和操作規程去執行，消除振動源。泵、電機、底座、現場管路等輔助設備在現場安裝時，要嚴格把關，消除振動源。

　　以上簡單介紹了機械密封在旋轉設備上的使用和出現故障后的現象和處理措施，以后再遇到機械密封的故障問題，首要要考慮機械密封自身的影響因素，然后還要考慮機械密封外部的一些影響因素。比如:在分析機械密封的質量事故的原因時，要考慮到泵的其它零部件對機械密封運轉的影響，采取相應措施不斷提高機械密封的使用效果和使用壽命。