机械密封故障与改善分析

张聚周

摘要：密封技术在社会生产力中不断的发展，现广泛用于泵等重要机械。笔者首先在文章中明确介绍机械密封的结构和工作的原理，并对机械密封故障进行了详细的说明，以及深刻剖析了导致故障出现的内在和外在的主要因素。其次，对机械密封故障出现的问题点出了正确有效的实施方法。

关键词：机械密封；故障；改善

一、机械密封的结构和工作原理

机械密封还有另外一种名称叫端面密封，是防止流体或固体微粒从相邻结合面间泄漏以及防止外界杂质侵入机器设备内部的零部件或措施。技术是在社会生产力不断的发展中生产工具、设备、装备、语言、数字数据、信息记录等从低水平到高水平的不断变化，称之为技术。密封技术则是在社会生产力不断发展中，为了防止流体或固体微粒从相邻结合面间泄漏，以及防止外界杂质侵入机器设备内部的零部件。通俗的来说，机械密封最大的作用是将易泄漏的轴向密封改变成难以泄漏的端面密封，这就是机械密封的重要原理。机械密封主要是以四个部件组成：？动环和静环？密封原件传送件④压紧元件。

机械密封主要有焊接金属波纹管和弹簧式两种机械密封。弹簧式机械密封最早出现，但随着时间的增长，弹簧式机械密封暴露了出各种缺陷，阻碍着机械密封的进步，所以就出现了微束弧等离子焊接技术，焊接金属波纹管机械密封很好的浮动性的优势显得尤为的突出，明显的比弹簧式机械密封有更佳的性能，之后会将弹簧式机械密封给取而代之。

二、 分析机械密封出现的故障

过高的温度会导致机械密封的故障。当端面摩擦产生的热量不能够及时排出，就说明密封室内的温度超过了一定的数值，这时产生的干摩擦会导致密封环摩擦发生热裂和热变。检查失效的密封环时，会发现通向整个径向端面的裂纹和微沟，如果导热系数低的材料制作的摩擦副环会加快端面的热变。端面热裂产生的重要原因是密封端面的回旋过程中产生了巨大的摩擦使得端面高低不平加快了端面的磨损。热裂多数是径向的，也加大了泄漏的面积，改变了端面间的应力分布，导致机械密封失去了严密性，使得端面泄漏增加。

过大的压力会导致机械密封的故障。？密封室内介质的压力会极大程度的影响机械密封。密封室内有它固定的压力数值，如果超过了一定的数值，会导致液膜无法形成，密封端面会产生严重的破损，热量的增大，使得机械密封故障。

密封室内介质导致机械密封故障。被密封的介质对机械密封的伤害巨大，因为介质中如果含有杂质、颗粒进入到密封室，会划破封面又或者破坏了液膜的连续性，导致密封严重损坏，直接影响到机械密封寿命的长短。如果介质内的杂质在密封环、补偿环内沉淀，则会极大程度的影响补偿环的浮动性，如果杂质沉积在弹簧上，则会影响弹簧弹性，使弹簧失去原本的作用。？

装配不当导致机械密封故障。由于镀层材料与基体材料二者线胀速率不同，所以温度升高时，环表面会出现裂纹，司太立特合金尤为严重。在较高级的涂层材料中，钴基碳化钨不如镍基涂层。而对密封面进行冷却，能有效地防止热裂，残留在密封面上的固体微粒经常损坏表面，如磨削时砂轮上的砂粒就会损伤硬环表面，导致密封面打开或在密封面之间生成结晶物，而在重新研磨石墨环后，研磨料就会嵌入石墨环表面。

腐蚀引起的机械密封故障。腐蚀会极大的影响机械密封，这是一个非常重要以及不可忽视问题。腐蚀会使机械密封的零部件损坏，产生非常严重的机械密封事故。主要表现为以下几点：密封端面出现点蚀，甚至穿透；碳化钨环和不锈钢座等焊接，使用中不锈钢易产生晶间腐蚀；焊接金属波纹管、弹簧等在应力与介质腐蚀的共同作用下易发生破裂。

双密封端面失去润滑膜而造成的机械密封故障。润滑膜的丧失会导致端面的抗摩擦性和抗热性极度下降，出现端面裂纹，产生机械密封故障。密封室内的介质为易挥发性产品，在机械密封冷却系统出现结垢时，端面摩擦和旋转元件的搅拌液体产生热量导致介质的饱和蒸汽压上升，造成介质压力低于饱和蒸汽压的状况。

二、机械密封故障的改善策略

根据我国现阶段机械密封的使用现状，针对机械密封的结构和工作原理，在具体分析机械密封故障出现原因的基础上，本文认为，要对机械密封故障进行改善，首先要从机械密封设计上进行根本改善，然后针对出现的问题，采取具体措施解决。

具体问题具体分析，根据故障寻求改善策略。对于机械密封故障的改善，应着手于故障本身，落实到具体故障改善策略上。？对于高温引起的机械密封故障，应采取冲洗措施以降低密封室温度，防止杂质的沉积，保证密封环不被固体颗粒磨损；安装冷却装置，保证密封室內的热能够及时传导出去，尽可能降低温度；选用耐高温的密封材料，建议使用聚四氟乙烯等有机材料；保持端面温度在介质汽化温度以下；有装配关系的地方应选取热膨胀系数相近的材料。？对于压力过大引起的机械密封故障，应尽量使密封端面受力合理，减少变形，减少端面宽度：采用高强度材料，尽量减少摩擦磨损：采用平衡性机械密封；选用可靠的传动方式，如键、销等连接方式。

对于介质引起的机械密封故障，应采取以下措施预防：保持两端面宽度相等，减少杂质在密封端面、补偿环等处的停留机会：采用高耐磨材料；定期内冲洗，避免杂质沉积；在机械密封进口设置过滤器或者旋液分离器，防止杂质进入密封室内；采用波纹管结构防止泄漏颗粒在辅助密封圈处聚积，影响补偿环轴向浮动；对于缺乏润滑而导致的机械密封故障，一方面应保证密封室内有液体存在，避免产生干摩擦：另一方面密封室内介质不能低于饱和蒸汽压力，避免闪蒸现象的出现。此外，尽量不选用易挥发的介质。

对于腐蚀造成的机械密封故障，选用耐腐蚀的材料：定期对机械密封的零部件进行维护保养：注意机械密封装置的放置环境，尽量不放置于腐蚀性的环境中：对于焊接部位应着重进行保养，一旦出现腐蚀立刻进行修正；防止介质和外力共同腐蚀机械密封零部件。

总结

在机械密封的设计、安装、拆卸过程中，一定要注意符合要求规范，不要违规操作，防止机械密封故障的发生。？机械密封对于现代工业的作用越来越重要。只有在了解机械密封结构和工作原理的基础上，才能针对其出现的故障采取改善策略。这样才能保证机械密封的使用效果和正常运转，保证生产活动的顺利进行。

参考文献：

[1]龙永强.机械密封的要求及故障处理措施[J].湖南农机，2014，（6）.

[2]芦春影.机械密封常见故障处理技术[J].应用技术，2015（11）.

[3]周丽萍.影响机械密封的外部条件分析[J].科技论坛，2015，（7）.endprint