离心泵机械密封的失效及处理分析

全海涛

摘 要：作为旋转设备的一种重要方式，机械密封具有很多的优点，比如具有较低的泄漏量、较长的使用寿命等等。很多时候，一旦泵出现了任何问题，相关的处理人员都会第一时间想到用机械密封去解决。接下来就将通过文章的叙述，分析当离心泵机械密封出现失效问题的原因是什么，又应该如何解决。

关键词：离心泵;机械密封;失效原理;处理方式

0 引言

当离心泵出现任何问题，大多数的处理人员都会想到用机械密封的方式去解决相关问题。当然，在实际的处理过程中，机械密封的使用次数的确是最多的。因此，人们在生活中已经习惯了用机械密封的方式去解决离心泵的任何问题。但如果离心泵的机械密封出现了失效状况，很多人是不知道应该怎么办的。正因如此，需要分析出离心泵机械密封失效的原理有哪些，并针对这些原理如何及时有效的处理，这对于生产有着重要的作用。

1 机械密封失效的原因

很多人在听到“机械密封”这个词时，会以为这是一种工业技术。但其实机械密封只是一种部件，只不过这个部件相对于其他零部件来说更加精密，在技术方面也有着很高的要求。也正是因为这样，机械密封的生产过程比较漫长、运行时间很长，其用途也比较广，并且还具备多种特点，比如功耗低、耐高温等等。但在实际的生产当中，机械密封出现失效的情况也是比较常见的，只是频率不高而已。而造成机械密封失效的主要原因是因为在生产过程中，设备运行和操作出现了问题，或是因为工艺条件比较差导致的。如果机械密封真的出现了失效的情况，那么将对企业的发展和安全生产带来很大的影响，甚至会导致一些生产资源的浪费，严重的还会引发一系列不必要的事故。因此，在正常的生产过程中，企业会对机械密封进行检查，并对一些已经失效的机械密封进行分析和研究，以此降低再次出现失效的可能性，把可能给企业带来的损失降到最低。

1.1 泵抽空或汽蚀的原因

如果工作人员在启动泵之前没有进行灌泵工作，导致大量的空气和介质在汽化之后，使得离心泵被抽空。也正是因为这样，在泵的出口处，其压力无限接近0，也可能会比较接近泵的入口处压力。除此之外，机械密封还会出现一种磨损性失效，主要的原因是因为干摩擦或半干摩擦。机械密封出现磨损性失效之后，其主要表现为：第一是在硬环的表面出现过热的回火色;第二是在石墨环的表面出现环状沟纹;第三是橡胶圈发生老化现象[1]。

有一些问题还会引起泵的汽蚀，在水力的冲击之下，机械密封会随着水进行快速的轴向震荡，在此运动之下会使动静环、辅助密封圈等一系列零配件出现比较严重的损坏，进而导致机械密封的整体性破坏。大家可以通过这几个现象判断机械密封是否出现损坏：第一是弹簧卡住;第二是密封端面磨损情况比较严重;第三是静环脱离了原本的位置，最后是石墨环已经有明显的破裂。

1.2 泵振动幅度大的原因

离心泵在运转过程中或多或少都有震动情况，其中的原因包括制作、安装过程中精度并不统一。当离心泵出现震动情况之后，有很多的具体表现：第一是转子不平衡;第二是泵与电机并不是同一个心;第三是滚动的轴承出现故障等等。正因如此，在制造和安装的过程中，包括设计、运行、管理机组时都要尽可能的降低因震动引起的干扰，这样才能够把机械密封失效的负面影响降到最低。而泵振动幅度过大导致的机械密封失效还有三个比较具体原因。首先是电动机震动常见原因：当机组的轴承出现了比较严重磨损时;转子无法正常停止、动力系统无法平衡时;某些螺丝没有拧紧或是在安装过程中没有正确的安装时;转子的端环、笼条出现故障时，都会引起机械密封的失效。其次是水泵震动的常见原因：当手动盘车的泵轴弯曲、轴承损坏、机组没有同心、叶轮与泵壳相碰撞时;轴承与轴径出现比较严重的损坏或是存在着比较大的间隙时;由于水力不平衡所導致的叶轮无法平衡及叶槽出现堵塞的情况时;进水池的水位不够高时;离心泵的机组效率在短时间内快速下降时，都会引起机械密封的失效。最后是其他原因引起的机组振动，其中包括出水管道压力突然发生比较大的变化、进水池水位不够高、泵和进水流道并不适配导致进水条件不断的恶化，这些状况都将引起机械密封失效[2]。

1.3 泵轴弯曲造成的机械密封失效

泵轴在正常弯曲运转过程中，安装机械密封的地方会出现比较大的扭曲，其挠度会很大。这样的情况会导致机械密封处的受力出现比较严重的失衡，最终使得整个机械密封不能达到原本的效果，其出现泄漏的可能性也会提高很多。如果电机轴出现了弯曲，动环由于是随着轴的转动而转的，所以动环的运动轨迹必定无法与静环实现平衡状态。这样一来，整体的受力并不平均，导致安装机械密封的地方无法完全的贴合，最终导致机械密封的失效。

1.4 操作方面引起的机械密封失效

如果工作人员在启动泵之前没有打开入口阀，那么会在一定程度上影响到机械密封的密封效果，没有润滑作用最终导致失效。而自信污水泵因为其在启动过程中没有任何介质，所以工作人员在启动之后一定要打开冷却水，并在此过程中确保准确的压力和流量。如果工作人员遗漏了某一个环节，很有可能引起干摩擦作用，引起机械密封的失效。

2 应当如何消除机械密封的失效

2.1 如何消除泵抽空和汽蚀

在实际的生产工作当中，我们应当机械密封出现了失效情况，可以采取消除泵抽空和汽蚀的方式进行处理。这种解决办法有两种具体的实施措施[3]。

第一种是消除安装调试振动源。当在现场安装一些设备如泵、电机、现场管路以及底座等时，相关的工作人员一定要进行认真的检查和严谨的把关。对现场的一些操作比如维修、调节等等，一定要逐一进行检查，这样才能降低失效的可能性。在生产过程中，要对不断的提升泵的汽蚀能力，使其能够适应各种装置对汽蚀额度要求。当然，在实际的制造装配的时候，工作人员一定要按照相关的标准和操作规范进行。保证泵的汽蚀能力能够匹配现场的实验装置。为泵提供更好的安装条件，这需要现场的安装人员以及工况调节人员进行深度的配合才能达到。在相关人员进行泵产品的设计工作时，一定要充分的考虑到后期泵的安装环境和安装条件，并对振动的原因进行仔细的研究和分析，制定出合理的解决方案，以此根治振动问题。

第二种方式是消除操作泵抽空以及汽蚀源。这种方式首先要控制介质的温度，正常压力的情况下要把介质的温度控制在八十度以下;其次是需要工作人员提高泵入口的静压，使其入口的压力能够控制在相关的标准之内[4]。

2.2 如何消除泵振动过大

要想消除泵振动过大的情况，就需要使转子的径向跳动幅度在0.03到0.05mm之间，同时还要保证电机单独运转的振动幅度小于0.03mm，在其正常的工作温度下能够保持泵与电机的同心度，并且还要注意轴向、径向，使其不超过规定的标准。当然，在操作过程中，任何工作都要按照相关的标准进行，这样才能够彻底的根治振动问题。

2.3 如何消除泵轴弯曲

消除泵轴弯曲主要是需要校正转子的平衡情况，如果无法校正的话就要及时的换一个新的轴。如果轴套出现了比较严重的磨损，那么就要及时进行更换，避免使轴的弯曲程度进一步扩大[5]。

3 结束语

造成机械密封失效的原因有很多，并且这些原因之间还会相互作用。因此在正常生产过程中，工作人员一定要及时对这些零配件进行检查，尽量在出问题之前发现，将发生事故的可能性降到最低。

参考文献：

[1]章亦聪，朱玮，吴玉国，时礼平.莱洛三角形微孔织构化端面密封性能数值模拟[J].工程设计学报，2020，27（01）：103-110.

[2]葛诚，孙见君，苏徐辰，马晨波，於秋萍.扩压式自泵送流体动静压型机械密封性能分析[J/OL].化工学报：1-19

[3]左松奇，王和顺，张车宁，朱维兵.新型组合槽端面干气密封特性研究[J].润滑与密封，2020，45（03）：77-81.

[4]徐鲁帅，王赟磊，张帆，郝木明，袁小阳.螺旋槽机械密封瞬态启动过程润滑特性[J/OL].中国机械工程：1-11.

[5]周宇坤，彭旭东，赵文静，江锦波，孟祥铠.机械密封动环外周表面织构换热机理及结构优化[J/OL].摩擦学学报：1-22.