泵用机械密封泄漏的故障分析及处理

段伦刚

山东钢铁集团有限公司 山东济南 250000

机械密封是一种旋转机械的轴封装置，它是由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。由于机械密封具有泄漏量少、功耗小、使用寿命长、性能可靠等优点，因此在冶金、石油、化工企业工业泵中得到了广泛的应用。但是在转动设备故障中，因机械密封泄漏而导致停机检修的约占设备总量的50%左右，可见机械密封维修工作量较大。对于工业企业泵用机械密封的故障的因素进行分析，并根据影响提出了相应的改进措施，提出一些对节能降耗的建议，从而对泵用机械密封组的设备进行改造，提高设备运行的稳定性和运行效益[1]。

1 机械密封的原理

机械密封又叫端面密封，它是一种旋转机械的轴封装置，指由至少一对垂直于旋转轴线的端面，在液体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用以及辅助密封的配合下，保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。机械密封广泛应用于泵、压缩机及其他类似设备的旋转轴的密封，能起到提高机器效率、降低能耗，减少泵设备的内漏、外漏和穿漏，提高机器容积效率的作用。

机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件组成。其中动环随泵轴一起旋转，动环和静环紧密贴合组成密封面，以防止介质泄漏。动环靠密封室中液体的压力使其端面压紧在静环端面上，并在两环端面上产生适当的比压和保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。压紧元件产生压力，可使泵在不运转状态下，也保持端面贴合，保证密封介质不外漏，并防止杂质进入密封端面。密封元件起密封动环与轴的间隙、静环与压盖的间隙的作用，同时弹性元件对泵的振动、冲击起缓冲作用。机械密封在实际运行中是与泵的其它零部件一起组合起来运行的，机械密封的正常运行与它的自身性能、外部条件都有很大的关系。但是我们要首先保证自身的零件性能、辅助密封装置和安装的技术要求，使机械密封发挥它应有的作用。

2 泵用机械密封运行中的密封泄露故障解决的方案

泵用机械密封泄漏原因复杂多样，不利于设备稳定运行和节能降耗，故进行科学有效的检修十分必要。

2.1 尽量避开检修误区

在泵用机械密封检修过程中，常常面临若一定的误区，如：越紧的动环密封圈反而会影响密封效果，过大的弹簧压缩量容易造成密封失效，越紧的叶轮顿紧螺母可能会引发垫圈提前失效，过紧的静环密封可因发生偏磨而过早失效等等，而且在原因不明的情况下，并不建议一定要急于拆修或更换新的密封零件，降低引发新泄漏风险的概率。因此为保险起见，我们在对泵用机械密封进行检修时，必须认清上述误区，并熟练掌握其基本结构和工作特点予以合理选型、规范安装和科学使用管理[2]。

2.2 明确清理检查重点

泵用机械密封要求内部无杂质，零部件无损，故动环、静环、轴套等结构需要彻底清理干净，并重点检修：动静环是否存在裂纹、划痕等缺陷；检查动静环座与密封圈是否存在伤痕，补偿弹簧是否变形或损坏或者倔强系数偏大偏小，以便及时发现并消除异常隐患；密封轴套的沟痕、毛刺缺陷，密封胶圈的气孔、裂纹缺陷和直径偏差，螺旋线断线、裂纹等缺陷等均易引发密封泄漏，故应重点检查和维修。

2.3 严格校核组装尺寸

由于泵用机械密封检修相对复杂，若要确保机械密封良好无泄漏，必须对其密封尺寸进行严格的校核，以免因零部件松脱或者偏紧影响密封效果。一般情况下，动静环硬摩擦密封面的径向宽度应比软质材料大1-3mm，动环内径大于轴径0.5-1mm，静环内径大于轴径1-2mm，以此对轴的偏斜与振动有所补偿，防止因密封圈卡入破坏密封；合理校正密封紧力，保持合适的端面比压，以免因偏小导致泄漏或因偏大加重摩擦，具体应视静环与压盖端面、动环与压盖端盖之间的垂直距离差值情况而定；准确测量补偿弹簧、防转哨子长度、铸孔深度等等，若发现异常并采取有效的补救措施。

2.4 科学解决泄漏问题

针对泵用机械密封已经暴露的泄漏问题。则应采取针对性的检修措施，如对于由动静环端面变形引发的密封泄漏，可拆开端面检查是否存在过热变形，必要时子以更换，并进行规范装配；若因选材不当致使辅助密封介质失弹，建议选择与泵用机械密封要求相匹配的密封部件；对于磨损严重的端面、存在的水垢、超标的泵轴挠度等可采取更换、清洁、修复等措施：对于突发性密封泄漏，要在明确成因和故障定位后更换新的机械密封；对于泵停启过程中的真空状态造成的密封泄漏，建议配用双瑞面密封，以期通过润滑条件的改善强化密封性能；对于压力波和高压引发的密封泄漏，可以尽量选择陶瓷、硬质合金等强度好、耐压的材料。结合冷却润滑方法，选择可变形的键、销等传动方式等，以此降低泵用机械密封泄漏的不利影响。

2.5 提高机械密封运行周期的措施

（1）维修复位的质量控制“瞬时密封失效”（即实际工作寿命小于一天）过去常常出现。原因大多是由于技术人员对引进设备技术要求掌握不透，这对装配像密封组件这样的精密部件是非常困难的，这种困难是造成机械密封“瞬时失效”的主要原因。提高检修人员的技术水平，加强对机械密封的安装质量控制，机械密封使用寿命明显提高。

（2）加强运行操作的控制在工厂运行阶段，经常有停车、运行和起动的变化，使得泵运行介质中的颗粒等杂质进入机械密封的摩擦端面中，从而将端面磨损。因此减少开停车次数及减小运行条件变化，机械密封寿命也随之提高[3]。

（3）密封水系统的改造密封水是影响机械密封寿命的重要因素之一。在泵类中，密封水不是工作液而是密封水冷却液，针对不同工况条件，对密封结构进行改造，如在密封水系统出口处增加了一道节流孔板，从而增大了密封水压力，减少了密封水流量。在密封水系统进口处增加了一道节流孔板，从而减小了密封水压力及流量等。

3 结语

以上简单研究了机械密封在通用离心泵上泄漏原因和处理方法，以后遇到机械密封的故障问题，首先要考虑机械密封本身的影响因素，然后还要考虑机械密封外部的一些影响因素。比如：在分析机械密封的质量事故的原因时，要考虑到泵的其它零部件对机械密封运行的影响，对重要机械产品的密封装置，要增加保护措施，为设备的密封装置创造一个良好的外部条件，增加对密封装置辅助系统的重要作用的认识，尽可能配备完善的密封辅助系统，以提高密封效果，延长使用寿命。