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淺析機械密封
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作者:丹羅斯
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隨著(zhù)工業(yè)企業(yè)流程化、自動(dòng)化水平的不斷提高，設備穩定性、可靠性顯得尤為重要。目前機械密封在泵類(lèi)產(chǎn)品中的應用非常廣泛，而隨著(zhù)產(chǎn)品技術(shù)水平的提高和節約能源的要求，機械密封的應用前景將更加廣泛。據統計60％機械設備非計劃停車(chē)事故與密封故障造成泄漏有直接聯(lián)系，密封性能已成為評定機械產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要指標。隨著(zhù)密封技術(shù)水平的不斷提高， 機械密封以其性能可靠、泄漏量少、使用壽命長(cháng)、功耗低、無(wú)需經(jīng)常檢修，廣泛應用于冶金、石油、化工企業(yè)工業(yè)泵中。本人通過(guò)近些年對機械密封的使用，總結出機械密封在工業(yè)泵上檢修、維護的一些經(jīng)驗，是密封的泄漏的得到了一些改善。 一、泵用機械密封工作原理 機械密封是靠一對或幾對垂直軸作相對滑動(dòng)的端面在流體壓力和補償機構的彈力（或磁力）作用下，依賴(lài)輔助密封的配合與另一端保持貼合, 并相對滑動(dòng), 從而防止流體泄漏。 二．機械密封的泄漏點(diǎn) 1）是靜環(huán)與壓蓋密封的泄露 2）是壓蓋與殼體密封的泄露 3）是旋轉環(huán)與軸密封的泄露 4）是旋轉環(huán)與靜止環(huán)的斷面彼此結合作相對滑動(dòng)的動(dòng)密封 第1、2、3種情況都屬于靜密封，而第4種情況就屬于動(dòng)密封了，因此，對密封端面的加工要求很高（平面度為0.0009mm ，表面粗糙度：硬環(huán)Ra≤0.1μm,軟環(huán)Ra≤0.2μm）。為了使密封端面間保持必要的潤滑油膜，必須嚴格控制端面上的單位面積壓緊力。端面上單位壓力過(guò)大，不易形成穩定的潤滑液膜，會(huì )加速斷面的磨損。斷面上單位壓力過(guò)小，泄漏量增加。所以，要獲得良好的密封性能有較長(cháng)的壽命，在安裝機械密封時(shí)，一定要保持端面單位壓力值在最適當的范圍內。 三、泄漏原因分析及檢修 1、安裝靜試時(shí)泄漏。機械密封安裝調試好后，一般要進(jìn)行靜試，觀(guān)察泄漏量。如泄漏量較大時(shí)，則表明動(dòng)、靜環(huán)密封圈存在問(wèn)題。在初步觀(guān)察泄漏量、判斷泄漏部位的基礎上，再手動(dòng)盤(pán)車(chē)觀(guān)察，若泄漏量無(wú)明顯變化則可判定式動(dòng)、靜環(huán)摩擦副存在問(wèn)題；如泄漏介質(zhì)沿軸向噴射，則動(dòng)環(huán)密封存在問(wèn)題居多，泄漏介質(zhì)向四周?chē)娚浠驈乃鋮s孔中漏出，但一般有主次區別，只要觀(guān)察細致，熟悉結構，一定能正確判斷。 2、試運轉時(shí)出現的泄漏。泵用機械密封經(jīng)過(guò)靜試后，運轉時(shí)高速旋轉產(chǎn)生的離心力，會(huì )抑制介質(zhì)泄漏。因此，試運轉時(shí)機械密封泄漏在排除軸間極端蓋密封失效后，基本上都是由于動(dòng)、靜環(huán)摩擦副受破壞所致。引起摩擦副密封失效的原因主要有： （1）操作中，因抽空、氣濁、憋壓等異?，F象，引起較大的軸向力，使動(dòng)、靜環(huán)接觸面分離； （2）安裝機械密封時(shí)壓縮量過(guò)大，導致摩擦副斷面嚴重磨損、擦傷； （3）動(dòng)環(huán)密封圈過(guò)緊，彈簧無(wú)法調整動(dòng)環(huán)的軸向浮動(dòng)量； （4）靜環(huán)密封圈過(guò)松，當動(dòng)環(huán)軸向浮動(dòng)時(shí),靜環(huán)脫離靜環(huán)座； （5）工作介質(zhì)中有顆粒狀物質(zhì)，運轉中進(jìn)入摩擦副，擦傷動(dòng)、靜環(huán)密封端面； （6）設計選型有誤，密封端面比壓偏低或密封材質(zhì)冷縮性較大等。上述現象在試運轉中經(jīng)常出現，有時(shí)可以通過(guò)適當調整靜環(huán)座等予以消除，但多數需要重新拆裝，更換密封。 3、 正常運轉中突然泄漏。離心泵在運轉中突然泄漏少數是因正常磨損或已達到使用壽命，而大多數是由于工況變化較大或操作、維護不當引起的。 （1）抽空、氣濁或較長(cháng)時(shí)間憋壓，導致密封破壞； （2）泵實(shí)際輸出量偏小，大量介質(zhì)泵內循環(huán)，熱量積聚，引起介質(zhì)氣化，導致密封失效； （3）回流量偏大，導致吸入管側容器（罐、池）底部沉渣泛起，損壞密封； （4）較長(cháng)時(shí)間停運，重新啟動(dòng)時(shí)沒(méi)有手動(dòng)盤(pán)車(chē)，摩薩副因粘連而扯壞密封面； （5）介質(zhì)中腐蝕性、聚合性、結膠性物質(zhì)增多； （6）環(huán)境溫度急劇變化； （7）工況頻繁變化或調整； （8）突然停電或故障停機等。離心泵在正常運轉中突然泄漏，如不能及時(shí)發(fā)現，往往會(huì )釀成較大事故或損失，須予以重視并采取優(yōu)先措施。 4影響機械密封效果的因素 機械加工精度不夠 機械加工精度不夠，原因有很多，有的是機械密封本身的加工精度不夠，這方面的原因容易引起人們的注意，也容易找到。但有時(shí)是泵其它部件的加工精度不夠，這方面的原因，不容易引起人們的注意。例如：泵軸、軸套、泵體、密封腔體的加大精度不夠等原因。這些原因的存在對機械密封的密封效果是非常不利的。 振動(dòng)偏大 機械密封振動(dòng)偏大，最終導致失去密封效果。但機械密封振動(dòng)偏大的原因往往不是機械密封本身的原因，泵的其它零部件是產(chǎn)生振動(dòng)的根源，如泵軸設計不合理、加工的原因、軸承精度不夠、聯(lián)軸器的平行度差、徑向力大等原因。 泵軸的軸向竄量大 機械密封的密封面要有一定的比壓，這樣才能起到密封作用，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(gè)推力，旋轉起來(lái)使密封面產(chǎn)生密封所要求的比壓。為了保證這一個(gè)比壓，機械密封要求泵軸不能有太大的竄量，一般要保證在0.5 mm以?xún)取?nbsp; 軸向力偏大 機械密封在使用過(guò)程中是不能夠承受軸向力的，若存在軸向力，對機械密封的影響是嚴重的。有時(shí)由于泵的軸向力平衡機構設計的不合理及制造、安裝、使用等方面的原因，造成軸向力沒(méi)有被平衡掉。機械密封承受一個(gè)軸向力，運轉時(shí)密封壓蓋溫度將偏高，對于聚丙烯類(lèi)的介質(zhì)，在高溫下會(huì )被熔融，因此泵啟動(dòng)后很快就失去密封效果，泵靜止時(shí)則密封端面出現間斷的噴漏現象。 四、 泵用機械密封維護、檢修中應注意的幾項問(wèn)題 1、 潤滑 對機械密封端面應進(jìn)行適當潤滑，這樣可減少磨損和延長(cháng)壽命，部分摩擦熱也可由潤滑劑帶走。一般潤滑劑可由介質(zhì)本身承擔，因此密封端面（動(dòng)環(huán)、靜環(huán)）見(jiàn)彈簧壓力不應過(guò)大。 2、 沖洗冷卻 泵用機械密封工作使端面上產(chǎn)生的熱量應及時(shí)傳遞出去，否則端面間的液膜就會(huì )汽化而形成干摩擦，必須考慮沖洗冷卻措施。一般沖洗冷卻液采用內部密封介質(zhì)，也可采用外部供水冷卻沖洗。在機械密封使用中應絕對保證沖洗冷卻液的供應及沖洗冷卻液的暢通，必要時(shí)應定期清理。 3、 新舊密封更新 相對而言使用新機械密封的效果好于舊的，但新機械密封的質(zhì)量或材質(zhì)選擇不當時(shí)，配合尺寸誤差較大會(huì )影響密封效果；在聚合性滲透性介質(zhì)中，靜環(huán)如無(wú)過(guò)度磨損，還是不更換為好。因為靜環(huán)在靜環(huán)座中長(cháng)時(shí)間處于靜止狀態(tài)，使聚合物和雜質(zhì)沉積為一體，起到了較好的密封作用。 4、 密封拆修 一旦出現機械密封泄漏便急于拆修，其實(shí)，有時(shí)密封并沒(méi)有損壞，只需調整工況或適當調整密封就可消除泄漏。這樣既避免浪費又可以驗證自己的故障判斷能力，積累維修經(jīng)驗提高檢修質(zhì)量
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