机械密封损坏产生泄露的原因分析

摘要:在机械设备中密封的功能是防止泄漏,起密封作用的零部件称为密封件,主要由动环和静环组成的密封端面(有时也称摩擦副)、弹性元件、辅助密封圈、动环、静环、及动环随轴旋转的传动机构组成,文章就引起密封损坏产生泄露的因素进行分析。

关键词:机械密封端面周期

中图分类号：TQ330.4文献标识码:A

1.操作因素

石化装置大多的是高温、高压、和带有腐蚀性的介质,并且工艺条件变化较大,对机械密封使用周期影响是非常重要的。

1.1冲洗和冷却要求

根据冲洗部位不同把冷却分成内冲洗和外冲洗。内冲洗常用于含颗粒或易结晶介质的机械密封，以防止颗粒或结晶物进入摩擦面。内冲洗应为干净液体，尽可能利用介质本身，压力一般应比介质压力高0.05-0.1Mpa。流速在3-4.6M/S范围内。若介质含有颗粒、污物或温度过高不适于直接使用时。应先进行过滤，分离或冷却，若介质本身不宜为冲洗液时，应选择与之相容的另一种液体。冲洗一般都是利用泵的进出口之间的压差或外部泵设备来实现，也可在密封腔内安装具有泵作用的环或螺旋实现局部循环。

冷却是把机械密封工作时端面上产生的热量及时传递出去，否则端面间的液膜就会汽化或形成干摩擦，因此，必须采用相应的冷却措施，冷却的效果与密封的几何形状、材料、散热条件和传热面积等因素有关，冷却可以利用冲洗孔实现，高温高速时应沿圆周均布设置若干个冲洗孔，使密封环周围温差不至于过大，否则会引起密封环炸裂，温度较高时，可用冷却器来冷却冲洗液，也可以采用间接的冷却方式，必须指出当密封降温结晶介质时，要对密封进行加热或保温，当密封高黏度介质时，在启用前密封还需预热，以减少启动转矩。

1.2润滑

对密封端面进行适当润滑是减少磨损和延长寿命的必要措施，此外，用润滑剂润滑可以带走部分摩擦热，一般可以直接利用介质本身做润滑剂，若介质本身润滑性差或对泄漏要求严格时，必须采取相应措施，可采用双端面机械密封，在两端面间引入封液，端面润滑与泄漏量之间有密切关系，由于对密封泄漏量有一定限制，故端面间通常都维持在边界润滑或半液体润滑状态，只有在高压、高速特殊工况下，为保证正常工作和延长寿命，才放宽对泄漏量的要求加润滑剂。运行时注意介质压力波动、机泵频繁开停车、泵抽空、汽蚀、冲洗液冷却水中断等，总之因操作因素造成的机械密封故障率大约占55%。

2.机械密封安装对密封周期的影响

机械密封安装一般应遵循以下常规。

主密封环的密封面且和轴或轴套都要抹少许油以便安装；在禁忌油类的场合，可视具体情况抹些干净的水或密封介质。要按说明书要求顺序装配，小心轻放，防止磕碰。各弹性静密封环不应有飞边或坑洼不平等疵点，在装配沟槽时应特别注意防止割伤或拧成麻花状。主密封环所需工作压力是由介质压力和弹簧压力合成的，在安装时，应使弹簧保持正确的工作位置。紧固螺栓时要使用标准工具，用力均匀，松紧适度，尤其是密封腔法兰螺栓，松紧不匀将影响密封面所需求的几何精度。与密封件连接的所有管道和各种装置在安装前必须作清洁处理并保持洁净。为此，在必要的部位应安装过滤器和旋转分离器等。密封腔空间。根据所选密封的型号规格，检查密封腔的直径和深度，必须符合密封组装图轴的轴向窜动量，安装密封的轴或轴套的轴向窜动应保持在0.08mm以内。轴的径向游动量，转轴的径向游动量不得大于0.08mm。轴的旋转中心线与密封面的垂直度，其垂直度在密封面的直径范围内不超过0.03mm。轴的旋转中心线与密封腔孔的同心度。要求控制在0.13mm以内。轴或轴套表面粗糙度，轴或轴套与辅助密封环相接触处的表面粗糙度应在0.32um以下。轴套、轴肩和压盖的倒角要求，安装动环密封圈的轴或轴套的肩部，静环密封圈压盖或壳体孔的前缘应倒角，以防划伤弹性元件。

3.机诫密封各部件的调整

3.1轴与密封腔的垂直度调整

用夹具把百分表固定在轴上,让轴旋转,使百分表针头对密封腔端面回转一圈,百分表最大值和最小值之差,即为垂直度,垂直度允差与轴的转速、密封圈形式有关，密封圈为橡胶的垂直度可大些，若是四氟，密封圈允值就小些，泵用机械密封圈与密封腔的垂直度允值0.05-0.08mm。

3.2轴与密封腔的同轴度调整

用夹具把百分表固定在轴上，让轴旋转，百分表最大值和最小值之差，即为同轴度，不同轴改变了液面的液力负荷，必定会降低机械密封的性能和使用寿命，当测量值>0.25mm时，应重新装配或更换密封室，保证机械密封磨损均匀。

3.3轴的径向跳动调整

用夹具把百分表固定在密封腔上，让轴旋转，使百分表针头对轴表面回转一圈，百分表最大值和最小值之差，即为轴的径向跳动。轴的径向跳动会使密封性能下降、泄漏量增加，过大的跳动会使密封环碎裂。此外，动密封环与轴接触处会由于轴的长期跳动，导致轴的表面出现沟槽因此对轴的径向跳动允差有一定的要求，泵用机械密封轴与密封腔的垂直度允差值。

3.4轴的径向位移

在尽可能靠近径向轴承处装一千分表。微抬或轻压叶轮的轴端，若径向位移量大于0.08mm，则应检查轴承的装配质量，或重新装配转子。由于径向轴承或轴承装配有缺陷，将使轴产生抖动和偏斜，导致密封表面过分磨损，破坏或减少了密封面间的润滑膜，降低了密封的使用寿命。

3.5轴的轴向窜动量调整

为使机械密封的弹簧力不致变化太大，也为了防止平衡型机械密封动环与轴凸肩顶住而损坏零件，一般要求轴向窜动量不大于0.05mm。装一千分表把探针指在轴的肩部，用手锤轻敲轴的两端，轴的两端的位移量应小于等于0.5mm。否则应检查轴承、调整转子装配精度，或重新装配转子。理想的机械密封其磨损是均匀的，并能适度保持两密封件的液膜。轴的轴向位移动大则发动串动，使弹簧过载或松弛，这将导致密封面划伤，磨损不均匀并破坏了密封面间的润滑膜从而降低机械密封的寿命和性能。轴的表面粗糙度是为了保证密封圈与轴间的密封，对轴的表面粗糙度的要求不得低于3.2。密封腔处轴的轴肩过渡部分，密封腔处轴的轴间过渡部分与静环压盖处应光滑，以免密封圈在通过轴间时造成划伤。动环应具有一定的浮动性，由于密封腔端面存在一定的不垂直度，设备在运转过程中存在振动等原因，端面比压是机械密封的重要性能参数，端面比压要在设计的范围之内，以保证机械密封端面良好的配合，使密封面间形成有效液膜，保证了密封。

参考文献

[1]徐灏，主编，密封，治金工业出版社，1999，3。

[2]张建中，李新成，刘康林，主编，石油化工密封技术，科学技术出版社，1994，10

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