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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機械密封原理與設計，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】水泵；密封；問題；對策
【中圖分類號】U464.138+. 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672—5158（2012）08—0129-01
機械密封是靠一對相對運動的環的端面A（一個固定，另一個與軸一起旋轉）相互貼合形成的微小軸向間隙起密封作用，這種裝置稱為機械密封機械密封通常由動環、靜環、壓緊元件和密封元件組成。其中動環和靜環的端面組成一對摩擦副，動環靠密封室中液體的壓力使其端面壓緊在靜環端面上，并在兩環端面上產生適當的比壓和保持一層極薄的液體膜而達到密封的目的。壓緊元件產生壓力，可使中開泵在不運轉狀態下，也保持端面貼合，保證密封介質不外漏，并防止雜質進入密封端面。密封元件起密封動環與軸的間隙B、靜環與壓蓋的間隙c的作用，同時對中開泵的振動、沖擊起緩沖作用。機械密封在實際運行中不是一個孤立的部件，它是與中開泵的其它零部件一起組合起來運行的，同時通過其基本原理可以看出，機械密封的正常運行是有條件的，例如：泵軸的竄量不能太大，否則摩擦副端面不能形成正常要求的比壓；機械密封處的中開泵軸不能有太大的撓度，否則端面比壓會不均勻等等。只有滿足類似這樣的外部條件，再加上良好的機械密封自身性能，才能達到理想的密封效果。
2.水泵密封存在的問題
2.1 機械密封裝置管系的焊接質量差嚴重影響給水泵的安全，當運行中管系輕微泄漏使機械密封液溫度緩慢升高（由于經熱交換器的機械密封液減少，或機械密封液得不到良好的冷卻）；當管系嚴重泄漏使機械密封液溫度急劇升高。這些都使機械密封動環和靜環及貼和面得不到很好的冷卻，使動靜環過熱而損壞。運行中多次發生由于機械密封管系泄漏導致給水泵跳閘，也加重了機械密封的磨損。因此對機械密封裝置管系的焊接質量提出了更高的要求。
2.2 給水水質對機械密封裝置的影響。由于機械密封裝置對水質的要求較高，當水質惡化時，由于機械密封裝置的循環管系比較細，使機械密封裝置急易堵塞造成機械密封液溫度升高；當給水泵在低轉速運行時，當水質惡化時，由于高魯皮夫（Golubiev）反向螺旋槽的提升壓力較低，使雜質不能被水及時帶走，導致雜質沉積在機械密封貼和面處，劃傷機械密封動靜環的貼和面，使機械密封泄漏。因此必須加強機組啟停機和正常運行的水質的監督。
2.3 運行方式對機械密封裝置的影響。
2.3.1 當機組處于經常性的負荷調整，使給水泵處于變工況狀態或給水泵經常處于啟停狀態時，導致給水泵泵軸的瞬間竄動，使給水泵動靜環間的貼和面間隙過小，不足以形成流動膜，而造成動靜環的干摩擦，使機械密封裝置損壞。
2.3.2 當給水泵處于正常備用狀態時，此時該泵靜止。由于泵備用時必須投入暖泵裝置，這時雖然投入了機械密封裝置的冷卻水，但由于泵組未轉動，因此機械密封裝置中的水不可能流動，所以機械密封裝置的石墨環（靜環）處于100℃以上的高溫中，而當備用泵聯啟立即帶負荷時，100℃以上水突然流動起來經過冷卻器后變成30℃以上的回水流過機械密封裝置的石墨環，使石墨環驟冷而產生裂紋，導致機械密封裝置泄漏。因此在泵組正常備用時可加一個小的循環泵使機械密封裝置的水流動起來，避免上述現象的發生。
3.水泵密封存在問題的成因分析
3.1 泵軸的軸向竄量大
平衡盤平衡軸向力的工作原理平衡盤工作時自動改變平衡盤與平衡環之間的軸向間隙b，從而改變平衡盤前后兩側的壓差，產生一個與軸向力方向相反的作用力來平衡軸向力。由于轉子竄動的慣性作用和瞬態中開泵工況的波動，運轉的轉子不會靜止在某一軸向平衡位置。平衡盤始終處在左右竄動的狀態。平衡盤在正常工作中的軸向竄量只有0105～011mm，滿足機械密封的允許軸向竄量015mm的要求，但平衡盤在泵啟動、停機、工況劇變時的軸向竄量可能大大超過機械密封允許的軸向竄量。泵經過長時間運行后，平衡盤與平衡環摩擦磨損，間隙b隨著增大，機械密封軸向竄量不斷增加。由于軸向力的作用，吸入側的密封面的壓緊力增加，密封面磨損加劇，直至密封面損壞，失去密封作用。吐出側的機械密封，隨著平衡盤的磨損，轉子部件的軸向竄量大于密封要求的軸向竄量，密封面的壓緊力減小，達不到密封要求，最終使泵兩側的機械密封全部失去密封作用。
3.2 中開泵軸的撓度偏大
機械密封又稱端面密封，是一種旋轉軸向的接觸式動密封，它是在流體介質和彈性元件的作用下，兩個垂直于軸心線的密封端面緊密貼合、相對旋轉，從而達到密封效果，因此要求兩個密封之間要受力均勻。但由于泵產品設計的不合理，泵軸運轉時，在機械密封安裝處產生的撓度較大，使密封面之間的受力不均勻，導致密封效果不好。
3.3 沒有輔助沖洗系統或輔助沖洗系統設置不合理
機械密封的輔助沖洗系統是非常重要的，它可以有效地保護密封面，起到冷卻、、沖走雜物等作用。有時設計員沒有合理地配置輔助沖洗系統，達不到密封效果；有時雖然設計人員設計了輔助系統，但由于沖洗液中有雜質，沖洗液的流量、壓力不夠，沖洗口位置設計不合理等原因，也同樣達不到密封效果。
4.解決對策
4.1 消除泵軸竄量大的對策
合理地設計軸向力的平衡裝置，消除軸向竄量。為了滿足這一要求，對于多級離心中開泵，比較理想的設計方案有兩個：一個是平衡盤加軸向止推軸承，由平衡盤平衡軸向力，由軸向止推軸承對中開泵軸進行軸向限位；另一個是平衡鼓加軸向止推軸承，由平衡鼓平衡掉大部分軸向力，剩余的軸向力由止推軸承承擔，同時軸向止推軸承對中開泵軸進行軸向限位。第二種方案的關鍵是合理地設計平衡鼓，使之能夠真正平衡掉大部分軸向力。對于其它單級中開泵、中開中開泵等產品，在設計時采取一些措施保證中開泵軸的竄量在機械密封所要求的范圍之內。
4.2 消除中開泵軸撓度偏大的對策
首先，減少兩端軸承之間的距離。中開泵葉輪的級數不要太多，在中開泵總揚程要求較高的情況下，盡量提高每級葉輪的揚程，減少級數；其次，增加中開泵軸的直徑。在設計中開泵軸直徑的時候，不要簡單地僅考慮傳遞功率的大小，而要考慮機械密封、軸撓度、起動方法和有關慣性負荷、徑向力等因素。很多設計員沒有充分認識到這一點。
4.3 增加輔助沖洗系統
關鍵詞 機械密封；石油化工；新技術
中圖分類號：TB42 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）09-0115-01
1 石油化工機械密封技術的必要性與現狀
多數化工產品均具有有毒或易燃易爆的高危特性，故一旦發生泄漏，不僅可能造成難以估計的經濟損失與環境污染，更為嚴重的是也可能造成一定的人員傷亡，同時這也是所有化工行業的一大主要特點。基于此，為最大限度地避免此類事件的發生，其行業內所采用的相關機械設備具備較高的密封性能是非常有必要的。針對這樣的需求，為了在復雜的工業現場作業環境中將密封性能達到盡可能更為嚴格的標準，一些多結構、多組合以及新型的材料在機械密封部件的開發與制造中獲得了愈發規范的應用，并逐漸在石油化工行業展示出了巨大的應用前景。
2 幾種機械密封新技術的介紹
在當前科學技術快速發展及與機械密封相關新材料研究的不斷突破，機械密封技術也獲得了空前的發展，也正是在這樣的情況下，與此相關的產品泄露以及環境污染事件的發生率也有了較大程度的下降，相關設備的使用壽命也獲得了顯著延長。經筆者總結，目前相對較新的機械密封技術主要包括以下幾種。
2.1 剖分式機械密封技術
在發明的最初，該技術主要是用在大型反應釜以及大型泵的分體式機械密封封面，其中的推環、傳動環以及動環均包括有對稱的兩個組成部分，且動環被推環與傳動環固定在一起，同是每環均采用設計有斜面的兩半夾緊環實施固定；另將靜環、靜環座以及壓緊螺母等三個部件進行一體固定，其中，在靜環與靜環座上也同樣設計有斜面的兩半夾環用以夾緊。后來，針對反應釜的剖分式機械密封，又有相關研究者開展了更為深入的研究性試驗，他們采用了有限元計算方法，進而將改進的重點放在了輔助密封圈的應力應變方面，最終在不同的端面上加以設計，分別研發出了端面部分式機械密封與平行端面部分式機械密封兩項密封技術。
2.2 非接觸式機械密封
1）干運轉氣體密封。干氣密封為一種由兩個環組成的非接觸式端面機械密封技術，其兼具了無磨損、功耗小與泄漏量小等較為全面的優點，而且在安裝與維護方面均非常容易操作，系統的高可靠性也進一步確保其具有長期穩定運行的優勢。該技術體系中，第一個環往往又被稱為動環，在其表面設計有槽，并且可以隨著轉子旋轉，另在槽的下方設計了一個比較光滑的區域為密封壩，此為產生密封作用的關鍵區域；另一個環被稱為靜環，其表面光滑，同時通過彈簧進行壓固，只能進行軸向的移動。當軸處于靜置狀態，或是在機組未升壓的情況下，彈簧將保持動、靜環始終處于接觸狀態，而當幾組升壓過后，在氣壓的作用下，動、靜環將發生分離，并在其間隙形成一層非常薄的氣膜。一旦幾組開始旋轉后，動環槽將產生動壓力，同時會在靠近槽根部的地方產生一個高壓區域，繼而，動、靜環之前的距離將因此而擴大，直至壓力維持到一個相對平衡的
狀態。
2）逆流泵送機械密封。該技術兼具了完全不會逸出介質、對環境完全不存在污染、壽命較長、維護費用低等明顯的技術優勢，其在多領域已經有了非常廣泛的應用。同時，該技術的基本密封原理是建立在流體動壓理論基本方程-雷諾方程基礎上的，主要采用了數值計算法與解析法兩種分析模式。經長時間的應用實踐發現，該技術尤其適用于應用到某些具有高易氣化與高污染性以及高危險性的密封介質的密封需求，故其應用前景比較良好。此外需要說明的是，盡管上游泵送機械密封在端面結構上具有比較多的形式，但實則在工作原理方面是基本一致的。
2.3 流體回流式機械密封技術
此種機械密封技術的基本原理為：在考察外泄流體的流動路徑的基礎上，再通過一定的轉變處理，繼而將其再送回到機械密封腔內，以此實現機械設備零泄漏的最終效果。與此同時，該密封技術不僅具有相對更為簡單的結構、很強的適用性與便于維護的特點，而且對某些特殊的工作環境與條件，比如高溫、高壓以及高速等，其應用價值將更為明顯。
2.4 組合式機械密封技術
該技術是將多種密封技術進行整合而成的一種綜合性的新型機械密封技術，通常情況下其均可通過一定的技術處理繼而將各種機械密封技術的優勢聯合在一起，并同時規避各自缺陷。從某種意義上來說，本密封技術有望成為未來機械密封技術發展的必然趨勢。就具體的組合方式來看，目前最普遍的包括了接觸式結合非接觸的密封形式與接觸式結合接觸式的密封形式。
2.5 其他先進機械密封技術
隨著當前材料科學、工程科學以及計算機技術的共同發展與進步，這也在很大程度上為機械密封技術的發展帶來了理論根基與發展契機，尤其是某些前沿技術與全新材料的高效應用，機械密封技術理論也勢必將變得更加豐富。其中，比如更為嚴格意義上的零泄漏密封技術，該技術力求確保設備中所應用到的工藝流體絕對無泄漏，該項技術中又多采用干運轉的密封方法，同時還應用到了諸如計量儀表、閥門、密封監控裝置以及報警裝置等輔助設備。此外，又比如集裝箱式密封技術，該技術因其發明起源于運輸集裝箱故得此名，在安裝之前，一般將靜止部件與可旋轉部件實施整體性安裝，經完成試壓及其相關檢查滿意后再將其套裝進集裝箱的內軸，同時對其實施必要加緊固定，基于此，該密封技術是可以實施平面運作的。
3 結束語
在石油化工行業內，其絕大部分裝置與設備均需要進行機械密封處理，并以此來防止工藝流體出現漏、跑、滴、冒等情況，繼而達到節約工業程度、降低環境污染以及提升運作效率的目的，這也是當代石油化工企業實現可持續發展的根本需求。基于此，高效機械密封技術的研發與運用不僅可幫助石油化工企業獲得更為理想的工程效益，同時也可幫助其樹立起更為良好的環保與節能企業形象，進而促進我國石油化工企業的穩定與快速發展。
參考文獻
[1]張文平.機械密封的應用探討[J].科技情報開發與經濟，2010（2）：220-221.
[2]李磊.機械密封技術在化工行業中的應用[J].科技風，2011（13）：109-110.
關鍵詞：機械密封；故障處理；原因分析
機械密封在旋轉設備上的應用非常廣泛，機械密封的密封效果將直接影響整機的運行，嚴重的還將出現重大安全事故。
從機械密封的內外部條件的角度分析了影響密封效果的幾種因素和應采取的合理措施。
1 機械密封的原理及要求
機械密封又叫端面密封，它是一種旋轉機械的軸封裝置，指由至少一對垂直于旋轉軸線的的端面在液體壓力和補償機構彈力(或磁力)的作用以及輔助密封的配合下保持貼合并相對滑動而構成的防止流體泄漏的裝置。它的主要功用將易泄漏的軸向密封改變為較難泄漏的端面密封。它廣泛應用于泵、釜、壓縮機及其他類似設備的旋轉軸的密封。
機械密封通常由動環、靜環、壓緊元件和密封元件組成。其中動環隨泵軸一起旋轉，動環和靜環緊密貼合組成密封面，以防止介質泄漏。動環靠密封室中液體的壓力使其端面壓緊在靜環端面上，并在兩環端面上產生適當的比壓和保持一層極薄的液體膜而達到密封的目的。壓緊元件產生壓力，可使泵在不運轉狀態下，也保持端面貼合，保證密封介質不外漏，并防止雜質進入密封端面。密封元件起密封動環與軸的間隙、靜環與壓蓋的間隙的作用，同時彈性元件對泵的振動、沖擊起緩沖作用。機械密封在實際運行中是與泵的其它零部件一起組合起來運行的，機械密封的正常運行與它的自身性能、外部條件都有很大的關系。但是我們要首先保證自身的零件性能、輔助密封裝置和安裝的技術要求，使機械密封發揮它應有的作用。
2 機械密封的故障表現及原因
2.1 機械密封的零件的故障旋轉設備在運行當中，密封端面經常會出現磨損、熱裂、變形、破損等情況，彈簧用久了也會松弛、斷裂和腐蝕。輔助密封圈也會出現裂口、扭曲和變形、破裂等情況。
2.2 機械密封振動、發熱故障原因
設備旋轉過程中，會使動靜環貼合端面粗糙，動靜環與密封腔的間隙太小，由于振擺引起碰撞從而引起振動。有時由于密封端面耐腐蝕和耐溫性能不良，或是冷卻不足或端面在安裝時夾有顆粒雜質，也會引起機械密封的振動和發熱。
2.3 機械密封介質泄漏的故障原因
（1）靜壓試驗時泄漏。機械密封在安裝時由于不細心，往往會使密封端面被碰傷、變形、損壞，清理不凈、夾有顆粒狀雜質，或是由于定位螺釘松動、壓蓋沒有壓緊，機器、設備精度不夠，使密封面沒有完全貼合，都會造成介質泄漏。如果是軸套漏，則是軸套密封圈裝配時未被壓緊或壓縮量不夠或損壞。（2）周期性或陣發性泄漏。機械密封的轉子組件周期性振動、軸向竄動量太大，都會造成泄漏。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，給密封端面一個推力，旋轉起來使密封面產生密封所要求的比壓。為了保證這一個比壓，機械密封要求泵軸不能有太大的竄量，一般要保證在0.25mm以內。但在實際設計當中，由于設計的不合理，往往泵軸產生很大的竄量，對機械密封的使用是非常不利的。（3）機械密封的經常性泄漏。機械密封經常性泄漏的原因有很多方面。第一方面，由于密封端面缺陷引起的經常性泄漏。第二方面，是輔助密封圈引起的經常性泄漏。第三方面，是彈簧缺陷引起的泄漏。其他方面，還包括轉子振動引起的泄漏，傳動、緊定和止推零件質量不好或松動引起泄漏，機械密封輔助機構引起的泄漏，由于介質的問題引起的經常性泄漏等。（4）機械密封振動偏大。機械密封振動偏大，最終導致失去密封效果。但機械密封振動偏大的原因往往不僅僅是機械密封本身的原因，泵的其它零部件也是產生振動的根源，如泵軸設計不合理、加工的原因、軸承精度不夠、聯軸器的平行度差、徑向力大等原因。
3 處理故障采取的措施
如果機械密封的零件出現故障，就需要更換零件或是提高零件的機械加工精度，提高機械密封本身的加工精度和泵體其他部件的加工精度對機械密封的效果非常有利。為了提高密封效果，對動靜環的摩擦面的光潔度和不平度要求較高。動靜環的摩擦面的寬度不大，一般在2～7毫米之間。
3.1 機械密封振動、發熱的處理
如果是動靜環與密封腔的間隙太小，就要增大密封腔內徑或減小轉動外徑，至少保證0.75mm的間隙。如果是摩擦副配對不當，就要更改動靜環材料，使其耐溫，耐腐蝕。這樣就會減少機械密封的振動和發熱。
3.2機械密封泄漏的處理
機械密封的泄漏是由于多種原因引起，我們要具體問題具體處理。為了最大限度的減少泄漏量，安裝機械密封時一定要嚴格按照技術要求進行裝配，同時還要注意以下事項。
（1）裝配要干凈光潔。機械密封的零部件、工器具、油、揩拭材料要十分干凈。動靜環的密封端面要用柔軟的紗布揩拭。（2）修整倒角倒圓。軸、密封端蓋等倒角要修整光滑，軸和端蓋的有關圓角要砂光擦亮。（3）裝配輔助密封圈時，橡膠輔助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗滌，以免脹大變形，過早老化。動靜環組裝完后，用手按動補償環，檢查是否到位，是否靈活;彈性開口環是否定位可靠。動環安裝后，必須保證它在軸上軸向移動靈活。
關鍵詞：機械密封；故障處理；原因分析
機械密封在旋轉設備上的應用非常廣泛，機械密封的密封效果將直接影響整機的運行，嚴重的還將出現重大安全事故。
從機械密封的內外部條件的角度分析了影響密封效果的幾種因素和應采取的合理措施。
一、機械密封的原理及要求
機械密封又叫端面密封，它是一種旋轉機械的軸封裝置，指由至少一對垂直于旋轉軸線的的端面在液體壓力和補償機構彈力(或磁力)的作用以及輔助密封的配合下保持貼合并相對滑動而構成的防止流體泄漏的裝置。它的主要功用將易泄漏的軸向密封改變為較難泄漏的端面密封。它廣泛應用于泵、釜、壓縮機及其他類似設備的旋轉軸的密封。
機械密封通常由動環、靜環、壓緊元件和密封元件組成。其中動環隨泵軸一起旋轉，動環和靜環緊密貼合組成密封面，以防止介質泄漏。動環靠密封室中液體的壓力使其端面壓緊在靜環端面上，并在兩環端面上產生適當的比壓和保持一層極薄的液體膜而達到密封的目的。壓緊元件產生壓力，可使泵在不運轉狀態下，也保持端面貼合，保證密封介質不外漏，并防止雜質進入密封端面。密封元件起密封動環與軸的間隙、靜環與壓蓋的間隙的作用，同時彈性元件對泵的振動、沖擊起緩沖作用。機械密封在實際運行中是與泵的其它零部件一起組合起來運行的，機械密封的正常運行與它的自身性能、外部條件都有很大的關系。但是我們要首先保證自身的零件性能、輔助密封裝置和安裝的技術要求，使機械密封發揮它應有的作用。
二、機械密封的故障表現及原因
2.1機械密封的零件的故障旋轉設備在運行當中，密封端面經常會出現磨損、熱裂、變形、破損等情況，彈簧用久了也會松弛、斷裂和腐蝕。輔助密封圈也會出現裂口、扭曲和變形、破裂等情況。
2.2機械密封振動、發熱故障原因
設備旋轉過程中，會使動靜環貼合端面粗糙，動靜環與密封腔的間隙太小，由于振擺引起碰撞從而引起振動。有時由于密封端面耐腐蝕和耐溫性能不良，或是冷卻不足或端面在安裝時夾有顆粒雜質，也會引起機械密封的振動和發熱。
2.3機械密封介質泄漏的故障原因
（1）靜壓試驗時泄漏。機械密封在安裝時由于不細心，往往會使密封端面被碰傷、變形、損壞，清理不凈、夾有顆粒狀雜質，或是由于定位螺釘松動、壓蓋沒有壓緊，機器、設備精度不夠，使密封面沒有完全貼合，都會造成介質泄漏。如果是軸套漏，則是軸套密封圈裝配時未被壓緊或壓縮量不夠或損壞。（2）周期性或陣發性泄漏。機械密封的轉子組件周期性振動、軸向竄動量太大，都會造成泄漏。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，給密封端面一個推力，旋轉起來使密封面產生密封所要求的比壓。為了保證這一個比壓，機械密封要求泵軸不能有太大的竄量，一般要保證在0.25mm以內。但在實際設計當中，由于設計的不合理，往往泵軸產生很大的竄量，對機械密封的使用是非常不利的。（3）機械密封的經常性泄漏。機械密封經常性泄漏的原因有很多方面。第一方面，由于密封端面缺陷引起的經常性泄漏。第二方面，是輔助密封圈引起的經常性泄漏。第三方面，是彈簧缺陷引起的泄漏。其他方面，還包括轉子振動引起的泄漏，傳動、緊定和止推零件質量不好或松動引起泄漏，機械密封輔助機構引起的泄漏，由于介質的問題引起的經常性泄漏等。（4）機械密封振動偏大。機械密封振動偏大，最終導致失去密封效果。但機械密封振動偏大的原因往往不僅僅是機械密封本身的原因，泵的其它零部件也是產生振動的根源，如泵軸設計不合理、加工的原因、軸承精度不夠、聯軸器的平行度差、徑向力大等原因。
三、處理故障采取的措施
如果機械密封的零件出現故障，就需要更換零件或是提高零件的機械加工精度，提高機械密封本身的加工精度和泵體其他部件的加工精度對機械密封的效果非常有利。為了提高密封效果，對動靜環的摩擦面的光潔度和不平度要求較高。動靜環的摩擦面的寬度不大，一般在2～7毫米之間。
3.1機械密封振動、發熱的處理
如果是動靜環與密封腔的間隙太小，就要增大密封腔內徑或減小轉動外徑，至少保證0.75mm的間隙。如果是摩擦副配對不當，就要更改動靜環材料，使其耐溫，耐腐蝕。這樣就會減少機械密封的振動和發熱。
3.2機械密封泄漏的處理
機械密封的泄漏是由于多種原因引起，我們要具體問題具體處理。為了最大限度的減少泄漏量，安裝機械密封時一定要嚴格按照技術要求進行裝配，同時還要注意以下事項。
（1）裝配要干凈光潔。機械密封的零部件、工器具、油、揩拭材料要十分干凈。動靜環的密封端面要用柔軟的紗布揩拭。（2）修整倒角倒圓。軸、密封端蓋等倒角要修整光滑，軸和端蓋的有關圓角要砂光擦亮。（3）裝配輔助密封圈時，橡膠輔助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗滌，以免脹大變形，過早老化。動靜環組裝完后，用手按動補償環，檢查是否到位，是否靈活;彈性開口環是否定位可靠。動環安裝后，必須保證它在軸上軸向移動靈活。
3.3泵軸竄量大的處理
合理地設計軸向力的平衡裝置，消除軸向竄量。為了滿足這一要求，對于多級離心泵，設計方案是:平衡盤加軸向止推軸承，由平衡盤平衡軸向力，由軸向止推軸承對泵軸進行軸向限位。
3.4增加輔助沖洗系統
密封腔中密封介質含有顆粒、雜質，必須進行沖洗，否則會因結晶的析出，顆粒、雜質的沉積，使機械密封的彈簧失靈，如果顆粒進入摩擦副，會導致機械密封的迅速破壞。因此機械密封的輔助沖洗系統是非常重要的，它可以有效地保護密封面，起到冷卻、、沖走雜物等作用。
3.5泵振動的處理措施
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機械密封在旋轉設備上的應用非常廣泛，機械密封的密封效果將直接影響整機的運行，嚴重的還將出現重大安全事故。
從機械密封的內外部條件的角度分析了影響密封效果的幾種因素和應采取的合理措施。
1 機械密封的原理及要求
機械密封又叫端面密封，它是一種旋轉機械的軸封裝置，指由至少一對垂直于旋轉軸線的的端面在液體壓力和補償機構彈力(或磁力)的作用以及輔助密封的配合下保持貼合并相對滑動而構成的防止流體泄漏的裝置。它的主要功用將易泄漏的軸向密封改變為較難泄漏的端面密封。它廣泛應用于泵、釜、壓縮機及其他類似設備的旋轉軸的密封。
機械密封通常由動環、靜環、壓緊元件和密封元件組成。其中動環隨泵軸一起旋轉，動環和靜環緊密貼合組成密封面，以防止介質泄漏。動環靠密封室中液體的壓力使其端面壓緊在靜環端面上，并在兩環端面上產生適當的比壓和保持一層極薄的液體膜而達到密封的目的。壓緊元件產生壓力，可使泵在不運轉狀態下，也保持端面貼合，保證密封介質不外漏，并防止雜質進入密封端面。密封元件起密封動環與軸的間隙、靜環與壓蓋的間隙的作用，同時彈性元件對泵的振動、沖擊起緩沖作用。機械密封在實際運行中是與泵的其它零部件一起組合起來運行的，機械密封的正常運行與它的自身性能、外部條件都有很大的關系。但是我們要首先保證自身的零件性能、輔助密封裝置和安裝的技術要求，使機械密封發揮它應有的作用。
2 機械密封的故障表現及原因
2.1 機械密封的零件的故障旋轉設備在運行當中，密封端面經常會出現磨損、熱裂、變形、破損等情況，彈簧用久了也會松弛、斷裂和腐蝕。輔助密封圈也會出現裂口、扭曲和變形、破裂等情況。
2.2 機械密封振動、發熱故障原因
設備旋轉過程中，會使動靜環貼合端面粗糙，動靜環與密封腔的間隙太小，由于振擺引起碰撞從而引起振動。有時由于密封端面耐腐蝕和耐溫性能不良，或是冷卻不足或端面在安裝時夾有顆粒雜質，也會引起機械密封的振動和發熱。
2.3 機械密封介質泄漏的故障原因
（1）靜壓試驗時泄漏。機械密封在安裝時由于不細心，往往會使密封端面被碰傷、變形、損壞，清理不凈、夾有顆粒狀雜質，或是由于定位螺釘松動、壓蓋沒有壓緊，機器、設備精度不夠，使密封面沒有完全貼合，都會造成介質泄漏。如果是軸套漏，則是軸套密封圈裝配時未被壓緊或壓縮量不夠或損壞。（2）周期性或陣發性泄漏。機械密封的轉子組件周期性振動、軸向竄動量太大，都會造成泄漏。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，給密封端面一個推力，旋轉起來使密封面產生密封所要求的比壓。為了保證這一個比壓，機械密封要求泵軸不能有太大的竄量，一般要保證在0.25mm以內。但在實際設計當中，由于設計的不合理，往往泵軸產生很大的竄量，對機械密封的使用是非常不利的。（3）機械密封的經常性泄漏。機械密封經常性泄漏的原因有很多方面。第一方面，由于密封端面缺陷引起的經常性泄漏。第二方面，是輔助密封圈引起的經常性泄漏。第三方面，是彈簧缺陷引起的泄漏。其他方面，還包括轉子振動引起的泄漏，傳動、緊定和止推零件質量不好或松動引起泄漏，機械密封輔助機構引起的泄漏，由于介質的問題引起的經常性泄漏等。（4）機械密封振動偏大。機械密封振動偏大，最終導致失去密封效果。但機械密封振動偏大的原因往往不僅僅是機械密封本身的原因，泵的其它零部件也是產生振動的根源，如泵軸設計不合理、加工的原因、軸承精度不夠、聯軸器的平行度差、徑向力大等原因。
3 處理故障采取的措施
如果機械密封的零件出現故障，就需要更換零件或是提高零件的機械加工精度，提高機械密封本身的加工精度和泵體其他部件的加工精度對機械密封的效果非常有利。為了提高密封效果，對動靜環的摩擦面的光潔度和不平度要求較高。動靜環的摩擦面的寬度不大，一般在2～7毫米之間。
3.1 機械密封振動、發熱的處理
如果是動靜環與密封腔的間隙太小，就要增大密封腔內徑或減小轉動外徑，至少保證0.75mm的間隙。如果是摩擦副配對不當，就要更改動靜環材料，使其耐溫，耐腐蝕。這樣就會減少機械密封的振動和發熱。
3.2機械密封泄漏的處理
機械密封的泄漏是由于多種原因引起，我們要具體問題具體處理。為了最大限度的減少泄漏量，安裝機械密封時一定要嚴格按照技術要求進行裝配，同時還要注意以下事項。
（1）裝配要干凈光潔。機械密封的零部件、工器具、油、揩拭材料要十分干凈。動靜環的密封端面要用柔軟的紗布揩拭。（2）修整倒角倒圓。軸、密封端蓋等倒角要修整光滑，軸和端蓋的有關圓角要砂光擦亮。（3）裝配輔助密封圈時，橡膠輔助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗滌，以免脹大變形，過早老化。動靜環組裝完后，用手按動補償環，檢查是否到位，是否靈活;彈性開口環是否定位可靠。動環安裝后，必須保證它在軸上軸向移動靈活。
3.3 泵軸竄量大的處理
nbsp; 合理地設計軸向力的平衡裝置，消除軸向竄量。為了滿足這一要求，對于多級離心泵，設計方案是:平衡盤加軸向止推軸承，由平衡盤平衡軸向力，由軸向止推軸承對泵軸進行軸向限位。
3.4 增加輔助沖洗系統
密封腔中密封介質含有顆粒、雜質，必須進行沖洗，否則會因結晶的析出，顆粒、雜質的沉積，使機械密封的彈簧失靈，如果顆粒進入摩擦副，會導致機械密封的迅速破壞。因此機械密封的輔助沖洗系統是非常重要的，它可以有效地保護密封面，起到冷卻、、沖走雜物等作用。
3.5 泵振動的處理措施
關鍵詞：機械密封；故障處理；維護；保養
機械密封在旋轉設備上的應用非常廣泛，機械密封的密封效果將直接影響整機的運行，嚴重的還將出現重大安全事故。
從機械密封的內外部條件的角度分析了影響密封效果的幾種因素和應采取的合理措施。
1機械密封的原理及要求
機械密封又叫端面密封，它是一種旋轉機械的軸封裝置，指由至少一對垂直于旋轉軸線的的端面在液體壓力和補償機構彈力(或磁力)的作用以及輔助密封的配合下保持貼合并相對滑動而構成的防止流體泄漏的裝置。它的主要功用將易泄漏的軸向密封改變為較難泄漏的端面密封。它廣泛應用于泵、釜、壓縮機及其他類似設備的旋轉軸的密封。
2 機械密封的故障表現及原因
2.1 機械密封的零件的故障旋轉設備在運行當中，密封端面經常會出現磨損、熱裂、變形、破損等情況，彈簧用久了也會松弛、斷裂和腐蝕。輔助密封圈也會出現裂口、扭曲和變形、破裂等情況。
2.2 機械密封振動、發熱故障原因
設備旋轉過程中，會使動靜環貼合端面粗糙，動靜環與密封腔的間隙太小，由于振擺引起碰撞從而引起振動。有時由于密封端面耐腐蝕和耐溫性能不良，或是冷卻不足或端面在安裝時夾有顆粒雜質，也會引起機械密封的振動和發熱。
2.3 機械密封介質泄漏的故障原因
（1）靜壓試驗時泄漏。機械密封在安裝時由于不細心，往往會使密封端面被碰傷、變形、損壞，清理不凈、夾有顆粒狀雜質，或是由于定位螺釘松動、壓蓋沒有壓緊，機器、設備精度不夠，使密封面沒有完全貼合，都會造成介質泄漏。如果是軸套漏，則是軸套密封圈裝配時未被壓緊或壓縮量不夠或損壞。
（2）周期性或陣發性泄漏。機械密封的轉子組件周期性振動、軸向竄動量太大，都會造成泄漏。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，給密封端面一個推力，旋轉起來使密封面產生密封所要求的比壓。為了保證這一個比壓，機械密封要求泵軸不能有太大的竄量，一般要保證在0.25mm以內。但在實際設計當中，由于設計的不合理，往往泵軸產生很大的竄量，對機械密封的使用是非常不利的。
（3）機械密封的經常性泄漏。機械密封經常性泄漏的原因有很多方面。第一方面，由于密封端面缺陷引起的經常性泄漏。第二方面，是輔助密封圈引起的經常性泄漏。第三方面，是彈簧缺陷引起的泄漏。其他方面，還包括轉子振動引起的泄漏，傳動、緊定和止推零件質量不好或松動引起泄漏，機械密封輔助機構引起的泄漏，由于介質的問題引起的經常性泄漏等。
（4）機械密封振動偏大。機械密封振動偏大，最終導致失去密封效果。但機械密封振動偏大的原因往往不僅僅是機械密封本身的原因，泵的其它零部件也是產生振動的根源，如泵軸設計不合理、加工的原因、軸承精度不夠、聯軸器的平行度差、徑向力大等原因。
3? 處理故障采取的措施
如果機械密封的零件出現故障，就需要更換零件或是提高零件的機械加工精度，提高機械密封本身的加工精度和泵體其他部件的加工精度對機械密封的效果非常有利。為了提高密封效果，對動靜環的摩擦面的光潔度和不平度要求較高。動靜環的摩擦面的寬度不大，一般在2～7毫米之間。
3.1 機械密封振動、發熱的處理
如果是動靜環與密封腔的間隙太小，就要增大密封腔內徑或減小轉動外徑，至少保證0.75mm的間隙。如果是摩擦副配對不當，就要更改動靜環材料，使其耐溫，耐腐蝕。這樣就會減少機械密封的振動和發熱。
3.2機械密封泄漏的處理
機械密封的泄漏是由于多種原因引起，我們要具體問題具體處理。為了最大限度的減少泄漏量，安裝機械密封時一定要嚴格按照技術要求進行裝配，同時還要注意以下事項。
（1）裝配要干凈光潔。機械密封的零部件、工器具、油、揩拭材料要十分干凈。動靜環的密封端面要用柔軟的紗布揩拭。（2）修整倒角倒圓。軸、密封端蓋等倒角要修整光滑，軸和端蓋的有關圓角要砂光擦亮。（3）裝配輔助密封圈時，橡膠輔助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗滌，以免脹大變形，過早老化。動靜環組裝完后，用手按動補償環，檢查是否到位，是否靈活;彈性開口環是否定位可靠。動環安裝后，必須保證它在軸上軸向移動靈活。
3.3 泵軸竄量大的處理
合理地設計軸向力的平衡裝置，消除軸向竄量。為了滿足這一要求，對于多級離心泵，設計方案是:平衡盤加軸向止推軸承，由平衡盤平衡軸向力，由軸向止推軸承對泵軸進行軸向限位。
3.4 增加輔助沖洗系統
密封腔中密封介質含有顆粒、雜質，必須進行沖洗，否則會因結晶的析出，顆粒、雜質的沉積，使機械密封的彈簧失靈，如果顆粒進入摩擦副，會導致機械密封的迅速破壞。因此機械密封的輔助沖洗系統是非常重要的，它可以有效地保護密封面，起到冷卻、、沖走雜物等作用。
3.5 泵振動的處理措施
在泵產品的制造裝配過程中，嚴格按標準和操作規程去執行， 消除振動源。泵、電機、底座、現場管路等輔助設備在現場安裝時，要嚴格把關，消除振動源。
以上簡單研究了機械密封在旋轉設備上的應用和出現的故障后，以后再遇到機械密封的故障問題，首先要考慮機械密封本身的影響因素，然后還要考慮機械密封外部的一些影響因素。比如:在分析機械密封的質量事故的原因時，要考慮到泵的其它零部件對機械密封運行的影響，采取措施不斷提高機械密封的效果。
4、施工機械設備的維護與保養
在施工單位中，對于機械設備的管理應用已經越來越得到一定的重視。在其施工過程當中，施工機械設備的維護與保養在一定程度上可以制約施工單位的工程效益，因此，必須在管理中研究分析和解決所存在的各種問題因素，可以確保對機械設備的維護與保養管理，在提高施工單位的機械設備技術水平與管理方法，有利于增強施工單位在市場競爭力中發揮出主要作用。
4.1 在施工機械設備的管理當中，由于對機械的保養制度沒有落實到位，所以就導致了機械設備的完好率有所降低。一般施工企業在機械設備管理的使用方面通常都會注重使用卻忽略了保養的作用，在實行了定人、定機的制度同時，忽略了設備保養制度的制約性，并沒有明確地落實
到位。然而一般操作人員只會注重機械的使用，如果在出現問題的時候卻沒有進行及時的處理。另一方面，如果當機械設備在出現故障時需要進行維修，因維修人員沒有足夠的責任心，出于應付的心里，而不是在基礎上解決問題，同樣會造成機械設備故障的發展和擴大。再者，在機械設備出現故障時，負責操作維修的工作人員之間會存在相互推卸責任的情況，并沒有從根本上意識到重要的性質。因此，在施工中不僅會影響到施工的進度與質量問題，同時也會增加了相應的費用，從而導致機械設備安全性的降低，也減少了使用的期限。
4.2 在施工過程中，由于沒有足夠的機械設備管理措施，因此也就影響了正常的施工。在施工當中，一般工程項目面比較廣，并且人員的調動與機械設備也比較復雜，作為管理部門也存在沒有目的性的精簡管理人員與機械設備，或者是合并相關的部門，從而也就會導致在具體操作與管理層之間出現脫節的現象，致使在施工機械設備方面的減弱。另一方面，在施工單位中并沒有形成嚴格完整的管理制度，沒有健立健全的施工機械設備的技術檔案和技術資料，從而造成施工機械設備在管理上的混亂，也影響了正常的工程施工。
4.3 在施工單位中沒有注重機械設備所需的正常更新工作，從而出現施工效率降低等情況。當前，在一部分施工單位中所存在的機械設備的老化，存在的故障問題都沒有得到有效的重視，對機械設備更新的比較緩慢。負責機械的管理人員只看重眼前的經濟利益，沒有想到長遠的發展，更有甚者會違反國家的相關規定而繼續使用，同時也就導致了施工機械設備出現故障的機率有所增加，這樣不僅在安全方面給施工人員造成一定的威脅，并且在施工效率方面也會有所降低，增加了整體的施工成本，減少了工程效益，而影響到整個施工單位的發展。
5 施工機械設備的維護和保養工作
5.1 在施工機械設備的維修工作主要的作用就是可以延長機械設備的使用年限，也作為關鍵環節，應用科學合理的維修方法有效地延長機械設備使用時間。在延長機械零件使用期限的方法可以采用低成本的快速修理法，通過應用這種方法除了在設計機械時所應用的維修性的設計以外，還主要可以通過兩種方式進行：①通過刷鍍以及膠粘進行修復。在施工現場可以采用刷鍍與膠粘的修復方法，它可以低成本并且快速的對失效零件進行有效的修復。②通過零件換位的方法進行修復。在施工機械設備中有很多的零件，比如在挖掘機、推土機和柴油朵缸套等零件，這些零件在工作運行過程中一般會承受單向的負荷作用。因此就會受到不夠均衡性的磨損，但是通過適宜地更換受到磨損負荷的位置零件，從而促使它們可以受到均衡的磨損，也可以延長使用的期限。
5.2 在施工機械設備中如果可以定期的對機械進行保養工作，對于延長機械設備的使用期限是非常必要的。在部分施工單位中加強對機械設備的保養工作是有明確規定的。然而，由于很多施工單位有明確規定對機械設備進行定期的保養，但是到施工期間如果工期比較緊張，任務比較重的時間，一般就會忽略了機械保養的規定，只要機械設備沒有出現故障并且可以正常的運行就可以，沒有必要對其進行保養工作。對機械設備進行保養主要是可以消除機械所存在的安全隱患，如果不及時進行保養，機械設備會出現故障問題，更有甚者會發生安全事故問題，所以，這樣不但會增加相應的維修費用，并且還會延誤工程進度。
6結論
總之，對于施工機械設備的維護與保養作為施工的系統工程，必須要充分全面的認識到施工機械設備因素方面的重要作用。所以，在工程施工中需要切實地提高加強機械設備的維護和保養工作，以科學合理指導方針，做到互相協調，積極的探索研究，運用先進的管理模式等。因此，在工程施工當中，需要加強提高機械設備的管理應用，準確及時的進行保養、維護，并且可以有效的減少機械設備所出現的故障，一直處于良好的管理狀態中，發揮出一定的效能作用。
參考文獻：
[1] 機床電氣維修技術問答.芮靖康.北京：中國水利水電出版社，1999.
關鍵詞:水泵;機械密封
中圖分類號： U464.138+.1文獻標識碼： A
前言
機械密封亦稱端面密封, 其特有的顯著優點是功耗低、泄漏量小、維護少等。機械密封有一對垂直于旋轉軸線的端面, 在流體壓力及補償機械外彈力的作用下, 依賴輔助密封的配合與另一端保持貼合, 并相對滑動,從而防止流體泄漏（機械密封有多道O環密封且動、靜密封面較精密），在各類化工和水系使用的泵類產品中的應用非常廣泛。下面本文針對水泵的機械密封泄漏成因及處理對策進行分析。
一、水泵機械密封處泄漏水的成因與處理辦法
機械密封故障在運行中表現為振動、發熱、磨損，最終以介質泄漏的形式出現。水泵機械密封處泄漏水的成因的很多，比較常見的有：
1、真空狀態運行造成的機械密封泄漏：水泵在起動或停機過程中，常常出現泵進口堵塞和抽送介質中含有氣體等 ，就可能使密封腔出現負壓，引起密封端面干摩擦, 內裝式機械密封會由此產生漏水現象, 真空密封與正壓密封的不同點在于密封對象的方向性差異, 而且機械密封也有其某一方向的適應性。
處理辦法: 采用雙端面機械密封，改善條件, 提高密封性能。
2、壓力波和高壓造成的機械密封滲漏：彈簧比壓力及總比壓設計過大和密封腔內壓力超過3MPa時,會使密封端面比壓過大, 液膜難以形成, 密封端面磨損嚴重,發熱量增多, 易造成密封面熱變形而出現才漏水。
處理辦法: 在裝配機械密封時, 彈簧壓縮量一定要按規定進行, 不允許有過大或過小的現象，可采用材料為硬質合金、陶瓷等耐壓強度高的彈簧,加強冷卻的措施, 并選用如鍵、銷等可靠的傳動方式。
3、造成機械密封周期性滲漏的原因與處理辦法：
1）機械密封安裝過緊或過松，泵轉子軸向竄動量大, 輔助密封與軸的過盈量大, 動環不能在軸上靈活移動，動、靜環在泵的翻轉中磨損后, 得不到補償位移而產生滲漏。
2）水質差，含有小顆粒及介質中鹽酸鹽含量高，形成磨料磨損機封的平面或拉傷表面產生溝槽、環溝等現象而產生滲漏。
3）安裝泵蓋時，可能沒有裝平，造成軸與泵蓋不垂直造成動靜平面不能吻合，開機時間不長，造成單邊磨損而產生滲漏。
4）水泵機械密封也有可能在安裝動、靜環時，將橡膠件損壞，或動、靜環表面碰傷，或橡膠件表面疏松、毛糙，老化失去彈性、變形、破損密封環失效而產生滲漏。
5）靜環與內孔之間存在間隙，或者內孔粗糙，靜環跟轉，橡膠磨損，表現為從軸向噴水。
處理辦法：在重新裝配機械密封時, 控制好軸的軸向竄動量（小于0.1mm ）, 輔助密封與軸的過盈量適中，調整安裝高度，葉輪安裝后，用螺絲刀拔動彈簧，彈簧有較強的張力，松開后即復位，有2－4mm的移動距離即可，更換失效彈簧，改進水壓或介質，排盡管道及泵腔內空氣，更換新的密封環，更換泵蓋或用生料帶纏繞靜環外圈，或加密封膠作應急處理,無法修復時更換機械密封。
3、密封缺陷引起的機械密封經常性泄漏與處理辦法
1）密封端面寬度太小、磨損、熱裂、變形、破損（尤其是非金屬密封端面），補償能力消失，密封效果差。
2）鑲裝或粘接動、靜環的接合縫泄漏（鑲裝工藝差，存在殘余變形；材料不均勻；粘接劑不均、變形）。
3）動、靜環損傷或出現裂紋，動、靜環密封端面變形（端面所受彈簧作用力太大，摩擦增大產生熱變形或偏磨，安裝時用力不均引起變形）。
4）由于彈簧缺陷引起的泄漏：a、彈簧端面偏斜。b、彈簧壓縮量（機械密封壓縮量）太小或太大，引起石墨動環龜裂。c、彈簧松弛、斷裂和腐蝕。d、多彈簧型機械密封，各彈簧之間的自由高度差太大。e、彈簧壓縮量有過大或過小的現象（誤差超出±2mm） , 壓縮量過大增加端面比壓, 摩擦熱量過多, 造成密封面熱變形和加速端面磨損, 壓縮量過小動靜環端面比壓不足, 則不能密封。。
5）由于加工工藝不當等原因，密封零件有殘余變形，或密封零件結構不合理，強度不夠，受力后變形。
6）動、靜環密封端面與軸中心線垂直度偏差過大，動、靜環密封端面相對平行度偏差過大，轉子組件軸向竄動量太大。
7）轉子組件周期性振動，密封腔內壓力經常大幅度變化，油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面。
8）輔助密封圈的故障：補償密封環的浮動性能太差（密封圈太硬或久用硬化或壓縮量太小，補償密封環的間隙過小），裝配性的故障有碰傷、掉塊、裂口、卷邊和扭曲；非裝配性的故障有變形、硬化、破裂和變質。
處理辦法：將油室腔內油面高度加到高于動、靜環密封面，增大密封端面寬度，增大冷卻液管道管徑或提高液壓，并相應增大彈簧作用力，對補償密封環間隙過小的，增大補償密封環的間隙，調整密封端面，調整推力軸承，使軸的竄動量不大于0.25mm，更換有缺陷的或已損壞的密封環。
4、因其他問題引起的機械密封泄漏及處理方法
1）冷卻不足或端面在安裝時夾有顆粒雜質，密封端面粗糙、耐磨、耐腐蝕和耐溫性能不良，抗老化性能太差，摩擦副配對不當、以致過早發生變形、硬化、破裂、溶解等。
2）機械加工精度不夠, 聯軸器的平行度差、徑向力大，例如：泵軸、軸套、泵體、密封腔體的加大精度不夠等，動靜環與密封腔的間隙太小，由于振擺引起碰撞，泵軸的軸向竄量大。
3）動環密封圈的軸(或軸套) 端面及靜環密封圈的密封壓蓋(或密封腔) 的端面有毛刺和不光滑的倒角，安裝時密封圈發生碰壞、掉塊、裂口、卷邊或扭曲變形，壓縮量不對。
4）機械密封的輔助沖洗系統可以有效地保護密封面,起到冷卻、、沖走雜物等作用，沒有輔助沖洗系統或輔助沖洗系統設置不合理，沖洗液中有雜質,沖洗液的流量、壓力不夠,沖洗口位置設計不合理等原因,也同樣達不到密封效果。
5）介質里含有懸浮性微粒或結晶，因長時間積聚，堵塞在動環與軸之間，彈簧之間，彈簧與彈簧座之間等，使補償密封環不能浮動，失去補償緩沖作用，介質里的懸浮微粒或結晶堵在密封端面間，使密封端面貼合不好并迅速磨損引起經常性泄漏。
處理方法：更改動靜環材料，使其耐溫，耐腐蝕。調整動靜環與密封腔的間隙，減小泵軸的軸向竄量。安裝動、靜環密封圈的軸(或軸套) 端面及密封壓蓋(或密封腔) 的端面時，倒角處理并鏟除毛刺。改善 介質質量，定期檢查保養彈簧。
3、結束語
隨著時代的發展，原材料與能源日趨緊張，依托降耗增效來控制生產成本已經成立各個企業必然選擇之路，機械密封由于其固有 “功耗低、泄漏量小、維護少”的顯著優點，為各類企業所青眼，已經被廣泛應用工農業生產的各類設備上，發展前景將更為廣闊，充分了解并掌握機械密封的工作原理、應用與保養和維護維修技術，更有助于保障企業的生產運行。
參考文獻
[1] 《如何提高泵用機械密封的性能及壽命》石油化工設備技術.1994(6) :23~261
關鍵詞：機械密封 構造 選用 失效
隨著工業企業流程化、自動化水平的不斷提高，設備穩定性、可靠性顯得尤為重要。據統計60%機械設備非計劃停車事故與密封故障造成泄漏有直接聯系，密封性能已成為評定機械產品質量的一個重要指標。隨著密封技術水平的不斷提高，工業泵用密封正由傳統的填料密封向機械密封發展。機械密封技術以其性能可靠、泄漏量少、使用壽命長、功耗低、無需經常檢修，應用于冶金、石油、化工企業工業泵中。筆者通過近幾年的使用經驗，總結出機械密封在工業泵上檢修、維護的一些經驗，取得了治理泄漏的一些效果
一、機械密封常識機械密封的工作原理
機械密封是靠一對或數對垂直于軸作相對滑動的端面在流體壓力和補償機構的彈力（或磁力）作用下保持貼合并配以輔助密封而達到阻漏的軸封裝置。
二、機械密封的構造
如上圖，一般機械密封由1靜環、2動環、3彈簧、4彈簧座、5緊定螺釘、6動環密封圈和8靜環密封圈等元件組成，7防轉銷固定在9壓蓋上以防止靜止環轉動；A、B、C、D-通道。
機械密封中流體可能泄漏的途徑有4種，如圖所示： A、B、C、D 4個通道。其中C、D泄漏通道分別是靜止環與壓蓋、壓蓋于殼體之間的密封，二者均屬靜密封。B通道是旋轉環與軸之間的密封。但端面磨損時，它僅能隨補償環沿軸向作微量的移動，實際上仍然是一個相對靜密封。因此，這些泄漏通道相對來說比較容易封堵。靜密封元件最常用的有橡膠O形圈或聚四氟乙烯V形圈，而作為補償環的旋轉環或靜止環輔助密封，有時采用兼備彈性元件功能的橡膠、聚四氟乙烯材料及金屬波紋管的結構。A通道則是旋轉環與靜止環的斷面彼此結合作相對滑動的動密封。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Ra≤0.1μm，軟環Ra≤0.2μm）。為了使密封端面間保持必要的油膜，必須嚴格控制端面上的單位面積壓緊力。端面上單位壓力過大，不易形成穩定的液膜，會加速斷面的磨損。斷面上單位壓力過小，泄漏量增加。所以，要獲得良好的密封性能有較長的壽命，在安裝機械密封時，一定要保持端面單位壓力值在最適當的范圍內。
三、機械密封的選用
每一種機械密封，只有用于規定的范圍內才能有效地發揮作用。選型不當，則會使密封性能顯著降低，壽命縮短，甚至失效；選型的主要參數如下：
1.密封腔介質壓力P： 介質性好，粘度較高時，P≤0.8MPa選用非平衡型。 介質性差，粘度低時，P≥0.5Mpa
2.線速度V： V≤25m/s選用旋轉型。 V≥25m/s時選用靜止型。
3.PV值： PV值涉及到密封面之間流體膜的穩定性（汽化）和磨擦副的耐磨性。 PV極限值舉例：當介質為水時，鈷鉻鎢合金/石墨，平衡型是7，非平衡型是2； 碳化鎢/石墨，平衡型是35.5，非平衡型是9； 碳化硅/石墨，平衡型是142，非平衡型是35.5； 碳化硅/碳化鎢，平衡型是26.6，非平衡型是7； 碳化鎢/碳化鎢， 平衡型是9，非平衡型是2。
4.密封介質溫度
在沒有外冷條件下，機械密封的最高溫度一般取決于輔助密封材料的安全使用溫度。丁晴橡膠安全使用溫度為-30～100℃，硅橡膠安全使用溫度為-40～200℃，乙丙橡膠安全使用溫度為-10～160℃，氟橡膠安全使用溫度為-30～180℃，聚四氟乙烯安全使用溫度為-100～200℃。
5.介質的特殊性
5.1粘度：低粘度介質易于干磨損宜選用平衡型。高粘度介質，宜選用強制傳動結構。
5.2腐蝕和化學溶劑：
5.3含懸浮固體顆粒：
動靜環材料宜選用碳化鎢/碳化鎢，碳化硅/碳化硅，當顆粒易于阻塞密封腔時，需采用輔助裝置經過過濾或分離后的沖洗液沖洗端面。
5.4劇毒或氣體介質，宜采用雙端面機械密封。
四、機械密封的失效
1.安裝靜試時泄漏
機械密封安裝調試好后，一般要進行靜試，觀察泄漏量。如泄漏量較小，多為動環或靜環密封圈存在問題；泄漏量較大時，則表明動、靜環摩擦副間存在問題。在初步觀察泄漏量、判斷泄漏部位的基礎上，再手動盤車觀察，若泄漏量無明顯變化則靜、動環密封圈有問題；如盤車時泄漏量有明顯變化則可斷定是動、靜環摩擦副存在問題；如泄漏介質沿軸向噴射，則動環密封圈存在問題居多，泄漏介質向四周噴射或從水冷卻孔中漏出，則多為靜環密封圈失效。
2.試運轉時出現的泄漏
泵用機械密封經過靜試后，運轉時高速旋轉產生的離心力，會抑制介質的泄漏。因此，試運轉時機械密封泄漏在排除軸間及端蓋密封失效后，基本上都是由于動、靜環摩擦副受破壞所致；引起摩擦副密封失效的因素主要有：
A.操作中，因抽空、氣蝕、憋壓等異常現象，引起較大的軸向力，使動、靜環接觸面分離。
B.對安裝機械密封時壓縮量過大，導致摩擦副端面嚴重磨損、擦傷。
C.動環密封圈過緊，彈簧無法調整動環的軸向浮動量。
D.靜環密封圈過松，當動環軸向浮動時，靜環脫離靜環座。
E.工作介質中有顆粒狀物質，運轉中進人摩擦副，損傷動、靜環密封端面。
F.設計選型有誤，密封端面比壓偏低或密封材質冷縮性較大等。上述現象在試運轉中經常出現，有時可以通過適當調整靜環座等予以消除，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，主要原因如下：
A.抽空、氣蝕或較長時間憋壓，導致密封破壞。
B.對泵實際輸出量偏小，大量介質泵內循環，熱量積聚，引起介質氣化，導致密封失效。
C.回流量偏大，導致吸入管側容器底部沉渣泛起，損壞密封。
D.對較長時間停運，重新起動時沒有手動盤車，摩擦副因粘連而扯壞密封面。
E.介質中腐蝕性、聚合性物質增多。
F.環境溫度急劇變化。
G.工況頻繁變化或調整。
I.突然停電或故障停機等。離心泵在正常運轉中突然泄漏，如不能及時發現，往往會釀成較大事故或損失，須予以重視并采取優先措施。
五、結束語
在化工設備中，離心泵多數以機械密封為密封形式，了解機封結構和材質性能，正確選擇機封才能實現化工連續穩定生產；當密封失效后，正確判斷失效原因，才能更快的修復，并能節約成本，實現效益最大化。
參考文獻
[1]顧永泉 《機械端面密封》 石油大學出版社 1994.12.
[2]顧永泉 《機械密封實用技術》 機械工業出版社 2001.
[3]王鳳喜 楊紅文 徐游 《密封使用與維修問答》機械工業出版社 2004.
[關鍵詞]機械密封 微變形 研究
中圖分類號：TH136 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）44-0356-01
機械密封是機械設備防止泄漏、節約能源、控制環境污染的重要部件，廣泛應用于機械、石油、化工、電力、輕工、船舶、宇航和原子能等工業的泵、壓縮機、反應釜等設備，它對過程工業中的整臺機器設備、整套裝置乃至整個工廠的安全生產都有重大影響。隨著工業的高速發展，機械密封的工況逐漸提高以及人們環保意識的增強，對機械密封的性能也要求更高，但在實際使用中，不可避免地會出現機械密封失效。造成機械密封失效的原因很多，主要原因之一是機械密封端面變形，因為變形后造成泄漏增大，磨損加劇，壽命縮短，嚴重影響了機械密封的使用效果。因此精確計算機械密封端面變形，研究影響變形的關鍵因素，探索減小變形的措施對提高機械密封性能和使用壽命及開發機械密封產品具有重要的指導意義。
1 理論研究
隨著機械密封技術向高壓、高速、高溫和大直徑等方向發展，機械密封環的變形問題就尤為突出。導致變形的原因有兩方面：機械和熱。目前被普遍認同的端面變形形狀為錐形。為盡量減小錐形變形，需要通過理論分析來了解并掌握其規律。目前變形理論主要有：圓環理論和殼體力矩理論。研究表明，影響變形的因素主要是力和溫度。圓環理論在計算簡單密封環形狀時計算值與試驗值比較一致，但在計算復雜密封環形狀時計算值與試驗值差別很大。Mayer為機械密封端面變形的理論研究奠定了基礎。2002年，洪先志等提出了應用殼體力矩理論求解密封環端面力變形，同時將環截面分成若干部分（矩形或三角形），考慮各部分結合處轉角和位移的變形協調性，建立了四階線性齊次微分方程和變形協調方程，可直接計算稍復雜截面形狀的機械密封。研究表明，殼體力矩理論用于計算密封環端面變形是一種可靠、簡便、有效的方法，運用此法能夠得到密封環端面在外部擠壓力作用下力變形較準確的值，從而將理論研究水平提升到較高層次。盡管機械密封端面變形的研究已有50多年，但由于其結構和性能涉及到流體流動、傳熱、力變形、熱變形及其耦合，問題十分復雜，因而其理論還不完善，尚缺乏簡潔而實用的設計理論。但進行簡單的理論研究，有助于建立數學模型及清楚地認識密封環變形問題中各參數的物理意義。
2 數值模擬研究
近年來，隨著計算軟件的蓬勃發展，數值模擬成為研究機械密封端面變形的強有力手段。目前，數值模擬方法主要有邊界元法和有限元法。1986年，Doust采用邊界元法建立了機械密封變形計算模型，編制了相應的計算程序，并用試驗對計算結果進行了驗證，發現實驗值與計算值比較相符。但邊界元法在處理邊界時比有限元法復雜。
由于有限元法原理相對簡單，且有限元方面的應用軟件很多，如ANYSYS、ABAQUS、FEMLAB等，因此采用有限元法進行分析變形的研究較多，而且基于有限元軟件平臺求解機械密封變形已逐漸成為研究的主流。
在我國，陳鐵鑫等采用FEM和邊界元法相結合的等價有限元算法，計算了204型小彈簧平衡型大直徑釜用接觸式機械密封的變形，發現靜環的軸向變形主要是由壓力載荷引起的，動環端面的軸向變形主要由溫升引起。王美華等采用三角形FEM對人字形螺旋槽的熱變形和力變形進行了分析，調用了SAP5―線性系統靜力和動力響應結構分析有限元程序對密封環的力變形、熱變形進行了計算。李文泰和張文格將動靜環合為一體建立了模型，在摩擦面上使用只能受壓力不能承受拉力的虛擬桿元來聯系動環和靜環。依據FEM，采用四節點等參單元計算了密封環的力變形和熱變形。張書貴[17]對機械密封的力變形和熱變形進行了研究，發現熱變形是機械密封變形的主要形式，并討論了熱變形、力變形與密封環的結構、材料及使用條件的關系。張保忠等對內置式機械密封環的變形進行了分析與計算，指出了影響機械密封的因素，提出了改進機械密封的方法。彭旭東等計算不同約束、不同結構動靜環配對的力變形、端面泄漏量、開啟力及氣膜剛度等參數，分析了變形對密封特性的影響。得出力變形使得氣膜呈發散型、約束對變形大小具有重要影響；選擇合適的約束可以減少密封面轉角、提高氣膜剛度、增強密封穩定性，變形對開啟力影響不大，但明顯增大泄漏量、改變氣膜剛度。蔡永寧等采用有限元法求解雷諾方程獲得密封端面流體膜壓分布，計算了不同約束、不同結構動、靜密封環的力變形以及端面泄漏量、液膜剛度和剛漏比等密封性能參數，分析了變形對密封性能的影響。
變形的數值模擬研究現狀說明，有限元法不但不受密封環截面形狀復雜程度的限制，并可模擬機械密封實際工況，應用和發展潛力很大。
3 實驗研究
實驗是機械密封研究的一個必不可少的重要環節，許多現象和規律靠實驗發現，理論模型和計算手段靠實驗驗證和完善。實驗是密封技術研究的重要手段，密封技術領域的許多現象和規律由實驗發現，所提出的理論模型和計算方法靠實驗驗證并逐步完善。機械密封大量的實驗研究始于20世紀60年代，迄今為止，國內外企業和研究機構的學者關于機械密封試驗研究主要內容如下：①研究介質的溫度和壓力、彈簧比壓、轉速等操作參數對機械密封性能和使用壽命的影響；②通過傳感器測量密封環端面的扭矩、溫度、端面比壓和液膜厚度等，研究不同條件下密封端面的摩擦特性及其對密封特性和使用壽命的影響。
目前，關于機械密封端面變形的試驗研究工作開展還較少，且端面變形測試是采用電阻應變測試方法，其中測試方法雖然是一種很成熟的力學測試方法，但是該方法以點測量為基礎，不能獲得全場的變形信號。因此，如何尋找更可靠的測試技術已經成為目前機械密封端面變形測量的重要課題。
4 結論
綜上所述，機械密封端面變形的理論研究還處于初步階段，研究者在物理、幾何等方面做出了不同的假設，形成了兩種理論模型，即變形的解析法。但這兩種解析法只能求解一些幾何形狀比較規則的密封環，應用范圍非常有限。但進行這些簡單的理論研究，有助于建立數學模型及清楚地認識密封環變形問題中各參數的物理意義。端面變形的數值模擬方法（有邊界元法和有限元法）的出現彌補了理論研究的缺陷，特別是有限元法不但不受密封環截面形狀復雜程度的限制，并可部分模擬機械密封實際工況，應用和發展潛力很大。
參考文獻
關鍵詞：化工用泵 機械密封 泄漏
【分類號】：TQ051.21
械密封（又稱端面密封）是流體機械和動力機械中不可缺少的零件，它對整臺機器設備、整套裝置、甚至對整個工廠的安全生產影響都很大，特別是在石油化工企業中，對設備可靠運轉、裝置連續生產具有重大意義。化工企業處理的流體多數具有腐蝕性、可燃性、易爆性及毒性，一旦密封失效，介質泄漏，不僅污染環境，影響人體健康和產品質量，而且還可能導致火災、爆炸和人身傷亡等重大事故。近幾十年來，機械密封技術有了很大的發展，由于端面密封具有工作可靠、泄漏量少、使用壽命長、適用范圍廣等優點，故在化工機泵中獲得了廣泛的應用。
一、了解機械密封的結構形式，夯實化工機泵機械密封的應用基礎
了解機械密封的結構形式，夯實化工機泵機械密封的應用基礎一般而言，機械密封結構主要有以下6種：一是單端面、雙端面及多端面密封；二是內裝式和外裝式密封；三是平衡型和非平衡型密封；四是單大彈簧與多小彈簧密封；五是靜止式和旋轉式密封；六是內流型和外流型密封。各種同結構形式的機械密封適應于不同的場合。例如，作為某型尿素泵而言，其機械密封是內裝單端面大彈簧平衡型。這種機械密封的結構比較簡單，易于生產制造，便于安裝，它適用的場合主要有：一是腐蝕性介質；二是勃度較大的介質；三是含有顆粒的介質。此種密封技術在化工廠中得到了廣泛， 它的使用情況是：一般適用于壓力比較低的情況或介質危險等級較低的情況。在進行沖洗液選擇時，應該根據實際需要確定，一般可以選用自沖洗的沖洗液和外部沖洗的沖洗液。對于高參數的機械密封體來說，它非常適用于壓力等級高、轉速快、溫度高的運行環境。例如某廠使用的某高速離心泵，就有非常大的出口壓力和極快的轉速。在這樣極為苛刻的條件下， 機械密封被設計成內流型、靜止式、單端面和多彈簧型。一是在這種設計中，在靜環的一側放置彈簧，可以避免受到離心力的影響，因此非常符合高速運轉的需要。二是采用內流型的設計，當介質發生泄漏時，其泄露方向剛好與離心力的方向相反， 也非常適用于高壓力的環境。三是該泵機機械密封分為兩級， 其中二級機械密封是將兩列相同機械密封進行串聯的方式，密封壓力被平均分配到兩列機械密封上。由于采取的這些措施得法， 因此，確保了該型泵的機械密封的平穩運行。
隨著社會的發展，密封技術也得到了迅速的發展， 機械密封得到了更加廣泛的應用，其應用的實效性越來越佳，尤其是一些新型密封技術的誕生，給機械密封帶來了極大的發展空間。如控制平衡比技術、彈性伸縮的波紋管密封技術等。當生產的介質是劇毒性、易燃易爆性時，必須嚴格控制介質的泄漏量。以某化工廠的氨泵為例， 該泵采用的是兩級機封串聯的方式， 其一級結構是波紋管密封式， 是不銹鋼焊接式彈性體結構， 動環是端面鑲嵌石墨，其二級是BW氣體機封， 該氣體機封采用的技術是密封面改形。將深槽刻在動環的密封面上，其平面的外緣則是16個錐形體。它的工作原理就是：利用熱變形產生的波浪面來形成錐形塊的軸承， 其更多流體則能夠到達錐形塊的前緣。因為出口的區域相對要小，從后緣可離開的流體比較少， 于是，在靜止面與旋轉面之間就形成了流體壓力。這種流體可以有效地使兩者分開，從而達到了密封之目的。在動環（靜環）與同外部軸承進行連接的地方具有很深的環形槽， 可以使軸承和密封部位得到有效的隔離，從而不會因受到因溫度變化而帶來的影響。
二、機械密封的泄漏現象及原因
1、由于壓力產生的泄漏
負壓狀態下運行造成的機械密封泄漏泵在啟動及停用的過程中，由于泵進口充滿流體，輸送介質中含有氣體成分等原因，有可能使密封腔出現負壓狀態，密封腔內若是負壓，會引起密封端面干摩察，使端面磨損嚴重，隨著摩擦加劇，造成內裝式機械密封產生泄漏現象。負壓密封與正壓密封的不同點，在于密封對象的方向性差異，而且機械密封也有其某一方向的適應性。高壓和壓力波動造成的機械密封泄漏，由于彈簧比壓及總比壓設計過大和密封內的壓力超過3MPa時，會使密封端面比壓過大，液膜難以形成，密封端面磨損嚴重，造成密封泄漏。
2、周期性泄漏
轉子失去平衡，軸承損壞，這種情況會縮短機械密封的使用壽命并產生泄漏。泵轉子軸向竄量大，動靜環磨損后易出現掉快或裂紋現象。
3、其他問題引起的機械密封泄漏
安裝動環密封圈的軸或軸套端面及安裝靜環密封圈的密封壓蓋或殼體的端面應倒角并拋光，以免裝配時拉傷動靜環密封圈。動靜環密封圈應選擇適用泵介質的材料，避免因耐受不住介質的性能而使密封圈過早變形而出現泄漏。
三、探析泵用機封材料的應用，提高化工機泵機械密封的應用水平
機械密封依靠密封副超微的高精度密封端面組合和相互滑動摩擦，形成密封面。要確保和維持密封面的精度，在很大程度上依賴于構成密封面材料的特性。一般機封的摩擦副是由軟硬兩種材料構成。
1、密封面硬材料
在實際應用中，密封面硬材料有以下4種。（1）金屬材料：鑄鐵和模具鋼、軸承鋼管，這類材料通常用于低負荷、油類液體，現在已很少使用。（2）工程陶瓷：氧化鋁（Alzq）整體和氧化鉻（Crzq）覆層，中等負荷、藥液、海水等密封使用較多。它的硬度高，耐腐蝕性好，但是耐熱沖擊能力很低，工業陶瓷在機械密封中使用以來，逐漸被高性能的碳化硅所代替。例如某些酸泵就使用了這種材料作為密封面，收到了良好的效果。（3）硬質合金：硬質合金一直是機械密封中常用的密封面硬材料，因為韌性和剛性特別大，而且耐腐蝕性很好，現代企業大多數機械密封選用硬質合金作為密封材料。（4）新型陶瓷：碳化硅（SIC）和氮化硅（53從）等稱為新型陶瓷。碳化硅的硬度接近金剛石，具有突出的耐腐蝕性，除高溫下熔融強堿和強氧化氣體外，對全濃度硫酸和沸點接近的苛性堿也具有穩定的耐腐蝕性，特別是在很大的溫度范圍內能保持耐腐蝕性和耐磨性。
2、密封面軟材料
密封面軟材料中應用最普遍的是石墨，因為它本身具有良好的自性、化學惰性且成本較低。一般為了改善它的性能， 在制造過程中對石墨浸漬熱固性樹脂如酚醛樹脂或金屬如銻、銅、鉛或巴氏合金， 以適應不同場合的需要。
3、輔助密封
合成橡膠橡膠輔助密封圈是使用最廣的一種輔助密封圈。常用的橡膠密封圈材料有丁睛橡膠、氟橡膠、硅橡膠、氯丁橡膠管。聚四氟乙烯的耐化學腐蝕性能非常優良，幾乎能耐所有介質在常溫下的腐蝕，有較大的使用溫度范圍一一℃，具有極低的摩擦系數和自性。
結語：
機械密封在化工行業，尤其是機泵上的使用越來越廣泛，隨著新工藝、新材料的不斷出現，在很多苛刻條件下，機械密封都得到了很好的應用，不管是結構形式，還是材料材質，正確選擇顯得尤為重要。只有正確使用先進技術和優質材料，才能更好地為生產服務。
參考文獻：
[1]李勇. 關于化工機泵機械密封的應用的探討[J]. 中國石油和化工標準與質量，2012，03：261.
[2]孫學武. 化工機泵機械密封的應用[J]. 聚氯乙烯，2005，08：39-40.
[3]周亞軍. 機械密封在機泵上的應用及故障處理[D].山東大學，2011.
關鍵詞：泵機械密封；泄漏原因
中圖分類號：F407文獻標識碼： A
一、機械密封的基本原理及選型
1.1機械密封
由于泵內流體和泵外大氣間存在著壓差，為了防止流體外泄，因此泵在運行時需設密封裝置，稱其為軸封。機械密封是由兩塊密封元件：靜環和動環組成。垂直于軸的光滑而平直的表面相互貼合，并做相對轉動而構成的密封裝置。它是靠彈性構件，如彈簧和密封介質的壓力在旋轉的動環和靜環的接觸面上產生適當的壓緊力，使這兩個端面緊密貼合，端面間維持一層極薄的液體膜而達到密封的目的。這層液體膜具有流體動壓力與靜壓力，起著與密封的作用。
1.2機械密封的選型
（1）機械密封的類型。機械密封按其布置形式分為單端面、雙端面、串聯等幾種形式。
（2）機械密封的選擇。根據機械密封的不同特點以及現場的不同工況，機械密封的具體選用分為：易腐蝕介質：酸類。密封件受化學腐蝕，密封面上的腐蝕速率為無摩擦表面的2倍。這就要求密封環既耐腐蝕又耐磨，輔助密封圈的材料既要彈性好又要耐腐蝕。高粘度介質：油、齒輪油、渣油等。粘度高時性能好，但過于高會影響動環的浮動，這就要求摩擦輔材料耐磨，彈簧要有足夠的能力克服高黏度介質產生的阻力。高溫介質：熱油、油漿等。隨著溫度提高，密封磨損和腐蝕加快。材料強度降低，介質易汽化，密封環易變形。含固體顆粒：塔底殘油、油漿、原油、漿體等。會引起密封環端面的劇烈磨損，固體顆粒沉積在動環處會失去浮動，這就要求摩擦副要耐磨，要能排除固體顆粒或防止顆粒沉淀
二、泵用機械密封檢修中的幾個誤區
在轉動設備特別是機泵密封泄漏的維護維修中常存在一些認識誤區，導致過度維修，浪費維修費用增加成本消耗。
（1）彈簧壓縮量越大密封效果越好，其實不然，彈簧壓縮量過大，可導致摩擦副急劇磨損，瞬間燒損過度的壓縮使彈簧失去調節動環端面的能力，導致密封失效。
（2）動環密封圈越緊越好，其實動環密封圈過緊有害無益，一是加劇密封圈與軸套間的磨損，過漏。二是增大了動環軸向調整、移動的阻力，在工況變化頻繁時無法適時進行調整。三是彈簧過度疲勞易損壞四是使動環密封圈變形，影響密封效果。
（3）靜環密封圈越緊越好。靜環密封圈基本處于靜止狀態，相對較緊，密封效果會好些，但過緊也是有害的，一是引起靜環密封因過度變形，影響密封效果。二是靜環材質以石墨居多，一般較脆，過度受力極易引起碎裂。三是安裝、拆卸困難，極易損壞靜環。
（4）葉輪鎖母越緊越好。機械密封泄漏中，軸套與軸之間的泄漏軸間泄漏是比較常見的。一般認為，軸間泄漏就是葉輪鎖母沒鎖緊，其實導致軸間泄漏的因素較多，如軸間墊失效，偏移，軸間內有雜質，軸與軸套配合處有較大的形位誤差，接觸面破壞，軸上各部件間有間隙，軸頭螺紋過長等都會導致軸間泄漏。鎖母鎖緊過度只會導致軸間墊過早失效，相反適度鎖緊鎖母，使軸間墊始終保持一定的壓縮彈性，在運轉中鎖母會自動適時鎖緊，使軸間始終處于良好的密封狀態。
（5）新的比舊的好。相對而言，使用新機械密封的效果好于舊的，但新機械密封的質量或材質選擇不當時，配合尺寸誤差較大會影響密封效果在聚合性和滲透性介質中，靜環如無過度磨損，還是不更換為好。因為靜環在靜環座中長時間處于靜止狀態，使聚合物和雜質沉積為一體，能起到較好的密封作用。
（6）拆修總比不拆好。一旦出現機械密封泄漏便急于拆修，其實，有時密封并沒有損壞，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，積累維修經驗提高檢修質量。隨著材料和制造技術的進步，機械密封的可靠性有了極大的提高，現在機械密封本身可以無故障運轉多年。單純由于機封本身原因造成泵泄漏的情況并不很多。處理機械密封泄漏問題時，我們一定要綜合考慮泵的安裝精度、操作運轉條件、機封裝配精度等方面因素，查清原因，有針對性的解決存在的問題。
（7）忽視密封冷卻沖洗和的作用。由于機械密封工作時，動環和靜環端面間不斷產生摩擦熱，若冷卻沖洗和不到位，則使某些零件發生老化、燒焦現象，影響使用壽命。要根據不同的工況（如溫度、介質、環境等）選擇合理的冷卻沖洗和方式。在使用中要保證冷卻水的通暢，以保證機械封正常工作。一般在 0～80℃時，常由泵出口將干凈的介質直接引入密封腔沖洗、冷卻；當介質溫度在 80～200℃時，要在密封腔外加一冷卻水套進行間接冷卻，當介質易結晶時將冷卻水改為蒸汽保溫。
三、原因分析及判斷
2.1泄漏原因
（1）安裝靜試時泄漏。機械密封安裝好后，一般要進行靜試，觀察泄漏量。如泄漏量較小，多為動環或靜環密封圈存在問題泄漏量較大時，則表明動、靜環摩擦副間存在問題。在此基礎上，再手動盤車觀察，若泄漏量無明顯變化則靜、動環密封圈有問題如盤車時泄漏量有明顯變化則可判定是動、靜環摩擦副存在問題如泄漏介質沿軸向噴射，則動環密封圈存在問題居多，泄漏介質向四周噴射或從水冷卻孔中漏出，則多為靜環密封圈失效。此外，泄漏通道可能幾個同時存在，一般有主次區別，只要細致觀察，一般都能正確判斷。
（2）試運轉時出現的泄漏。泵用機械密封經過靜試后，運轉時高速旋轉產生的離心力，會抑制介質的泄漏。試運轉時機械密封泄漏在排除軸間及端蓋密封失效后，基本上都是由于動、靜環摩擦副受破壞所致。引起摩擦副密封失效的因素主要有操作中，因抽空、氣蝕、憋壓等異常現象，引起較大的軸向力，使動、靜環接觸面分離動環密封圈過緊，彈簧無法調整動環的軸向浮動量靜環密封圈過松，當動環軸向浮動時，靜環脫離靜環座工作介質中有顆粒狀物質，運轉中進人摩擦副，探傷動、靜環密封端面設計選型有誤，密封端面比壓偏低或密封材質冷縮性較大等。上述現象在試運轉中經常出現，有時可以通過適當調整靜環座等予以消除，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或操作、維護不當引起的。抽空、氣蝕或較長時間憋壓，導致密封破壞泵實際輸出量偏小，大量介質泵內循環，熱量積聚，引起介質氣化，導致密封失效回流量偏大，導致吸入管側容器鍋、槽、罐底部沉渣泛起，損壞密封較長時間停運，重新起動時沒有手動盤車，摩擦副因粘連而扯壞密封面介質腐蝕性、聚合性、結膠性物質增多環境溫度急劇變化工況頻繁變化或調整突然停電或故障停機等。離心泵在正常運轉中突然泄漏，如不能及時發現，往往會釀成較大的事故或損失，須予以重視并采取有效措施。
2.2泄漏部位原因分析解決方法
（1）動環輔助密封環處泄漏。密封圈的材質與介質不相容，重新選用材質。軸套的尺寸或表面粗糙度未達到要求，更換軸套
（2）靜環輔助密封環處泄漏。尺寸公差有誤，更換合格品。安裝錯誤，重新安裝
密封圈質量有問題，更換合格密封圈。密封圈的材質與介質不相容，重新選用材質。
（3）軸套處泄漏。軸套密封未處理好，更換密封墊。
四、結束語
機械密封在機泵中應用非常廣泛，但泄漏問題普遍存在，直接影響設備的安全穩定運行和使用壽命。泵的機械密封種類繁多，型號各異，但泄漏點一般分布在五處軸套與軸間的密封動環與軸套間的密封動、靜環間密封靜環與靜環座間的密封密封端蓋與泵體間的密封。產生滲漏要進行認真分析判斷，然后采取具體的措施進行解決。選用合理的機械密封，提高安裝質量和減少運轉設備的振動，防止壓力、溫度等條件的變化過大是提高機械密封可靠性和使用壽命的有效方法。
近幾年來，透平壓縮機通常用來輸送大多數危險性工藝氣體，這就要求其軸端密封達到介質的零泄漏或零逸出。因此對壓縮機原接觸式機械密封進行技術改造。通過多種密封的性能研究對比，將其改造為非接觸式雙端面干氣密封，并附加測控系統保證干氣密封的安全穩定運行。經過試驗驗證，雙端面干氣密封應用于富氣壓縮機上是完全可行的，成為高速透平壓縮機軸端密封的首選。
【關鍵詞】透平壓縮機 軸端密封 干氣密封
前言
透平壓縮機是石化、煉化、乙烯廠、等企業的核心裝置，其性能的好壞直接決定整個車間的運行效率[1-2]。然而，壓縮機用機封又是決定其正常開啟的關鍵技術之一。
隨著石化及能源工業的發展，透平壓縮機的工作參數也越來越高，對所用機封的要求也越來越嚴格[3-5]。截止目前，透平壓縮機密封經歷了三個階段：迷宮密封；浮環密封；接觸式機械密封。
1.壓縮機常用的幾種密封形式
1.1迷宮密封
迷宮密封是利用流體流經一系列節流間隙與膨脹空腔組成的通道，使其產生節流降壓效應，從而減小流體泄漏的一種密封，功耗少，使用壽命長，成本低，維護方便。但也有不足之處，如密封元件加工精度高，裝配較為困難；設計或組裝不良，易產生較大泄漏。煉油、化工等行業危險性工藝氣體壓縮機將使用更為先進的密封形式。
1.2 浮環密封
浮環密封屬于非接觸式密封，壽命長，可靠性高，適用范圍廣。但由于其內泄漏較大，回收處理設備較復雜，易對油造成污染和影響產品質量，運行成本高等缺點，該密封正在被其它更先進的密封形式所取代。
1.3接觸式機械密封
接觸式機械密封是依靠靜環和動環端面的相互貼合并相對滑動而形成密封的，具有密封性能好、泄漏量少、功耗低、使用周期長等優點；但也不乏其制造精度高、價格較貴、維修不便等缺點。
2.非接觸式機械密封
對原機組密封進行技術改造，采用非接觸式雙端面干氣密封：
干氣密封是一種氣膜的流體動、靜壓相結合的非接觸式機械密封，在其核心部件表面刻有特殊的螺旋槽。其工作原理如圖1，當動環旋轉時，被密封的氣體沿周向被吸入螺旋槽內，由外徑朝向中心，徑向分量朝向密封堰流動，密封堰阻止氣體流向中心，從而氣體被壓縮引起壓力升高，密封端面間隙得到動態穩定并形成具有一定厚度要求的氣膜。主要用來密封旋轉流體機械中的氣體或液體介質，具有低泄漏率、無磨損運轉、壽命長、操作簡單可靠等特點。
雙端面干氣密封是在兩個密封之間注入惰性氣體作為隔離氣體和緩沖氣體，從而確保大氣側和被密封氣體側泄漏的氣體均是惰性氣體。在不允許工藝氣泄漏到大氣且允許隔離氣進入機內時，常選用該密封結構，如有毒或易燃易爆的氫氣、氯氣、一氧化碳氣和富氣壓縮機上。
3.試驗研究
3.1 試驗測控系統
富氣屬于易燃易爆的危險性氣體，必須確保零逸出，否則會對環境造成嚴重的影響。因此密封氣源應選低壓氮氣，同時鑒于干氣密封間隙非常小，需要一套測控系統為其提供潔凈的密封氣并監控其運行。
測控系統的主要流程：
3.1.1主密封流程：系統氮氣首先經過精度為3 的粗過濾器以及精度為1 的精過濾器，然后分別通過高、低壓端流量計進入主密封腔。
3.1.2前置密封流程：與主密封氣采用同一過濾氣源，然后通過限流孔板進入密封腔與平衡腔之間的緩沖氣腔，其作用是防止壓縮機內的工藝氣體對干氣密封造成污染，破壞密封的正常工作。
3.1.3后置密封流程：另一路經過濾后的氮氣，通過限流孔板進入主密封腔與軸承之間的后置密封腔，防止油進入密封端面，破壞密封的正常工作。
3.2 試驗結果
試驗性能要求：密封壓力P≤2MPa時，密封端面泄漏量不大于3Nm3/h。試驗主要通過密封氣泄漏量來監測干氣密封的運行情況，當泄漏量超過一定值時，表明干氣密封已損壞。
從上面的關系曲線上可以看出：在相等壓力下，泄漏量與轉速成正比；而在同一轉速的情況下，泄漏量則隨著試驗壓力的增大而增加，但都在允許范圍內。
結論
1.選用雙端面單向旋轉槽型的密封型式，在設計選型上是合理的，應用于富氣壓縮機上是完全可行的；
2.干氣密封在實際運行中的穩定性和可靠性主要取決于主密封壓力與緩沖氣的差壓穩定與否，在運行過程中應重點監控；
3.干氣密封較原有機械密封可大幅度降低運行成本，經濟效益可觀，值得在國內石油，化工行業推廣。
參考文獻：
[1] 顧永泉.機械密封實用技術[M].北京：機械工業出版社，2005.
[2] 曹正宏.K2301富氣壓縮機干氣密封改造研究[J].甘肅聯合大學學報，2009.23（3）.
[3] 劉艷梅，王海寧，段雪梅.富氣壓縮機干氣密封天津鼎銘[J].配套技術與產品，2003.1.55～58
