浅谈化工机械密封技术应用与分析

【摘 要】报告了机械密封在化工企业设备中使用的现状，随着产品技术水平的不断提高和节能环保的要求，机械密封的应用前景将更加广泛。本文对工作原理、结构特点、技术要领进行了深入地研究分析，结合实际工作中的经验探讨化工机械在密封失效后应该采取什么措施和改善的对策。

【关键词】化工;机械密封;泄漏

机械密封具有效果明显、可靠性高、互换性好、结构简单而紧凑、检修方便等特点，广泛应用于石油、化工企业各类机械设备中。随着化工企业流程化、自动化水平的不断提高，其配套机械设备的平稳运行显得尤为重要，密封效果的好坏早已成为评定机械产品质量和稳定性的一个重要指标。

1 机械密封

机械密封是依靠固定在泵轴上动环和固定在泵壳上的静环，动、静环的两端面间在弹簧力作用下保持紧密贴合接触，达到阻漏的密封装置。在化工行业多用于各类泵、釜、压缩机等设备的旋轴的端面密封。

1.1 机械密封结构组成

机械密封的基本元件是由静止环、动环、压盖、推环、弹簧、定位环、轴套、动环的密封、静止环的密封等组成。一般机械密封的静止环用软材，动环用硬材。由单端面机械密封和双端面机械密封两种结构形式组成。

机械密封工作原理是补偿弹性构件和流体压力的作用下，在平面摩擦副的贴合面之间形成一层液体薄膜，配以辅助密封达到端面密封的效果。这层液体薄膜起到了平衡动压力、静压力和润滑的作用。图1是机械密封的示意图。

图1 机械密封结构原理

1.3 机械密封特点

机械密封具有以下工作特点：

（1）基本可以达到完全密封，在输送有爆炸危险或有毒介质时能保证安全;

（2）机械损失少，大幅提高输送效率;

（3）安装面确定后，端面密封装置能自动调整，对操作与维护的要求不高;

（4）结构紧凑，外观尺寸小，特别是在高压下更为明显;

（5）加工制造精度高，结构复杂。

2 机械密封的泄漏

正常工况条件下，化工机械密封的泄漏量控制在0.2～3mL/min之间。但是大多数化工机械密封由于各种突发情况、人为误操作、冲洗失效、工况改变等不可克服的原因，都可能造成泄漏改变。

2.1 泄漏点的观察位置

一般出现泄露点位置是：

（1）静密封环端面（密封圈）的泄露;

（2）平面摩擦副贴合面的泄露;

（3）动环与轴套密封的泄露;

（4）压盖与壳体接触面密封圈的泄露;

（5）轴套密封圈的泄露。

2.2 泄漏量的计量判断

一般来说，泄漏量的大小与机械密封的轴径成正比。转轴直径dQ50mm时，，漏泄量tQ3mL/min;转轴直径50QdQ120mm，泄漏量tQ6mL/min。但是在实际工作中，毫升比较抽象，难以计量和判断的，取而代之的是“每分钟多少滴”，直观实用。例如：化工器械密封轴径对化工输油泵机械密封，要求高压端泄漏量tQ30滴/min。

2.3 密封端面对泄漏量的影响

密封端面直接影响着泄漏量的多少，因此其加工工艺、加工质量要求非常高。安装机械密封时务必严格控制压紧力，保证其单位面积上受到的压紧力在规定的范围内。如若压紧力过大，泄漏量减少，导致润滑系统故障，加剧端面磨损;反之则泄漏量加大。

3 机械密封失效的原因分析

3.1 机械原因导致密封失效

（1）关键件的机加工精度不合格;

（2）泵转轴与轴套之间的配合（过盈或间隙）精度不合格;

（3）安装联轴器时不同心、平行度较差，导致径向力过大;

（4）轴向力偏大;

（5）其它零部件安装不合格并产生振动，增大机械密封的振动。

3.2 机械密封磨损超差

（1）密封圈受力不均、厚薄不匀、老化变型或压偏;

（2）机械密封压盖位置偏移，静环密封圈损坏;

（3）机械密封弹簧压力不匀;

（4）机械密封摩擦副端面损伤;

（5）机械密封固定螺钉折弯变形或断裂失效。

3.3 其它原因

（1）泵入口堵塞，有抽空现象、汽蚀现象严重、泵体长时间憋压，导致密封破坏;

（2）冷却水、润滑油由于冷却系统管路堵塞、损坏等故障，致使供应不足或中断，从而导致密封破坏;

（3）启泵前未按照操作规程将泵体排空、盘车，导致密封破坏;

（4）密封腔内有空气，导致密封破坏;

（5）有化学腐蚀性强和颗粒介质通过吞化系统进入摩擦副，导致动、静环的密封端面损坏;

（6）人为操作不当、机械故障，其它设备（例如各种保护）误动作，导致密封破坏;

（7）突然停电或外因停机，导致密封破坏。

4 优化运行提高密封效果

4.1 连续平稳运行

正确的操作和日常维护保证化工企业设备在高（下转第114页）（上接第59页）效工作区的平稳运行，为机械密封提供了良好运行的环境，做到“一点一案、一点一记”，从而最大限度延长密封寿命。

4.2 观察泄漏量

定时、定人有针对性的检查化工机械密封泄漏，并认真记录并分析冲洗介质的压力、流量、温度等技术参数，通过日常积累提高员工的故障预判能力。

4.3 技术革新

根据设计要求及时新旧密封更新，利用密封拆修的时机组织技术人员学习，积极改良设备优化运行，不断技术革新。

4.4 计划检修

充分利用每年两次的春、秋检，保证机械密封在检修间隔期内的正常运行， 实现密封严密可靠，从而能保证化工机械的寿命。

5 结论

随着机械产品技术水平的不断提高，许多新技术、新观念广泛应用于化工企业的新型设备之中，机械密封仍然起到举足轻重的作用，这就要求广大的企业员工在日常的使用、维护工作中多检查、多留意、多分析，本文总结化工机械密封常见故障原因分析和处理措施，同时通过员工技术培训、经验交流、实操演练最大限度的保证企业设备安全、平稳、经济、高效的运行。

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