導語：如何才能寫好一篇機械密封，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關鍵詞】定位；密封；機封壓量；軸向竄量；軸向定位；軸向尺寸；同心度

機械密封在單級泵、多級泵、透平泵、透平壓縮機（甲醇用聯合壓縮機中稱干氣密封）、往復式壓縮機（合成氨冰機）中應用十分廣泛，不管它是什么型號的機械密封，只要我們抓住要領一切問題都容易解決，任何類型的機械密封只要我們檢修時注意到它的五個定位五個密封點，那在檢修完畢后就不會出問題。當然機械密封運行正常的首要條件是設備的其他部件安裝正確和設備的運行工況正常。下面我們主要將機械密封在單級泵和多級泵中的使用進行介紹。

上圖是一臺單級泵軸的圖紙，圖中156是兩個軸承內端面的矩離，它和兩個軸承軸向距離的總和應該比軸承箱兩軸承端蓋端面的有效尺寸小0.2到0.3毫米，即所謂的軸向竄量（熱膨脹量），這個間隙過小會使軸承箱發熱，過大會影響機械密封壓量，這個間隙可以從軸承壓蓋上調節，如果無法調節那就說明是兩軸臺尺寸不對，我們可以在兩軸臺加調節墊，也可以重新加工軸承壓蓋。但是不管在軸承壓蓋上調節竄量，還是在軸臺上調節竄量，一定要搞清楚對轉子走向造成的影響。把墊子加在左邊的軸承壓蓋，會使轉子向電機方向竄動，并使機封壓量增大，也有可能讓葉輪和泵腔靠死。把墊子加在右邊的軸承壓蓋上，會使轉子向泵腔竄動，導致機封壓量減少，也有可能讓葉輪和泵腔靠死，這兩種狀況使葉輪偏離流道中心。把調節墊加在軸臺的左邊和右邊引起結果與加在軸承壓蓋上恰好相反。圖中兩盤軸承軸徑部位的尺寸都是 ，這種單級泵是靠兩端的軸承定位的。還有一種單級泵（例如80/50SH-TCE），這種泵軸承箱有三盤軸軸承，其中7309兩盤，6308一盤，它是靠7309的兩盤軸承進行軸向定位的。再有，6WTB-142A、B和4WTB-142A、B都是靠高壓側的兩盤軸承定位的。不管是那種類型的單級單吸泵還是單級單排透平泵（發電機），轉子的軸向定位都非常重要，它是設備正常運行的關鍵，轉子的軸向定位就是在保留熱膨脹量的同時將轉字的葉輪定在其流道的中心，使它的功率損失最小化，并防止喘振。

在多級泵中使用機封關鍵還是轉子的軸向定位，我們不但要讓轉子定位在泵腔的中心，而且要使轉子軸向竄量界于0.2到0.3mm（這個量是由轉子的熱膨脹量決定的）。否則由于轉子的軸向竄動會造成低壓冊機封壓量增大，高壓側機封壓量減小，導致設備無法正常運轉。

轉子的徑向跳動對機封以及整個設備都很重要，這里我們就不細談了。

現在說一下機封的五個定位和五個密封。

首先是機封軸套與軸的軸向與徑向定位及密封，它要求軸套與軸的配合間隙適中（如果加工精度達不到要求可適當加大間隙，這個間隙應考慮軸的熱膨脹量），容易拆卸并保證軸套與軸的同心度，還要求軸套在圓軸方向定位，不能轉動。同時要求軸套在軸上相對與軸定位，不能有軸向位移（轉子的軸向定位在前面已介紹過）。再有軸套與軸必須密封完好，不能泄漏，它屬于靜密封。

其次是彈簧座與軸套的定位、動環與軸套的定位，彈簧座與軸套必須固定，不能有轉動也不能有竄動。動環與軸套在圓周方向不能相對轉動，它一般由彈簧座對其進行圓周方向的定位，同時它與軸保持同心，并且動環密封面與軸垂直。動環與軸套的密封是動密封，它要求動環在彈簧座的作用下伸縮良好，密封良好。再有機封的壓量可以通過彈簧座來調節。

第三，靜環與靜環座的密封與定位。這里邊只要靜環圓周方向與軸向固定，靜環與靜環座密封良好并保持同心，這兒的安裝就不會有問題。機封壓量可以通過靜環與靜環座間的密封墊來調節，靜環與靜環座的密封是靜密封。

第四，機封座與泵體的密封與定位，這兩者的密封是靜密封，定位（同心度）是通過止扣來實現的。密封墊的薄厚會改變機封壓量，所以加減這兒的墊子時應引起足夠的重視。

第五，動靜環之間的密封是動密封，是密封的重點部位。它是由動環的高速轉動和靜環的相對靜止來實現密封的，要求動靜環密封面有高光潔度、高耐磨性及硬度。動靜環之間的同心度是由各傳動件和各靜止件的相互定位來實現的。動環的壓縮量由運行工況和壓力決定，單彈簧（大彈簧）構成的彈簧座比多個彈簧（小彈簧）構成的彈簧座壓量要求寬松。動靜環之間的冷卻和潤化是它長周期運行的必要條件。

有些機封沒有機封套，它是將彈簧座直接固定在軸上并使動環與軸密封良好來實現密封的。

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【關鍵詞】機械密封；失效分析；應對措施

0 引言

機械密封件屬于精密、結構較為復雜的機械基礎元件之一，是各種泵類、反應合成釜、透平壓縮機、潛水電機等設備的關鍵部件。其密封性能和使用壽命取決于許多因素，如選型、機器的精度、正確的安裝使用等。

選型的主要參數有：密封腔體壓力（MPa）、流體溫度（℃）、工作速度（m/s）、流體的特性以及安裝密封的有效空間等。

選型的基本原則為：1）根據密封腔體壓力，確定密封結構采用平衡型或非平衡型，單端面或雙端面等；2）根據工作速度，確定采用旋轉式或靜止式，流體動壓式或非接觸型；3）根據溫度及流體性質，確定摩擦副和輔助密封材料，以及正確選擇、沖洗、保溫、冷卻等機械密封循環保護系統等；4）根據安裝密封的有效空間，確定采用多彈簧或單彈簧或波形彈簧，內裝式或外裝式。

1 機械密封安裝、使用技術要領

1）設備的密封部位在安裝時應保持清潔，密封零件應進行清洗，密封端面完好無損，防止雜質和灰塵帶入密封部位；

2）設備轉軸的徑向跳動應≤0.04毫米，軸向竄動量不允許大于0.1毫米；

3）安裝時在與密封相接觸的表面應涂一層清潔的機械油，以便能順利安裝；

4）在安裝過程中嚴禁碰擊、敲打，以免使機械密封摩擦付破損而密封失效；

5）安裝靜環壓蓋時，擰緊螺絲必須受力均勻，保證靜環端面與軸心線的垂直要求；

6）安裝后用手盤動轉軸、轉軸應無輕重感覺；

7）安裝后用手推動動環，能使動環在軸上靈活移動，并有一定彈性；

8）設備在運轉前必須充滿介質，以防止干摩擦而使密封失效。

2 機械密封的故障分析與應對措施

一般機械密封分析時常見的密封故障原因，通常是經過分析使用中經歷的過程而得來的。

a）密封工作時氣震（飛濺和濺射）；b）密封泄漏和格蘭結冰；c）密封面穩定滴漏；d）工作時密封尖叫；e）格蘭外側有石墨環粉積聚；f）泵和（或）軸振動；g）密封壽命短。

1）干運轉，端面間液體不足或無液體。

癥狀：靜環有嚴重的磨損和凹槽。硬環表面有擦亮痕跡，或有徑向裂紋（熱裂）和變色。膠圈硬化。石墨環有唱片狀溝紋。糾正措施：選用平衡型密封；選用導熱系數高的硬質材料；檢查排氣情況；改善循環狀況。

2）汽化（閃蒸）當密封面摩擦熱集聚時，端面間液膜發生局部沸騰。癥狀：密封發音或冒氣（間歇震蕩）。靜環被咬蝕，產生彗星狀紋理過程導致窄環外緣切邊。硬環發生熱裂。端面內緣處有石墨粉塵堆積。糾正措施 校核密封設計參數；改善循環狀況。

3）端面變形。癥狀：機泵啟動時，密封發生泄漏且泄漏量隨時間變化。將端面在平臺上輕研，有變形痕跡。糾正措施：自然時效變形，重新研磨；裝配不當，重新仔細裝配；機泵對中不良、軸承損壞，調整機泵。

4）皰疤。高黏度液體端面間的剪切應力超過石墨的破壞強度。停泵時，由于溫度下降液體黏度增大使泵重新啟動出現問題。癥狀：碳石墨顆粒從端面脫出；硬環有拋光痕跡；在細小間隙中殘留石墨顆粒。糾正措施：檢查循環情況；采用15～30min的蒸氣預熱或低壓蒸汽保溫。

5）磨粒磨損。介質中含有磨削性固體顆粒。癥狀：固體顆粒殘留或堆積在端面和細小間隙等處。糾正措施：采用耐磨材質作為端面；改善循環條件：旋液分離器、外部潔凈沖洗。

6）結焦。高溫烴常出現結焦故障。液膜泄漏量小時，密封的大氣側就有結焦傾向，它將阻撓端面的追隨，并造成端面磨損。癥狀：固體顆粒集聚在滑動件的大氣側。糾正措施：改軟質端面為硬質端面；采用熱水、蒸汽或溶劑作為永久性急冷。

7）滑移直徑損壞。在振動和腐蝕情況下，使端面失去追隨性。微震磨損和電化腐蝕。癥狀：滑移直徑上在滑移輔助密封圈附近出現嚴重的麻點和腐蝕（腐蝕氧化層無法形成）。糾正措施：檢查泵和電機的對中性、消除震動、軸承故障以及軸是否彎曲；滑移直徑淬硬或噴涂陶瓷。

8）彈簧變形和斷裂。出現在依靠彈簧傳遞扭矩的單彈簧密封中。癥狀：彈簧斷面處有徑向裂紋。彈簧末端和軸套上有磨痕并由于彈簧打滑而留有縮徑。糾正措施：檢查旋向是否正確。

9）波紋管的斷裂。焊菇，熱影響區，基體。癥狀：焊菇部位斷裂，屬于焊接質量問題。熱影響區部位斷裂首先是因為這一部分是應力集中區，交變載荷引發密封工作時的疲勞損傷。奧氏體不銹鋼如316L熱影響區在焊接高溫作用下，硬度下降，在載荷作用下導致破壞。波片基體斷裂較少見，且僅出現在奧氏體應力腐蝕。波紋管在沖壓，焊接等工作過程中必然殘存應力，當遇到鹵素離子時會沿應力方向出現腐蝕，導致材質強度下降破壞。糾正措施：提高焊接質量。改變波形，將應力作用范圍分散，避免過于集中在熱影響區。采用馬氏體鋼等成品熱影響區硬度不變的材料。避免應力腐蝕，應選擇適當材質。

10）石墨環（或陶瓷）斷裂。聚四氟乙烯o型圈的摩擦力小，靜環隨著動環轉動，接觸銷釘后破碎。癥狀 在銷釘槽處的石墨環開裂或打掉一塊。糾正措施 制作銷釘套；采用其他類型密封圈或靜環結構。o型圈過熱：通常由于端面熱量傳導不利導致。癥狀：橡膠圈硬化、開裂。聚四氟乙烯變藍或變黑。靠近密封端面的情況最嚴重。糾正措施 校核密封設計；檢查并改善循環狀況。o型圈擠，o型圈的一部分被強行通過很小的縫隙。裝配或組裝元件時用力過大，或密封間隙過大。癥狀o型圈被切割或撕破外皮。糾正措施：檢查裝配方法。o型圈腐蝕、溶脹、癥狀、材質選用不合適時，會發生溶脹、斷裂、變形等故障。糾正措施依據實際工況，重新選擇材質。

11）石墨沖蝕（元件）當沖洗液壓力過大或含有磨削性顆粒。癥狀：在沖洗液入口正對的元件處有沖蝕坑槽。糾正措施降低沖洗液壓力；采用旋液分離器。抽空：系統壓力波動較大或密封端面處產生氣蝕癥狀：端面圓處掉渣，圓周呈波紋狀，o型圈擠出，靜環離位。糾正措施：改變系統操作工藝，加大沖洗量。

3 機械密封日常運行和維護問題

1）啟動前的準備工作及注意事項

a）全面檢查機械密封，以及附屬裝置和管線安裝是否齊全，是否符合技術要求。b）機械密封啟動前進行靜壓試驗，檢查機械密封是否有泄漏現象。若泄漏較多，應查清原因設法消除。如仍無效，則應拆卸檢查并重新安裝。一般靜壓試驗壓力用2-3公斤/平方厘米。c）按泵旋向盤車，檢查是否輕快均勻。如盤車吃力或不動時，則應檢查裝配尺寸是否錯誤，安裝是否合理。

2）安裝與停運

a）啟動前應保持密封腔內充滿液體。對于輸送凝固的介質時，應用蒸氣將密封腔加熱使介質熔化。啟動前必須盤車，以防止突然啟動而造成軟環碎裂。b）對于利用泵外封油系統的機械密封，應先啟動封油系統。停車后最后停止封油系統。c）熱油泵停運后不能馬上停止封油腔及端面密封的冷卻水，應待端面密封處油溫降到80度以下時，才可以停止冷卻水，以免損壞密封零件。

3）運轉

a）泵啟動后若有輕微泄漏現象，應觀察一段時間。如連續運行4小時，泄漏量仍不減小，則應停泵檢查。b）泵的操作壓力應平穩，壓力波動不大于1公斤/平方厘米。c）泵在運轉中，應避免發生抽空現象，以免造成密封面干摩擦及密封破

機械密封本身是一種要求較高的精密部件，對設計、機械加工、裝配質量都有很高的要求。大量實踐表明，引起密封故障的原因是復雜的， 多方面的。因此，對密封失效的維修要在正確診斷失效原因的基礎上，采取針對性的措施進行維修，并且要詳細分析各種影響機械密封失效的因素，按照規定的使用條件和范圍選用機械密封，才能保證機械密封的良好運[1]行。

【參考文獻】

[1]聶立平.機械密封失效的原因分析[J].工業技術，2009（15）.

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【關鍵詞】填料密封；機械密封；渣漿泵

1.渣漿泵填料密封裝置存在的弊端

傳統的渣漿泵軸封以盤根密封為主。盤根表面粗糙，摩擦系數大，有滲漏現象，另外使用久了浸入的劑容易流失。浸油石棉盤根在水中長期浸泡會變得很硬，而且由于膨脹系數大，摩擦力較大。在生產中，經常出現這樣的狀況：新修好的設備，開始運行時軸封狀況良好，但用不了多久，泄漏量便不斷增加，調整壓蓋和更換填料的工作也逐漸頻繁，運轉不到一個周期，軸套就已磨損成花瓶狀，嚴重時還會出現軸套磨斷，并且水封環后面更換不到的盤根均已腐爛，無法起到密封作用。

盤根密封的缺點：①盤根填料與軸直接接觸，且相對轉動，造成軸與軸套的磨損，所以必須定期或不定期更換軸套；②為了使盤根與軸或軸套間產生的摩擦熱及時散掉，盤根密封必須保持一定量的泄漏，而且不易控制；③盤根與軸或軸套間的摩擦，造成電機有效功率降低，消耗電能，有時比例占到5%～10%；④盤根密封軸封結構，運轉和停車時物料大量泄漏。

2.機械密封的原理和優、缺點

機械密封是一種依靠彈性元件對靜、動環端面密封副的預緊和介質壓力與彈性元件壓力的壓緊而達到密封的軸向端面密封裝置，故又稱端面密封。

例如集裝式機械密封（見圖1）是把動環、靜環、彈簧、輔助密封圈、軸套、壓蓋靜密封墊圈等主要零件組合成一起的一個集合體。

機械密封與填料密封比較，有如下優點：①密封可靠，在長周期的運行中，密封狀態很穩定，泄漏量很小，按粗略統計，其泄漏量一般僅為填料密封的1/100；②使用壽命長在油、水類介質中一般可達1～2年或更長時間，在選煤介質中合理使用，通常也能達一年以上；③摩擦功率消耗小，機械密封的摩擦功率僅為填料密封的10%～50%；④軸或軸套基本上不受磨損；⑤維修周期長，端面磨損后可自動補償，一般情況下，毋需經常性的維修；⑥抗振性好，對旋轉軸的振動、偏擺以及軸對密封腔的偏斜不敏感；⑦適用范圍廣，機械密封能用于低溫、高溫、真空、高壓、不同轉速，以及各種腐蝕性介質和含磨粒介質等的密封。

但其缺點有：①結構較復雜，對制造加工要求高；②安裝與更換比較麻煩，并要求工人有一定的安裝技術水平；③發生偶然性事故時，處理較困難；④一次性投資較高。

根據兩種密封的對比，東龐選煤廠渣漿泵機械式密封采用副葉輪+機械密封組合式的軸封結構，密封質量得到了根本性改善。泵運行時有副葉輪和機械密封共同作用，確保無泄漏；泵停車時有機械密封作用，保證無泄漏。因此，無論泵運行還是停車均不漏料，且軸套無磨損，不用換盤根。泵運行時不用高壓軸封水，現場工況環境得到了較大改善，減輕了維修工人的負擔，從根本上解決了困擾生產的難題。

3.渣漿泵機械式密封的改造

機械密封結構型式的選擇必須對原有渣漿泵的工作參數（介質壓力、溫度、軸徑和轉速）、介質特性（濃度、黏度、腐蝕性、有無固體顆粒及纖維雜質）、主機工作特點與環境條件、主機對密封結構尺寸的限制及生產工藝的穩定性進行分析。東龐選煤廠使用的渣漿泵技術參數：流量280m/h，溫度30℃，揚程80m，轉速1480r/min，介質濃度500g/L，腐蝕性一般，介質粒度≤0.5mm，工作環境潮濕。依據以上技術參數，參考《機械設計手冊》，選用MN206―90型雙端面密封組件，技改后渣漿泵的機械密封裝置為雙端面密封組件+副葉輪組合式軸封結構。改造所選用的副葉輪+機械密封組合式的軸封結構，使用冷卻水箱密封，不用高壓軸封水，從根本上解決原泵軸封泄漏嚴重的問題。安裝相對較簡單，不需要對泵體進行任何的改造，機械密封改造的工作量較小。因此，渣漿泵機械密封裝置改造在技術上是可行的。改用機械密封的渣漿泵如圖2

圖2改用機械密封后的渣漿泵簡圖

水泵原采用的填料價格約為30元/kg，東龐選煤廠平均每臺水泵每月需要更換8次盤根，每次更換需用填料1.5kg左右，1臺水泵1年需用材料費為4320元；每臺泵更換填料的人工費120元/次。那么，1臺水泵每年則需要總維護費用15840元。而采用的機械密封每套約10000元。所采用的機械密封正常運行時基本無損耗，壽命至少在一個1年以上，所以從經濟角度看，改造也是合理的。

4.改造實施效果

自2012年3月，東龐選煤廠先后對4臺加壓過濾機入料泵和深錐底流泵實施了改造。改造后渣漿泵采用副葉輪+機械密封組合式的軸封結構，密封效果得到根本性改善。設備的整體可靠性大大提高，整個輸送系統的安全性能也大大提高，從一定程度上保證了設備的安全穩定運行。原來幾乎每天都要對盤根泄漏進行維修，同時由于泄漏而使得煤泥大量浪費。技改后幾乎不用維護，大大降低了維修工人勞動強度，節約了大量人力和資源。

參考文獻

[1]胡國楨.化工密封技術.北京：化學工業出版社，2001 107-109頁

[2]王鳳喜，楊紅文，徐游.密封使用與維修問答.北京：機械工業出版社，1990 210-221頁

[3]顧永泉.機械密封實用技術.北京：機械工業出版社，2005 96-106頁

[4]陳德才，崔德容.機械密封設計制造與使用.北京：機械工業出版社，2001 654-680頁

[5]米勒，程傳慶.流體密封技術 原理與應用.北京：機械工業出版社，1993 236-265頁

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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。

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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，正確的選擇機械密封，對保證設備運轉可靠、裝置連續生產具有重大的意義。

關鍵詞：機械密封；選型因素； 壓力； 介質特性

中圖分類號：F407.4 文獻標識碼：A 文章編號：

l.概述

根據我公司機泵運行實際情況，結合全公司不同的產品及運行工況，經查閱國家及行業標準，并與密封廠進行溝通，對公司內機泵用機械密封的選型提出如下原則，以供將來采購新泵及運行使用和維修改造對機封進行原則性選擇。

2.具體選型原則

2.1壓力因素

2.1.1 確定密封腔中的壓力

本文稱密封腔中的壓力為密封壓力， 它也是必須密封的壓力。密封腔中的壓力隨泵的結構不同而變化，不等于泵的排出壓力。對現場在用泵，確認密封腔壓力的最簡單的辦法是在泵的機械密封壓蓋上裝一塊壓力表直接與密封腔連通。或者從有關書刊找到計算辦法。

2.1.2 按壓力選型的一般原則

泵用機械密封一般在高壓工況下，宜選用強度值較高的摩擦副材料，如浸漬金屬石墨 、碳化鎢等；在選用輔助密封圈時為避免發生擠壞密封圈情況，宜選用肖氏硬度大于80度的橡膠材料； 在結構上宜選用平衡式結構。非平衡式泵用機械密封應用于介質粘度較高，好、p≤0．8MPa，粘度小，性差，p≤O．5MPa的場合。平衡式機械密封適用于壓力較高的場合。對于密封比重低于0．6的流體，無論壓力大小，都應采用平衡式；外裝式機械密封宜采用平衡式。

2.2 溫度因素

2.2.1 按溫度選型的一般原則

泵用機械密封在高低溫下使用，應加強機械密封的冷卻，避免介質的汽化而出現干摩擦情況。在低溫工況下應注意材料的脆化問題，銘鉬鋼、鉻鎳鉬鋼、鎳鋼或鉻鎳鋼這樣的合金鋼低溫性能較好。金屬波紋管型機械密封在高、低溫工況下性能比較穩定，宜優先選用。

如溫度、介質允許，應優先選用橡膠O形圈。丁腈橡膠長期使用的安全許用溫度是-3O～ 100℃ (-40～+130℃ 是極限使用溫度)，氟橡膠是-20～200℃。當溫度、介質特性超出了合成橡膠允許限度時，可選用聚四氟乙烯V型圈。四氟O形圈因彈性差，一般只作靜環密封圈。介質溫度高于80℃ 時，就應按高溫來考慮，如果溫度升高端而上的液膜就難以維持。

2.2.2 泵用機械密封端面材料溫度極限（參見密封端面材料的溫度極限）。

2.2.3泵用機械密封輔助密封材料溫度極限（參見輔助材料的溫度極限）。

2.3 速度因素

泵用機械密封在高速工況下，選型時應優先選用小彈簧、彈簧靜止式結構。目前，特殊設計的機械密封端面最高線速度可達150m/s，國產定型產品，其應用速度極限可達l20 m/s。一般情況下可用速度(v)值決定彈簧旋轉與否，當v≤20m/s時可選用彈簧旋轉式機械密封，當v≥20m/s時最好選用彈簧靜止式機械密封。

2.4 介質因素

2.4.1 介質性能對選型的影響

2.4.1.1腐蝕性

對強腐蝕介質，應優先選用外裝式機械密封。選用適當的外裝式機械密封，可使金屬材料不與被密封介質接觸，使彈簧和銷子一類的小元件受腐蝕。

2.4.1.2 密度和比重

液體的密度和比重是一個性指標，液體比重大于0.65時，其性對大部分摩擦副是足夠的。對比重低于0.65的液體應采用平衡式機械密封。此外，用碳化鎢作為摩擦副之一是最好的，因為摩擦面間液膜不佳時，它有很好的耐磨性。

2.4.1.3蒸汽壓力和沸點

當被密封液體的壓力在等于或接近其蒸汽壓力下進行泵送時，蒸汽壓力是考慮的重要因索。提高密封腔壓力的方法之一是使泵送液體通過旁路循環管線進入密封腔，并在密封腔喉部設節流裝置。但是，在泵的排出壓力和密封腔有效壓力之間要有足夠的壓差。使密封腔內有適當的溫度--壓力關系的另一種辦法是對密封腔進行冷卻。

2.4.1.4 粘度

粘度與密度一樣，是液體性的一個指標。高粘度液體通常有較好的性。液體粘度低于O.7Pa·s(700CP).可用標準型的機械密封。更高粘度的密封液必須給予特殊考慮。粘度為0.7～1.6Pa·s（700～1600CP)的液體，密封面間不可能存在工藝液體形成的液膜。這時必須采用單端面外沖洗、單端面外或外加密封液的雙端面機械密封。

2.4.2 按介質選型的一般原則

2.4.2.1 水和水溶液

一般說來，機械密封用于工業水是困難的，純水偶爾才用，工業水含鹽、氧化鈣和其它礦物質，即便含百萬分之幾往往也會在密封面上產生結晶，很快將密封面摩壞。溫度也是一個重要因素，水溫升高，密封面的磨蝕加速，因此建議在使用中盡可能的降低密封面溫度。當泵送物料溫度越過80℃ 時，應對密封面采取特別降溫措施。司太立合金不推薦用于水中。

在水中建議選用下列密封面配對材料：

2.4.2.2 油類

多數油類都有良好的性，故泵用機械密封在油中用得最成功，也最經濟。用于水中的密封面配對材料也可用于油中，另外在油類介質中還可以選用司太立合金。

2.4.2.3 烴類

一般來說。如果液體比重大于0.5，且密封腔壓力至少比液體蒸汽壓力高0.17MPa （表壓），則凡能用于油類中的各種密封面配對材料都可用于烴類中。比重等于或低于0.5的輕烴，或密封腔壓力和液體蒸汽壓之差小于0.17MPa(表

壓)時，推薦采用碳化鎢對碳索石墨作為密封面配對材料。

2.4.2.4 酸類

無機酸對密封面有良好的性，但在選型時對材料必須認真考慮，濃度、溫度、不純度和軸的轉速都必須加以考慮。對非氧化性酸，可用下列密封面材料：

濃硫酸、濃硝酸、鉻酸和過氧化氫等強氧化性酸對標準碳素材料有腐蝕，在選擇密封面材料時要特別注意。下列材料可用于強氧化性化學品中：

碳化硅對碳化硅/陶瓷對陶瓷/碳化鎢對碳化鎢

2.4.2.5苛性堿

像酸一樣，多數苛性堿對密封面有良好作用。但在選擇材料時也必須慎重，苛性堿侵蝕多數含硅陶瓷，而濃的苛性堿能侵蝕標準碳素材料。另外堿溶液在合適的溫度下較易結晶，這一點在選型時也應注意，根據不同濃度、溫度和轉速等可采用下列密封面配對材料：

2.4.3 在不同的介質中密封面材料匹配

表1不同介質可選用的材料組合

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關鍵詞：機械密封；失效；改進策略；探究

隨著社會經濟的飛速發展，機械設備被廣泛應用到生活中的各個領域。機械設備在使用的同時不可避免的要對其進行密封，以確保設備的長久使用，降低企業的維修成本。機械密封是當前主流的流體機械和動力機械中不可或缺的重要的零部件，它對整臺機器設備、整套裝置的正常運行都有著重要的影響，甚至有的機械密封對整個工廠的生產工作的安全性都有巨大的影響。如果出現機械密封失效情況，會對機械設備造成損壞，提高維修成本，進而造成企業嚴重的經濟損失。因此，加大對機械密封失效的改進措施的研究工作十分重要。

一、機械密封的發展進程

機械密封最早出現在英國，它的出現為機械制造業中轉軸密封問題的解決提供了支撐。到上世紀三十年代，隨著新工藝和新材料在機械裝置中的大量使用，機械密封技術逐步開始應用到冷凍裝置和內燃機水泵上。隨著第二次世界大戰的爆發，機械密封技術在世界范圍內得到推廣，其應用范圍擴展到平衡型機械密封和中間環密封。漸漸地，隨著社會經濟的發展和人們環境保護意識的提高，機械密封技術的發展重點開始由結構重組和密封新材料逐步向密封原理的發展和控制理論的支持轉移。我國機械密封技術應用始于1965年，至今也走過了三十多年的時光。前人的研究成果不僅為研究新型機械密封技術提供理論和實踐參考，更為該領域的發展研究指明了方向。

二、機械密封失效的原因分析

（一）壓力造成機械密封失效

壓力造成機械密封失效的原因主要表現在以下三個方面：第一，高壓引起的失效。其主要原因是當密封腔內的壓力超過3MPa的臨界值時，液膜會因密封端面的壓力比過大而無法形成，此情況造成磨損加劇、熱量增多，進而導致機械密封失效；第二，壓力波動引起失效。其主要原因是因端面密封載荷的存在，在密封腔缺乏液體時啟動泵而發生摩擦以及介質的壓力低于飽和蒸汽壓力，使端面液膜發生閃蒸，喪失效果，另外由于端面摩擦及旋轉元件攪拌液體產生熱量而使介質的飽和蒸汽壓上升，也會造成介質壓力低于其飽和蒸汽壓而使機械密封失效；第三，真空引起失效。造成這種情況的主要原因是密封腔內沒有任何介質氣體，出現干摩擦現象，從而因漏氣導致密封失效。

（二）高溫造成機械密封失效

在機械密封失效的諸多原因當中，密封過熱也是常見的原因之一，密封過熱是因為機械超負荷運行，導致熱量無法及時散出，從而引發的密封失效。

（三）介質造成機械密封失效

介質造成機械密封失效主要表現在以下兩個方面：第一，介質自身的強腐蝕性所引起的。若介質具有強腐蝕性，就會產生腐蝕現象，腐蝕的后果是使接觸面變得粗糙，從而引起泄漏量過大、密封失效的情況出現；第二，因介質中含有固體顆粒雜質造成的機械密封失效。若介質內含有顆粒雜質，一旦機械密封裝置開始高速運轉，那么這些雜質不可避免地會進入密封端面，在高溫情況下會劃傷密封面或破壞液膜的連續性，從而降低密封的效果。

（四）管理力度不嚴格造成機械密封失效

在機械密封工藝管理中，導致機械密封失效的原因還有相當一部分是由人為因素引起。也就是說，由于管理人員的管理不嚴，同樣可以導致機械密封失效。

三、機械密封失效的改進策略

（一）對壓力造成密封失效的改進策略

若是因高壓引起失效，采取的措施為調整端面受力分布，采用各種硬質或其他各種耐壓強度高及剛度高的材料以減小零部件形變，還要注意冷卻裝置、措施和傳動方式的選用；若是因壓力波動引起失效，應當擴大密封介質的溫度劇變，從而有效的避免這種現象的發生；若是因真空引起失效，采取的措施為采用雙端面機械密封，該裝置不僅具有雙重保險的功效，還有助于改善條件和提高密封性能。

（二）對高溫造成密封失效的改進策略

解決高溫引起機械密封失效的關鍵措施在于選取新型耐高溫密封材料，提高其熱傳導效率。此外，還要提高輔助密封圈的耐熱能力。金屬波紋管機械密封裝置具有機械密封追隨性較好、耐高溫幅度大、柔軟性較好、緩沖能力強等優點。研究表明，當機械運轉時的溫度超過220℃時，使用金屬波紋管機械密封，既可以解決高溫失效的問題，還可以避免失彈現象的產生。

（三）對介質造成密封失效的改進策略

介質中含有顆粒是導致密封失效的最重要原因。因此，在機械生產過程中，應當仔細過濾介質，確定懸浮顆粒的來源，對密封端面進行徹底沖洗，減少懸浮顆粒在端而間駐留和沉積的機會。如果顆粒在密封區域受到沖洗時，應當向密封的管腔內適當注入溫度合適的沖洗液，保證機械運行的正常。

（四）加強管理人員的管理和巡查力度

在工業企業機械管理當中，設備管理人員應當提高機械工藝的管理，確保工藝指標在生產過程中保持穩定。另外，防止由于工作壓力、環境溫度等不穩定條件的變化，引起機械密封的損壞，設備管理人員應當加強操作過程的監督和檢查，認真填寫檢查記錄，對需要及時冷卻和修護的機械密封進行重點檢查，確保冷卻水的通暢無阻，如果發現問題，應當及時進行處理。

四、結束語

綜上所述，機械密封失效會給機械正常生產造成嚴重影響，給企業運營造成困擾。如何對機械密封的失效進行有效的預防，是當前設備管理工作者面臨的巨大挑戰。由于引起機械密封故障的原因是復雜的、多方面的。因此，管理者在對機械密封失效的維修工作中，要在正確診斷失效原因的基礎上，采取針對性的措施進行維修，并且要詳細分析各種影響機械密封效用的因素，按照規定的使用條件和范圍選用機械密封，才能有效保證機械密封的良好運行。

參考文獻：

[1]趙昕.機械密封失效的原因及其改進策略[J].機械研究與應用，2011.

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關鍵詞 機械密封，端面密封，密封機理，密封

中圖分類號 TH 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)031-0205-01

機械密封，也稱為端面密封，是靠一對以上垂直于同一旋轉軸線作相對滑動的端面，在流體壓力和補償機構的彈力（或磁力）作用下保持貼合，并配以輔助密封配合下保持貼合并相對滑動，而達到限制工作流體沿轉軸泄露的、無填料的軸封裝置。機械密封的主要作用是將容易泄露的軸向密封改為難以泄露的端面密封，這也是機械密封的設計總

原理。

1 機械密封產生及發展過程

機械密封作為一種旋轉軸密封，最早出現于1885年英國的發明專利中，19世紀初在歐洲，簡單的機械密封被作為軸承密封應用于工業領域，此時機械密封的使用參數很低，對密封件的要求不高，由于機械密封具有明顯的先進性，逐漸被運用于冷凍設備和內燃機離心泵的關鍵機構中。直到19世紀中期，伴隨著石油化工行業的發展和新材料石墨、陶瓷、硬質合金等的出現，機械加工技術對表面質量控制的提高，提高了使用可靠性和壽命。從而使機械密封得到推廣和普及，并重新應用到石油化工生產領域中，實現了機械的平衡型密封。

雖然機械密封在19世紀初就已經出現，但實現飛躍性的發展，還是在最近60年的時間內，機械密封的不同結構、品種、規格發展得異常迅速，很快地在通用工業生產中得到了廣泛的應用。機械密封之所以能得到快速發展主要是工業發展速度和生產過程的需求。二戰后核工業和航天工業的發展，在結構上出現了許許多多的新型密封技術，例如流體靜壓密封、流體動壓密封和多級密封，還有螺旋-機械組合密封、中間浮動環密封、浮環-機械組合密封、熱流體動力楔機械密封和上游泵送機械密封等。近30年來隨著全球環境污染加重，人們環保意識的提高，研制出了“零泄漏”機械密封技術。

我國的機械密封工業化生產起步較晚，20世紀60年代沈陽水泵廠和天津機械密封件廠開始生產泵用機械密封件。在20世紀70年代我國才陸續開始制定和頒布機械密封行業標準，1993年我國頒布了第一部真正意義上的機械密封國標，即“GB/T14211-1993機械密封試驗方法”，1999年修訂了“機械密封技術條件”和“機械密封分類方法”，現行的機械密封標準有6部，為機械密封產品的標準化發展提供了依據和保證。隨著我國機械制造業的發展，尤其是近年來引進了大量先進的成套石油化工工藝裝備，為機械密封備品備件實現國產化提供了保證。同時國內也引進了一些國外的先進制造技術，并相繼合資建立了多家機械密封制造研發企業，從根本上使我國機械密封產品在設計、材料選用、生產規模、生產范圍都有了很大的進步。據行業內不完全統計數據，2011年全機械密封行業規模以上企業工業總產值為772.71億元，全年產銷等主要指標同比增速在15%左右，行業整體運行質量進一步得到改善。

2 機械密封機理研究進展

對于機械密封而言，從它的出現到高度發展已有上百年的歷史，研究者從自身的學科或專業領域出發進行了廣泛的探索及提出假設或獲得的結論，但至今機械密封機理仍然沒有一個為人們所認同的完整的密封理論。

目前，在學術方面，對于機械密封形成密封作用的假說基本上形成了兩類，即表面張力假說和粘滯力假說。兩大假設都是利用液體本身的粘度或利用液體的表面張力來密封，都是基于液體分子間的相互作用力。表面張力假說認為：端面間的密封主要是通過表面張力作用實現，并有少量突起部分存在直接接觸。同時粘滯假說也持不同的觀點認為：粘滯力（主要是指液體和固體表面的附著力）要在間隙為納米級或更小時才起作用，在微米級的密封間隙中不起作用；粘滯是一種動力學的特征，而在密封處于零泄漏時，徑向是沒有動力學過程的。研究人員都在機械密封機理方面做了大量的工作以支持自己的結論，并從反面論證了表面對立學說的局限性。近年來對該領域的研究主要側重于新技術的開發和應用，對于機理的方面的研究已鮮有文章發表。

3 機械密封的技術現狀

1）通用工業的機械密封技術：①推壓型機械密封和非推壓型機械密封；②平衡型機械密封和非平衡型機械密封；③單端面機械密封、無壓雙重機械密封和有壓雙重機械密封；④內裝式機械密封和外裝式機械密封；⑤旋轉式機械密封和靜止式機械密封；⑥單彈簧機械密封和多彈簧機械密封。

2）特殊領域里的新型密封技術：①密封面開槽密封技術：在機械密封的密封端面上開了各種各樣的流槽，以產生流體靜、動壓效應，現在還在不斷更新。零泄漏密封技術過去總認為接觸式和非接觸式機械密封不可能達到零泄漏（或無泄漏）；②波紋管密封技術，主要分為成型金屬波紋管和焊接金屬波紋管兩種密封技術；③多端面密封技術分為雙密封、中間環密封、多密封技術。另外還有平行面密封技術、監控密封技術、組合密封技術等。

4 機械密封技術的研究動向

機械密封的應用領域涉及到工業、農業、航空航天、國防科教等諸多領域，雖然機械密封產品在裝配設備中，僅屬于小型部件，但是隨著設備微型化及性能的最優化發展趨勢，為了改善設備的密封性能，便于機械密封元件的安裝使用，要求某些機械密封零部件與設備中某些零部件融合在一起，為了實現各種形式使用要求，多端面、組合密封已成為機械密封技術的主導產品，標準化的卡式（或集裝式）結構已經成為業內設計和生產方面研究的重要方向。

綜上所述，機械密封技術是一個正在發展中的技術，并完全依賴于材料科學和機械加工制造領域的發展，機械密封技術的研究要隨著工業技術的發展，揭示機械密封有關規律，提高機械密封技術的創新能力，加大對新興高分子材料的研究并實現技術的高效轉化，加快實現機械密封產品的高參數、長周期、高安全強化密封集成等技術的實質性發展。

參考文獻

[1]顧永泉.機械密封實用技術[M].機械工業出版社,2001.

[2]趙惠清,蔡嶸,國巨發.深槽淺槽機械密封的對比分析[J].北京化工大學學報,1999,26(2).

[3]陳震.機械密封技術研究進展:摩擦學[J].與密封,1990,1.

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關鍵詞：機械密封，旋轉機械，故障處理，原因分析

0． 前言

機械密封在泵上的應用非常廣泛，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轉動機械在運行當中，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。

4． 總論

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【關鍵詞】離心泵 機械密封 動環 靜環 輔助密封 泄漏

離心泵是石化行業中應用最為廣泛的一種液體輸送機械，而機械密封是目前離心泵本體密封最有效的方式之一。其本身加工的精度比較高，結構較為復雜，對安裝的技術要求也比較高，如果安裝方法不當，機械密封僅僅能夠運行幾天甚至幾個小時，嚴重影響工藝裝置的穩定運行，本文將結合日常檢修實踐情況與大家共同探討離心泵機械密封的安裝技術。

1 機械密封的基本結構

機械密封結構形式很多，但工作原理基本相同，主要是根據摩擦副的對數、彈簧、介質和端面上作用的比壓情況以及介質的泄漏方向等因素來劃分。以最常見的內裝式非平衡型單端面機械密封為例，其基本結構如圖1所示。

固定螺釘1，將彈簧座2固定在軸上，彈簧座2、彈簧3、推環4、動環6和動環密封圈5均隨軸轉動，靜環7、靜環密封圈8裝在壓蓋上，并由防轉銷9固定，靜止不動。

從結構上看，機械密封將容易泄漏的軸封改為較難泄漏的靜密封和端面徑向接觸的動密封，動環及靜環組成的摩擦副、動環密封圈、彈簧是機械密封的主要元件，而動環隨軸轉動并與靜環緊密貼合是保證機械密封達到良好效果的關鍵。

2 機械密封的密封途徑

根據以上機械密封的結構圖，可以清楚的看到機械密封中有四個可能的泄漏點A、B、C和D，泄漏點同時也意味著是密封點，如圖1。

（1）密封點A屬于動密封點，是機械密封的關鍵。機械密封的泄漏90%是由于摩擦副的密封端面，即密封點A失效引起的。密封主要靠泵內液體壓力及彈簧力將動環壓貼在靜環上，兩環的接觸面A點上總會有少量液體泄漏形成液膜，一方面可以阻止液體繼續泄漏，另一方面又可起到密封面的作用。

（2）密封點B、C、D屬于靜密封點。靜密封點多采用密封圈來密封，密封圈材料具有彈性，能對密封環起彈性支撐作用，并對密封端面的歪斜和軸的振動有一定的補償和吸振效果，可提高密封端面的貼合度。

①密封點B在靜環與壓蓋之間，用有彈性的O形或V形密封圈壓于靜環和壓蓋之間，靠彈簧力使彈性密封圈變形而密封。

②密封點C在動環與軸之間，考慮到動環可以沿軸向竄動，可以采用具有彈性和自緊性的V形密封圈來密封。

③密封點D在密封腔與壓蓋之間，可以采用密封圈或者墊片作為密封元件。

安裝機械密封時，如果能同時保證上述各密封點充分發揮作用，就能夠有效阻止泵內介質的泄漏，達到密封的目的。

3 機械密封安裝前的準備

3.1 檢查清洗零部件，做好硬件準備

檢查要進行安裝的機械密封的型號、規格對否正確，清洗干凈機械密封零件、軸表面、密封腔體等。安裝過程中應保持清潔，特別是動靜環的密封端面及輔助密封圈表面應無雜質、灰塵。為了便于裝配，應在軸或軸套表面、壓蓋與密封圈配合表面涂抹機油或黃油。動靜環密封端面上也應該涂抹機油或黃油，以免啟動瞬間產生干摩擦損壞密封端面。

3.2 檢查輔助密封元件

核對密封圈尺寸是否合適，主要包括動環密封圈及靜環密封圈，它們分別構成動環與軸、靜環與壓蓋之間的密封。密封圈最常用的主要是橡膠O形圈和聚四氟乙烯V形圈兩種。

（1）安裝在動、靜環上的橡膠O形密封圈的壓縮量要掌握適當，過小會使密封性能差，過大會使安裝困難，摩擦阻力加大，且浮動性差。其壓縮率一般取截面直徑的6%～10%，對軸的過盈量一般為1%～3%。

（2）聚四氟乙烯V形圈由兩側密封唇進行密封，屬于自緊式密封，介質壓力越高，密封性能越好。V型圈內徑要比軸徑尺寸小0.4～0.5mm，外徑比安裝處尺寸大0.3～0.4mm，特別需要注意的是V型圈安裝時開口朝向介質。

（3）檢查動靜環表面是否光滑平整，有無碰傷、裂紋和變形等缺陷。密封面合格與否可用簡單的方法來檢驗，使動環與靜環的接觸面貼合在一起，兩者之間只能產生相對滑動，而不能用手輕易分開，這就表明密封面是合格的。

（4）檢查軸的徑向跳動及軸向竄動是否符合要求

①徑向跳動允許值根據測量部位直徑d（mm）不同而要求不同，以單級離心泵為例，其轉軸徑向跳動允許值應符合表1要求。

②軸向竄動量允許值因設備型號不同而要求不同，從理論上來說，軸向竄動量越小，對于機械密封的安裝越有利。軸向竄動量對于機械密封壓縮量的確定十分重要，對于離心泵來說，軸的竄動方向是由高壓指向低壓，所以軸向竄動量加上預設的彈簧壓縮量才是離心泵開車投運后機械密封真實的壓縮量，如果安裝機械密封時沒有考慮到竄動量，將造成動靜環摩擦力過大，超過允許值而損壞機械密封。

4 機械密封的安裝

1-防轉銷？？？？2-靜環密封圈？？？？3-靜環？？？？ 4-動環？？？5-密封端蓋墊片

6-動環密封圈？？？？7-推環？？？？8-彈簧？？？？ 9-彈簧座？？？？10-固定螺釘

圖2？內裝式非平衡型單端面機械密封的

安裝圖

4.1 靜止部分的安裝

將防轉銷1插入壓蓋相應的孔內，再將靜環密封圈2從靜環3尾部套入，然后使靜環背面的防轉銷槽對準防轉銷裝入壓蓋內，同時檢查確認靜環無偏斜。防轉銷的高度要合適，應與靜環防轉銷槽的根部保留1～2mm的間隙。

4.2 確定彈簧座在軸上的安裝位置

確定安裝位置應在調整好軸與密封腔殼體的相對位置的基礎上進行。

（1）在沿密封腔端面的泵軸上劃一條基準線；

（2）測量靜環端面到壓蓋端面的距離A并記錄；

（3）機械密封在工作狀態下的壓縮量為δ，設計的允許壓縮量極限為δ1，轉軸的軸向竄動量為δ2，那么δ≤δ1-δ2；

（4）彈簧座的定位尺寸B可以由下式得出

B=L-A-S式中：

B-彈簧座背端面到基準線的距離；

L-機械密封在工作狀態下的長度，L= L′-δ；

L′-機械密封在自由狀態下的長度；δ-機械密封在工作狀態下的壓縮量；A-靜環端面到壓蓋端面的距離；S-密封端壓蓋墊片厚度。

4.3 旋轉部分的安裝

組裝推環7、彈簧8、彈簧座9以及動環密封圈6，使之成為組合件套在軸或軸套上，彈簧座背面對準規定的位置，分幾次均勻擰緊固定螺釘10，用手壓迫動環，看是否能夠軸向浮動。

4.4 總裝

將已經安裝好靜止部分的壓蓋安裝到密封腔殼體上。

（1）壓蓋與軸套的直徑間隙為0.75～1mm，與密封腔的墊片厚度為1～2mm，壓蓋螺栓均勻上緊，防止壓蓋端面偏斜。

（2）彈簧壓縮量要按規定進行并且考慮到軸向竄動量，不允許有過大或過小的現象，要求誤差±2.00mm，過大會增加端面比壓，加速端面磨損，過小會造成比壓不足而不能起到密封作用。

（3）安裝結束后，應予盤車，觀察有無碰觸之處，盤車應該感覺均勻、輕快，如感到盤車很重，卡澀或有異常聲響，必須檢查軸是否碰到了靜環，密封件是否碰到了密封腔。引入液體介質靜壓試驗后，如果泄漏量不超過5滴/min，那說明本次機械密封的安裝基本符合要求，可以進行離心泵的開車運轉了。

5 結論

按照以上方法安裝的機械密封，使得離心泵連續運轉一年未出現任何泄漏現象，在年度裝置停車檢修時，對離心泵進行解體檢查，動靜環均未出現磨損現象，摩擦副端面依然光滑平整，處于良好的工作狀態，此類機械密封可以重復使用，節約了大量的備件費用。

參考文獻

[1] 魏龍.泵維修手冊.化學工業出版社.2009

[2] 傅偉.化工用泵檢修與維護.化學工業出版社，2010

[3] 匡照忠.化工機械與設備.化學工業出版社，2006

篇10

關鍵詞：機械密封；原理；選材；失效

中圖分類號：TH311 文獻標識碼：A

與傳統的填料密封相比，機械密封具有密封性能好、壽命長、承受壓力大，減少能源損耗和環境污染等優點。機械密封目前廣泛應用與國內輸油站場機泵，研究機封結構，分析故障原理和處理辦法，對掌握基本運行情況、提升設備管理水平有重要意義。

一、機械密封的基本結構和作用原理

（一）、機械密封的基本結構

機械密封又叫端面密封，在國家有關標準中是這樣定義的:“有至少一對垂直于旋轉軸線的端面在流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”。其具體結構如圖1所示。機械密封安裝在旋轉軸上，密封腔由彈簧、動環密封圈、動環等構成，它們隨軸一起旋轉。其他機械密封零件包括靜環、靜環密封圈等，安裝在端蓋內，端蓋與密封腔體用螺栓連接。

（二）、機械密封的作用原理

如圖1所示，軸轉動時，通過傳動座和推環，帶動動環旋轉，靜環固定不動，依靠介質壓力和彈簧力使動靜環之間的密封端面緊密貼合，在貼合面形成一層極薄的液體膜，阻止介質泄漏。摩擦副表面磨損后，在彈簧的推動下實現補償。為了防止介質通過動環與軸之間泄漏，裝有動環密封圈。靜環密封圈阻止介質沿靜環和壓蓋之間泄漏。

1靜環2.動環3.動環密封圈4.推環5.彈簧

6.傳動座7.靜環密封圈8.壓蓋

圖1

（三）、機械密封的輔助設施

機械密封輔助設施是許多元件的統稱，它的作用是可以改善機械密封的工作環境，提高密封效果。包括過濾器、旋液分離器、限流孔板、冷卻器、各種檢測儀表及機械密封沖洗管路等。在實際的應用中，根據具體的情況來選擇相應的設施。

在所有的輔助設施中，最主要的是沖洗設施。對于沖洗液的過濾和分離，通常選用的是過濾器和旋液分離器。旋液分離器工作原理是，含雜質的介質沿分離器切線方向進入，以一定的速度沿分離器旋轉，利用固體顆粒和液體的比重差，潔凈的液體從分離器頂部流出，去沖洗密封，含雜質的液體從底部流回泵的入口。

1、端面密封副

如圖2所示，由動環和靜環組成端面密封副，它的作用是防止介質泄漏，使密封面緊密貼合。它要求靜、動環要有非常好的耐磨性，動環可以沿軸向靈活移動，密封面的磨損自動補償，與靜環使之一直保持良好的貼合。為此，密封面對所用材料以及其加工質量有較高的要求，確保密封副有良好的貼合性能。

圖2端面密封副

2、彈性元件

彈性元件主要用彈簧和波紋管。它要求起預警、補償和緩沖作用，要求始終保持足夠的彈力來克服動環等元件的慣性、傳動件和輔助密封的摩擦，保證端面動環的追隨性和密封副良好的貼合。材料要求耐疲勞、耐腐蝕。

3、輔助密封

如圖3所示，輔助密封有O型圈、V型圈、U型圈等。它主要起密封動環和靜環的作用，同時也起到緩沖和浮動的作用。要求能夠保證靜環的密封元件使壓蓋與靜環之間的密封的同時，對靜環也要求有一定的浮動性；動環的密封元件能保證動環的浮動性和動環與軸套或者軸之間的密封性。材料要求能與介質相容并耐寒、耐熱。

圖3輔助密封

4、傳動件

傳動元件主要有傳動銷、傳動環、傳動座、傳動鍵等。它的作用是將軸的轉矩傳給動環。材料要求耐磨、耐腐蝕。

二、機械密封失效機理

機械密封的失效主要有幾種主要形式，如靜試泄漏、運轉泄漏等。運轉泄漏又包括持續泄漏、突發泄漏，再運行泄漏等。

（一）、安裝靜試泄漏

安裝調試結束后須對機械密封進行靜試，通過觀察泄漏量分析泄漏原因。如泄漏量較大時，則表存在問題明于靜、動環摩擦副間；泄漏量較小，存在的問題多為靜環或動環密封圈。在判斷泄漏部位、初步觀察泄漏量的基礎上，若泄漏量再手動盤車觀察，無明顯變化，則靜、動環密封圈有問題；如沿軸向噴射泄漏介質，則居多為動環密封圈存在問題，泄漏介質從水冷卻孔中漏出或向四周噴射，則靜環密封圈多為失效；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。

（二）、運轉時泄漏分析

導致持續性密封泄漏的原因較多，主要表現為密封端面問題，如端面變形不平、端面出現裂紋。端面比壓過大、摩擦熱引起熱變形，強度不夠產生變形，安裝時零件受力不均引起變形；工作介質中有顆粒狀物質，運轉中進入摩擦副，擦傷動、靜環密封端面；動環或靜環的密封圈與軸的垂直誤差過大；輔助密封問題，如安裝時輔助密封被壓傷或擦傷，O形圈出現化學腐蝕、老化；彈簧偏心、比壓過小或彈簧失效；防轉銷端部未頂住防轉槽；轉軸振動過大；泵葉輪軸向竄動量超過標準，轉軸發生周期性振動及工藝操作不穩定，密封腔內壓力經常變化等均會導致密封周期性泄漏；軸套表面在密封圈處有軸向溝槽、凹坑或腐蝕。突發性泄漏主要由幾種因素導致，如設備強烈振動，抽空破壞了摩擦副；彈簧斷裂；防轉銷脫落或傳動銷斷裂；安裝錯誤或不符合要求。

再運行泄漏也是常見的機械密封失效形式。泵在停一段時間后再啟動時可能發生泄漏，這主要是因為摩擦副附近介質的凝固、結晶，摩擦副上有水垢、彈簧腐蝕、阻塞而失彈。

表1中給出了導致機械密封失效的主要影響因素，數據表明操作是導致機械密封失效的主要因素，約占42%。為了盡量減少機械密封失效的發生，必須嚴格按照操作規程進行安裝、調試、檢查、維護和清洗。養成良好的操作習慣，保證機械密封的正常運行。

表1導致機械密封失效的因素及其占比

影響因素 失效占比/% 影響因素 失效占比/%

操作 42 系統設計 24

設備精度 26 密封設計

/應用選型 8

三、典型案例分析

（一）、故障現象

在泵啟動瞬間，非驅動端機械密封處有煙霧冒出，并伴有油品泄漏。或停止時泵腔內的壓力瞬時升高而引起，在結焦的過程中伴隨有煙霧。

（二）、原因分析

如圖4所示，從解體后的情況來看，動靜環內壁都堆積比較多的結焦物。高溫經常會出現結焦故障，少量的泄漏就會在密封靠近大氣一側發生碳化。

圖4(a):動環傳動處和傳動套之間發生了摩擦。

圖4(b)、圖4(e)、圖4(f):3張圖片中都堆積含有顆粒的結焦物。

圖4(c):動環表面出現金屬粉磨的痕跡，說明密封運轉時間短，動環面磨損嚴重。

圖4(d):靜環表面有正常的磨損痕跡。

（三）、解決途徑

1、選型

原油具有黏度大、凝點高、雜質多、含硫高的特點。為了防止彈簧由于原油結晶、雜質卡住而失效，選用的是靜止式機械密封，即靜環為補償環；當發生粘著磨損或磨粒磨損時，材料越硬越耐磨，為了減少磨損率和因為磨損而導致密封失效，選用的是碳化硅-碳化硅的端面硬摩擦組對；輔助封圈選用的是氟橡膠，具有耐高溫、耐油、耐化學腐蝕的優點。

2、沖洗

必須設計合理的沖洗管路，否則會因結晶的析出，顆粒、雜質的沉淀，使機械密封動、靜環失去浮動性，彈簧失靈。更嚴重的是顆粒、雜質進入摩擦副會加劇摩擦的磨損，導致機械密封的迅速破壞。

3、維護

定期清洗沖洗管路，使之保持暢通；啟動泵前充分排氣。

圖4失效的機械密封

總之，處理機泵泄漏問題時，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，有針對性地解決存在的問題。文中內容對機械密封的選型使用和維修保養提供幫助，保證機械密封長周期穩定、可靠地運轉。

參考文獻