楊建明

摘 要：介紹離心泵機(jī)械密封的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及各部件的基本構(gòu)成和作用原理，離心泵機(jī)械密封主要露點(diǎn)分析。著重分析了化工生產(chǎn)中離心泵機(jī)械密封失效的主要原因及處理方法，主要零部件的技術(shù)要求，安裝及拆卸機(jī)械密封過程的技術(shù)要求?？偨Y(jié)了化工生產(chǎn)中，離心泵采用機(jī)械密封在日常使用及停車后的維護(hù)和有關(guān)注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：離心泵；機(jī)械密封；泄漏

中圖分類號(hào)：TH311 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）35-0172-02

化工生產(chǎn)中，離心泵軸封大部分采用機(jī)械密封，離心泵故障是由機(jī)械密封失效造成的占比達(dá)70%，因此，要求泵用機(jī)械密封要可靠，使用壽命長(zhǎng)。

1 機(jī)械密封的工作原理及特點(diǎn)

機(jī)械密封具有密封性能好、泄漏量少、使用壽命長(zhǎng)、軸和軸套不易損壞、摩擦系數(shù)小、功耗小、泵的效率比較高等優(yōu)點(diǎn)，適應(yīng)自動(dòng)化生產(chǎn)過程及溫度過高或過低、高壓、真空、高速及各種腐蝕介質(zhì)、固體顆粒、介質(zhì)等苛刻條件下的密封要求。

2 機(jī)械密封的基本構(gòu)成及作用原理

（1）端面摩擦副的作用是保持緊密配合，形成密封面，防止介質(zhì)泄漏。動(dòng)、靜環(huán)要求具有良好的耐磨性，動(dòng)環(huán)可軸向運(yùn)動(dòng)，自動(dòng)補(bǔ)償密封面磨損，使其與靜環(huán)配合良好，靜環(huán)浮動(dòng)，緩沖效果好。（2）彈性元件主要是補(bǔ)償、預(yù)緊和緩沖，并對(duì)密封面產(chǎn)生合理的比壓。它始終需要保持彈性以克服副密封與傳動(dòng)部件之間的摩擦，并啟動(dòng)環(huán)補(bǔ)償。（3）輔助密封主要起固定環(huán)和活環(huán)的密封作用，起到浮動(dòng)緩沖作用。需要保證靜環(huán)與壓蓋之間的密封性是靜環(huán)輔助密封元件，使靜環(huán)具有一定的流動(dòng)性；動(dòng)環(huán)的輔助密封元件保證動(dòng)環(huán)與軸之間的密封（或軸套）。（4）變速器的作用是傳遞扭矩的軸動(dòng)環(huán)。（5）緊固件發(fā)揮運(yùn)動(dòng)的作用，靜態(tài)定位。正確的定位是為了確保摩擦關(guān)節(jié)處于正確的位置，并保持良好的彈簧壓力。同時(shí)，它的安裝和拆卸方便。放置方便，可重復(fù)使用。

3 機(jī)械密封的泄漏點(diǎn)

機(jī)械密封的泄漏點(diǎn)，一般有5處：（1）動(dòng)環(huán)（旋動(dòng)環(huán)）與靜環(huán)（靜止環(huán)）之間的摩擦端面；（2）動(dòng)環(huán)密封圈與軸套外圈接觸的滑移面；（3）壓蓋密封圈與泵殼端面處的密封點(diǎn)；（4）靜環(huán)密封圈與靜環(huán)壓蓋之間形成的密封點(diǎn)；（5）軸套密封圈與軸套之間的密封點(diǎn)。

4 影響失效的主要原因及處理方法

機(jī)械密封的主要故障就是泄露，常見的機(jī)械密封失效的現(xiàn)象有以下三方面。

4.1 機(jī)械密封安裝后就發(fā)生泄漏

（1）如果壓蓋與密封箱之間的泄漏結(jié)束，檢查壓蓋螺釘是否擰緊、力是否均勻、密封間隙是否一致、密封箱是否損壞、密封墊是否損壞和壓蓋。（2）如果軸套與軸套之間有泄漏，則軸套緩沖問題發(fā)生在0之間，由圓的干涉值和密封結(jié)構(gòu)發(fā)生。

4.2 機(jī)械密封試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生的泄漏

（1）泵在試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，有雜質(zhì)進(jìn)入到動(dòng)、靜環(huán)之間的密封端面，造成密封面的磨損。（2）機(jī)械密封安裝過緊時(shí)，泵啟動(dòng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)摩擦副（動(dòng)環(huán)）之間的密封面受到嚴(yán)重?fù)p壞。（3）對(duì)彈簧調(diào)整不當(dāng)。調(diào)整彈簧的壓縮量是調(diào)整機(jī)械密封表面壓力，是關(guān)系到密封性能和使用壽命的重要參數(shù)。

4.3 機(jī)械密封運(yùn)轉(zhuǎn)相當(dāng)時(shí)間后出現(xiàn)泄漏

新安裝（或更換）的機(jī)械密封投入運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，泄漏量在允許范圍內(nèi)。其壽命要超過四千小時(shí)， 實(shí)際工作中示達(dá)此小時(shí)就失效，問題在于：（1）動(dòng)環(huán)鑲嵌不當(dāng)失效，造成動(dòng)環(huán)與動(dòng)環(huán)座發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)和脫落。（2）摩擦副材料質(zhì)量欠佳。這會(huì)導(dǎo)致材料的導(dǎo)熱性能差，熱量散失不掉，升高了自身的溫度。（3）泵抽空。泵排空時(shí)，葉輪汽蝕或泵內(nèi)沒有液體，并漏入氣體或液體汽化等，此時(shí)，密封在干燥或半干摩擦狀態(tài)。

5 機(jī)械密封技術(shù)要求、安裝與拆卸

5.1 安裝機(jī)械密封前了解泵的有關(guān)問題

（1）了解泵的型號(hào)及結(jié)構(gòu)、泵的轉(zhuǎn)速、支承方式、轉(zhuǎn)向及泵安裝方面的情況。（2）了解泵的工作溫度、進(jìn)出口壓力、密封箱中的壓力和溫度，采取何種輔助設(shè)施，泵運(yùn)轉(zhuǎn)中的振動(dòng)，泵是連續(xù)還是間斷運(yùn)動(dòng)等。（3）了解泵內(nèi)介質(zhì)特性。

5.2 安裝機(jī)械密封主要零部件的技術(shù)要求

（1）安裝機(jī)械密封的軸或軸套，不應(yīng)生銹腐蝕，端部必須倒角修光滑，軸頸不大于φ30mm時(shí)為30°；軸頸大于φ30mm時(shí)為40°；光潔度應(yīng)在？犖7以上。（2）安裝機(jī)械密封部位的軸（或軸套）徑向跳動(dòng)偏差按表1規(guī)定。表面粗糙度小于Ra0.7；軸（或軸套）的外徑尺寸偏差為d4。

（3）密封腔和壓蓋結(jié)合定位端面對(duì)軸（或軸套）表面的跳動(dòng)偏差按表2規(guī)定。

（4）壓蓋與靜密封圈接觸的部位，其粗糙度為Ra1.6，即光潔度？犖6，端部必須倒角。（5）壓蓋與軸套的直徑間隙為0.75～1.00mm；壓蓋與密封腔間的墊片厚度為1～2mm。（6）彈簧座內(nèi)孔尺寸偏差為 Dc4，傳動(dòng)座內(nèi)孔尺寸偏差為D4。（7）彈簧兩端面對(duì)中心線不垂直度偏差小于0.5：100，同一個(gè)機(jī)械密封中，各彈簧之間的自由高度差小于0.5mm。（8）泵軸的竄動(dòng)量不應(yīng)超過±0.5mm。

5.3 機(jī)械密封的安裝與拆卸

5.3.1 機(jī)械密封的安裝。機(jī)械密封在裝配時(shí)應(yīng)仔細(xì)，避免磕傷，劃傷動(dòng)、靜環(huán)密封面及輔助密封圈，絕對(duì)不允許用手錘或鐵器敲打。

（1）機(jī)械密封的定位。它是確定機(jī)械密封在軸或軸套上的位置，這個(gè)位置應(yīng)保證動(dòng)、靜環(huán)安裝后，兩個(gè)端面應(yīng)該有一定的預(yù)光壓縮量，一般4～6mm。（2）靜態(tài)零件裝配。防轉(zhuǎn)銷插入密封端蓋相應(yīng)的孔，然后靜態(tài)環(huán)密封環(huán)在靜態(tài)環(huán)，然后在靜態(tài)環(huán)密封結(jié)束后面的槽蓋到密封蓋上防轉(zhuǎn)銷對(duì)齊。靜環(huán)壓蓋應(yīng)在它應(yīng)該放在的地方，連接端面。靜環(huán)的壓蓋和兩端之間的距離必須進(jìn)行測(cè)量，以確保靜環(huán)的深度等于活塞的深度。（3）旋轉(zhuǎn)部分組裝。彈簧安裝在彈簧座上的推環(huán)上，拋光彈簧的兩端靠近彈簧座和推環(huán)上的平面。動(dòng)環(huán)密封圈依次設(shè)置在活動(dòng)圈內(nèi)，并與推環(huán)相結(jié)合。確保V形密封圈的開口應(yīng)朝向密封介質(zhì)。不要安裝反環(huán)。O型圈不能轉(zhuǎn)動(dòng)。然后組裝的旋轉(zhuǎn)部件套在軸（或軸套），彈簧座后端面對(duì)準(zhǔn)位置設(shè)置幾次均勻地?cái)Q緊緊固螺釘，用手向后壓縮旋轉(zhuǎn)環(huán)，看看能不能軸向移動(dòng)，必須在彈簧圈壓反彈自由移動(dòng)。

5.3.2 機(jī)械密封的拆卸。沒有機(jī)械工具應(yīng)用于去除機(jī)械密封。如果密封元件粘附在污垢或附聚物上，則應(yīng)首先拆卸膠粘劑，然后將其拆下，并按安裝順序進(jìn)行更換。

6 機(jī)械密封的實(shí)際應(yīng)用與日常維護(hù)

6.1 機(jī)械密封起動(dòng)前的注意事項(xiàng)

（1）檢查機(jī)械密封的輔助裝配，冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng)是否安裝無誤。（2）檢查管路安裝是否齊全，是否符合技術(shù)要求。要清洗物料管線，以防鐵銹、雜質(zhì)進(jìn)入密封腔內(nèi)。（3）機(jī)械密封裝配后要進(jìn)行靜壓試驗(yàn)，檢查是否泄漏。泄漏嚴(yán)重須拆開檢查，重新組裝。（4）用手盤動(dòng)聯(lián)軸器（其旋向應(yīng)和正常轉(zhuǎn)向相同）檢查是否輕松，如果盤不動(dòng)或“吃力”，應(yīng)檢查裝配相關(guān)尺寸是否正確。（5）起動(dòng)前應(yīng)保持密封腔內(nèi)充滿沖洗的冷卻水或密封介質(zhì)。

6.2 機(jī)械密封運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)注意事項(xiàng)

6.2.1 試運(yùn)轉(zhuǎn)。啟動(dòng)泵后，在觀察運(yùn)轉(zhuǎn)情況時(shí)，不能將眼睛對(duì)準(zhǔn)機(jī)械密封旋轉(zhuǎn)的切線方向，以免介質(zhì)意外的濺到臉部或身體上發(fā)生事故。

6.2.2 正常運(yùn)轉(zhuǎn)。試驗(yàn)運(yùn)行合格后，可在正常運(yùn)行條件下轉(zhuǎn)為正常運(yùn)行。升壓加熱過程應(yīng)緩慢進(jìn)行，注意異?，F(xiàn)象的發(fā)生。泵運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，觀察機(jī)械密封泄漏量和測(cè)量密封腔體溫度

6.2.3 停車。停車前停主機(jī)，然后停止冷卻和密封系統(tǒng)。如果汽車停了很長(zhǎng)時(shí)間，應(yīng)在密封腔內(nèi)的介質(zhì)流量放置干凈。一定要沖洗干凈。

7 結(jié)束語(yǔ)

機(jī)械密封的使用壽命是化工生產(chǎn)中保證離心泵安全、環(huán)保、穩(wěn)定和運(yùn)行的重要因素。事實(shí)說明只要做到正確安裝、精心操作和認(rèn)真維護(hù)，機(jī)械密封完全可以滿足化工生產(chǎn)泵用軸封長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第五版）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[2]王汝美.實(shí)用機(jī)械密封技術(shù)問答[M].北京：中國(guó)石化出版社，2002.

[3]李楊.石化行業(yè)離心泵機(jī)械密封失效原因分析及解決辦法[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（16）：108.endprint