摘 要：本文首先簡要分析了離心泵機(jī)械密封失效的主要形式，分別從摩擦失效、熱損失效及腐蝕失效等方面，探討了其失效原因，最后提出了具體的解決對策，望能為此領(lǐng)域研究有所借鑒。

關(guān)鍵詞：離心泵；機(jī)械密封；失效

泵為氯堿廠輸送流體的重要設(shè)備，數(shù)量多樣且龐大，其中離心泵占比可達(dá)95%，而離心泵在實際運作中，最多見故障為泵軸密封位置出現(xiàn)泄漏。近年，隨著機(jī)械密封在此領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，此狀況有一定好轉(zhuǎn)。在機(jī)械密封的選材、選型、安裝及實際使用中，如果某環(huán)節(jié)出現(xiàn)失誤或不合理操作，均會大幅降低機(jī)械密封的可靠性與使用壽命，無法達(dá)到理想密封效果。本文就離心泵機(jī)械密封失效的原因及有效解決對策作一探討。

1.離心泵機(jī)械密封失效的基本形式

機(jī)械密封故障主要存在如下形式：（1）完成安裝后，經(jīng)靜試，發(fā)現(xiàn)泄露；（2）突發(fā)性泄露；（3）周期性泄露；（4）泵在運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)密封尖叫；（5）壓蓋外側(cè)或是密封面外緣，積聚有碳粉；（6）密封壽命短。從泵體上將機(jī)械密封拆下，對各個元件相應(yīng)損壞形式進(jìn)行觀察，得知主要有：（1）針對密封端面而言，其主要有變形、磨損、破損及熱烈等故障；（2）彈簧主要有腐蝕、斷裂及松弛等故障；（3）輔助密封圈主要有硬化、卷邊、裂口、掉塊等故障。

2.機(jī)械密封出現(xiàn)失效的具體原因

2.1腐蝕失效

（1）點腐蝕與全表面腐蝕。受腐蝕介質(zhì)持續(xù)的侵蝕作用，機(jī)械密封件會出現(xiàn)局部腐蝕或是表面腐蝕，腐蝕嚴(yán)重時，會出現(xiàn)穿孔情況。一些碳石墨環(huán)與泵送液體性質(zhì)之間存在不相容，還會出現(xiàn)剝落、整體腐蝕、掉皮或咬蝕等情況。（2）應(yīng)力腐蝕破裂。在應(yīng)力與介質(zhì)腐蝕的作用下，彈簧、金屬焊接波紋管等會出現(xiàn)盈利腐蝕裂紋，嚴(yán)重時還會引發(fā)突然斷裂，進(jìn)而造成離心泵出現(xiàn)突發(fā)性泄露。（3）縫隙腐蝕。由于螺釘與螺孔間，軸套表面與動環(huán)的內(nèi)孔間，軸套與O形環(huán)間，均存在一定縫隙，在此間隙內(nèi)，由于介質(zhì)濃度的持續(xù)增高，會造成縫隙腐蝕。（4）輔助密封圈出現(xiàn)腐蝕。針對合成橡膠而言，如果其不適合一些介質(zhì)，便會出現(xiàn)諸如溶解、膨脹等狀況，這樣會喪失密封圈功能，引發(fā)泄露。

2.2熱損失效

（1）密封環(huán)熱裂。存在較差的密封環(huán)潤滑性，增加摩擦，形成過大的熱應(yīng)力，造成陶瓷密封面與金屬出現(xiàn)徑向裂紋，呈現(xiàn)發(fā)射狀，或者是出現(xiàn)碳化鎢熱裂。原因為雜質(zhì)進(jìn)入密封面，冷卻突然中斷等。（2）密封環(huán)表面出現(xiàn)碳化或剝落。端面存在過大的壓力，過高的摩擦熱而造成靜環(huán)、動環(huán)出現(xiàn)熱變形；針對石墨環(huán)而言，如果溫度超過允許溫度時，石墨環(huán)表面便會有樹脂析出，而位于摩擦面的樹脂，便會出現(xiàn)碳化情況，如果有黏合劑時，便會出現(xiàn)發(fā)泡軟化，引發(fā)密封失效。（3）輔助密封圈龜裂、老化。當(dāng)密封圈出現(xiàn)過高的溫度時，橡膠圈便會出現(xiàn)變硬情況，彈性會降低，強(qiáng)度也會降低，甚至還會出現(xiàn)裂開情況，因而會引發(fā)泄露。

2.3磨損失效

密封面的磨損痕跡能夠直接反映出運動件當(dāng)前的運動狀態(tài)，各磨損痕跡均能夠開展故障分析。針對摩擦痕跡而言，如果其比較正常且均勻，各個零件之間有良好配合，表明整機(jī)有著較差的同軸度，當(dāng)泵軸每轉(zhuǎn)動一圈，密封件均需徑向擺動以及軸向位移，造成密封端面出現(xiàn)輕微的泄露與分離。相比于窄環(huán)面，如果磨損痕跡較寬，則表明密封面壓力過大，端面也存在過大的比壓，容易使密封面發(fā)生變形。

3.機(jī)械密封失效的解決措施

3.1選擇合理的機(jī)械密封

針對機(jī)械密封來講，其出現(xiàn)的摩擦失效、熱損失效以及腐蝕失效，均相關(guān)于其材質(zhì)與結(jié)構(gòu)，因此，正確、合理選擇機(jī)械密封，乃是避免出現(xiàn)失效的重要路徑與措施。在對機(jī)械密封進(jìn)行選擇時，可考慮如下因素：（1）工作參數(shù)。如轉(zhuǎn)速、軸徑、溫度及介質(zhì)壓力等；（2）介質(zhì)特性，如腐蝕性、黏度、濃度、有無結(jié)晶或氣化，是否有纖維雜質(zhì)或固體顆粒等；（3）主機(jī)環(huán)境條件與工作特點。間歇或持續(xù)操作，主機(jī)周圍氣溫變化，安裝室內(nèi)或室外等；（4）主機(jī)對密封的泄露方向、允許泄漏量等方面的要求，可靠性要求及壽命要求；（5）操作、生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性；（6）主機(jī)對密封結(jié)構(gòu)相應(yīng)尺寸方面的限制。結(jié)合氯堿離心泵的基本特點，可依據(jù)介質(zhì)特性來進(jìn)行選型。如果介質(zhì)存在較弱的腐蝕性，一般情況下，在選擇機(jī)械密封時，會選擇內(nèi)置式，其相比于外置式，無論是在介質(zhì)泄露方向上，還是在斷面受力狀態(tài)上，均更為合理。如果介質(zhì)有強(qiáng)腐蝕性，運用內(nèi)裝式密封，彈簧加保護(hù)層，可用聚四氟乙烯波紋管式的機(jī)械密封，但是，通常僅適用于p≤0.3MPa的范圍。如果介質(zhì)容易結(jié)晶或容易凝固，則可選用大彈簧旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)；如果選用小彈簧，則其容易被那些固體物堵塞，尤其是那些高黏度介質(zhì)，會阻礙小彈簧軸向補(bǔ)償移動。

3.2機(jī)械密封的安裝

完成機(jī)械密封的材料與結(jié)構(gòu)形式后，若無法切實保證安裝的整體精度，那么在密封壽命與效果上也將難以得到保證。對于機(jī)械密封而言，其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，需要檢修人員掌握豐富的理論知識及操作技能，在安裝過程中，稍有不慎，出現(xiàn)碰傷環(huán)密封，或者是動靜環(huán)接觸端面比壓過小或過大，再或者是動靜環(huán)表明夾入有異物，俊輝造成泄露。此外，如果離心泵葉輪軸向竄動量大于標(biāo)準(zhǔn)，或者轉(zhuǎn)軸出現(xiàn)周期性震動，均會造成機(jī)械密封出現(xiàn)周期性泄漏。因此，在安裝過程中，需注意如下幾點：（1）安裝開始前，需對機(jī)械密封的規(guī)格、型號是否有誤進(jìn)行細(xì)致檢查；（2）對主機(jī)與機(jī)械密封安裝相關(guān)聯(lián)部位的幾何精度及尺寸精度進(jìn)行檢查，并與技術(shù)要求進(jìn)行比對，檢查內(nèi)容有：機(jī)械密封轉(zhuǎn)軸處于工作狀態(tài)時的軸向位移量；密封腔壓蓋定位端面對軸中心線的實際垂直度等。（3）在安裝過程中，做好清潔工作，不能使用工具對密封元件進(jìn)行敲打。

4.結(jié)語

綜上，在對離心泵機(jī)械密封泄露情況進(jìn)行處理時，需要結(jié)合系統(tǒng)工況及特點，對密封元件損壞痕跡及形式進(jìn)行密切觀察，找出失效原因，做好相關(guān)記錄工作。在實際操作中，若能合理、恰當(dāng)?shù)倪x擇機(jī)械密封，且做到規(guī)范安裝及精心維護(hù)，能實現(xiàn)其長周期穩(wěn)定運行。

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作者簡介：

金漢梯（1984-），男，民族：漢，籍貫（精確到市）：廣東陽春，當(dāng)前職務(wù)：工程師，學(xué)歷：中技，研究方向：水泵機(jī)械。