馬祥

摘 要 在石油化工等領(lǐng)域中，機(jī)械密封是一種重要的、常用的機(jī)械保護(hù)手段和技術(shù)，但由于機(jī)械密封常會受到較多因素的影響而導(dǎo)致其密封失效，并會帶來較多的不良效應(yīng)。因此，文章主要對機(jī)械密封失效的因素及解決措施進(jìn)行了分析和研究，希望能夠?yàn)樵鰪?qiáng)機(jī)械密封的有效性并延長其使用運(yùn)行周期提供幫助。

關(guān)鍵詞 機(jī)械密封;失效因素;設(shè)備

前言

目前，機(jī)械密封技術(shù)在我國具有一定的應(yīng)用基礎(chǔ)，且實(shí)施條件較為成熟。在工業(yè)技術(shù)水平的快速提升下，對旋轉(zhuǎn)設(shè)備的密封質(zhì)量要求不斷增強(qiáng)。但由于很多機(jī)械的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且對技術(shù)操作要求高，因而易發(fā)生機(jī)械密封失效現(xiàn)象。因此，對機(jī)械密封失效的因素及預(yù)防和解決措施展開探索具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1機(jī)械密封的失效因素

（1）熱損效應(yīng)因素。機(jī)械密封的橡膠圈雖具備良好的耐熱性能，但機(jī)械密封表面在長時(shí)間的高速運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會產(chǎn)生大量的熱，由此引發(fā)的熱效應(yīng)在持續(xù)長久的運(yùn)轉(zhuǎn)中會有損密封環(huán)等部位的質(zhì)量，進(jìn)而出現(xiàn)橡膠圈老化且彈性逐漸變小等現(xiàn)象，使得密封效果不佳。同時(shí)，高溫環(huán)境下，石墨表面形成的樹脂經(jīng)摩擦后會發(fā)生質(zhì)變，如碳化及黏結(jié)劑在熱效應(yīng)的影響下發(fā)生軟化等，逐漸導(dǎo)致機(jī)械密封失效。

（2）材料腐蝕因素。密封材料腐蝕是影響機(jī)械密封失效的因素之一。裝有流體介質(zhì)的機(jī)械設(shè)備在高速運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，其內(nèi)流體會沖刷密封件表面，使得材料發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。同時(shí)，在運(yùn)行時(shí)，機(jī)械密封的金屬結(jié)構(gòu)承受的壓力較大，如彈簧、波紋管等，長時(shí)間的高壓應(yīng)力作用下也會造成表面輕微腐蝕或局部有腐蝕點(diǎn)。此外，所應(yīng)用的密封材料本身質(zhì)量不達(dá)標(biāo)也會影響機(jī)械密封有效性，如材料導(dǎo)熱性能差等。

（3）密封面不閉合。機(jī)械密封主要是由動環(huán)、靜環(huán)、固定環(huán)、彈性元件、軸、密封環(huán)輔助密封件、密封端蓋、彈簧座等結(jié)構(gòu)組成的，一旦某個(gè)結(jié)構(gòu)部位出現(xiàn)故障和泄漏點(diǎn)等問題都會導(dǎo)致密封面不閉合，進(jìn)而造成機(jī)械密封失效，并引發(fā)超標(biāo)泄漏等不良現(xiàn)象[1]。如在機(jī)械密封試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，動環(huán)未能及時(shí)與固定環(huán)和橡膠圈轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動貼合，便易混入一些顆粒物等雜質(zhì)致使輸送介質(zhì)變質(zhì)，在長時(shí)間的摩擦下會使副環(huán)發(fā)生變形，造成密封面出現(xiàn)磨損，以致無法緊密閉合。

（4）技術(shù)操作因素。機(jī)械密封對技術(shù)操作要求較高，但操作不達(dá)標(biāo)常會引起密封失效。一是機(jī)械密封選型不合格，如動靜環(huán)表面不平整等、密封構(gòu)件有尺寸誤差等，導(dǎo)致密封質(zhì)量不佳。二是安裝操作因素。如機(jī)械密封安裝過緊，高速運(yùn)轉(zhuǎn)下的摩擦?xí)γ芊饷嬖斐梢欢〒p壞;彈簧安裝不垂直導(dǎo)致應(yīng)力不均;壓蓋螺釘沒有擰緊;密封間隙不一致;動環(huán)鑲嵌不當(dāng)導(dǎo)致其與動環(huán)座出現(xiàn)脫落現(xiàn)象等。

2機(jī)械密封失效的解決措施

（1）實(shí)施抗高溫的有效手段。為有效降低熱效應(yīng)給機(jī)械密封帶來的損害，還應(yīng)注重實(shí)施相應(yīng)的抗高溫手段和措施進(jìn)行預(yù)防和解決。首先，當(dāng)機(jī)械密封裝置作業(yè)環(huán)境溫度較高時(shí)，可根據(jù)機(jī)械密封具體狀況、機(jī)泵工況和不同的風(fēng)險(xiǎn)屬性等綜合因素采取相應(yīng)的機(jī)械密封輔助沖洗系統(tǒng)，進(jìn)而保障機(jī)械密封的運(yùn)行效果。其次，在機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程中，要密切關(guān)注其運(yùn)轉(zhuǎn)溫度，若溫度過高如超過200℃時(shí)，可選擇使用密封性好、規(guī)格合適的鉛墊片，以便及時(shí)預(yù)防和解決機(jī)械密密封的微動和失彈等問題來抵抗高速運(yùn)轉(zhuǎn)下的高溫?zé)釗p，增強(qiáng)機(jī)械密封的有效性[2]。最后，進(jìn)一步優(yōu)化機(jī)械密封的設(shè)計(jì)。結(jié)合施工要求、密封條件、輸送介質(zhì)特性等科學(xué)優(yōu)化機(jī)械密封技術(shù)的設(shè)計(jì)，明確各項(xiàng)工藝參數(shù)和流程等。

（2）選擇性能佳的密封材料。在實(shí)施機(jī)械密封技術(shù)時(shí)，要注意選擇性能佳的密封材料和元件。首先，要選擇耐高溫的機(jī)械密封材料。例如，對于機(jī)械密封接口處應(yīng)采用膨脹系數(shù)較為接近的密封材料，使之保持同步膨脹，防止接口處發(fā)生裂縫。其次，要選擇抗腐蝕性強(qiáng)的密封材料和元件。一要確保每種應(yīng)用的密封材料和元件本身具有較強(qiáng)的耐腐蝕性;二要對材料抗腐蝕性進(jìn)行檢測，避免出現(xiàn)兩種材料混用時(shí)產(chǎn)生電偶腐蝕情況。其后，要選用鈍化耐磨性的密封材料和元件，以有效抵抗高速運(yùn)轉(zhuǎn)下的摩擦力，減小磨損并增強(qiáng)材料的應(yīng)用穩(wěn)定性。最后，結(jié)合傳輸介質(zhì)的耐高溫性、抗腐蝕性來選擇輔助密封材料，并確保其具有良好的彈性。

（3）嚴(yán)格檢查機(jī)械密封構(gòu)件。為確保機(jī)械密封構(gòu)件充分發(fā)揮效用，并提高密封有效性，在實(shí)施前應(yīng)嚴(yán)格檢查各機(jī)械密封構(gòu)件，以防在使用中出現(xiàn)不良反應(yīng)。首先，開展定期檢查。安排熟悉密封構(gòu)件性能、參數(shù)的工作人員定期檢查，查看其是否出現(xiàn)老化、腐蝕等現(xiàn)象。同時(shí)做好檢查情況的詳細(xì)記錄和說明，為后續(xù)工作的開展提供依據(jù)。其次，根據(jù)檢查結(jié)果做出有效處理。及時(shí)更換已經(jīng)出現(xiàn)老化和質(zhì)量問題的密封構(gòu)件，確保其能夠正常投入使用，避免影響機(jī)械密封系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。最后，注重檢查輸送介質(zhì)、構(gòu)件和材料中是否含有或混入雜質(zhì)，根據(jù)實(shí)際情況實(shí)施相應(yīng)的機(jī)械密封手段。

（4）按照要求實(shí)施安裝技術(shù)。安裝技術(shù)的實(shí)施影響著機(jī)械密封的效果，因此，工作人員應(yīng)嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范展開操作，避免機(jī)械密封失效的同時(shí)減少安全環(huán)保事故的發(fā)生。在安裝前，一要對機(jī)械密封選型的型號、規(guī)格等進(jìn)行科學(xué)檢查，確認(rèn)其與設(shè)計(jì)圖紙和施工需要是否相符;二要對主機(jī)軸的竄動量、擺動效果、撓度進(jìn)行檢查，確認(rèn)其是否符合技術(shù)施工要求。在安裝時(shí)，一要保證安裝環(huán)境、機(jī)械密封構(gòu)件、密封面等的清潔，確保旋轉(zhuǎn)環(huán)、密封面、橡膠圈表面等不含任何雜質(zhì)和灰塵;二要禁止在安裝過程中用工具敲打密封構(gòu)件，以防出現(xiàn)雜質(zhì)脫落等影響密封效果的狀況。三要結(jié)合泵腔結(jié)構(gòu)等充分考慮機(jī)械密封的安裝空間，減小冗余，提高密封有效性。在安裝后，要注重加強(qiáng)對機(jī)械密封的維護(hù)力度，對機(jī)械密封系統(tǒng)進(jìn)行定期檢修，并結(jié)合機(jī)械密封系統(tǒng)的性質(zhì)及施工需要做好相關(guān)的排氣、沖洗等工作，預(yù)防機(jī)械密封失效。

3結(jié)束語

綜上，機(jī)械密封失效的因素較為復(fù)雜，因而在實(shí)施機(jī)械密封技術(shù)時(shí)，要結(jié)合其失效因素采取相應(yīng)的處理措施，從而有效減少機(jī)械設(shè)備的檢修維護(hù)費(fèi)用和操作安全風(fēng)險(xiǎn)，保障機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量并延長其使用壽命，在石油化工等領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 丁思云，李鳳成，王永樂，等.基于故障與失效分析的機(jī)械密封運(yùn)行維護(hù)方法研究[J].流體機(jī)械，2020，48（3）：27-31.

[2] 何家祥，邱偉，張立君.機(jī)械密封失效分析及輔助系統(tǒng)優(yōu)化應(yīng)用[J].設(shè)備管理與維修，2020（5）：163-164.