摘　要（yào）：機械密（mì）封是XA型離心泵的結構和工作原理，分析了XA型離心泵用機械密封常見的泄漏現象（xiàng），分析了泄漏（lòu）原因，並提（tí）出了解決方案，減少跑、冒、滴、漏維修頻率，提高使用效（xiào）果。
　　關（guān）鍵詞：離心泵；機械密封；泄漏措施
　　XA型為（wéi）單級單（dān）吸（xī）離心泵，是供吸清水及物理化學性質類似於水的液體，也是化工企業（yè）生（shēng）產部門的主（zhǔ）要（yào）動力設備。在連續生產（chǎn）過程中，許（xǔ）多泵需要夜以繼（jì）日地運轉，是電能消耗大戶，也是材料、備件損耗的主要環節。機械密封是一種旋轉軸用非平（píng）衡型單麵多彈簧集裝式的密封，它是（shì）在流體介質和補償機（jī）構的彈性元件（或（huò）磁力）的作用下，兩個垂直於軸心線的密（mì）封動環與靜環端麵緊（jǐn）貼著相對旋轉，具有流體壓力（lì）和靜壓力、起著平衡（héng）壓（yā）力作用（yòng），從而達到阻漏的軸封裝置（zhì）。具有能阻止泄漏、減少摩擦損耗、提高機器效率和可靠性等優點，目前大多數（shù）的（de）離心泵軸封（fēng）都是采用機械密封。機械密封是離心泵的主要易（yì）損件之一，因而泵的故障多數是由密封失效所導致的。據統計，機（jī）械密封失效導致泵的故障占設備故障率（lǜ）的50%以上。機械及維檢修工作帶來的成本壓力，密封失效導（dǎo）致工藝介質泄漏，不（bú）但給企業造成了巨（jù）大的經濟損失，而且對環保處理（lǐ）及環境（jìng）汙染也帶來很大的影響。下麵（miàn）對XA型離心泵機械密封的（de）失效原因進行了分析與處理：
　　1、 XA型離心（xīn）泵概況
　　XA型泵（bèng）供吸送清水及物理化學性質類似於水的（de）液體，適用於（yú）工廠、礦山、城市給排（pái）水、空調、消（xiāo）防和農（nóng）田排灌之用。規格相同的泵因改變葉輪外（wài）徑而有（yǒu）不同的性能（在泵型號後麵加上A、B、C等字母表示）。本泵結構簡單，性能可靠，體（tǐ）積小，重量輕，抗汽蝕性能好，電耗低（dī），使（shǐ）用維修方便。
　　XA型泵通用性廣，全係列共60種規格，但隻用（yòng）六種（zhǒng）軸。同一規格的軸、軸承、軸套、軸封（fēng）、葉輪緊固件等均能互換。全係列（liè）泵的懸架也隻有六種。
　　泵的轉速分為：2900r/min和1450r/min；性能如下：2900r/min 450r/min；Z大流量：100l/s 250l/s；Z高總揚程：150m 90m；Z高轉速：3500r/min（用於60Hz電（diàn）源時，葉輪直徑有所減小（xiǎo））；Z高（gāo）工作作溫度：105℃；軸封（fēng）：填料密封或機械（xiè）密封；Z低工作溫度-10℃；工作壓力：一般為1Mpa，如需提高到1.6Mpa
　　2、 機械密封的基本結構及工作（zuò）原理
　　2.1 泵體（tǐ）結構示意圖

圖1 離心泵泵體結構（gòu）
1.泵體；2.葉輪；3.軸；4.軸（zhóu）套；5.密封環（huán）；6.泵蓋；7.填料密封；8.懸架部件（jiàn）；9.懸架之架；10.葉輪螺母；11.機封軸（zhóu）套；12.機械密封；13.密封墊；14.機封壓

　　本泵為後開式，拆開泵蓋和葉輪時不需拆卸吸水和排出管路。懸架內裝有兩個球軸承，用機油或潤滑脂潤滑，泵（bèng）通過彈性聯軸器由電機直接驅動。渦室、底腳、進水法（fǎ）蘭和出水法蘭鑄成一個整體。
　　2.2 機械密封結構示意圖

圖2 機械密封結構
1.靜（jìng）環；2.動環（huán）；3.動（dòng）環密封圈；4.推環；5.彈簧；6.傳動座；7.靜環密封（fēng）圈；8.壓蓋

　　機械密封的（de）結構如（rú）圖2所示，它主（zhǔ）要由以下元件構成：
　　（1）主要（yào）動密封元件:包括動環和靜環。動環與泵軸一起旋轉，靜環固（gù）定在壓蓋內（nèi），用（yòng）防轉銷來防止它轉動。靠動環與靜環的端麵貼合來進行動密封。
　　（2）輔助密封元件：包括各靜密封點所用的密封圈。
　　（3）壓緊元（yuán）件：即彈簧（或波紋管）。
　　（4）傳動元件：包括傳動座（zuò）及固定銷釘。
　　2.3 機械（xiè）密封工作原理
　　機械（xiè）密封種類繁多，型號各異，主要有6個泄漏點：（1）動環與靜環之（zhī）間，動環（huán）主要靠內液體壓力及彈簧（huáng）力壓貼在靜環上，以阻止泄漏；（2）靜環與壓蓋之間，屬（shǔ）於靜密封點；（3）動環與軸（軸套）之（zhī）間，動環可以沿軸向竄動；（4）泵蓋與壓蓋之間，也屬（shǔ）於靜密封點。（5）靜環（huán）與靜環盒子的（de）輔助（zhù）密封處；（6）動環鑲嵌結構合處。
　　當前采用新材料（liào）和工藝（yì）的各種機械密封的新技術，進展較快，有下列的機械密（mì）封新技術。密封麵開槽密封技術近年來，在機械密封的密封端麵上開了各種各樣（yàng）的流槽，以產生流體靜、動壓效應，現在還在不斷更新（xīn）。零泄漏密封（fēng）技術過去總認為接觸（chù）式和非接觸式機（jī）械密封不可能達到零泄漏（或無泄漏）。幹運轉氣（qì）體密（mì）封技術這類密封（fēng）是將開槽密封技術用於氣體密封（fēng）。上遊泵送密封技術（shù）即利用密封麵上開流槽將下遊少量泄漏流體泵送回上遊。上述幾類密封的結構特點是：采用淺槽，且（qiě）膜厚和流槽的深均屬微米級（jí），並采用（yòng）潤滑槽，徑向（xiàng）密封壩和周向密封堰組（zǔ）成密封（fēng）和承（chéng）載部分。也可以說（shuō）開槽密封是平麵密封和開槽軸承的（de）結合。其優點是泄漏量小（甚至無（wú）泄漏）、膜厚大，消除接觸摩擦、功耗和發熱（rè）量小。熱（rè）流（liú）體動壓密封技術它（tā）是利用各種形狀較（jiào）深的密封麵流槽，造成局（jú）部熱（rè）變形，以產生流體動力楔效應。這種具有流體動壓承載能力的密封，稱之為熱流體動力楔密封。
　　從機械密封的結構圖2可（kě）以（yǐ）看出（chū），機（jī）械密封是將容易（yì）泄漏的軸向密封改變為較難泄漏的靜密封和端麵徑向接觸的（de）動密封。動環（huán）與靜環之間的密封：是靠彈性（xìng）元件（彈簧、波紋管等）和（hé）密封（fēng）液體壓力在（zài）相對運動的動環和靜環（huán）的接觸麵（端麵）上產生一（yī）適當的壓緊力（比壓）使兩個光潔、平直的端麵（miàn）緊（jǐn）密貼合（hé）；端麵間維持一層極薄的液（yè）體膜而達到密封的（de）作用。這層膜（mó）具有液體動壓力與靜壓力，它起著平（píng）衡（héng）壓力和潤滑端（duān）麵的作用（yòng）。兩（liǎng）端麵之所以必須高度光潔平直是為了給端麵（miàn）創造完美貼合和使比壓均（jun1）勻的條件，這是相對旋（xuán）轉密封（fēng）。
　　3、XA型離心泵機械密封常見的泄漏（lòu）現象
　　（1）由機械密封材質原因造成的（de）滲漏。泵運（yùn）行環境惡劣，機械密封無法滿足介（jiè）質要求，示運行一段（duàn）時間後，機械密封（fēng）被告腐蝕而發生泄漏。解決方案是選取材質滿足介質要求（qiú）的機械密封。
　　（2）操作使用不當和突然停電引起的滲漏。泵開停機不當會造成機械密封滲（shèn）漏，突然停（tíng）電或是晃（huǎng）電而（ér）造成泵倒（dǎo）轉引起機（jī）械密封（fēng）損壞。解決（jué）方案是（shì）加強操作工的培訓和保證（zhèng）正常供電，減少供電波動。
　　（3）運行（háng）周期性滲漏。包括以下幾個方麵：
　　①因長時間運行，泵（bèng）轉子軸（zhóu）向竄動量大，輔助密封與軸的過盈量大，動環不能在軸上靈活移動。在泵翻轉（zhuǎn），動、靜環磨損後，得不到補償位移。解決方案是應定期進行檢查監控，同時（shí）在裝配機械密封時（shí），軸的（de）軸向竄動量應小於0.1mm，輔助密（mì）封與軸的過盈量應適中，在保證徑（jìng）向密封（fēng）的同時，動環裝配後，保證（zhèng）能在軸上靈活移動（把動環壓向彈簧能自由地彈回來）。
　　②密封麵潤滑油量不足引起幹摩擦或拉毛密封端麵。解決方案是（shì）使油室腔內（nèi）潤滑油麵高度高於動環和靜環（huán）的（de）密封麵。
　　③轉子周期性振動。原因是（shì）定子與上、下端蓋未對中或葉輪和主軸不平衡，汽蝕或軸承（chéng）損壞（磨損），這種情況會縮短密封（fēng）壽命和（hé）產生（shēng）滲（shèn）漏。解決方案是根據維（wéi）修標（biāo）準來糾正上述問題。
　　④機械密封滲漏引起的磨軸現象。機械密封失效常（cháng）常產生磨軸，磨軸位置主要有動環輔助密封圈處、靜環位置，少數彈簧有磨軸（zhóu）現象。磨軸的主要原因：一是（shì）雙端麵（miàn）機械密封，反壓（yā）狀態是不良的工作態（tài），介質中的顆粒、雜質很容易進入密封麵（miàn），使密封（fēng）失效（xiào）；二是磨軸的主要部件為（wéi）橡膠（jiāo）波紋管，且由於上端密封麵處於不良潤滑狀態，動（dòng）環和靜環之間的摩擦（cā）力（lì）矩大於橡膠波（bō）紋管與軸之間的傳遞（dì）轉矩，發（fā）生相對轉動；三（sān）是動環和靜環的輔助密封由於（yú）受到汙（wū）水中的弱酸、弱堿的腐蝕，橡膠件已無彈性，有的已腐爛，失去了應有的功能，產生了磨軸的現象。
　　為解決以上問題，應采取如下措施（shī）：①保證下端蓋、油室的清（qīng）潔，對不清楚的潤滑油（yóu）禁止裝配；②機械密封（fēng）油室腔內油麵線應高於動環和靜（jìng）環（huán）的密封麵；③根據不同的使用介質選用不同結構的（de）機械密（mì）封。對腐蝕性介質，橡膠應選用而弱酸、弱堿的氟橡膠。機械密封靜（jìng）環應加防轉銷。
　　4、導致機械密封失效的主要原因分析（xī）及（jí）處理
　　4.1 衝洗不當（或不衝（chōng）洗）會使機械密封失效
　　由於機械密封本身（shēn）的工作（zuò）特點，動環和靜環端麵的相互（hù）摩擦，將不斷產生摩（mó）擦熱，使（shǐ）摩擦副（fù）內溫度（dù）升高，給機械密（mì）封造成以下影響：（1）摩擦副內液膜（mó）蒸（zhēng）發、汽化造成幹摩擦；（2）摩擦副內液膜粘度下降，潤滑狀況差（chà）；（3）摩擦副介質蒸汽壓增加，從而產生泄漏；（4）加速介質的腐蝕（shí）作用；（5）輔助密封圈老化，失去彈（dàn）性，甚至分解；（6）動靜環（huán）產生變形。
　　為了消除摩擦熱的影響，保證密封正常工作，延（yán）長使用壽命，必須采取適應機械密封不同介（jiè）質條件的冷（lěng）動方法，使端麵間（jiān）有液膜存在，起到潤（rùn）滑作用，這是機械（xiè）密封能正常工作的基本條件（jiàn）。介質內含有懸浮顆粒及雜質的（de）機械密封，由於固體顆粒進入摩擦副，使動靜環劇烈磨損、靜環密封（fēng）圈失去浮動（dòng）、彈簧失去彈性造成密封失效，因此采取淨化後的清潔液體或蒸汽對摩擦（cā）副（fù）進行衝（chōng）洗或采取過濾的辦法將（jiāng）介質中的顆粒及雜質除（chú）去，以保證機械密封正常運轉（zhuǎn）。
　　常見的因衝洗而造成機械密封失效的情況有：衝洗液管道過濾器堵塞導致衝（chōng）洗液流量不足；由於缺失過（guò）濾器，使衝洗液中（zhōng）含有的雜質（zhì）進入（rù）密封麵；衝洗液管道無止逆閥（fá）導致工藝液體逆行進入（rù）衝洗液管道，使衝洗液中雜質顆粒增加，導致使用此（cǐ）衝洗液的機械密封失效。
　　4.2 靜密（mì）封失效
　　靜（jìng）密封點泄（xiè）漏多數是由（yóu）於密封圈的（de）缺陷造成，如密（mì）封圈尺寸差太大或本身（shēn）有傷、老化（huà）變（biàn）質等。隻要結構（gòu）和材料選擇正確，密封圈質量合格和安裝合乎要求（qiú），靜密封是可以滿足密封要求的。
　　4.3 動密封點失效
　　理論上影響動（dòng）密封效果的主要有（yǒu）以下幾（jǐ）方麵：
　　（1）介質影響：介質壓力愈高泄（xiè）漏量會愈多；粘度低的介（jiè）質較粘度（dù）高的易泄漏：帶顆（kē）粒和易結垢的介（jiè）質比幹淨穩定的易泄漏。
　　（2）軸的影響（xiǎng）：一般來說，軸愈粗則密封麵愈寬，對垂直（zhí）偏差也（yě）愈敏感，幫愈易泄漏；軸在運轉中愈易擺振，則愈易（yì）泄漏；轉速愈高愈易泄漏。
　　（3）密（mì）封結構（gòu）：Z重要的是（shì）密（mì）封的浮動（dòng）性（xìng），浮動性Z好的波紋管密（mì）封效果Z好，用聚（jù）四（sì）氟乙烯塑料密（mì）封圈效果（guǒ）差。
　　（4）密（mì）封端麵在製造（zào）和安裝質量中以端麵平（píng）直度與轉軸軸線的垂直度Z為重要（yào）。
　　實際工作中工藝狀況對介質中存在顆粒物的濃度有極大的影響（xiǎng），工藝液中夾帶過多的顆粒常常是導致彈簧失效進（jìn）而（ér）使密封（fēng）失效的主要（yào）因素之一；工藝液溫度過高造成的氣蝕導致設備劇烈振動進而（ér）使密封損壞失效；氣蝕振動還會使設備的軸發生變形從而影響機械密封的安裝質量、運轉效果。對於某一特定工況的機械密封而言，盡可能提高密封的貼和性是提高密封性能、減少泄漏的關鍵。但是過（guò）度的壓緊端麵，導致機械密封動靜環磨損劇烈過早失效（xiào）是維修安裝初期常出現的問題之一。設（shè）備安裝中（zhōng）的起重作業也是（shì）需要關注（zhù）的一個方麵，在吊（diào）裝過（guò）程中的磕碰（pèng），會直接（jiē）將機械密（mì）封密封端麵（miàn）損（sǔn）壞。
　　5、檢修（xiū）中（zhōng）需注意的幾個（gè）問題
　　在日常實際檢修（xiū）工作中，常常容易存在（zài）一些誤區，主要是對機械密封的一些附屬（shǔ）零部件的（de）密封作用原理的理解上出現偏差。下麵就檢修時容易產生的誤區及（jí）應注意（yì）的問題作（zuò）一些簡單的說明。
　　5.1 彈簧壓縮（suō）量越大密封效果越好。其實，彈簧壓縮量過大，會導致密封摩擦副的急（jí）劇磨損（sǔn），瞬間就可能燒損。過度的壓縮使彈簧（huáng）產生永（yǒng）久塑性變形，失去調節動（dòng）環端（duān）麵的能力，從（cóng）而使密封失效。
　　5.2 動環密封圈越緊越好。其實動環密封圈（quān）過緊有害無益。一是（shì）加劇密封圈與軸（zhóu）套間的磨（mó）損，引起過早泄漏；二是增大了動（dòng）環軸向調整、移動的阻力，在工況變化頻繁（fán）時無法（fǎ）適時進行調整；三是彈簧過度疲勞易損壞（huài）；四是使動環密封（fēng）圈變形，影（yǐng）響密封效果。
　　5.3 靜環密封圈越緊越（yuè）好。靜環（huán）密封圈基本處（chù）於靜止狀態，相對較緊密（mì）封效果會好（hǎo）些，但過緊也（yě）是有害的。一是引起靜環過（guò）度變形，影響密封效果；二是靜環材質以石（shí）墨居多，一般比較脆，過度受力極易引起碎裂;三是安裝、拆（chāi）卸困難，極（jí）易損壞靜環。靜環的安裝形式的選擇要充分考慮在相應的工況下的浮動能力，安裝後能自動追隨（suí）動環麵與之貼（tiē）合，如果靜環密封圈過緊，使靜環安裝後不能浮動（dòng），就會產生（shēng）偏磨，過早的失效。
　　5.4 葉輪（lún）鎖緊螺母越緊越好。機（jī）械密封泄漏中，軸套與軸之間的泄漏（軸間泄（xiè）漏）是比較常見的。一般認為，軸間泄漏就是葉（yè）輪鎖緊螺母沒（méi）鎖緊，其實導致軸間泄漏的因素（sù）較多，如軸間墊圈失效、偏（piān）移，軸間內有雜質，軸與軸套配合處有較（jiào）大的形位（wèi）誤差，接觸麵被破壞，軸上各部件間（jiān）有間隙，軸（zhóu）頭螺紋過長等，都會導致軸間泄漏。鎖緊螺母鎖緊過度隻會導致軸間墊圈過早失效。其實，適度擰緊鎖緊螺母，可以使軸間墊始終保持一定的壓縮彈性，在運轉中鎖緊螺母會自動適（shì）時鎖緊，使軸間（jiān）始終處於良好的（de）密封狀態。
　　5.5 新（xīn）的（de）比舊的好。相對而（ér）言，使用新（xīn）機械密封的效果好（hǎo）於舊的，但（dàn）如果新機械密封的質量或材質選擇不當時，或配合尺寸誤差較大時，就（jiù）會影響密封效果。在聚合性和滲透性介質中，靜環如果沒有出（chū）現過度磨（mó）損，還是不更換（huàn）為好（hǎo）。因為靜環在靜環座中長時間處於（yú）靜止狀態，使聚合物和雜質沉積為一體，起到了較好（hǎo）的密封作用。其實，很多情況下，機械密封都是沒有問題的，隻要作適當的調（diào）整和處理，機械密封是可以（yǐ）繼續（xù）使用的。這樣，既（jì）可以節約成本，又（yòu）可以減（jiǎn）少工（gōng）作量，並（bìng）可（kě）以保證密封效果。
　　5.6 拆修總比（bǐ）不拆好。一旦機械密封出現泄（xiè）漏便急於拆修，這種做法是不完全對的，應該根據具體情況具體分析。其實，有時（shí）候機械密封並（bìng）沒有損壞，隻需調整工況或適當調整密封（fēng）就（jiù）可消除泄漏。這樣既避免零部件的浪（làng）費又（yòu）可以避免（miǎn）維修人員的無用勞動。在檢修時，應該根據（jù）實際情況作出正確的判斷，從而采取有針（zhēn）對性的檢修。根據密封（fēng）的發展趨勢（shì），現（xiàn）在很多的密封在設計時就考慮設計成集裝式，有效地杜絕了上述很多的（de）泄漏發（fā）生。
　　6、結束語
　　石油化工（gōng）和治金等流體輸送領域中的離心泵機械密封，隨著工藝操作水平的提（tí）高、檢修質量的改善、備件質量的保證，機械（xiè）密封越來越能達（dá）到共設計使用壽命，而其意外失效的情況也會相應減少。同時，通過對（duì）車（chē）間操作工進行理（lǐ）論培訓（xùn）和操作培訓（xùn）也能Z大程度地避免機械（xiè）密封的意外失效。
　　7、參考（kǎo）文獻
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