王潔（jié）　王寶貴

導　語（yǔ）：介紹某型反應釜用帶軸套（tào）整裝式雙端麵機（jī）械密封的結構及工作原理，結合實際工況，分析了其失效原因(如O形圈材質選用不合理（lǐ），攪拌（bàn）同軸度偏大，密封麵變形)，提（tí）出（chū）了改（gǎi）進措施及使（shǐ）用中的注意事項。

1　機械密封的結構與工作原理

帶軸套整裝式雙端麵機械密封是一種無須調整動環彈簧（huáng）壓縮量、裝配簡便的機械密封（fēng）形式。該機械密封適用於強腐蝕、高溫，帶懸浮顆粒及纖維介質，氣體介質，易燃易爆、易揮發、低（dī）粘（zhān）度介（jiè）質，保障高真空度工況的密封。該機械密（mì）封結構見圖1。

圖1 帶軸套整裝式雙端麵機械密封結構

當攪拌軸運轉時（shí），其帶動機械（xiè）密封軸套以及固定在機械密（mì）封軸套上的動環組件同步轉動，靠動環組件和上、下靜環麵之間的貼（tiē）合達（dá）到密封效果。密封麵一側是密封腔室，另一側是反應釜內環境。在正常工作狀態下，通過外部提供密封（fēng）液至（zhì）平衡罐，保持密封液液位在平衡（héng）罐液位計的中線，並確保平衡罐內密封液壓力(即密封液腔內壓力（lì）)高於釜內（nèi）壓力0.05~0.10MPa。若密封液壓力過高，則動、靜環摩擦麵易加速磨損;若密封液壓力過低，則反應釜（fǔ）內物料易泄漏。

2　故障分（fèn）析（xī）

2.1 故障狀況

某反應釜均采用帶軸套整裝式雙端麵機械密（mì）封，該機械（xiè）密封軸徑為210mm，工作轉速為100r/min，工作壓（yā）力為-0.5~1.0MPa，工作溫（wēn）度（dù）為0~80℃，主要起密（mì）封作用的是機械密封組件，見（jiàn）圖2。

圖2 機械密封組件

動環密封麵材（cái）質為SiC，靜環密封麵材質為井口KC-673石墨，與物料接觸的下動環O形圈、上靜環O形（xíng）圈、軸套O形圈（quān）材（cái）質為聚四氟乙烯報複矽橡膠，其餘O形圈材質均為丁腈橡膠。該機械密封的密封液采用軟水，釜（fǔ）內介質主要（yào）是聚乙烯等有機物（wù）料。隨著釜內反應的進行，釜內壓力持續升高，從-0.5MPaZ高（gāo）達到1.0MPa。在理想狀態下，機械密封平衡罐壓力失重高於釜內壓力0.05~0.10MPa;但實際生產中，由（yóu）於該機械（xiè）密（mì）封Z高使用壓力為2.6MPa，為了操作簡便，規定其（qí）密封液（yè）壓力從投料至反應（yīng）結束保持恒定1.1MPa。

自2006年投入使（shǐ）用後，該機械密（mì）封的泄漏問題就較為嚴重，可以從機械密封泄漏液（yè）口處看（kàn）到，泄（xiè）漏較大時每隔2min便有1滴(約6ml)水漏出，平衡罐水位下降（jiàng）量為10~20mm/h，大（dà）大超過（guò）了機械密封允許泄漏量（liàng）[≤5ml/h(單側)]的要求。其內外漏同時存在，須不斷地補（bǔ）充密封液(正常情況下無須補充密（mì）封液)。在反應（yīng）前（qián）期，釜內壓力（lì）較低時泄漏量較大;後期（qī）反應釜內壓力較高時，泄漏量較小。

機械密封泄漏故障的發生，不僅（jǐn）加大了操作強度，同時由（yóu）於釜內物料是有毒有害、易（yì）燃易（yì）爆的氣液混合（hé）物質氯乙烯等（děng），也影響了裝置的安全穩定（dìng）運行。

2.2 故障分（fèn）析

從機械密封材質選擇、現場工藝操作狀況等多方（fāng）麵考慮，判斷機械密封發生泄漏的原因主要（yào）有以（yǐ）下幾個方麵。

2.2.1 機械密封O形圈材質選用不合理

該（gāi）機械（xiè）密（mì）封上靜環、下動環與軸套（tào）上的O形圈材質（zhì）采用了聚四氟乙烯包覆矽橡膠（jiāo）。聚四氟乙烯耐腐蝕性能較好（hǎo），但包覆聚四氟乙烯在受壓後（hòu），回彈堵塞能力較差，容易永久變形，使O形圈在動靜（jìng）環（huán）座、軸套等密封溝槽裝配上產生間隙，從而使密封失（shī）效。因此在實際使用中，在釜內壓（yā）力偏低的情（qíng）況（kuàng）下，機械密封泄漏量（liàng）較大，而當（dāng）釜內壓力不斷升高時，機械密封（fēng）泄漏量逐漸減小，便很可能是這個原（yuán）因。

該機械密封O形圈大部分采用了丁腈橡膠(如動環（huán）組（zǔ）件O形圈)，丁腈橡膠（jiāo）的缺點是不耐臭氧、芳香（xiāng）族、鹵代（dài）烴（tīng）、酮及脂類溶劑，反應釜內的鹵代烴物質氯乙烯會使丁腈橡膠（jiāo）產生溶脹，導致O形（xíng）圈失效。

2.2.2 攪拌同軸度偏（piān）大

根據該型號機械密封的技術要求，機械密封安裝後，釜軸的（de）徑向跳動量（liàng）應≤0.1mm，而密封箱體下部軸跳動量實際測量值為0.15mm，攪拌軸同軸（zhóu）度偏差較大。

造成攪拌軸同軸度偏差大的原因很多，包括攪拌（bàn）裝置的（de）安裝對中調整不良、各部件加工（gōng）精度不高而造成的累（lèi）積誤差、反應釜（fǔ）釜體水平調整（zhěng）不良、攪拌軸產（chǎn）生應力（lì）變形等。

同軸度偏差越大，攪拌軸在（zài）每次軸向位移和徑向擺（bǎi）動的轉動中，密封麵產生的（de）分離和泄漏量就越大，密封麵（miàn）的磨痕也越寬。

2.2.3 密封麵變形

更換了泄漏機械密封（fēng）的動、靜環組件後，泄漏問題依然存在。再次拆卸後（hòu）發現，密封麵上（shàng）有（yǒu）光點而沒有磨痕，故判斷該密封麵發生（shēng）了變形。

該（gāi）機械密封工作轉（zhuǎn）速低，且一直伴有循環水