王豔輝
（大慶油田有限責（zé）任公司采油（yóu）廠）

　　摘　要：闡述了泵機械密（mì）封原（yuán）理。從（cóng）機械密封的選（xuǎn）型（xíng）、材料選擇、密（mì）封麵的比壓、摩擦副的選擇及機泵給機械密封創造的（de）條（tiáo）件、輔助係統的配置等分析入手，以水泵為（wéi）例，分析了水泵機械密封的滲漏（lòu）現象（xiàng）及原因，並提（tí）出了對策及改進建（jiàn）議。

　　關鍵（jiàn）詞：水（shuǐ）泵機（jī）械密封；滲漏現象及原因；對策

　　在日常檢維修中較常見的動設備維修就是機械密封的泄漏，泄漏帶來了一係列安全、生產、環（huán）保、人身傷害的風險，占用了較（jiào）多的維修費用和人力資源。對機械密封常見的（de）損壞原因仔細分析，在生產工（gōng）藝和技術改造、設備管理等方麵綜合加強（qiáng）機械密（mì）封（fēng）的管理，延長密封使用（yòng）壽命，對於（yú）保持安穩生產、減少運行風險、降低（dī）維修費用和勞動強度、節約（yuē）勞動力成本有重（chóng）要意義。
　　一（yī）、機械密封原理
　　機（jī）械（xiè）密封是靠一對（duì）相對（duì）運動的環狀端麵（一個固定，另一個與軸一起旋（xuán）轉）相互貼合形成的微小軸向間隙起密封（fēng）作用，這種裝置稱（chēng）為機械（xiè）密封。機械密封通常由動環、靜環、補償元件和密封元件組成（chéng）。其中動環和靜環的端麵組（zǔ）成一對摩擦副，動靜環靠（kào）密封室中液體的壓力（lì），使其端麵壓緊（jǐn），在機械密封兩環（huán）端麵上產生適當的比（bǐ）壓和保持一層極（jí）薄（báo）的液體膜而達到密封的目（mù）的。補償元件產生壓力，可使泵在不運轉狀態下，也保持端麵貼合，保證密封介質不外（wài）漏，並防止雜質進入密封端麵。密封元件（jiàn）起密封（fēng）動環與軸的（de）間隙泄漏、靜環與壓蓋的間隙泄漏的（de）作用，同時對機泵的振動、衝擊起緩衝作用。
　　二、水泵機械密封（fēng）的滲（shèn）漏現象及原因
　　機械密封出現故障的比例較大，常（cháng）見的損壞形式可分為腐蝕損壞、熱損壞和機械損壞三種。
　　2.1壓力產生的滲漏
　　（1）真空（kōng）狀態運行（háng）造（zào）成的機（jī）械（xiè）密封滲漏（lòu）。
　　對策：采用雙端麵機械密封，有助於改善潤滑條件，提高密封性能。
　　（2）高壓和壓力（lì）波造成的機械密封滲漏。
　　對策：在裝配機封時，彈簧壓縮（suō）量一定要按規定進行，不允許有過大或過小（xiǎo）的現象，為使端麵受力合理，盡量減小變形，可采用硬（yìng）質合金、陶瓷（cí）等耐壓強度高的材料（liào），並加強（qiáng）冷卻的潤滑措施，選用可靠的傳動方式，如鍵、銷等。
　　2.2周期性滲漏
　　轉子周期性振（zhèn）動或是泵轉子軸向竄動量大，輔助密（mì）封與軸的過盈量大，動環（huán）不能在軸上靈活移動。動、靜環磨損後，得不到補償位移。
　　對策：在裝配機械密封時，軸的軸向竄動量應小於0.1mm，輔助密封與軸的過（guò）盈（yíng）量應適中，在（zài）保證徑向密封的同時，動環（huán）裝配後保證能（néng）在軸上靈活移動。
　　2.3其他原（yuán）因引起的滲漏
　　安裝動環密封圈的（de）軸（或軸套）端麵及安裝靜環密封圈的密封壓蓋（或殼體）的端麵倒角並修光，以免裝配時碰傷動靜環密封（fēng）圈。彈簧壓縮量一（yī）定要按規定進行，不允許有過（guò）大或過（guò）小（xiǎo）的現象，誤差在±2mm，壓縮量過（guò）大或過小，都會（huì）致使其（qí）不能密封。
　　（1）密封動環和軸套之間結（jié）水垢造成動環（huán）不能浮動引起密封泄漏。一般熱油（yóu）離心泵的機械密封采用強（qiáng）製內冷，冷卻（què）水含較多的鈣鎂離子和懸浮物（wù）。一般水垢的生成溫度在（zài）80℃左右，雜質含量多的水形成水垢的溫度還（hái）要更低。冷卻高溫（wēn）泵機械密封的冷卻水的度高，鈣鎂鹽類的結晶就會在波紋管與折流套間析出，生成水垢造成波（bō）紋管失彈引起泄漏。
　　建議：對密封冷卻介質（zhì）進（jìn）行升級改造；采用溫度較低（dī）的除鹽水（shuǐ）（軟水）做密封的冷卻介質；高溫介質泵的采用蒸汽做冷卻介質，即（jí）防止軸（zhóu）套結垢，提高（gāo）密封追隨性；在工藝質量允許情況下采用封油做冷卻介質防止軸套結垢。
　　（2）摩擦副內外緣有缺口。焊接波紋管機械密封摩擦副采用的硬性材料是SiC，柔性材料為浸銻石墨（mò），拆檢密封（fēng）經（jīng）常發現靜（jìng）環摩擦副內外緣有缺（quē）口。由（yóu）於SiC是一種脆性材料，強（qiáng）度和抗衝（chōng）擊性較差。塔（tǎ）底泵內含有大量雜質，雜質侵入密封麵（miàn）間，很容易使得窄的密封麵發生破（pò）壞。
　　建議：根據秘方那（nà）個（gè）實（shí）際工作（zuò）環境選擇適當（dāng）的密封配合形式。
　　（3）動密封環脫落。拆檢經常發現高溫泵（bèng）的密封動環脫落或密封平麵變形。
　　建議：針對高溫環（huán）境下密封環鑲嵌結（jié）構容易脫落的情況（kuàng），采用整（zhěng）體結構密封環（huán）。
　　（4）密（mì）封表麵有細小的裂紋。高溫熱油泵由於介質溫度高（gāo），加之短時間的機械負荷或熱負荷的作用，使得密封麵間（jiān）穩定液膜轉變為蒸汽狀態，轉變過程中的溫差產生（shēng）了輻射狀徑向（xiàng）小裂紋。
　　建議：為防止高溫密封的硬環產生熱裂，將密（mì）封壓縮量定為4.0-4.5mm，從而（ér）減小了因（yīn）壓縮量過大造成的摩擦熱。
　　三、影響機械密封效果的因素
　　3.1影響（xiǎng）密（mì）封效果（guǒ）的外部因素分析
　　（1）機械加工精度不夠。機械密封本身的加工精度不夠，以及（jí）泵其它部件的加工精度不夠（gòu）。這些原因的存在（zài）對機械密封的密（mì）封（fēng）效果是非常不利的。
　　（2）振（zhèn）動偏大。機械密封振動偏大，Z終導致失去密封效果。但機械密封振動偏大（dà）的原因往（wǎng）往不是機械密封本身的原因，泵的其它零部件是產生振動的根源，如泵軸設計不合理（lǐ）、加工（gōng）的原因、軸承精度不夠、聯軸器的（de）平行度差、徑向力大、出現氣蝕現象等原因。
　　（3）泵軸的（de）軸向竄量大。機械密封的密封麵要有一定的比壓，這樣才能起到密封作用，為了（le）保證這一個比壓，機（jī）械密封要求泵軸不能（néng）有太大的（de）竄量，一般要保證在0.1mm以內。
　　（4）軸向力偏大。機械密封在（zài）使用過程中是不能夠承受軸向力（lì）的，若存（cún）在軸向力，對機（jī）械密封的（de）影響是嚴重的。機械密封承受一個軸向力，運轉時密封壓蓋溫度（dù）將（jiāng）偏（piān）高，對於聚丙烯類（lèi）的介質，在高溫下會被熔融，因此泵啟動後（hòu）很快就失去密封效果，泵靜止時則密封（fēng）端（duān）麵（miàn）出現間斷的噴漏現象。
　　（5）沒有輔助衝洗係統或輔助（zhù）衝洗係統設置不合理。機械密封的輔助（zhù）衝洗係統是非常重要的，它可以有效地保護密封（fēng）麵，起到冷卻、潤滑、衝走雜物等（děng）作（zuò）用。有時設計員沒有合（hé）理地配置輔助衝洗係統，達不到密封（fēng）效果；有（yǒu）時雖然設計人員設計了輔助係統（tǒng），但由於衝洗液中有雜質（zhì），衝洗液的流量、壓力不夠，衝洗口位置設計不合理等原因，也同樣達（dá）不（bú）到密封效果。當（dāng）機械密封出現異常時，對輔助衝洗係統進行檢查是必要的。
　　3.2解決方法
　　（1）泵產品在設計過程中要充分分析振（zhèn）動的來源，的在製造裝配過程中（zhōng）嚴（yán）格按標準和操作規程去執行，泵（bèng）、電機、底座、現場管路等輔助（zhù）設備在現場安（ān）裝，以及生產（chǎn）、操作、維（wéi）修、調節時，嚴格把（bǎ）關（guān），即可消除（chú）振（zhèn）動源。
　　（2）消除泵軸竄量大。設計方案有兩個：一是平衡盤加軸向止推軸承，由平衡盤平衡軸（zhóu）向力，由軸向止推軸承對泵軸進行軸向限位；二是平衡鼓加軸向止推軸承，由平衡鼓平衡掉大部分軸向力，剩餘的軸向（xiàng）力由止推軸承承（chéng）擔，同時軸向止推軸承對泵軸進行（háng）軸向限位。
　　（3）消除泵軸撓度偏（piān）大。減（jiǎn）少兩端軸承（chéng）之間（jiān）的距離；增加（jiā）泵軸（zhóu）的直徑；提高泵軸材料的（de）等級；泵軸設計完成後，對泵（bèng）軸的撓度要進行校核檢驗（yàn）計算。
　　四、持續改進建議
　　在設計泵（bèng）用機械密封時，要考慮機（jī）械密封外部的（de）各種影響因素。在實際工作中要注意以下幾個問題：
　　（1）分（fèn）析機械密封的質量事（shì）故的原因時，要充分考慮到泵的其它零部件對機械密封運行的影響，采取措施不斷提高機械（xiè）密封的效（xiào）果。
　　（2）對重要泵產品（pǐn）的機械密封，要增加保護措施，提高密封質量，減少密封質量事故。
　　（3）在泵產（chǎn）品的設計過程中要充分（fèn）考慮到泵其它零部件，以及現場其（qí）它設備對機械密封的使用（yòng）效果的影響，為機械密封創造一個良好的外部條件。
　　（4）增（zēng）加對機械密封輔助（zhù）係統的重要（yào）作（zuò）用的認（rèn）識，盡可能配備（bèi）完善的機械密封（fēng）輔助（zhù）係統，以提高（gāo）密封效果。
　　五、結束語
　　做好（hǎo）機械密封的設計、使用、維護，機械密封將（jiāng）在生產生活中發揮更重要的作用。通過分析機（jī）械密封失效故障的原因，並采取相對應的改進措施（shī），能夠提高機械密封的使用壽命，降低（dī）維修（xiū）費用，有利於生產裝置的穩定、連（lián）續運行（háng）。
　　參考文獻：
　　[1]張（zhāng）琪.采油（yóu）工藝原理（lǐ）[M].北京（jīng）：石油工業出版社，1981.