浅谈机械密封泄漏的原因及防治措施

张军虎

一、前言

甘肃昆仑生化有限责任公司是一家生产玉米淀粉的化工企业，现生产能力为年产10万吨，另有一条年产2万吨的糊精生产线。全公司共有100多台化工离心泵，在实际的生产运行中承担了非常重要的角色。在这100多台离心泵当中有90%的离心泵使用的是机械密封，结合离心泵多年的运行经验，分别综合各种密封的运行特点，分析了离心泵运行时机械密封损坏的原因并提出了预防措施。

二、机械密封泄漏或损坏的原因分析

1、安装静试时泄漏

机械密封安装调试好后，一般要进行静试，观察泄漏量。如泄漏量较小，多为动环或静环密封圈存在问题；泄漏量较大时，则表明动、静环摩擦副间存在问题。在初步观察泄漏量、判断泄漏部位的基础上，再手动盘车观察，若泄漏量无明显变化则静、动环密封圈有问题；如盘车时泄漏量有明显变化则可断定是动、静环摩擦副存在问题；如泄漏介质沿轴向喷射，则动环密封圈存在问题居多，泄漏介质向四周喷射或从水冷却孔中漏出，则多为静环密封圈失效。此外，泄漏通道也可同时存在，但一般有主次区别，只要观察细致，熟悉结构，一定能正确判断。

2、试运转时出现的泄漏

离心泵用机械密封经过静试后，运转时高速旋转产生的离心力，会抑制介质的泄漏。因此，试运转时机械密封泄漏在排除轴间及端盖密封失效后，基本上都是由于动、静环摩擦副受破坏所致。引起摩擦副密封失效的因素主要有：

（l）操作中，因抽空、气蚀、憋压等异常现象，引起较大的轴向力，使动、静环接触面分离；

（2）对安装机械密封时压缩量过大，导致摩擦副端面严重磨损、擦伤；

（3）动环密封圈过紧，弹簧无法调整动环的轴向浮动量；

（4）静环密封圈过松，当动环轴向浮动时，静环脱离静环座；

（5）工作介质中有颗粒状物质，运转中进人摩擦副，擦伤动、静环密封端面；

（6）设计选型有误，密封端面比压偏低或密封材质冷缩性较大等。

上述现象在试运转中经常出现，有时可以通过适当调整静环座等予以消除，但多数需要重新拆装，更换密封。

3、由于两密封端面失去润滑膜而造成的损坏泄漏

（1）因端面密封载荷的存在，在密封腔缺乏液体时启动泵而发生干摩擦；

（2）介质的压力低于饱和蒸汽压力，使得端面液膜发生闪蒸，丧失润滑；

（3）如介质为易挥发性产品，在机械密封冷却系统出现结垢或阻塞时，由于端面摩擦及旋转元件搅拌液体产生热量而使介质的饱和蒸汽压上升，也造成介质压力低于其饱和蒸汽压的状况。

4、由于腐蚀而引起的机械密封损坏泄漏

（1）密封面点蚀，甚至穿透。

（2）由于碳化钨环与不锈钢座等焊接，使用中不锈钢座易产生晶间腐蚀；

（3）焊接金属波纹管、弹簧等在应力与介质腐蚀的共同作用下易发生破裂。

5、由于高温效应而产生的机械密封失效

（1）热裂是机密最常见的失效现象。在密封面处由于干摩擦、冷却水突然中断，杂质进入密封面、抽空等情况下，都会导致环面出现径向裂纹；

（2）石墨炭化是使用碳—石墨环时密封失效的主要原因之一。由于在使用中，如果石墨环一旦超过许用温度（一般在105～250℃）时，其表面会析出树脂，摩擦面附近树脂会发生炭化，当有粘结剂时，会发泡软化，使密封面泄漏增加，密封失效；

（3）辅助密封件（如氟橡胶、乙丙橡胶、全橡胶）在超过许用温度后，将会迅速老化、龟裂、变硬失弹。现在所使用的柔性石墨耐高温、耐腐蚀性较好，但其回弹性差。而且易脆裂，安装时容易损坏。

四、预防措施

1.安装时注意事项

a.要十分注意避免安装中所产生的安装偏差，（1）上紧压盖应在联轴器找正后进行，螺栓应均匀上支，防止压盖端面偏斜，用塞尺检查各点，其误差不大于0.05毫米。（2）检查压盖与轴或轴套外径的配合间隙（即同心度），四周要均匀，用塞尺检查各点允差不大于0.01毫米。

b.弹簧压缩量要按规定进行，不允许有过大或过小现象，要求误差2.00毫米。过大会增加端面比压，加速端面磨损。过小会造成比压不足而不能起到密封作用。

c.动环安装后必须保证能在轴上灵活移动，将动环压向弹簧后应能自动弹回来。

d.机械密封在安装过程中，要给密封端面浇一些润滑油（机油或黄油均可）。以防止起泵时。密封端面由于缺乏润滑而造成的干摩擦。

2.拆卸时注意事项

a.在拆卸机械密封时要仔细，严禁动用手锤和扁铲，以免损坏密封元件。可做一对钢丝勾子，在对自负盈亏方向伸入传动座缺口处，将密封装置拉出。如果结垢拆卸不下时，应清洗干净后再进行拆卸。

b.如果在泵两端都用机械密封时，在装配，拆卸过程中互相照顾，防止顾此失彼。

c.对运行过的机械密封，凡有压盖松动使密封发生移动的情况，则动静环零件必须更换，不应重新上紧继续使用。因为在发生移动后，摩擦副原来运转轨迹会发生变动，接触面的密封性就很容易遭到破坏。

3.正常运行时注意事项

（1）启动前的准备工作及注意事项

a.全面检查机械密封，以及附属装置和管线安装是否齐全，是否符合技术要求。

b.机械密封启动前进行静压试验，检查机械密封是否有泄漏现象。若泄漏较多，应查清原因设法消除。如仍无效，则应拆卸检查并重新安装。一般静压试验压力用2～3公斤/平方厘米。

c.按泵旋向盘车，检查是否轻快均匀。如盘车吃力或不动时，则应检查装配尺寸是否错误，安装是否合理。

d.冷却系统要保障，禁止冷却水中断，以防端面温度升高，润滑膜闪蒸而降低密封端面的润滑，加剧磨损；

（2）运转时注意事项

a.泵启动后若有轻微泄漏现象，应观察一段时间。如连续运行4小时，泄漏量仍不减小，则应停泵检查。

b.泵的操作壓力应平稳，压力波动不大于1公斤/平方厘米。

c.泵在运转中，应避免发生抽空现象，以免造成密封面干摩擦及密封破坏。

d.密封情况要经常检查。运转中，当其泄漏超过标准时，如2-3日内仍无好转趋势，则应停泵栓查密封装置。

五、结束语

通过采取以上预防措施，特别是提高维修人员的技术水平和加强检修的质量管理，严格执行《实用机械密封》标准，对设备能按标准定时进行维护和保养，为全面高效的完成生产任务起到保障作用。

参考文献

[1] 《实用机械密封》.中国石化出版社（1999）.

[2] 《离心泵结构设计》.高等教育出版社（1992）.

[3] 《流体力学》.高等教育出版社（1997）.