機械密封常見故障分析及解決方法

郭愛雄

摘　要：對機械密封經(jīng)常出現(xiàn)的故障進行判斷、分析，找出故障原因，并加以改進，延長機封使用壽命。

關(guān)鍵詞：機械密封；故障診斷；分析

一、機械密封的常見結(jié)構(gòu)

機械密封在不同工況下使用的結(jié)構(gòu)通常由4部分組成：①動環(huán)和靜環(huán)組成的密封端面，也稱為摩擦副。②彈性元件為主要零件組成的緩沖補償機構(gòu)，其作用是使密封端面緊密貼合。③輔助密封圈，其中有動環(huán)和靜環(huán)密封圈。④使動環(huán)隨軸旋轉(zhuǎn)的傳動機構(gòu)。

二、機械密封的常見泄漏部位及造成泄漏原因分析

機械密封的常見泄漏部及原因分析：

單端面機封：1.軸套與軸間的密封。原因分析：機封套與軸間密封圈損壞。

2.動環(huán)與軸套間的密封。原因分析：動環(huán)與軸套間的密封圈（卷邊、斷痕、腐蝕）或者撐環(huán)（壓力高）損壞。

3.動、靜環(huán)間密封。原因分析：動靜環(huán)表面損壞、壓縮量太多或者太少、彈簧或者波紋管伸縮失效（自身失效、介質(zhì)阻礙）。

4.靜環(huán)與靜環(huán)座間的密封。原因分析：靜環(huán)與軸套間的密封圈（卷邊、斷痕、腐蝕）或者撐環(huán)（壓力高）損壞。

5.密封端蓋與泵體間的密封。原因分析：密封膠、密封墊損壞失效;安裝機封座時螺絲沒把均勻。

6.其他原因造成泄漏：冷卻沖洗系統(tǒng)出現(xiàn)問題、震動過大、軸彎曲、軸相對于機封不在正中間等。

雙端面機封：1.軸套與軸間的泄漏。原因分析：機封套與軸間密封圈損壞。

2.軸套與機封端蓋間泄漏。①泄漏冷卻液：外側(cè)密封損壞;

②泄漏冷卻、沖洗液、介質(zhì)：內(nèi)外側(cè)密封均損壞。

③其他原因造成泄漏：冷卻沖洗系統(tǒng)出現(xiàn)問題、震動過大、軸彎曲、軸相對于機封不在正中間等。

三、常見的滲漏與處理方式

1.安裝靜試時泄漏

機械密封安裝調(diào)試好后，一般要進行靜試，觀察泄漏量。如泄漏量較小，多為動環(huán)或靜環(huán)密封圈存在問題;泄漏量較大時，則表明動、靜環(huán)摩擦副間存在問題。在初步觀察泄漏量、判斷泄漏部位的基礎(chǔ)上，再手動盤車觀察，若泄漏量無明顯變化則靜、動環(huán)密封圈有問題;如盤車時泄漏量有明顯變化則可斷定是動、靜環(huán)摩擦副存在問題;如泄漏介質(zhì)沿軸向噴射，則動環(huán)密封圈存在問題居多，泄漏介質(zhì)向四周噴射或從水冷卻孔中漏出，則多為靜環(huán)密封圈失效。此外，泄漏通道也可同時存在，但一般有主次區(qū)別，只要觀察細致，熟悉結(jié)構(gòu)，一定能正確判斷。

2.運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)周期性滲漏

（1）泵轉(zhuǎn)子軸向竄動量大，輔助密封與軸的過盈量大，動環(huán)不能在軸上靈活移動。在主軸旋轉(zhuǎn)，動、靜環(huán)磨損后，得不到補償位移。處理方式：在裝配機械密封時，軸的軸向竄動量應(yīng)<0.1 mm，輔助密封與軸的過盈量應(yīng)適中，在保證徑向密封的同時，動環(huán)裝配后保證能在軸上靈活移動（把動環(huán)壓向彈簧能自由地彈回來） 。

（2）密封面潤滑油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面。油室腔內(nèi)潤滑油面高度應(yīng)加到高于動、靜環(huán)密封面。

（3）轉(zhuǎn)子周期性振動。原因是定子與上、下端蓋未對中或葉輪和主軸不平衡，汽蝕或軸承損壞（磨損），這種情況會縮短密封壽命和產(chǎn)生滲漏?？筛鶕?jù)維修標(biāo)準(zhǔn)來糾正上述問題。

3.壓力造成的滲漏

（1）高壓和壓力波造成的機械密封滲漏。由于彈簧比壓力及總比壓設(shè)計過大和密封腔內(nèi)壓力超過3 MPa時，會使密封端面比壓過大，液膜難以形成，密封端面磨損嚴(yán)重，發(fā)熱量增多，造成密封面熱變形。處理方式：在裝配機封時，彈簧壓縮量一定要按規(guī)定進行，不允許有過大或過小的現(xiàn)象，高壓條件下的機械密封應(yīng)采取措施。為使端面受力合理，盡量減小變形，可采用硬質(zhì)合金、陶瓷等耐壓強度高的材料，并加強冷卻的潤滑措施，選用可靠的傳動方式，如鍵、銷等。

（2）真空狀態(tài)運行造成的機械密封滲漏。泵在起動、停機過程中，由于泵進口堵塞，抽送介質(zhì)中含有氣體等原因，有可能使密封腔出現(xiàn)負壓，密封腔內(nèi)若是負壓，會引起密封端面干摩擦，內(nèi)裝式機械密封會產(chǎn)生漏氣（水）現(xiàn)象，真空密封與正壓密封的不同點在于密封對象的方向性差異，而且機械密封也有其某一方向的適應(yīng)性。處理方式：采用雙端面機械密封，這樣有助于改善潤滑條件，提高密封性能。

4.介質(zhì)引起的滲漏

（1）大多數(shù)潛污泵機械密封拆解后，靜環(huán)和動環(huán)的輔助密封件無彈性，有的已經(jīng)腐爛，造成了機封的大量滲漏甚至有磨軸現(xiàn)象。由于高溫、污水中的弱酸、弱堿對靜環(huán)和動環(huán)輔助橡膠密封件的腐蝕，造成了機械滲漏過大，動、靜環(huán)橡膠密封圈材料為丁腈40，不耐高溫，不耐酸堿，當(dāng)污水為酸性堿性時易腐蝕。處理方式：對腐蝕性介質(zhì)，橡膠件應(yīng)選用耐高溫、耐弱酸、弱堿的氟橡膠。

（2）固體顆粒雜質(zhì)引起的機械密封滲漏 如果固體顆粒進入密封端面，將會劃傷或加快密封端面的磨損，水垢和油污在軸（套）表面的堆?速度超過摩擦副的磨損速度，致使動環(huán)不能補償磨耗位移，硬對硬摩擦副的運轉(zhuǎn)壽命要比硬對石墨摩擦副的長，因為固體顆粒會嵌入石墨密封環(huán)的密封面內(nèi)。處理方式：在固體顆粒容易進入的位置應(yīng)選用碳化硅對碳化硅摩擦副的機械密封。

5.其他問題引起的滲漏

（1） 彈簧壓縮量過大增加端面比壓，摩擦熱量過多，造成密封面熱變形和加速端面磨損，壓縮量過小動靜環(huán)端面比壓不足。（安裝尺寸：拆檢時一定要確定好安裝尺寸，根據(jù)情況調(diào)整回裝尺寸。）

（2）安裝動環(huán)密封圈的軸（或軸套）端面及安裝靜環(huán)密封圈的密封壓蓋（或殼體）的端面應(yīng)倒角并修光，以免裝配時碰傷動靜環(huán)密封圈。（安裝原因：碰傷、密封圈卷邊等）

參考文獻：

[ 1] 王汝美.實用機械密封技術(shù)問答[ M] .北京：中國石化出版社，2005.

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[3 ]王如美. 實用機械密封技術(shù)問答 [M]. 2版. 北京：中國石化出版社2004：9-60.

[4 ]顧永泉. 機械密封實用技術(shù) [M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2004.

來源：《裝備維修》2020年16期