1 機械密封的結構特點和工作原理

　　機械密封是一種廣泛應用于旋轉軸上的動密封組合件，又稱端面密封。它由至少一對垂直于旋轉軸線的端面組成，通過流體壓力和補償機構彈力(或磁力)作用于此端面，再加上輔助密封的配合使接合面貼合并保持相對滑動，從而達到防止流體泄漏的目的。機械密封的工作原理是旋轉環與軸間形成極薄的液態膜，阻止介質泄漏，又使端面得以潤滑，由此達到密封的效果。機械密封常用于泵、壓縮機、反應攪拌釜等旋轉式機械。

　　泵的密封方式常見的有2種：機械密封和軟填料密封。它們各自有著不同的特點，也適用于不同的場合。正確地選用有利于降低成本，提高工作效率。機械密封與軟填料密封相比具有以下優點：

　　(1)密封可靠。在長期運轉中密封狀態很穩定，泄漏量小，其泄漏約為軟填料密封的1%。(2)使用壽命長。在油、水介質中一般使用年限可達1～2a以上，在化工介質中能夠穩定使用6個月。

　　(3)摩擦功率消耗小。其摩擦功率僅為軟填料密封的10%～50%，對軸或套的磨損基本可忽略不計。

　　(4)維修周期長。端面磨損后在一定范圍內修補，仍可滿足使用要求。

　　(5)抗震性好。對旋轉軸的振動、偏擺以及軸對密封腔的偏斜不敏感。

　　當然，與軟填料密封相比，機械密封的結構復雜，零部件加工要求高，成本高;對人員的要求是安裝與更換時操作者需具備一定的技術水平，掌握鉗工的基礎知識，了解機械密封的結構特點，尤其對泵運行中的突發事故的處理，要求維修人員具備一定的業務知識和經驗積累。

　　2影響泵用機械密封使用效果的因素

　　影響泵用機械密封使用效果的主要因素有選型、安裝、日常維修保養等。

　　2.1選型

　　合理的選型是泵安全正常運行的前提。機械密封選型是根據使用時介質的工作壓力、溫度、軸徑、介質特性、安裝環境、允許泄漏量等參數加以選擇的。在工廠使用過程中，可依據JB1472-75對各種標準泵用機械密封進行選擇使用。

　　2.2安裝

　　在合理正確地選擇了機械密封后，安裝是確保機械密封發揮功效的重要環節。安裝過程中首先應強調的是：

　　(1)安裝過程應始終保持清潔，特別是旋轉環和靜止環密封面及輔助密封圈表面應無雜質、灰塵，決不允許用不清潔的布擦拭密封面。

　　可在動靜密封環的摩擦面涂以少量機械油，以防在空試水泵時導致密封面損壞。

　　(2)不允許用鐵質工具用力敲擊密封件，旋轉部件應小心地套在軸上，并分幾次均勻地擰緊固定螺栓，最后要用手向后壓迫旋轉環，觀察旋轉環是否能軸向浮動。特別需注意的是動環與靜環間的正向壓力調節到以剛好能封住工作介質為宜，防止機械密封在短時間內發生損壞現象。

　　(3)安裝時機械密封的密封面要有一定的比壓(0.4～0.6MPa)，從而達到密封的目的，兩端面的緊密程度可通過彈簧調節。為了保證一定的比壓，要求泵軸的軸向竄動量≤0.5mm。

　　(4)泵軸的繞度不能過大，過大會造成機械密封的2個密封端面之間受力不均勻，液態膜無法形成，喪失密封作用。

　　(5)由于振動會對泵的機械密封產生破壞作用，故要對泵座采取適當的減震措施。

　　2.3日常維修保養

　　(1)啟動前應對機械密封進行全面檢查，并檢查附屬裝置和管線是否按要求安裝到位。

　　(2)啟動前要進行靜壓試驗，一般靜壓壓力為0.2～0.3MPa。靜壓試驗合格，將密封腔內充滿液體，手動盤車。

　　(3)對于利用泵外封油系統的機械密封應先啟動封油系統，停車后最后停止封油系統。泵啟動后若有輕微泄漏現象，應觀察一段時間。如連續運行4h后泄漏仍不減少，則需停泵檢查。

　　(4)做好日常的巡回檢查和記錄，特別需注意的是：泵的操作壓力應平穩，壓力波動建議≯0.1Mpa。

　　(5)密封情況的檢查，當其泄漏超過標準時，重質油≯5滴/min，輕質油≯10滴/min，如觀察2天后仍無好轉跡象，則應停泵檢查密封裝置。

　　(6)應注意做好運行中的潤滑、沖洗、冷卻等措施。

　　3泵用機械密封常見故障及維修方法

　　3.1在運轉中經常發生的泄漏現象

　　(1)動靜環接觸面變形引起的泄漏。當端面比壓過大，磨擦熱易引起動靜環的熱變形;當然安裝零配件過程中若有受力不均現象，也會引起端面變形。處理辦法：拆開機械密封檢查動靜環端面是否過熱變形，若是則需更換，若為裝配造成則可按照規范進行重新裝配。

　　(2)摩擦副內夾入結晶顆粒等雜質。處理辦法：拆開后清洗，檢查端面磨損，根據具體情況進行修復。

　　(3)輔助密封件由于選材不當，導致被工作介質熔脹失去彈性。處理辦法：更換新密封件，選擇相匹配的機械密封。

　　(4)動靜環密封面對軸線不垂直度誤差過大。處理辦法：檢查泵軸的繞度，超標進行修復或更換。

　　(5)動靜環與圓套件形成水垢不能及時補償磨損位移。處理辦法：清垢。

　　(6)長期運轉導致動靜環端面嚴重磨損。

　　處理辦法：更換機械密封。

　　總之，由以上原因造成的泄漏現象，應在設備檢修時對損壞件進行認真檢查并分析原因，對癥進行處理。

　　3.2機械密封產生突發性泄漏現象

　　機械密封突發性失效現象一般由以下原因造成：如泵出現強烈振動、抽真空等原因破壞了摩擦副的工作狀態、補償彈簧發生斷裂、防轉銷脫落或傳動銷斷裂、輔助裝置有故障使動靜環冷熱驟變導致密封面變形或產生裂紋。出現上述故障時必須更新機械密封后再使用，同時找出運行過程中的問題所在，便于做好預防工作。

　　3.3停泵一段時間再開動時發生的泄漏

　　當摩擦副附近的介質出現凝固、結晶、積垢、彈簧銹蝕導致斷裂等任何一種情況均會引起泵開動運行時發生泄漏現象。要徹底杜絕此類現象的發生，必須要做好泵啟動前的各項檢查和準備工作。

　　3.4加水或靜壓試驗時發生的泄漏

　　由于沒有按規范安裝機械密封，加水或靜壓試驗時就會發生泄漏。安裝不規范有如下幾種表現：

　　(1)動靜環接觸面不平，安裝時發生碰傷或損壞，導致密封失效;

　　(2)動靜環密封圈尺寸有誤，損壞或未壓緊;

　　(3)動靜環表面有異物如鐵銹或砂塵夾入;

　　(4)動靜環上的密封圈漏裝或安裝時強行擠入導致損壞;

　　(5)動環緊定件沒安裝到位，使彈簧座后退;

　　(6)當用手盤動泵軸時，如泄漏有明顯的方向性則可能是由于彈簧力不均勻或密封腔體和軸的垂直度超差所致。

　　對以上原因所致的泄漏現象，應根據產生原因進行處理。

　　3.5由于安裝、運行等引起的周期性泄漏

　　運轉中如果泵葉輪軸向竄動量超標或軸發生周期性振動以及工藝參數操作不穩定時，密封腔內壓力也會經常發生變化，從而導致機械密封產生周期性泄漏。對這些原因引起的機械密封泄漏現象應在安裝時嚴格控制泵軸的軸向竄動量，及時更換間隙超差的軸承。對軸的圓跳動量應控制在標準以內，必要時應更換新軸。

　　3.6由于壓力產生的泄漏

　　壓力造成的泄漏主要有以下2種：

　　(1)高壓和壓力波造成的機械密封泄漏，是因為彈簧比壓力及總比壓設計過大和密封腔內壓力超過3MPa，使密封端面比壓過大，液膜難以形成，導致密封端面磨損嚴重，發熱量增加，使密封端面發生熱變形。處理辦法：在裝配機械密封時，彈簧壓縮量一定要按規定進行，不允許有過大或過小的現象，高壓條件下的機械密封應采取措施。為使端面受力均勻盡量減少變形，可采用硬質合金、陶瓷等耐壓強度高的材料，并加強冷卻的潤滑措施，選用可變形的傳動方式，如鍵、銷等。

　　(2)真空狀態運行造成的機械密封泄漏泵在啟動、停止過程中，由于泵進口堵塞，抽送介質中含有氣體等原因，有可能使密封腔出現負壓，引起密封端面干摩擦，內裝式機械密封便會產生漏水(氣)現象，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，而且機械密封也有某一方向的適應性。

　　處理辦法：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。

　　機械密封的泄漏是泵運行中常見的問題，解決的辦法應從機械密封的選型開始就層層把關，而不僅僅是亡羊補牢。機械密封是一種要求較高的部件，在使用時對裝配、日常維護都有要求，所以出現問題應全面分析影響機械密封的各個因素，尋找其根源，從而采取有效的解決辦法，同時需做好日常維護和保養，確保泵安全運行。