王華東
（大連博格曼有限公司）

　　摘　要：分析泵用機械密封常見失效的原因，以及對應(yīng)的解決措施，提高機械密封的運行周期，確保裝置安全生產(chǎn)運行。
　　關(guān)鍵詞：泵；機械密封；失效
　　機械密封原理：
　　機械密封的主要結(jié)構(gòu)是運用彈性元件實現(xiàn)對動、靜環(huán)的預(yù)緊和介質(zhì)壓力與彈性元件壓力的壓緊，而達到密封的軸向端面密封裝置，也稱之為端面密封，通常簡稱：機封。
機封的基本結(jié)構(gòu)包括：
　　1.主要密封件：動環(huán)、靜環(huán)；
　　2.輔助密封件：密封圈、墊片；
　　3.壓緊件：彈簧、推環(huán)；
　　4.傳動件：傳動座或扭矩環(huán)、鎖緊螺釘。
　　何為機械密封失效？
　　“失效”一詞是指產(chǎn)品不再設(shè)計意圖去工作的情況，機械密封失效是發(fā)生在機械密封正常安全使用期之前，即在產(chǎn)品的質(zhì)保期前發(fā)生，當(dāng)泄露量超出某一確定值時，就可以認(rèn)為該機械密封已失效。
　　根據(jù)HG2099行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定泄露標(biāo)準(zhǔn)如下：
　　軸徑大于80mm時，泄露量不大于10ml/h
　　軸徑不大于80mm時，泄流量不大于8ml/h
　　對于泵用機械密封失效分析，主要是根據(jù)現(xiàn)場的實際現(xiàn)象來反推可能導(dǎo)致的原因，找到失效的根本原因，予以解決。解決一個密封問題就像拼圖游戲一樣，但是首先必須把每一塊都找到，才能把它們拼成完整的圖案。
　　機械密封達不到設(shè)計使用壽命-失效的普遍原因
　　密封選型失誤：現(xiàn)場實際工況與原始選項數(shù)據(jù)不符，導(dǎo)致機封不能滿足現(xiàn)場工況，從而失效。
　　解決措施：了解現(xiàn)場實際運行工況參數(shù)條件，如：泵進出口壓力，密封腔壓力，介質(zhì)成分，運行溫度，比重，是否含有顆粒等詳細工況，重新選擇適合的機封。
　　2、機封與泵相關(guān)安裝尺寸超差：安裝機械密封的泵與機械密封配合部分的技術(shù)要求如下：
　　2.1、軸彎曲度：Z大不大于0.05毫米；
　　2.2、軸振擺：動環(huán)密封圈處的軸套附近不大于0.06毫米；
　　2.3、軸的軸向竄動量不允許超過±0.5毫米，如果帶軸套，不允許軸套有松動；
　　2.4、聯(lián)軸器的找正誤差：對于齒式聯(lián)軸器不大于0.08～0.10毫米（P2008C），對于彈性聯(lián)軸器不大于0.05～0.06毫米；（習(xí)慣做法端跳<0.05，徑跳<0.10）；
　　2.5、壓蓋（靜環(huán)座）與密封配合止口對軸中心線的同心度允差0.05毫米，與墊片接觸的平面對中心線的垂直度值允差0.03～0.05毫米。
　　以上相關(guān)尺寸如果達不到要求，需返廠檢測后調(diào)整，嚴(yán)重者報廢。
　　3、現(xiàn)場操作失誤：
　　泵安裝前，管路未整體吹掃，導(dǎo)致灌泵后密封腔內(nèi)雜質(zhì)堆積，設(shè)備運行后密封被損壞。
　　未按操作說明執(zhí)行，泵啟動前未盤車、排氣等。
　　更換備件時止動墊片未鎖緊、安裝時定位不準(zhǔn)、導(dǎo)致密封壓縮量變化。
　　輔助管路系統(tǒng)缺陷：輔助密封沖洗系統(tǒng)運行不正常，管路堵塞、儀表失效導(dǎo)致不能觀察密封實際情況、封液選擇不合理、系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定，如PLAN53A沖洗方案，要求封液壓力高于介質(zhì)側(cè)密封腔10%，如果封液壓力不穩(wěn)定，介質(zhì)側(cè)密封承壓不穩(wěn)定，密封失效。
　　泵發(fā)生汽蝕，汽蝕現(xiàn)象時指泵在運轉(zhuǎn)中，若其過流部分的局部區(qū)域（通常是葉輪葉片進口稍后的某處）因為某種原因，抽送液體的壓力降低到當(dāng)時溫度下的液體汽化壓力時，液體便在該處開始汽化，產(chǎn)生大量蒸汽，形成氣泡，當(dāng)含有大量氣泡的液體向前經(jīng)葉輪內(nèi)的高壓區(qū)時，氣泡周圍的高壓液體致使氣泡急劇地縮小以至破裂。在氣泡凝結(jié)破裂的同時，液體質(zhì)點以很高的速度填充空穴，在此瞬間產(chǎn)生很強烈的水擊作用，并以很高的沖擊頻率打擊金屬表面，對機封而言，汽蝕的傷害是巨大的。
　　設(shè)備整體安裝不牢，震動，機封安裝過程對端面跳動和徑向調(diào)整是有嚴(yán)格要求的，如果安裝不牢，泵開車后產(chǎn)生震動，會導(dǎo)致密封這些跳動要求超差，嚴(yán)重的動靜環(huán)直接碎裂失效。
　　常見機封失效現(xiàn)象及原因分析
　　1、密封面失效，密封泄露較大：
　　1.1、泵軸竄動導(dǎo)致密封面打開，介質(zhì)大量泄露
　　1.2、動、靜環(huán)裂開，可能原因：質(zhì)量問題，對于質(zhì)量較差的石墨環(huán)（動環(huán)）來講，其內(nèi)部氣孔較多，這是因為在制造過程中，聚集在石墨內(nèi)部的氣體膨脹將碳微粒吹出的所致；傳動問題，泵開車前未盤車，啟動瞬間扭矩過大，傳動座撞擊動環(huán)，導(dǎo)致動環(huán)碎裂；機封干摩擦運行，導(dǎo)致動靜環(huán)摩擦過熱炸裂。
　　而以下幾種情況會導(dǎo)致密封干摩擦運行：未灌泵或者泵未灌滿，造成密封面處無液體；泵運行前沒有排氣，造成密封腔面處無液體；雙端面密封沖洗系統(tǒng)供液不足，造成密封面處缺少液體潤滑。
　　1.3、密封面磨損嚴(yán)重，甚至出現(xiàn)溝槽：安裝過緊，壓縮量太小，導(dǎo)致動靜環(huán)磨損嚴(yán)重；密封面處進入雜質(zhì)，加速密封磨損；密封面被腐蝕，介質(zhì)中含有其他成分，導(dǎo)致動靜環(huán)表面被腐蝕，伴隨的現(xiàn)象還有動靜環(huán)外表面會有一定程度的變色。
　　2.輔助密封件失效，現(xiàn)象是密封泄露量少而穩(wěn)定。
　　2.1、動、靜環(huán)橡膠圈被腐蝕，介質(zhì)中含有其他腐蝕成分，例如氟橡膠在堿性較強的環(huán)境下會變硬甚至開裂，而乙烯、丙烯○型圈在石油潤滑油中使用會脹大，臭氧對丁晴橡膠有侵蝕作用，所以丁晴橡膠制品不要裝在電動機內(nèi)，因此高溫及化學(xué)腐蝕通常是造成橡膠制品硬化、裂紋的主要原因。
　　2.2、安裝時橡膠制件被割傷和表面有刻痕，也是密封失效常見的原因。而軸上的舊固定螺釘、鍵槽、花鍵軸，鋒利的軸肩等跡象都會損傷橡膠制件。
　　2.3、橡膠圈自然老化。
　　3、壓緊件失效
　　3.1、彈簧失效，常見原因如下：腐蝕，材料選擇錯誤，彈簧被腐蝕；安裝過程壓縮量控制不好，彈簧被壓的過緊或過松，起不到補償作用；彈簧斷裂，安裝時個別彈簧彎曲，運轉(zhuǎn)過程扭矩作用下彈簧斷裂；彈簧失效，直接導(dǎo)致密封面沒有補償或者偏心運行，使密封不能正常工作，通常維修時彈簧必須更換新的。
　　3.2、傳動座或扭矩環(huán)失效
　　通常情況下傳動座或扭矩環(huán)失效的原因是安裝時緊固螺釘沒有鎖緊，導(dǎo)致傳動座或扭矩環(huán)與軸有相對運動，從而引起動環(huán)及動環(huán)O型圈磨損失效。
　　4、其他位置泄露，如軸套內(nèi)側(cè)泄露，是軸套與葉輪之間的密封墊片失效引起，只需更換此墊片即可，而無需更換密封。
　　機械密封失效后的處理措施
　　機械密封作為泵用零件，應(yīng)用范圍十分廣泛，泄露時有發(fā)生，直接影響設(shè)備整體運行。當(dāng)發(fā)現(xiàn)機封密封泄漏超過標(biāo)準(zhǔn)時應(yīng)該時間停止設(shè)備，啟動備用泵；并及時通知專業(yè)的生產(chǎn)廠家及時處理，避免事故擴大。
　　機械密封是較為精密的產(chǎn)品，實際生產(chǎn)過程中，會有各種因?qū)е聶C械密封的失效，以上僅僅提到一些常見失效分析。因此，及時并找到機封失效原因并不容易，提供詳細而準(zhǔn)確的參數(shù)，選用可靠的機封延長機械密封的使用壽命，保證密封系統(tǒng)的正確運行，提高機械密封的穩(wěn)定性、可靠性，節(jié)約環(huán)保，增加經(jīng)濟效益。
　　參考文獻
　　【1】機械密封實用技術(shù)顧永泉機械工業(yè)出版社2004/04
　　【2】影響泵用機械密封外部條件的研究牟介剛潤滑與密封2005/04
　　【3】機械密封泄漏預(yù)測理論及其應(yīng)用孫見君中國電力出版社2011/01