提高泵用機(jī)械密封有效性的方法

摘 要：機(jī)械密封裝置由于泄漏量少、功率消耗低、使用時(shí)間較長、性能優(yōu)良等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于石化企業(yè)傳動設(shè)備之中。應(yīng)用過程中，機(jī)械密封是傳動設(shè)備中的重要部件，對機(jī)械密封泄漏原因分析和故障及時(shí)處理是保障設(shè)備正常運(yùn)行，裝置長周期運(yùn)行的日常性工作。文章將從泵用機(jī)械密封泄漏原因以及提高泵用機(jī)械密封有效性方法這兩個(gè)方面進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：機(jī)械密封；有效性；泵用機(jī)械

引言

機(jī)械密封是利用一對或幾對垂直于軸作相對滑動的端面在流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的彈力（或磁力）作用下保持接合并配以輔助密封而達(dá)到的阻漏的軸封裝置。機(jī)械密封具有以下優(yōu)勢：泄漏量少、所消耗的功率低、使用時(shí)間長，性能優(yōu)良等特點(diǎn)，在石化企業(yè)中，機(jī)械密封得到了更為廣泛的應(yīng)用。泵用機(jī)械在運(yùn)行時(shí)因?yàn)闄C(jī)械密封泄漏造成物料損失，環(huán)境污染、停機(jī)檢修甚至系統(tǒng)停車，對企業(yè)設(shè)備長周期運(yùn)行產(chǎn)生系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)，所以，提高機(jī)械密封有效性對石化企業(yè)設(shè)備管理尤為重要。

1 常用機(jī)械密封泄漏出現(xiàn)的原因

1.1 機(jī)械密封材料與介質(zhì)存在不匹配的現(xiàn)象

在選擇材料時(shí)需要考慮介質(zhì)的溫度以及腐蝕程度。高溫介質(zhì)可以使橡膠變硬，金屬失去強(qiáng)度，腐蝕加速，并且材料受熱膨脹引起密封間隙變化。而低溫介質(zhì)會使橡膠失去彈性、金屬變得脆弱，物料的黏性增加。因此，所選擇的機(jī)封端面材料應(yīng)該能耐腐蝕并且不容易脫落、起泡。密封端面一般采用石墨、碳化硅等材料，因?yàn)樗哂心Σ烈蛩氐?、產(chǎn)生的熱量小、更耐腐蝕的特點(diǎn)。而碳化硅材料比較脆弱，比較容易斷裂。碳化鎢材料也是一種很好地做端面的材料，但是其耐腐蝕性不足。高溫油類介質(zhì)選擇氟橡膠或PETT，而低溫甲醇類介質(zhì)經(jīng)驗(yàn)是三元乙丙橡膠。根據(jù)不同的介質(zhì)選擇相應(yīng)機(jī)械密封材料是密封正常運(yùn)行的保證。

1.2 加工精度不夠

機(jī)械密封的端面粗糙度與整體的形狀與機(jī)械密封的性能有直接的影響。在實(shí)際工作中，通常情況下，機(jī)械密封都處于混合摩擦的狀態(tài)中，它的彈簧壓力和密封的壓力之間形成的總負(fù)載力是由密封端面的液膜壓力和微凸體共同負(fù)荷的。潤滑區(qū)所形成的摩擦力以及微凸體接觸的部分所形成的摩擦力會使得密封零件磨損，從而有形成機(jī)械泄漏。端面一般粗糙度要求不大于0.8um，加工精度和長時(shí)間磨損引起的端面精度變化是機(jī)械密封泄漏的重要原因。

1.3 機(jī)械密封安裝質(zhì)量問題

對于機(jī)械密封的安裝問題，比較常見的有：轉(zhuǎn)子竄量有所超標(biāo)、密封封得過緊或過松、螺釘擰得不夠均勻、靜環(huán)與軸線之間不垂直等等問題，這些都會導(dǎo)致機(jī)械密封泄漏。轉(zhuǎn)子竄量超標(biāo)主要有3個(gè)方面的影響因素：（1）軸承安裝出現(xiàn)錯誤，軸承的壓蓋或軸承額定帽蓋沒有固定好；（2）沒有選擇合適的軸承型號；（3）葉輪背帽沒有擰緊，正確的處理方法是，首先將軸承背蓋固定好，其次是對推力軸承進(jìn)行調(diào)整，使得軸的軸向竄動量不超過0.125mm，最后將葉輪背帽固定好。

1.4 泵振動較大

泵振動偏大會使機(jī)械密封出現(xiàn)失效，泵振動的因素有很多，密封性也會變差，泵振動時(shí)會導(dǎo)致動靜環(huán)分離、跑偏，致使密封泄漏。所以，在泵用機(jī)械運(yùn)行過程中，要隨時(shí)關(guān)注泵振動情況，對泄漏情況密切觀察，查清造成泵振動的原因，從而有效解決故障問題。常見的泵震動原因有設(shè)備基礎(chǔ)不規(guī)范，電機(jī)和泵軸不同心，介質(zhì)引起的氣蝕等原因。

2 提高泵用機(jī)械密封有效性的方法

2.1 正確選型

正確地選擇泵用機(jī)械密封型式，能有效地增加設(shè)備運(yùn)行的時(shí)間。于石化企業(yè)而言，常用的高溫?zé)嵊捅糜泻芏喾N。它們的主要特點(diǎn)是：使用的溫度比較高，可達(dá)到350攝氏度左右，介質(zhì)的黏度比較大。一般采用金屬波紋管機(jī)械密封。波紋管的組件材料可以選用特種的耐高溫合金材料。高溫泵用機(jī)械密封對于波紋管的組件材料要求高，最好選用耐高溫的合金材料。但是很多企業(yè)為了降低成本，只是選擇了普通材料，所以，在高溫的情況下很容易發(fā)生失去彈性的情況。除此之外，還要防止波紋管出現(xiàn)扭斷的情況，在一些減壓裝置中，系統(tǒng)通常會負(fù)壓，密封環(huán)內(nèi)如果利用硬質(zhì)合金進(jìn)行配對，端面會因?yàn)槿鄙贊櫥囊蛩囟沟貌y管組件出現(xiàn)扭斷的情況。

2.2 提高安裝技術(shù)水平

在進(jìn)行機(jī)械密封安裝時(shí)，要對員工進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，從而減少安裝過程中出現(xiàn)問題，避免不必要的錯誤發(fā)生。員工首先要仔細(xì)地閱讀裝配指示圖，對裝配的安裝順序了解清楚，并嚴(yán)格地根據(jù)裝配的操作技術(shù)要求進(jìn)行機(jī)械密封裝配。同時(shí)，需要特別注意，在安裝前，確保安裝密封面是平滑整潔的，特別是旋轉(zhuǎn)環(huán)與靜止環(huán)之間端面的清潔程度，如果發(fā)現(xiàn)上面有其他贓物，要用紗布對其進(jìn)行擦拭，應(yīng)將軸端以及密封端的倒角修整平滑，擦拭干凈軸肩與密封端面的端圓的地方。對靜環(huán)密封圈進(jìn)行清洗時(shí)要首先對密封圈的材料進(jìn)行檢查，防止對其不恰當(dāng)?shù)那逑磳?dǎo)致密封圈膨脹或者變形（注意：三元乙丙橡膠不能用油清洗），從而使得機(jī)封裝置使用壽命減短，提前老化。同時(shí)，在安裝結(jié)束后，對設(shè)備進(jìn)行介質(zhì)調(diào)試時(shí)，要確保設(shè)備的及封油系統(tǒng)完整正常的運(yùn)行。

2.3 注意密封裝置的加工精度

造成機(jī)械密封的原因多種多樣，所以，為了減少機(jī)械密封出現(xiàn)的概率，提高機(jī)械密封的效果。首先要提高機(jī)械密封自身的材料的加工精度，以及其輔助性材料和零件的加工精度，使得轉(zhuǎn)子的軸向竄動以及泵用機(jī)械振動減少。工作人員加強(qiáng)日常的維護(hù)工作，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)異常問題，對于一些已經(jīng)出現(xiàn)損壞的零件，應(yīng)該及時(shí)地進(jìn)行零件的更換，從而保證機(jī)械的正常運(yùn)行，減少機(jī)械密封泄漏情況的發(fā)生。

2.4 加強(qiáng)機(jī)械密封的運(yùn)行管理

（1）在泵啟動前，要進(jìn)行充分地排氣，以確保密封腔內(nèi)有充足的液體。在輸送凝固介質(zhì)時(shí)，要利用蒸汽將密封腔加熱使得介質(zhì)溶化。如果泵用機(jī)械在啟動后，發(fā)現(xiàn)有泄漏的現(xiàn)象，應(yīng)該對其再觀察一段時(shí)間，在持續(xù)運(yùn)行了4個(gè)小時(shí)之后依舊有泄漏情況，相關(guān)工作人員應(yīng)該立即停泵運(yùn)行。（2）對機(jī)械密封和其輔助的封油裝置以及管線的安裝情況進(jìn)行檢查，看其是否符合安裝的要求，密封的輔助系統(tǒng)是否可以投入使用。（3）當(dāng)泵用機(jī)械停止運(yùn)行后，不能馬上將封油腔以及端面密封的冷卻水停止運(yùn)行，正確的操作步驟是等密封處的油溫下降到低于80攝氏度時(shí)再將冷卻水關(guān)停，避免損壞了密封的零件。（4）泵用機(jī)械操作壓力應(yīng)該處于平穩(wěn)的狀態(tài)，壓力的波動應(yīng)該不超過0.1MPa。在泵用機(jī)械運(yùn)行過程中，防止機(jī)械出現(xiàn)抽空的情況，從而造成密封面形成摩擦而使得密封泄漏。

3 結(jié)束語

綜上所述，提高機(jī)械密封有效性，要根據(jù)機(jī)械設(shè)備的實(shí)際情況，針對機(jī)械設(shè)備的裝置要求，正確選型、認(rèn)真進(jìn)行精度檢查，規(guī)范安裝，要嚴(yán)格按操作規(guī)范進(jìn)行操作，及時(shí)維護(hù)保養(yǎng)。從而減少機(jī)械密封泄漏的情況，有效地降低故障的發(fā)生率。與此同時(shí)，造成機(jī)械泄漏的原因，以及判斷機(jī)械泄漏的情況是多樣的，相關(guān)人員要在實(shí)際的工作中不斷地探索并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，通過仔細(xì)的分析，有效地解決相關(guān)的故障，促進(jìn)機(jī)械密封的安全順利的運(yùn)行。

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作者簡介：曹育瑋（1968，08-），男，陜西西安人，工作單位：陜西煤化能源有限公司，職務(wù)：總工辦工程師。