離心泵機械密封泄漏原因分析及處理方法

陳紅波

【摘要】分析了離心泵機械密封泄露的原因，處理方法及檢修過程中存在的誤區(qū)和注意的問題。

【關(guān)鍵詞】離心泵 機械密封 泄漏

目前機械密封在離心泵中應(yīng)用非常廣泛，機械密封的密封效果將直接影響整機的運行，尤其在化工生產(chǎn)過程中，由于生產(chǎn)的連續(xù)性，機械密封出現(xiàn)泄漏，將嚴重影響著生產(chǎn)的正常進行。

一、機械密封泄漏的原因分析

（一）機械密封的工作原理

機械密封是靠動環(huán)與靜環(huán)的接觸面在運動中始終貼合，實現(xiàn)密封。機械密封通常由動環(huán)、靜環(huán)、壓緊元件和密封原件組成，其中動環(huán)和靜環(huán)的端面產(chǎn)生適當(dāng)?shù)谋葔汉捅３忠粚訕O薄的液體膜而達到密封的目的。

（二）主要的泄漏點

主要泄漏點有：軸套與軸間的密封；動環(huán)與軸套間的密封；動、靜環(huán)間的密封；對靜環(huán)與靜環(huán)座間的密封；密封端蓋與泵體間的密封。

一般來說，軸套外伸的軸間、密封端蓋與泵體間的泄漏比較容易發(fā)現(xiàn)和解決。其余的泄漏直觀上很難辨別和判斷，須在長期管理、維修實踐的基礎(chǔ)上，對泄漏癥狀進行觀察、分析、判斷，才能得出正確結(jié)論。

（三）泄漏原因分析及判斷

（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，試壓查漏，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)向四周噴射或從冷卻孔中漏出，則多為靜環(huán)密封圈失效。

（2）試運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)的泄漏。泵用機械密封經(jīng)過靜試后，運轉(zhuǎn)時高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，會抑制介質(zhì)的泄漏。因此，試運轉(zhuǎn)時機械密封泄漏在排除軸間及端蓋密封失效后，基本上都是由于動、靜環(huán)摩擦副受破壞所致。引起摩擦副密封失效的因素主要有：操作中，因抽空、氣蝕、憋壓等異?，F(xiàn)象，引起較大的軸向力，使動、靜環(huán)接觸面分離；安裝機械密封時壓縮量過大，導(dǎo)致摩擦副端面嚴重磨損，擦傷；動環(huán)密封圈過緊，彈簧無法調(diào)整動環(huán)的軸向浮動量；靜環(huán)密封圈過松，當(dāng)動環(huán)軸向浮動時，靜環(huán)脫離靜環(huán)座；工作介質(zhì)中有顆粒狀物質(zhì)，運轉(zhuǎn)中進入摩擦副，擦傷動、靜環(huán)密封端面；上述現(xiàn)象在運轉(zhuǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)，有時可以通過適當(dāng)調(diào)整靜環(huán)座等予以消除，但多數(shù)需要重新拆裝，更換密封。

（3）正常運轉(zhuǎn)中突然泄漏。離心泵在運轉(zhuǎn)中突然泄漏，少數(shù)是因正常磨損或已達到使用壽命，而大多數(shù)是由于工況變化較大或操作、維護不當(dāng)引起的。抽空、氣蝕或較長時間憋壓，導(dǎo)致密封破壞；對泵實際輸出量偏小，大量介質(zhì)泵內(nèi)循環(huán)，熱量積聚，引起介質(zhì)氣化，導(dǎo)致密封失效；對較長時間停運，重新啟動時沒有手動盤車，摩擦副因粘連而扯壞密封面；環(huán)境溫度急劇變化；工況頻繁變化而調(diào)整；突然停電或故障停機等。

離心泵在正常運轉(zhuǎn)中突然泄漏，如不能及時發(fā)現(xiàn)，往往會釀成較大的事故或損失。

二、機械密封檢修中的幾個誤區(qū)

（1）彈簧壓縮量越大密封效果越好。其實不然，彈簧壓縮量過大，可導(dǎo)致摩擦副急劇磨損，瞬間燒損；過度的壓縮使彈簧失去調(diào)節(jié)動環(huán)端面的能力，導(dǎo)致密封失效。

（2） 動環(huán)密封面越緊越好。其實動環(huán)密封圈過緊有害無益。一是加劇密封圈與軸套間的磨損，過早泄漏，二是增大了動環(huán)軸向調(diào)整、移動的阻力，在工況變化頻繁時無法適時進行調(diào)整；三是彈簧過度疲勞易損壞，四是使動環(huán)密封圈變形，影響密封效果。

（3）靜環(huán)密封圈越緊越好。靜環(huán)密封圈基本處于靜止?fàn)顟B(tài)，相對較緊密封效果會好些，但過緊也是有害。一是引起靜環(huán)密封因過度變形；二是靜環(huán)材質(zhì)以石墨居多，一般較脆，過度受力極易引起破碎；三是安裝、拆卸困難，極易損壞靜環(huán)。

（4）葉輪鎖母越緊越好。機械密封泄漏中，軸套與軸之間的泄漏（軸間泄漏）是比較常見的。一般認為，軸間泄漏就是葉輪鎖母沒鎖緊，其實導(dǎo)致軸間泄漏的因素較多，如軸間墊失效，偏移，軸間內(nèi)有雜質(zhì)，軸與軸套配合處有較大的形位誤差，接觸面破壞，軸上各部件有間隙，軸頭螺紋過長等都會導(dǎo)致軸間泄漏，鎖母鎖緊過度只會導(dǎo)致軸間墊過早失效，相反適度鎖緊鎖母，使軸間墊始終保持一定的壓縮彈性，在運轉(zhuǎn)中鎖母會自動適時鎖緊，使軸間始終處于良好的密封狀態(tài)。

（5）新的比舊的好。相對而言，使用新機械密封的效果好于舊的，在聚合性和滲透性介質(zhì)中，靜環(huán)如無過度磨損，還是不更換為好。因為靜環(huán)在靜環(huán)座中長時間處于靜止?fàn)顟B(tài)，使聚合物和雜質(zhì)沉積為一體，起到了較好的密封作用。

三、處理方法

離心泵的機械密封時由兩塊垂直于軸的密封元件（動壞和靜環(huán)）組成的，其表面光潔而平直，相互貼合。密封端面平面度不大于0.0009mm，表面粗糙度，金屬材料Ra=0.02μm，非金屬材料Ra=0.04μm。動環(huán)和靜環(huán)作相對轉(zhuǎn)動，摩擦副材料為石墨、氧化鋁陶瓷、 碳化硅、氮化硅、碳化鎢硬質(zhì)合金等。工作時，靠彈簧的密封介質(zhì)（工作溶液）的壓力在旋轉(zhuǎn)的動環(huán)和靜環(huán)的接觸表面上產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膲壕o力，使兩端面緊密貼合，并在端面間產(chǎn)生一層極薄的液體膜而達到密封的目的，液體膜具有外層流體壓力與內(nèi)層靜壓力，起著潤滑和平衡壓力作用。

四、檢修時注意的問題

當(dāng)靜環(huán)或動環(huán)密封圈難安裝到位時，可在此處涂抹潤滑油。安裝過程中靜止用工具敲打密封元件，應(yīng)使用專用工具進行安裝，以防密封元件的損壞，安裝密封時應(yīng)輕拿輕放，避免損壞密封件。彈簧彈力不足時，動環(huán)與靜環(huán)密封面間容易產(chǎn)生間隙，可移動固定螺釘，以增加彈簧彈力或更換彈簧。

五、結(jié)論

由于注意了以上幾個機械密封檢修時的誤區(qū)，并采用了恰當(dāng)?shù)奶幚矸椒?，通過2年的實際運行，效果顯著，節(jié)約了大量的資金。