化工離心泵機(jī)械密封失效的原因分析和防范措施

唐偉博　呂昌彥　賈坤　王飛行　徐李強(qiáng)

【摘 要】本文通過對(duì)化工離心泵機(jī)封失效問題的分析，闡述了其失效的表現(xiàn)形式及原因，并在此基礎(chǔ)之上，從防范腐蝕問、摩擦問題、人為因素等方面，提出了防范化工離心泵機(jī)封失效的措施。

【關(guān)鍵詞】離心泵;機(jī)械密封;失效;原因分析;防范措施

中圖分類號(hào)： TH311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）21-0065-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.21.029

Cause Analysis and Preventive Measures of Mechanical Seal Lose Efficacy of Chemical Centrifugal Pump

TANG Wei-bo1 Lü Chang-yan2 JIA Kun2 WANG Fei-xing1 XU Li-qiang1

（1.Shaanxi Non-ferrous TianHong REC Silicon Materials Co.， Ltd.， Yulin Shaanxi 719000， China;

2. Shaanxi Tianhong Silicon Material Co.，Ltd.， Xianyang Shaanxi 712000， China）

【Abstract】Based on the analysis of the lose efficacy problem of chemical centrifugal pump mechanical seal， this paper expounds the manifestations and causes of its lose efficacy， and on this basis， puts forward some measures to prevent the lose efficacy of chemical centrifugal pump mechanical seal from the aspects of corrosion prevention， friction problem， human operation factors and so on.

【Key words】Chemical industry;Centrifugal pump;Mechanical seal;Lose efficacy;Cause analysis;Preventive measures

0 前言

機(jī)械密封（以下簡稱機(jī)封）也稱端面密封，其定義為：由至少一對(duì)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面在流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)彈力（或磁力）的作用以及輔助密封的配合下保持貼合并相對(duì)滑動(dòng)而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置。是一種旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸封裝置，主要由動(dòng)、靜環(huán)組件及輔助密封件等組成（如圖1）。由于機(jī)封具有泄漏量少和壽命長等優(yōu)點(diǎn)，使其成為化工離心泵最主要的軸密封方式。

離心泵作為化工生產(chǎn)的重要設(shè)備，其機(jī)封性能，直接關(guān)系到化工生產(chǎn)的安全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。在日化工日常生產(chǎn)管理中，加強(qiáng)機(jī)封維護(hù)，是化工離心泵維護(hù)管理的工作重點(diǎn)。深入對(duì)各影響因素的分析，可為機(jī)封的有效構(gòu)建，提供可靠的依據(jù)。本文從離心泵機(jī)封失效的問題及原因出發(fā)，就如何改進(jìn)離心泵的機(jī)封，做了如下具體闡述。

1 化工離心泵機(jī)封失效的原因分析

對(duì)于化工離心泵，就其機(jī)封失效問題，深入分析，主要有以下原因：

1.1 腐蝕

腐蝕是最常見的化工離心泵機(jī)封失效的原因。如點(diǎn)腐蝕、表面腐蝕、電化學(xué)腐蝕等，都會(huì)對(duì)其機(jī)封形成影響，導(dǎo)致機(jī)封出現(xiàn)間隙過大、機(jī)械結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，而出現(xiàn)密封性問題[1]。（1）點(diǎn)腐蝕和表面腐蝕。在點(diǎn)、面腐蝕的作用之下，出現(xiàn)機(jī)械彈簧不穩(wěn)定、間隙過大等情況，進(jìn)而出現(xiàn)密封性問題;（2）應(yīng)力腐蝕。在離心泵安裝中，由于安裝操作不當(dāng)，導(dǎo)致機(jī)械部件出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕，出現(xiàn)機(jī)械斷裂性問題;（3）電化學(xué)腐蝕。在復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境之下，電化學(xué)腐蝕問題比較常見，是導(dǎo)致離心泵機(jī)封失效問題的主要形式，對(duì)離心泵機(jī)械運(yùn)行有較大的破壞性。

1.2 機(jī)械摩擦

機(jī)械運(yùn)行中，摩擦的產(chǎn)生會(huì)對(duì)離心泵機(jī)封形成一定影響，導(dǎo)致機(jī)封失效。機(jī)械摩擦?xí)苯訉?dǎo)致的機(jī)械性局部零件老化、破損、變形等問題，是密封性失效問題發(fā)生的重要原因，應(yīng)在維護(hù)管理中切實(shí)做好防范檢查工作。

1.3 人為因素

人為因素是導(dǎo)致其密封性失效的主觀原因。一方面，在運(yùn)行操作中，由于人為失誤、違規(guī)操作，導(dǎo)致機(jī)械出現(xiàn)運(yùn)行故障，甚至出現(xiàn)機(jī)械部件出現(xiàn)裂縫、高溫變形等問題;另一方面，操作人員思想意識(shí)淡薄，責(zé)任心不強(qiáng)，違規(guī)操作，在冷卻水的供應(yīng)中，未按照規(guī)定定期檢查，出現(xiàn)冷卻水不足等情況，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)封因高溫出現(xiàn)變形、裂縫，不利于機(jī)封的有效構(gòu)建。

1.4 汽蝕

汽蝕導(dǎo)致機(jī)封失效問題也比較常見。這主要在于運(yùn)行操作中，如果泵入口流量不足的情況下啟泵，會(huì)引起泵入口壓力降低或抽空，進(jìn)而導(dǎo)致入口葉輪汽蝕等問題的出現(xiàn)。在汽蝕的影響之下，漿液中的氣泡會(huì)對(duì)機(jī)泵葉輪形成一定的作用力，這樣就會(huì)對(duì)機(jī)封橫截面形成一定的運(yùn)行摩擦，出現(xiàn)磨損等情況，導(dǎo)致離心泵機(jī)封失效[2]。因此，在機(jī)械運(yùn)行維護(hù)管理中，切實(shí)防范汽蝕發(fā)生對(duì)離心泵的機(jī)封完好性至關(guān)重要。

1.5 對(duì)中不良

機(jī)泵對(duì)中不良會(huì)引起軸承磨損，甚至軸承跑套等問題，整個(gè)機(jī)泵的結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)變形、偏口等情況，最終導(dǎo)致機(jī)封失效。在化工離心泵機(jī)的振動(dòng)狀態(tài)中，主要涉及到三個(gè)方向的振動(dòng)力，若出現(xiàn)對(duì)中不良，則會(huì)導(dǎo)致機(jī)械運(yùn)行出現(xiàn)構(gòu)件分離，而影響到機(jī)封[3]。因此，在離心泵機(jī)機(jī)封的構(gòu)建中，應(yīng)有效避免對(duì)中不良，并通過機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效控制，避免機(jī)封端面磨損。

1.6 設(shè)計(jì)缺陷

設(shè)計(jì)的合理性也尤為重要。例如，泵軸設(shè)計(jì)不合理，在高速運(yùn)行狀態(tài)之下，極易導(dǎo)致泵內(nèi)部出現(xiàn)點(diǎn)接觸或線接觸，造成機(jī)封靜環(huán)端面出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)，致使機(jī)封泄露。

2 防范化工離心泵機(jī)封失效的改進(jìn)措施

造成化工離心泵機(jī)封失效，是綜合因素作用的結(jié)果。要切實(shí)做好相關(guān)維護(hù)及管理工作，避免失效，具體而言，可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)。

2.1 正確選擇密封性形式，精準(zhǔn)安裝

化工離心泵機(jī)封密封形式的正確選擇和構(gòu)件的精準(zhǔn)安裝，是確保離心泵機(jī)封良好的核心工作。一是要基于實(shí)際環(huán)境、溫度壓力等工況，科學(xué)合理選擇密封形式，提高密封的良好性。二是要做好安裝等工作。在安裝過程中要考慮機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)的改變。切實(shí)強(qiáng)化維修及狀態(tài)檢測，有效避免對(duì)中不良所造成的影響;三是在精密構(gòu)件的安裝中，應(yīng)嚴(yán)格依照流程操作，并且提高安裝的精準(zhǔn)度，做好相關(guān)精密件的保護(hù)，切勿盲目操作;四是提高日常維護(hù)管理力度，建立完善的維護(hù)管理制度，切實(shí)做好相關(guān)防護(hù)工作[4]。

2.2 防范腐蝕

在化工生產(chǎn)中，腐蝕是離心泵機(jī)封失效的重要影響因素。因此，在防范腐蝕時(shí)，一是要在材料的采購過程中，保證材料符合標(biāo)準(zhǔn)，并且做好日常防腐維護(hù)工作。在必要條件之下，做好相關(guān)防腐檢修工作記錄，保障機(jī)械防腐工作的有效開展;二是離心泵的環(huán)境條件要進(jìn)行有效控制，避免因電化學(xué)腐蝕的發(fā)生，對(duì)機(jī)封形成影響;三是做好機(jī)封冷卻水溫的控制，避免摩擦面溫度過高[5];四是要對(duì)腐蝕零部件及時(shí)更換，避免因腐蝕導(dǎo)致機(jī)封泄露問題。最終提高機(jī)械的運(yùn)行效率及安全穩(wěn)定性。

2.3 防范摩擦

離心泵在高速運(yùn)行中，由于機(jī)械摩擦的緣故，極易導(dǎo)致機(jī)封失效問題的發(fā)生。（1）在密封端面材料的選擇中，應(yīng)以強(qiáng)度大、耐磨性好的材料為主，旨在進(jìn)一步提高耐磨損力，避免因摩擦導(dǎo)致端面縫隙等問題，進(jìn)而出現(xiàn)密封性失效的情況;（2）做好密封端面的日常維護(hù)管理，對(duì)于端面粗糙度大、平整度不佳等問題，要及時(shí)做好更換處理，確保離心泵密封端面良好的密封效果[6];（3）在機(jī)械安裝的過程中，應(yīng)避免顆粒雜質(zhì)的進(jìn)入和粘附在構(gòu)件表面，對(duì)端面密封性形成影響。摩擦導(dǎo)致的機(jī)封問題，在離心泵中比較常見，也涉及到諸多影響因素，應(yīng)有效做好相關(guān)防范措施。

2.4 防范人為因素

在人為因素的防范中，一是要提高人員的責(zé)任意識(shí)，規(guī)范操作行為，嚴(yán)格依照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)做好機(jī)械運(yùn)行操作;二是要完善日常維護(hù)管理制度，建立崗位職責(zé)，落實(shí)各項(xiàng)維護(hù)管理工作內(nèi)容;三是要做好維護(hù)管理以及機(jī)械運(yùn)行操作的培訓(xùn)，提高人員的業(yè)務(wù)操作能力;四是強(qiáng)化考核機(jī)制的構(gòu)建及實(shí)施，并將考核結(jié)果與職務(wù)晉升、薪酬待遇等掛鉤，有效提高人員工作的積極性。

3 結(jié)語

綜上所述，化工離心泵機(jī)封失效問題的產(chǎn)生，是多種因素綜合作用的結(jié)果，日常生產(chǎn)運(yùn)行過程中，要做好失效性問題的深入剖析，探究失效性問題的表現(xiàn)形式及原因，突出化工離心泵機(jī)封的構(gòu)建，針對(duì)失效問題的具體表現(xiàn)，提出相應(yīng)的措施，最大程度地保障機(jī)封的良好性。

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