泵用機(jī)械密封安裝維修及檢修誤區(qū)

＊王鈺 楊斌

（陜西陜焦化工有限公司 陜西 711711）

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，工業(yè)生產(chǎn)線的自動(dòng)化正在逐步實(shí)現(xiàn)，也對(duì)生產(chǎn)設(shè)施的穩(wěn)定性和工藝的連續(xù)性提出了新的要求。作為整條生產(chǎn)線的集合體，泵的長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行往往決定著企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。泵在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障，多數(shù)是由于泵內(nèi)外壓差或冷卻系統(tǒng)失效造成機(jī)封損壞、泄漏等問題，影響了企業(yè)的正常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)。泵機(jī)械密封在運(yùn)行中的維護(hù)、維修和安裝一直是化工企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中最重要的環(huán)節(jié)。因此，如何根據(jù)泵機(jī)械密封常見的故障和原因進(jìn)行維修和安裝，已成為泵機(jī)械維修人員關(guān)心和致力解決的問題。這不僅保證了機(jī)械運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，而且防止了泄漏，防止了污染，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

1.機(jī)械密封泵安裝及技術(shù)要求

(1)泵用機(jī)械密封種類繁多，型號(hào)各異，但泄漏點(diǎn)主要有5處

①軸套與軸間的密封；②動(dòng)環(huán)與軸套間的密封；③動(dòng)、靜環(huán)間密封；④對(duì)靜環(huán)與靜環(huán)座間的密封；⑤密封端蓋與泵體間的密封。

(2)安裝要求

①檢查安裝尺寸是否符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，檢查是否采用了不合適的材料和密封類型；②檢查是否出現(xiàn)壓蓋螺栓扭矩過大導(dǎo)致壓蓋變形；③檢查壓蓋墊片的比壓是否合適；④檢查密封面間有無其他固體顆粒，如需要時(shí)對(duì)密封面重新拋光；⑤檢查密封面處的裂紋，更換主、配合密封環(huán)。

(3)技術(shù)要求

①密封腔和機(jī)械密封本身必須清潔，以免污染物進(jìn)入密封點(diǎn)。摩擦表面涂一層油膜，避免系統(tǒng)高速啟動(dòng)后直接磨損端面。②如果泵輸送特殊介質(zhì)或在特殊工況下工作，必須采取適當(dāng)措施（如堵塞、清洗、冷卻、濾芯等），即“機(jī)械密封輔助系統(tǒng)”；③對(duì)于含有大量雜質(zhì)的泵，應(yīng)在停泵后清洗泵，以防止機(jī)械密封結(jié)晶。

2.泵機(jī)械密封損壞是最常見的故障

根據(jù)損傷類型和損傷點(diǎn)分為熱損傷、腐蝕損傷、機(jī)械損傷和液固顆粒系列損傷4種類型。（1）泵機(jī)械密封熱損壞。顧名思義，泵熱損壞是指泵內(nèi)溫度異常且泵機(jī)械因急劇上升而損壞的情況。不難看出，大多數(shù)泵機(jī)械手設(shè)計(jì)在液體環(huán)境中，不能適應(yīng)高溫環(huán)境，需要合適的人員在液體環(huán)境中操作泵機(jī)。如果突然斷電或電源電壓過低，流體沒有超過密封面，則泵的機(jī)械操作和啟動(dòng)會(huì)嚴(yán)重影響端面的冷卻。（2）在泵機(jī)運(yùn)行過程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)泵內(nèi)金屬因腐蝕或磨損而停止運(yùn)行。泵的機(jī)械密封在運(yùn)行過程中腐蝕磨損，主要原因是相關(guān)用戶選擇不使用泵內(nèi)液體，或由于未考慮金屬因素與泵內(nèi)流體之間的相互排斥。在泵產(chǎn)生的腐蝕狀態(tài)下，大多數(shù)泵使用的金屬機(jī)械密封裝置為不銹鋼或鋁合金。用戶在選擇金屬密封裝置時(shí)考慮了耐腐蝕性，但在實(shí)際應(yīng)用過程中，由于金屬和液體泵的存在時(shí)間較長(zhǎng)，仍會(huì)發(fā)生接觸腐蝕。有些需要對(duì)耐腐蝕金屬進(jìn)行氧化處理，更難達(dá)到預(yù)期的效果。由于泵內(nèi)部是一個(gè)封閉的空間，氧化金屬很難再形成一層抗泵腐蝕的氧化膜，腐蝕在一定程度上降低，但表面最終被腐蝕。（3）泵機(jī)械損壞。泵系統(tǒng)損壞的主要原因是泵系統(tǒng)的密封。密封圈材料的選擇或不同的密封方式導(dǎo)致密封圈應(yīng)力失效。在選擇泵機(jī)械密封材料時(shí)，一般采用硬質(zhì)合金、鑄鐵或硬質(zhì)合金，這導(dǎo)致密封環(huán)的張力性能較差。例如，在泵機(jī)的密封過程中，其自身和制造過程中存在應(yīng)力因素。由于工藝工程和內(nèi)部應(yīng)力，泵的電壓在運(yùn)行過程中不穩(wěn)定。這種現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致不同設(shè)備的協(xié)調(diào)出現(xiàn)問題，導(dǎo)致泵機(jī)密封圈受力損壞，因此，密封圈的有益損壞可能會(huì)產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致密封圈面積大的損壞，增加泄漏面積，嚴(yán)重影響工業(yè)生產(chǎn)的正常運(yùn)行。（4）液固顆粒損壞。由于過程中存在液固顆粒介質(zhì)，這些介質(zhì)很容易進(jìn)入機(jī)械密封。比如，重油催化轉(zhuǎn)化泵的機(jī)械密封；醚化裝置泵的機(jī)械密封也便于串聯(lián)交換器顆粒。

機(jī)械密封主要造成4個(gè)危險(xiǎn)：（1）密封面磨削損傷增加：由于密封面之間端面上的顆粒逸出，材料加速了密封面的磨損；（2）介質(zhì)側(cè)顆粒堵塞：由于顆粒堆積，彈簧架橋堵塞，降低了補(bǔ)償環(huán)的受力。（3）由于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中機(jī)械密封面的直徑與軸（或軸套）之間的間隙很小，泄漏的固體不能及時(shí)排出，很容易阻塞機(jī)械密封。（4）磨損通常發(fā)生在使用結(jié)構(gòu)鋼或石墨材料時(shí)，這是由于密封液的沖壓或沖擊引起的。

3.電動(dòng)給水泵密封安裝與維護(hù)

(1)密封安裝措施

①安裝清掃檢查

在這一環(huán)節(jié)中，必須確保機(jī)械密封中沒有雜質(zhì)。密封前，必須徹底清潔靜環(huán)、軸套、動(dòng)環(huán)等部件，以免損壞密封面。清潔工作完成后，檢查以下幾方面：第一，檢查動(dòng)靜環(huán)表面是否有裂紋和劃痕，檢查端面的平整度和光潔度；第二，檢查動(dòng)靜環(huán)座是否有密封缺陷，補(bǔ)償彈簧是否有槽痕、毛刺缺陷、變形或損壞，檢查其垂直度，確保其長(zhǎng)度差在0.02mm以內(nèi)；第三，檢查密封橡膠圈是否有氣孔和裂紋，橡膠圈直徑是否在公差范圍內(nèi)；第四，檢查密封圈的軸徑圓度，確保其具有平整度和平滑度的特點(diǎn)。

②尺寸校核

測(cè)量動(dòng)靜環(huán)密封面的徑向?qū)挾龋_保硬質(zhì)材料摩擦面的徑向?qū)挾缺溶涃|(zhì)材料摩擦面的徑向?qū)挾却笥?-3mm，以避免硬質(zhì)材料端面的棱角嵌入軟質(zhì)材料端面。同時(shí)檢查軸套、動(dòng)環(huán)與軸頸同軸套之間的間隙，檢查O形圈的尺寸和規(guī)格。

③機(jī)械密封緊力校核

當(dāng)機(jī)械密封面的比壓較大時(shí)，密封摩擦面受熱，密封面磨損速度加快，摩擦功率增大。當(dāng)機(jī)械密封面比壓較小時(shí)，可能導(dǎo)致泄漏。因此，有必要對(duì)實(shí)際設(shè)備組裝給予足夠的重視，通過測(cè)量機(jī)械密封的擰緊力來確定密封面的比壓：首先，測(cè)量機(jī)械密封的擰緊力，確保其在允許范圍內(nèi)；其次，測(cè)量補(bǔ)償彈簧的長(zhǎng)度，查看其是否發(fā)生變化。當(dāng)其性能發(fā)生變化時(shí)，會(huì)影響機(jī)械密封端面上的比壓。彈簧使用一段時(shí)間后，其運(yùn)行長(zhǎng)度將縮短，彈簧將密封在動(dòng)環(huán)上，并因離心力的影響而變形。

④機(jī)械密封組裝

在這項(xiàng)工作中，主要內(nèi)容如下：首先，在具體裝配過程中，需要使用肥皂水、甘油等潤(rùn)滑劑來刷密封圈，以避免裝配過程中損壞橡膠圈。動(dòng)靜環(huán)密封面之間應(yīng)涂潤(rùn)滑脂，以避免啟動(dòng)水泵時(shí)動(dòng)靜密封面瞬間磨損；第二，安裝機(jī)械密封的動(dòng)環(huán)和靜環(huán)時(shí)，小心搬運(yùn)，以免損壞密封面。在實(shí)際安裝中，需要擦洗機(jī)械密封動(dòng)環(huán)套和動(dòng)環(huán)密封；第三，裝配固定環(huán)時(shí)，避免接觸固定環(huán)下的壓縮彈簧，以免影響固定環(huán)的浮動(dòng)性能。靜環(huán)組裝后，可輕輕按壓，以確定其浮動(dòng)性能水平；第四，安裝機(jī)械密封壓蓋時(shí)，應(yīng)均勻擰緊螺栓，避免因受力不均而影響密封效果。

(2)機(jī)械密封啟動(dòng)與維護(hù)

①啟動(dòng)前檢查

首先，在水泵啟動(dòng)前，全面檢查機(jī)械密封及輔助管道、裝置的安裝是否符合相關(guān)技術(shù)要求；第二，啟動(dòng)機(jī)械密封前，做好靜壓試驗(yàn)，仔細(xì)檢查機(jī)械密封是否有泄漏問題。如果出現(xiàn)多處泄漏，要及時(shí)查找原因，有針對(duì)性地采取消除措施。如果仍然無效，則需要拆卸、檢查并重新安裝；第三，啟動(dòng)機(jī)械前，檢查裝置尺寸，如果盤車裝置不移動(dòng)或檢查過程中有困難，則有必要檢查安裝和裝配尺寸。啟動(dòng)前轉(zhuǎn)動(dòng)也可避免突然啟動(dòng)造成機(jī)械密封斷裂；第四，在實(shí)際啟動(dòng)之前，有必要檢查密封腔，確保其充滿液體。

②運(yùn)行注意事項(xiàng)

首先，泵啟動(dòng)后，如果有輕微泄漏，需要繼續(xù)觀察一段時(shí)間。如果泵連續(xù)運(yùn)行4h后泄漏仍然存在且未得到改善，則需要停止運(yùn)行并及時(shí)檢查；第二，在泵的實(shí)際運(yùn)行過程中，必須避免泵內(nèi)出現(xiàn)氣穴，并避免因干摩擦而損壞機(jī)械密封；第三，在運(yùn)行過程中應(yīng)經(jīng)常檢查密封情況。嚴(yán)重泄漏時(shí)，應(yīng)停泵檢查處理。

(3)機(jī)械密封檢查存在誤區(qū)

在機(jī)械密封檢查中，主要的誤解是：第一，當(dāng)彈簧壓縮較大時(shí)，密封效果較好。事實(shí)上，當(dāng)彈簧受到大量壓縮時(shí)，在摩擦增加的情況下會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的燃燒和磨損。在動(dòng)環(huán)端面調(diào)節(jié)能力不足的情況下，存在過壓縮也會(huì)影響彈簧的密封效果；第二，動(dòng)環(huán)密封越緊越好。實(shí)際上，當(dāng)密封圈過緊時(shí)，不僅效果不好，還會(huì)出現(xiàn)一些問題。首先，密封圈過緊會(huì)加劇軸套與密封圈之間的磨損，導(dǎo)致過早泄漏。其次，它會(huì)影響動(dòng)環(huán)的軸向運(yùn)動(dòng)阻力和調(diào)節(jié)阻力。當(dāng)工況頻繁變化時(shí)，可能無法及時(shí)調(diào)整。在長(zhǎng)期太緊的情況下，容易因過度疲勞而損壞。最后，密封圈的變形可能會(huì)影響密封效果；第三，固定環(huán)密封越緊越好。對(duì)于固定環(huán)密封，其在運(yùn)行期間將處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)它處于密封狀態(tài)時(shí)，確實(shí)可以獲得更好的密封效果，但也會(huì)受到一定程度的損壞。也就是說，當(dāng)密封件長(zhǎng)期保持緊密時(shí)，密封件變形后會(huì)對(duì)密封效果產(chǎn)生影響。從材料的角度來看，它通常是石墨材料，具有很大的脆性。當(dāng)壓力過大時(shí)，它就會(huì)破裂。在高壓條件下，拆卸和安裝會(huì)有一些困難，可能會(huì)損壞固定環(huán)；第四，對(duì)于新的機(jī)械密封，它將比舊的密封有更好的效果。但是，在選用新型機(jī)械密封時(shí)，如果材料、質(zhì)量和配合尺寸選擇不好，也會(huì)影響實(shí)際的密封效果。一般來說，當(dāng)動(dòng)靜環(huán)沒有過度磨損時(shí)，最好不要更換，因?yàn)閯?dòng)靜環(huán)座在長(zhǎng)時(shí)間工作后，動(dòng)靜環(huán)的密封面在長(zhǎng)時(shí)間磨合后可以產(chǎn)生更好的密封效果；第五，拆修總比不拆好。當(dāng)密封泄漏時(shí)，需要及時(shí)拆卸和修理。當(dāng)沒有損壞和泄漏時(shí)，只有通過調(diào)整密封和工作條件才能消除泄漏問題。該方法的應(yīng)用不僅可以節(jié)省工作量和人力資源，而且可以驗(yàn)證工作人員的故障判斷能力，在積累維修經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提高維修質(zhì)量。

4.泵機(jī)械密封運(yùn)行中常見的故障原因分析

（1）在安裝機(jī)械密封并排除故障后，通常進(jìn)行靜態(tài)試驗(yàn)以觀察泄漏情況。如果泄漏量比較小，主要問題是動(dòng)環(huán)或靜環(huán)的密封圈；大量泄漏表明動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的摩擦之間存在問題。

（2）除了軸和壓蓋密封失效外，試運(yùn)行期間機(jī)械密封的排水泄漏基本上是由動(dòng)環(huán)和靜環(huán)之間的摩擦引起的。造成摩擦副密封損失效率的主要因素有：①運(yùn)行過程中，由于氣泵、保壓等異?，F(xiàn)象，產(chǎn)生較大的軸向力，使動(dòng)、靜環(huán)的接觸面分離；②如果安裝機(jī)械密封，彈簧壓縮過大，導(dǎo)致摩擦副端面嚴(yán)重磨損；③動(dòng)環(huán)密封過緊，彈簧不能補(bǔ)償動(dòng)環(huán)軸向游隙；④如果靜環(huán)密封過松，動(dòng)環(huán)軸向浮動(dòng)，靜環(huán)會(huì)與靜環(huán)座分離；⑤介質(zhì)中的顆粒狀物質(zhì)在工作過程中穿透摩擦端并相互摩擦，損壞靜、動(dòng)環(huán)的密封面。

5.泵機(jī)械密封運(yùn)行過程的維護(hù)

泵機(jī)械密封運(yùn)行過程的維護(hù)效果直接影響泵機(jī)械密封今后的運(yùn)行質(zhì)量。因此，化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中應(yīng)注意對(duì)泵機(jī)械密封的維護(hù)，以延長(zhǎng)其使用壽命。一般來說，泵機(jī)械密封在運(yùn)行中的維護(hù)包括以下幾個(gè)方面。

（1）在泵機(jī)械密封的初始設(shè)計(jì)中考慮了液體環(huán)境。該元素是最重要的參考元素之一。因此，對(duì)于泵機(jī)械密封的實(shí)際操作，必須在液體環(huán)境中進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。換言之，在液體環(huán)境中對(duì)泵機(jī)的運(yùn)行和維護(hù)應(yīng)予以重視，這不僅是預(yù)防故障的基本環(huán)節(jié)，也是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。如果在干燥的空氣環(huán)境中操作和操作泵機(jī)，將導(dǎo)致泵機(jī)蓋板損壞。因此，確保泵機(jī)械密封的環(huán)境非常重要。

（2）針對(duì)泵機(jī)械密封的熱損壞措施。針對(duì)泵機(jī)械密封的熱損壞現(xiàn)象，在輸送高溫材料時(shí)，也選用機(jī)械密封。正常情況下，使用單個(gè)機(jī)械密封，材料溫度不超過80°，因?yàn)槿绻牧蠝囟冗^高，機(jī)械密封沒有有效冷卻，機(jī)械密封的使用壽命會(huì)大大縮短。因此，在選擇泵時(shí)，有必要告訴相關(guān)技術(shù)人員是什么樣的材料、溫度和工作條件，以便技術(shù)人員能夠正確選擇與材料和工作條件相匹配的機(jī)械密封。

（3）清潔泵的機(jī)械管路。泵機(jī)密封運(yùn)行時(shí)，主要與泵機(jī)設(shè)備連接。同時(shí)，用戶要想有效延長(zhǎng)泵機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，就應(yīng)更加重視泵機(jī)管道的清洗。清洗也是泵機(jī)維護(hù)的主要方式之一。如果人員在使用過程中不注意清潔的重要性，那么會(huì)導(dǎo)致泵的機(jī)械密封和管道運(yùn)行造成泵的機(jī)械管路損壞。因此，這就要求相關(guān)用戶高度重視管道清洗的重要性。同時(shí)，用戶在更換老化的泵機(jī)時(shí)，還應(yīng)及時(shí)檢查管路中是否有垃圾。如果有垃圾，及時(shí)清理。不要因?yàn)楹鲆暻鍧嵐ぷ鞫鴮?duì)泵的機(jī)械蓋造成新的損壞。

（4）要注意更新設(shè)備零件。眾所周知，新機(jī)器的效果機(jī)械密封通常比舊機(jī)器好，一些新的機(jī)械密封質(zhì)量差或材料選擇不當(dāng)。新型機(jī)械密封的質(zhì)量和材料（尺寸誤差大）難以滿足泵的要求，機(jī)器的實(shí)際運(yùn)行將嚴(yán)重影響密封效果。在這種情況下，最好的方法是更換，但在粘性和滲透性介質(zhì)中，當(dāng)固定環(huán)磨損不嚴(yán)重時(shí)，可以采用臨時(shí)更換的方法。此外，新泵開始機(jī)械操作時(shí)有少量泄漏。此時(shí)，可以暫時(shí)觀察。如果泄漏仍然存在，應(yīng)及時(shí)檢查泄漏源，及時(shí)刪除相應(yīng)的維修，暫時(shí)緩解石油企業(yè)設(shè)備投資壓力。但如果泄漏始終存在且有惡化趨勢(shì)，應(yīng)及時(shí)更換，以確保泵機(jī)械密封的質(zhì)量。注意泵機(jī)械密封的拆卸和維護(hù)。

6.結(jié)束語

泵能否正常運(yùn)行，能否投入工業(yè)生產(chǎn)，決定了泵用機(jī)械密封安裝是否順利。因此，必須使泵正常運(yùn)行，做好泵的機(jī)械密封，并在機(jī)械密封泵的運(yùn)行過程和維護(hù)中不斷積累工業(yè)維護(hù)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，以最大限度地提高機(jī)器的維護(hù)質(zhì)量，確保相關(guān)設(shè)備能長(zhǎng)時(shí)間滿負(fù)荷運(yùn)行。