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機(jī)械密封的工作原理范文第1篇

【關(guān)鍵詞】化工;機(jī)械密封;泄漏

機(jī)械密封具有效果明顯、可靠性高、互換性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而緊湊、檢修方便等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于石油、化工企業(yè)各類機(jī)械設(shè)備中。隨著化工企業(yè)流程化、自動(dòng)化水平的不斷提高，其配套機(jī)械設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行顯得尤為重要，密封效果的好壞早已成為評(píng)定機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性的一個(gè)重要指標(biāo)。

1 機(jī)械密封

機(jī)械密封是依靠固定在泵軸上動(dòng)環(huán)和固定在泵殼上的靜環(huán)，動(dòng)、靜環(huán)的兩端面間在彈簧力作用下保持緊密貼合接觸，達(dá)到阻漏的密封裝置。在化工行業(yè)多用于各類泵、釜、壓縮機(jī)等設(shè)備的旋軸的端面密封。

1.1 機(jī)械密封結(jié)構(gòu)組成

機(jī)械密封的基本元件是由靜止環(huán)、動(dòng)環(huán)、壓蓋、推環(huán)、彈簧、定位環(huán)、軸套、動(dòng)環(huán)的密封、靜止環(huán)的密封等組成。一般機(jī)械密封的靜止環(huán)用軟材，動(dòng)環(huán)用硬材。由單端面機(jī)械密封和雙端面機(jī)械密封兩種結(jié)構(gòu)形式組成。

1.2 機(jī)械密封工作原理

機(jī)械密封工作原理是補(bǔ)償彈性構(gòu)件和流體壓力的作用下，在平面摩擦副的貼合面之間形成一層液體薄膜，配以輔助密封達(dá)到端面密封的效果。這層液體薄膜起到了平衡動(dòng)壓力、靜壓力和的作用。圖1是機(jī)械密封的示意圖。

圖1 機(jī)械密封結(jié)構(gòu)原理

1.3 機(jī)械密封特點(diǎn)

機(jī)械密封具有以下工作特點(diǎn)：

（1）基本可以達(dá)到完全密封，在輸送有爆炸危險(xiǎn)或有毒介質(zhì)時(shí)能保證安全;

（2）機(jī)械損失少，大幅提高輸送效率;

（3）安裝面確定后，端面密封裝置能自動(dòng)調(diào)整，對(duì)操作與維護(hù)的要求不高;

（4）結(jié)構(gòu)緊湊，外觀尺寸小，特別是在高壓下更為明顯;

（5）加工制造精度高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

2 機(jī)械密封的泄漏

正常工況條件下，化工機(jī)械密封的泄漏量控制在0.2～3mL/min之間。但是大多數(shù)化工機(jī)械密封由于各種突況、人為誤操作、沖洗失效、工況改變等不可克服的原因，都可能造成泄漏改變。

2.1 泄漏點(diǎn)的觀察位置

一般出現(xiàn)泄露點(diǎn)位置是：

（1）靜密封環(huán)端面（密封圈）的泄露;

（2）平面摩擦副貼合面的泄露;

（3）動(dòng)環(huán)與軸套密封的泄露;

（4）壓蓋與殼體接觸面密封圈的泄露;

（5）軸套密封圈的泄露。

2.2 泄漏量的計(jì)量判斷

一般來(lái)說，泄漏量的大小與機(jī)械密封的軸徑成正比。轉(zhuǎn)軸直徑dQ50mm時(shí)，，漏泄量tQ3mL/min;轉(zhuǎn)軸直徑50QdQ120mm，泄漏量tQ6mL/min。但是在實(shí)際工作中，毫升比較抽象，難以計(jì)量和判斷的，取而代之的是“每分鐘多少滴”，直觀實(shí)用。例如：化工器械密封軸徑對(duì)化工輸油泵機(jī)械密封，要求高壓端泄漏量tQ30滴/min。

2.3 密封端面對(duì)泄漏量的影響

密封端面直接影響著泄漏量的多少，因此其加工工藝、加工質(zhì)量要求非常高。安裝機(jī)械密封時(shí)務(wù)必嚴(yán)格控制壓緊力，保證其單位面積上受到的壓緊力在規(guī)定的范圍內(nèi)。如若壓緊力過大，泄漏量減少，導(dǎo)致系統(tǒng)故障，加劇端面磨損;反之則泄漏量加大。

3 機(jī)械密封失效的原因分析

3.1 機(jī)械原因?qū)е旅芊馐?/p>

（1）關(guān)鍵件的機(jī)加工精度不合格;

（2）泵轉(zhuǎn)軸與軸套之間的配合（過盈或間隙）精度不合格;

（3）安裝聯(lián)軸器時(shí)不同心、平行度較差，導(dǎo)致徑向力過大;

（4）軸向力偏大;

（5）其它零部件安裝不合格并產(chǎn)生振動(dòng)，增大機(jī)械密封的振動(dòng)。

3.2 機(jī)械密封磨損超差

（1）密封圈受力不均、厚薄不勻、老化變型或壓偏;

（2）機(jī)械密封壓蓋位置偏移，靜環(huán)密封圈損壞;

（3）機(jī)械密封彈簧壓力不勻;

（4）機(jī)械密封摩擦副端面損傷;

（5）機(jī)械密封固定螺釘折彎變形或斷裂失效。

3.3 其它原因

（1）泵入口堵塞，有抽空現(xiàn)象、汽蝕現(xiàn)象嚴(yán)重、泵體長(zhǎng)時(shí)間憋壓，導(dǎo)致密封破壞;

（2）冷卻水、油由于冷卻系統(tǒng)管路堵塞、損壞等故障，致使供應(yīng)不足或中斷，從而導(dǎo)致密封破壞;

（3）啟泵前未按照操作規(guī)程將泵體排空、盤車，導(dǎo)致密封破壞;

（4）密封腔內(nèi)有空氣，導(dǎo)致密封破壞;

（5）有化學(xué)腐蝕性強(qiáng)和顆粒介質(zhì)通過吞化系統(tǒng)進(jìn)入摩擦副，導(dǎo)致動(dòng)、靜環(huán)的密封端面損壞;

（6）人為操作不當(dāng)、機(jī)械故障，其它設(shè)備（例如各種保護(hù)）誤動(dòng)作，導(dǎo)致密封破壞;

（7）突然停電或外因停機(jī)，導(dǎo)致密封破壞。

4 優(yōu)化運(yùn)行提高密封效果

4.1 連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行

正確的操作和日常維護(hù)保證化工企業(yè)設(shè)備在高（下轉(zhuǎn)第114頁(yè)）（上接第59頁(yè)）效工作區(qū)的平穩(wěn)運(yùn)行，為機(jī)械密封提供了良好運(yùn)行的環(huán)境，做到“一點(diǎn)一案、一點(diǎn)一記”，從而最大限度延長(zhǎng)密封壽命。

4.2 觀察泄漏量

定時(shí)、定人有針對(duì)性的檢查化工機(jī)械密封泄漏，并認(rèn)真記錄并分析沖洗介質(zhì)的壓力、流量、溫度等技術(shù)參數(shù)，通過日常積累提高員工的故障預(yù)判能力。

4.3 技術(shù)革新

根據(jù)設(shè)計(jì)要求及時(shí)新舊密封更新，利用密封拆修的時(shí)機(jī)組織技術(shù)人員學(xué)習(xí)，積極改良設(shè)備優(yōu)化運(yùn)行，不斷技術(shù)革新。

4.4 計(jì)劃?rùn)z修

充分利用每年兩次的春、秋檢，保證機(jī)械密封在檢修間隔期內(nèi)的正常運(yùn)行， 實(shí)現(xiàn)密封嚴(yán)密可靠，從而能保證化工機(jī)械的壽命。

5 結(jié)論

隨著機(jī)械產(chǎn)品技術(shù)水平的不斷提高，許多新技術(shù)、新觀念廣泛應(yīng)用于化工企業(yè)的新型設(shè)備之中，機(jī)械密封仍然起到舉足輕重的作用，這就要求廣大的企業(yè)員工在日常的使用、維護(hù)工作中多檢查、多留意、多分析，本文總結(jié)化工機(jī)械密封常見故障原因分析和處理措施，同時(shí)通過員工技術(shù)培訓(xùn)、經(jīng)驗(yàn)交流、實(shí)操演練最大限度的保證企業(yè)設(shè)備安全、平穩(wěn)、經(jīng)濟(jì)、高效的運(yùn)行。

【參考文獻(xiàn)】

[1]陳德才，崔德容.機(jī)械密封設(shè)計(jì)制造與使用[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1993.

[2]孫見君.機(jī)械密封泄漏預(yù)測(cè)理論及其應(yīng)用[M].中國(guó)電力出版社，1997.

[3]趙林源.機(jī)械密封實(shí)用方法與技巧[M].石油工業(yè)出版社，2009.

機(jī)械密封的工作原理范文第2篇

【關(guān)鍵詞】 機(jī)械密封 工作原理 安裝及使用 滲漏原因

機(jī)械密封是一種用于旋轉(zhuǎn)流體機(jī)械的軸封裝置。（用于離心泵、離心機(jī)、反應(yīng)釜、壓縮機(jī)等設(shè)備，軸和設(shè)備腔體間存在一個(gè)圓周間隙，設(shè)備介質(zhì)從中泄漏，因此必須設(shè)一道阻漏裝置。因機(jī)械密封具有泄漏少、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，成為了主要的軸密封方式，又叫端面密封

機(jī)械密封由主要部件（動(dòng)環(huán)和靜環(huán)）、輔助密封件（密封圈）、彈力補(bǔ)償機(jī)構(gòu)（彈簧、推環(huán)）、傳動(dòng)件（彈簧座、鍵或螺釘）等組成，其使用效果與填料密封相比有明顯的優(yōu)勢(shì)，因此廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備的密封中。

1 機(jī)械密封的工作原理

1.1 原理

通過一系列零件將徑向密封轉(zhuǎn)化為軸向密封，在彈簧和介質(zhì)壓力共同作用下，對(duì)由于設(shè)備運(yùn)行所造成的軸向磨損可以及時(shí)補(bǔ)償，使軸向密封面始終保持貼合。從而防止流體泄漏。由于機(jī)械密封（軸向密封）在運(yùn)行中可以對(duì)軸向磨損進(jìn)行補(bǔ)償，而填料密封（徑向密封）不能對(duì)徑向磨損進(jìn)行補(bǔ)償，故機(jī)械密封比填料密封壽命長(zhǎng)。

摩擦副密封環(huán)（動(dòng)環(huán)和靜環(huán)）是機(jī)械密封的主要元件，它在很大程度上決定了機(jī)械密封的性能和壽命。因此，對(duì)它有一些基本要求：

足夠的強(qiáng)度和剛度。保證在工作條件（如壓力，溫度，滑動(dòng)速度等）下不損壞，變形小，工作條件波動(dòng)時(shí)影響?。欢嗣嬗凶銐虻挠捕?、耐腐蝕性能確保使用壽命；耐熱沖擊力。高的導(dǎo)熱系數(shù)，低的線膨脹系數(shù)；較小的摩擦系數(shù)，良好的自性，材料與介質(zhì)有很好的浸潤(rùn)性短時(shí)間干摩擦，不損傷端面；易加工，材料成本低。

2 機(jī)械密封與填料密封

2.1 機(jī)械密封與填料密封對(duì)比

機(jī)械密封的優(yōu)點(diǎn)：密封可靠在長(zhǎng)周期的運(yùn)行中，密封狀態(tài)很穩(wěn)定，泄漏量很小，按粗略統(tǒng)計(jì)，其泄漏量一般僅為軟填料密封的1/100；使用壽命長(zhǎng)在油、水類介質(zhì)中一般可達(dá)1～2年或更長(zhǎng)時(shí)間，在化工介質(zhì)中通常也能達(dá)半年以上；摩擦功率消耗小機(jī)械密封的摩擦功率僅為軟填料密封的10%～50%；軸或軸套基本上不受摩損；維修周期長(zhǎng)端面磨損后可自動(dòng)補(bǔ)償，一般情況下，毋需經(jīng)常性的維修；抗振性好對(duì)旋轉(zhuǎn)軸的振動(dòng)、偏擺以及軸對(duì)密封腔的偏斜不敏感；適用范圍廣機(jī)械密封能用于低溫、高溫、真空、高壓、不同轉(zhuǎn)速，以及各種腐蝕性介質(zhì)和含磨粒介質(zhì)等的密封。

機(jī)械密封的缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，對(duì)制造加工以及材料要求高；安裝與更換比較麻煩，并要求工人有一定的安裝技術(shù)水平；發(fā)生偶然性事故時(shí)，處理較困難；一次性投資高。

3 機(jī)械密封的安裝方法及使用要求

機(jī)械密封是屬于較高精度的機(jī)械部件，對(duì)其正確的安裝與操作對(duì)它的使用壽命有很大的影響，安裝及使用要求如下：

機(jī)械密封安裝方法：先裝左邊部分；裝到密封板上；然后裝右面動(dòng)環(huán)，動(dòng)環(huán)跟靜環(huán)的密封面要干凈；再裝平鍵和葉輪.上好墊片和螺母。

使用要求：設(shè)備轉(zhuǎn)軸的徑向跳動(dòng)應(yīng)≤0.04毫米，軸向竄動(dòng)量不允許大于0.1毫米；設(shè)備的密封部位在安裝時(shí)應(yīng)保持清潔，密封零件應(yīng)進(jìn)行清洗，密封端面完好無(wú)損，防止雜質(zhì)和灰塵帶入密封部位；在安裝過程中嚴(yán)禁碰擊、敲打，以免使機(jī)械密封摩擦付破損而密封失效；安裝時(shí)在與密封相接觸的表面應(yīng)涂一層清潔的機(jī)械油，以便能順利安裝；安裝靜環(huán)壓蓋時(shí)，擰緊螺絲必須受力均勻，保證靜環(huán)端面與軸心線的垂直要求；安裝后用手推動(dòng)動(dòng)環(huán)，能使動(dòng)環(huán)在軸上靈活移動(dòng)，并有一定彈性；安裝后用手盤動(dòng)轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸應(yīng)無(wú)輕重感覺；設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)前必須充滿介質(zhì)，以防止干摩擦而使密封失效。

4 機(jī)械密封的滲漏原因

機(jī)械密封的密封效果好，但并不是沒有滲漏現(xiàn)象存在，機(jī)械密封滲漏的比例占全部維修泵的50%以上，機(jī)械密封的運(yùn)行好壞直接影響到水泵的正常運(yùn)行。

4.1 周期性滲漏

泵轉(zhuǎn)子軸向竄動(dòng)量大，輔助密封與軸的過盈量大，動(dòng)環(huán)不能在軸上靈活移動(dòng)。在泵翻轉(zhuǎn)，動(dòng)、靜環(huán)磨損后，得不到補(bǔ)償位移。密封面油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面。轉(zhuǎn)子周期性振動(dòng)。原因是定子與上、下端蓋未對(duì)中或葉輪和主軸不平衡，汽蝕或軸承損壞（磨損），這種情況會(huì)縮短密封壽命和產(chǎn)生滲漏。

4.2 壓力產(chǎn)生的滲漏

高壓和壓力波造成的機(jī)械密封滲漏由于彈簧比壓力及總比壓設(shè)計(jì)過大和密封腔內(nèi)壓力超過3MPa時(shí)，會(huì)使密封端面比壓過大，液膜難以形成，密封端面磨損嚴(yán)重，發(fā)熱量增多，造成密封面熱變形。

4.3 介質(zhì)引起的滲漏

（1）大多數(shù)潛污泵機(jī)械密封拆解后，靜環(huán)和動(dòng)環(huán)的輔助密封件無(wú)彈性，有的已經(jīng)腐爛，造成了機(jī)封的大量滲漏甚至有磨軸的現(xiàn)象。由于高溫、污水中的弱酸、弱堿對(duì)靜環(huán)和動(dòng)環(huán)輔助橡膠密封件的腐蝕作用，造成了機(jī)械滲漏過大，動(dòng)、靜環(huán)橡膠密封圈材料為丁腈―40，不耐高溫，不耐酸堿，當(dāng)污水為酸性堿性時(shí)易腐蝕。（2）固體顆粒雜質(zhì)引起的機(jī)械密封滲漏如果固體顆粒進(jìn)入密封端面，將會(huì)劃傷或加快密封端面的磨損，水垢和油污在軸（套）表面的堆積速度超過摩擦副的磨損速度，致使動(dòng)環(huán)不能補(bǔ)償磨耗位移，硬對(duì)硬摩擦副的運(yùn)轉(zhuǎn)壽命要比硬對(duì)石墨摩擦副的長(zhǎng)，因?yàn)楣腆w顆粒會(huì)嵌入石墨密封環(huán)的密封面內(nèi)。

4.4 影響密封效果的外部因素分析

（1）機(jī)械加工精度不夠；（2）振動(dòng)偏大。

4.5 其他問題引起的滲漏

機(jī)械密封中還存在設(shè)計(jì)、選擇、安裝等不夠合理的地方。

（1）彈簧壓縮量一定要按規(guī)定進(jìn)行，不允許有過大或過小的現(xiàn)象，誤差±2mm，壓縮量過大增加端面比壓，摩擦熱量過多，造成密封面熱變形和加速端面磨損，壓縮量過小動(dòng)靜環(huán)端面比壓不足，則不能密封。

（2）安裝動(dòng)環(huán)密封圈的軸（或軸套）端面及安裝靜環(huán)密封圈的密封壓蓋（或殼體）的端面應(yīng)倒角并修光，以免裝配時(shí)碰傷動(dòng)靜環(huán)密封圈。

機(jī)械密封的工作原理范文第3篇

關(guān)鍵詞：機(jī)械密封；原理；選材；失效

中圖分類號(hào)：TH311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

與傳統(tǒng)的填料密封相比，機(jī)械密封具有密封性能好、壽命長(zhǎng)、承受壓力大，減少能源損耗和環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)。機(jī)械密封目前廣泛應(yīng)用與國(guó)內(nèi)輸油站場(chǎng)機(jī)泵，研究機(jī)封結(jié)構(gòu)，分析故障原理和處理辦法，對(duì)掌握基本運(yùn)行情況、提升設(shè)備管理水平有重要意義。

一、機(jī)械密封的基本結(jié)構(gòu)和作用原理

（一）、機(jī)械密封的基本結(jié)構(gòu)

機(jī)械密封又叫端面密封，在國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中是這樣定義的:“有至少一對(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”。其具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。機(jī)械密封安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，密封腔由彈簧、動(dòng)環(huán)密封圈、動(dòng)環(huán)等構(gòu)成，它們隨軸一起旋轉(zhuǎn)。其他機(jī)械密封零件包括靜環(huán)、靜環(huán)密封圈等，安裝在端蓋內(nèi)，端蓋與密封腔體用螺栓連接。

（二）、機(jī)械密封的作用原理

如圖1所示，軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過傳動(dòng)座和推環(huán)，帶動(dòng)動(dòng)環(huán)旋轉(zhuǎn)，靜環(huán)固定不動(dòng)，依靠介質(zhì)壓力和彈簧力使動(dòng)靜環(huán)之間的密封端面緊密貼合，在貼合面形成一層極薄的液體膜，阻止介質(zhì)泄漏。摩擦副表面磨損后，在彈簧的推動(dòng)下實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償。為了防止介質(zhì)通過動(dòng)環(huán)與軸之間泄漏，裝有動(dòng)環(huán)密封圈。靜環(huán)密封圈阻止介質(zhì)沿靜環(huán)和壓蓋之間泄漏。

1靜環(huán)2.動(dòng)環(huán)3.動(dòng)環(huán)密封圈4.推環(huán)5.彈簧

6.傳動(dòng)座7.靜環(huán)密封圈8.壓蓋

圖1

（三）、機(jī)械密封的輔助設(shè)施

機(jī)械密封輔助設(shè)施是許多元件的統(tǒng)稱，它的作用是可以改善機(jī)械密封的工作環(huán)境，提高密封效果。包括過濾器、旋液分離器、限流孔板、冷卻器、各種檢測(cè)儀表及機(jī)械密封沖洗管路等。在實(shí)際的應(yīng)用中，根據(jù)具體的情況來(lái)選擇相應(yīng)的設(shè)施。

在所有的輔助設(shè)施中，最主要的是沖洗設(shè)施。對(duì)于沖洗液的過濾和分離，通常選用的是過濾器和旋液分離器。旋液分離器工作原理是，含雜質(zhì)的介質(zhì)沿分離器切線方向進(jìn)入，以一定的速度沿分離器旋轉(zhuǎn)，利用固體顆粒和液體的比重差，潔凈的液體從分離器頂部流出，去沖洗密封，含雜質(zhì)的液體從底部流回泵的入口。

1、端面密封副

如圖2所示，由動(dòng)環(huán)和靜環(huán)組成端面密封副，它的作用是防止介質(zhì)泄漏，使密封面緊密貼合。它要求靜、動(dòng)環(huán)要有非常好的耐磨性，動(dòng)環(huán)可以沿軸向靈活移動(dòng)，密封面的磨損自動(dòng)補(bǔ)償，與靜環(huán)使之一直保持良好的貼合。為此，密封面對(duì)所用材料以及其加工質(zhì)量有較高的要求，確保密封副有良好的貼合性能。

圖2端面密封副

2、彈性元件

彈性元件主要用彈簧和波紋管。它要求起預(yù)警、補(bǔ)償和緩沖作用，要求始終保持足夠的彈力來(lái)克服動(dòng)環(huán)等元件的慣性、傳動(dòng)件和輔助密封的摩擦，保證端面動(dòng)環(huán)的追隨性和密封副良好的貼合。材料要求耐疲勞、耐腐蝕。

3、輔助密封

如圖3所示，輔助密封有O型圈、V型圈、U型圈等。它主要起密封動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的作用，同時(shí)也起到緩沖和浮動(dòng)的作用。要求能夠保證靜環(huán)的密封元件使壓蓋與靜環(huán)之間的密封的同時(shí)，對(duì)靜環(huán)也要求有一定的浮動(dòng)性；動(dòng)環(huán)的密封元件能保證動(dòng)環(huán)的浮動(dòng)性和動(dòng)環(huán)與軸套或者軸之間的密封性。材料要求能與介質(zhì)相容并耐寒、耐熱。

圖3輔助密封

4、傳動(dòng)件

傳動(dòng)元件主要有傳動(dòng)銷、傳動(dòng)環(huán)、傳動(dòng)座、傳動(dòng)鍵等。它的作用是將軸的轉(zhuǎn)矩傳給動(dòng)環(huán)。材料要求耐磨、耐腐蝕。

二、機(jī)械密封失效機(jī)理

機(jī)械密封的失效主要有幾種主要形式，如靜試泄漏、運(yùn)轉(zhuǎn)泄漏等。運(yùn)轉(zhuǎn)泄漏又包括持續(xù)泄漏、突發(fā)泄漏，再運(yùn)行泄漏等。

（一）、安裝靜試泄漏

安裝調(diào)試結(jié)束后須對(duì)機(jī)械密封進(jìn)行靜試，通過觀察泄漏量分析泄漏原因。如泄漏量較大時(shí)，則表存在問題明于靜、動(dòng)環(huán)摩擦副間；泄漏量較小，存在的問題多為靜環(huán)或動(dòng)環(huán)密封圈。在判斷泄漏部位、初步觀察泄漏量的基礎(chǔ)上，若泄漏量再手動(dòng)盤車觀察，無(wú)明顯變化，則靜、動(dòng)環(huán)密封圈有問題；如沿軸向噴射泄漏介質(zhì)，則居多為動(dòng)環(huán)密封圈存在問題，泄漏介質(zhì)從水冷卻孔中漏出或向四周噴射，則靜環(huán)密封圈多為失效；如盤車時(shí)泄漏量有明顯變化，則可斷定是動(dòng)、靜環(huán)摩擦副存在問題。

（二）、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)泄漏分析

導(dǎo)致持續(xù)性密封泄漏的原因較多，主要表現(xiàn)為密封端面問題，如端面變形不平、端面出現(xiàn)裂紋。端面比壓過大、摩擦熱引起熱變形，強(qiáng)度不夠產(chǎn)生變形，安裝時(shí)零件受力不均引起變形；工作介質(zhì)中有顆粒狀物質(zhì)，運(yùn)轉(zhuǎn)中進(jìn)入摩擦副，擦傷動(dòng)、靜環(huán)密封端面；動(dòng)環(huán)或靜環(huán)的密封圈與軸的垂直誤差過大；輔助密封問題，如安裝時(shí)輔助密封被壓傷或擦傷，O形圈出現(xiàn)化學(xué)腐蝕、老化；彈簧偏心、比壓過小或彈簧失效；防轉(zhuǎn)銷端部未頂住防轉(zhuǎn)槽；轉(zhuǎn)軸振動(dòng)過大；泵葉輪軸向竄動(dòng)量超過標(biāo)準(zhǔn)，轉(zhuǎn)軸發(fā)生周期性振動(dòng)及工藝操作不穩(wěn)定，密封腔內(nèi)壓力經(jīng)常變化等均會(huì)導(dǎo)致密封周期性泄漏；軸套表面在密封圈處有軸向溝槽、凹坑或腐蝕。突發(fā)性泄漏主要由幾種因素導(dǎo)致，如設(shè)備強(qiáng)烈振動(dòng)，抽空破壞了摩擦副；彈簧斷裂；防轉(zhuǎn)銷脫落或傳動(dòng)銷斷裂；安裝錯(cuò)誤或不符合要求。

再運(yùn)行泄漏也是常見的機(jī)械密封失效形式。泵在停一段時(shí)間后再啟動(dòng)時(shí)可能發(fā)生泄漏，這主要是因?yàn)槟Σ粮备浇橘|(zhì)的凝固、結(jié)晶，摩擦副上有水垢、彈簧腐蝕、阻塞而失彈。

表1中給出了導(dǎo)致機(jī)械密封失效的主要影響因素，數(shù)據(jù)表明操作是導(dǎo)致機(jī)械密封失效的主要因素，約占42%。為了盡量減少機(jī)械密封失效的發(fā)生，必須嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行安裝、調(diào)試、檢查、維護(hù)和清洗。養(yǎng)成良好的操作習(xí)慣，保證機(jī)械密封的正常運(yùn)行。

表1導(dǎo)致機(jī)械密封失效的因素及其占比

影響因素 失效占比/% 影響因素 失效占比/%

操作 42 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24

設(shè)備精度 26 密封設(shè)計(jì)

/應(yīng)用選型 8

三、典型案例分析

（一）、故障現(xiàn)象

在泵啟動(dòng)瞬間，非驅(qū)動(dòng)端機(jī)械密封處有煙霧冒出，并伴有油品泄漏?；蛲Ｖ箷r(shí)泵腔內(nèi)的壓力瞬時(shí)升高而引起，在結(jié)焦的過程中伴隨有煙霧。

（二）、原因分析

如圖4所示，從解體后的情況來(lái)看，動(dòng)靜環(huán)內(nèi)壁都堆積比較多的結(jié)焦物。高溫經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)結(jié)焦故障，少量的泄漏就會(huì)在密封靠近大氣一側(cè)發(fā)生碳化。

圖4(a):動(dòng)環(huán)傳動(dòng)處和傳動(dòng)套之間發(fā)生了摩擦。

圖4(b)、圖4(e)、圖4(f):3張圖片中都堆積含有顆粒的結(jié)焦物。

圖4(c):動(dòng)環(huán)表面出現(xiàn)金屬粉磨的痕跡，說明密封運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間短，動(dòng)環(huán)面磨損嚴(yán)重。

圖4(d):靜環(huán)表面有正常的磨損痕跡。

（三）、解決途徑

1、選型

原油具有黏度大、凝點(diǎn)高、雜質(zhì)多、含硫高的特點(diǎn)。為了防止彈簧由于原油結(jié)晶、雜質(zhì)卡住而失效，選用的是靜止式機(jī)械密封，即靜環(huán)為補(bǔ)償環(huán)；當(dāng)發(fā)生粘著磨損或磨粒磨損時(shí)，材料越硬越耐磨，為了減少磨損率和因?yàn)槟p而導(dǎo)致密封失效，選用的是碳化硅-碳化硅的端面硬摩擦組對(duì)；輔助封圈選用的是氟橡膠，具有耐高溫、耐油、耐化學(xué)腐蝕的優(yōu)點(diǎn)。

2、沖洗

必須設(shè)計(jì)合理的沖洗管路，否則會(huì)因結(jié)晶的析出，顆粒、雜質(zhì)的沉淀，使機(jī)械密封動(dòng)、靜環(huán)失去浮動(dòng)性，彈簧失靈。更嚴(yán)重的是顆粒、雜質(zhì)進(jìn)入摩擦副會(huì)加劇摩擦的磨損，導(dǎo)致機(jī)械密封的迅速破壞。

3、維護(hù)

定期清洗沖洗管路，使之保持暢通；啟動(dòng)泵前充分排氣。

圖4失效的機(jī)械密封

總之，處理機(jī)泵泄漏問題時(shí)，一定要綜合考慮泵的安裝精度、操作運(yùn)轉(zhuǎn)條件、機(jī)封裝配精度等方面因素，查清原因，有針對(duì)性地解決存在的問題。文中內(nèi)容對(duì)機(jī)械密封的選型使用和維修保養(yǎng)提供幫助，保證機(jī)械密封長(zhǎng)周期穩(wěn)定、可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)。

參考文獻(xiàn)

機(jī)械密封的工作原理范文第4篇

【關(guān)鍵詞】泥漿泵 工作原理 維修 分析

1 前言

泥漿循環(huán)系統(tǒng)是鉆井作業(yè)進(jìn)行必然會(huì)遇到的一個(gè)環(huán)節(jié)，且泥漿泵是其最為關(guān)鍵的設(shè)備之一，在鉆井作業(yè)中發(fā)揮著重要的作用。泥漿的主要任務(wù)是向鉆孔中輸送泥漿等沖洗液，且泥漿通常情況下粘性很高、砂含量多、壓力大，并具有不同程度的腐蝕性，因此容易使泥漿泵的缸套出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，不僅對(duì)泥漿泵壽命產(chǎn)生一定的影響，同時(shí)影響鉆井作業(yè)進(jìn)度的推進(jìn)。所以詳細(xì)對(duì)泥漿泵工作原理進(jìn)行分析、找出能夠?qū)收线M(jìn)行有效處理的維修方法尤為關(guān)鍵。

2 泥漿泵的工作原理分析

泥漿泵從宏觀角度上來(lái)講主要由兩大部分組成，即動(dòng)力端以及液力端，且動(dòng)力端組成部分主要包括偏心輪、曲柄、十字頭等，而液力端則主要包括吸入閥、活塞、吸入管、排出閥等。

泥漿泵工作進(jìn)行時(shí)，主動(dòng)軸和曲柄便可利用鏈輪（或皮帶輪）等部件傳輸而來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力得以轉(zhuǎn)動(dòng)。曲柄于水平面上180度逆時(shí)旋轉(zhuǎn)直至使活塞向最右端方向移動(dòng)完畢的過程稱之為泥漿泵的吸入過程。吸入過程完成后接下來(lái)便是排出過程的進(jìn)行，也就是活塞向最右端移動(dòng)完畢后開始向左方向移動(dòng)，排出閥由于缸內(nèi)液體受到活塞推壓而引起壓力增大在吸入法關(guān)閉后而被推開，隨后液體隨著活塞向最右端移動(dòng)而全部被擠出。泥漿泵的吸入和排除過程是隨著曲柄的持續(xù)旋轉(zhuǎn)而不斷進(jìn)行的。

泥漿泵在石油鉆探過程中不僅負(fù)責(zé)把泥漿等沖洗液通過鉆頭的鉆入向井下注入，并且起著給鉆頭降溫、沖洗鉆具、推動(dòng)鉆頭鉆進(jìn)、對(duì)井壁進(jìn)行固著的作用，同時(shí)還具有著將鉆后產(chǎn)生的巖屑在鉆孔內(nèi)清除并運(yùn)上地面的作用。鉆頭降溫作用的主要原理為，鉆探進(jìn)行中，借助一定的壓力將沖洗液如泥漿、清水或者聚合物等裝入高壓軟管內(nèi)，并經(jīng)過水龍頭和鉆桿柱中心孔輸送到鉆頭的最前端，鉆探進(jìn)行時(shí)鉆頭會(huì)與巖層、泥土發(fā)生摩擦而產(chǎn)生熱量，而此刻清洗液便可以達(dá)到給鉆頭降溫、使鉆頭冷卻的目的，從而避免鉆頭過熱產(chǎn)生使磨損度加大。泥漿泵類型通常選擇柱塞式或者活塞式的，曲軸通過動(dòng)力機(jī)的帶動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，柱塞或者活塞在曲軸的帶動(dòng)下進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，此情況下曲軸的帶動(dòng)作用主要通過十字頭來(lái)實(shí)現(xiàn)。清洗液在吸入與排出閥的作用下達(dá)到被壓送并對(duì)鉆孔進(jìn)行清洗的目的。

3 泥漿泵常見故障及其維護(hù)措施分析

（1）葉輪與口環(huán)。泥漿泵葉輪受到損害主要原因是金屬雜質(zhì)及吸入的固體物的摩擦和氣蝕的作用?？诃h(huán)也稱密封環(huán)，其損害的造成主要與安裝過程中穿量不恰當(dāng)有關(guān)，有些也與葉輪背帽穩(wěn)定性發(fā)生改變有關(guān)?？诃h(huán)維修方法的選擇主要取決于磨損的程度，程度較輕則采取修復(fù)的方法，若損害程度較重則應(yīng)購(gòu)置新的葉輪，用以替換破損嚴(yán)重葉輪。

（2）平衡裝置。平衡環(huán)以及平衡盤通常情況下磨損程度比較深，當(dāng)磨損范圍為2毫米及以上時(shí)，可以選擇先補(bǔ)焊或者加用聚四氟乙烯墊片的維修方法，即取聚四氟乙烯墊片1片，厚度約為3毫米，在泵殼上凹槽被研磨后放置于泵殼與平衡環(huán)結(jié)合的面上。如此一來(lái)，墊片材料不僅軟硬恰當(dāng)，還可對(duì)補(bǔ)焊后手工研磨使平面板上出現(xiàn)的凹凸不平的現(xiàn)象進(jìn)行消除。如果磨損程度很深時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)平衡盤以及平衡環(huán)進(jìn)行更換。

（3）機(jī)械密封。機(jī)械密封的主要作用為預(yù)防清洗液的外漏，其主要原理為，利用補(bǔ)償機(jī)械外彈力與清洗液流體壓力在垂直于旋轉(zhuǎn)軸線端面上的作用，促進(jìn)端面與輔助密封進(jìn)行配合，使其保持與另一端貼合，且可相對(duì)進(jìn)行適當(dāng)滑動(dòng)，從而起到預(yù)防清洗液外漏的目的。如果密封滲漏在全部維修泵滲漏中占有的比例超過50%時(shí)，則會(huì)對(duì)泥漿泵正常工作的進(jìn)行產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。機(jī)械密封滲漏發(fā)生時(shí)，泥漿泵轉(zhuǎn)子軸向的竄動(dòng)量則會(huì)因此而增大，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致輔助密封而后軸的過盈量的升高，使動(dòng)環(huán)無(wú)法再軸上進(jìn)行靈敏的移動(dòng)。在對(duì)機(jī)械密封進(jìn)行安裝配置時(shí)，應(yīng)確保軸向竄動(dòng)量不超過0.1毫米，且恰當(dāng)保持輔助密封與軸的過盈量。并應(yīng)在徑向完全密封的基礎(chǔ)上，確保動(dòng)環(huán)在安裝完成后能夠在軸上靈敏的進(jìn)行移動(dòng)，也就是把動(dòng)環(huán)向彈簧方向推壓時(shí)，動(dòng)環(huán)可自由彈回。

（4）泵軸。一般葉輪與軸套安裝在泵軸上，且轉(zhuǎn)子最為關(guān)鍵的零件便是泵軸，泵軸能在泵體里做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。泵軸出現(xiàn)磨損時(shí)泵體則會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)加大的現(xiàn)象，使得軸向推力也相應(yīng)地加大，導(dǎo)致平衡盤和平衡座間產(chǎn)生較大的摩擦，泵軸磨損作用主要是由于其彎曲、軸承座和泵軸的同軸度存在偏差導(dǎo)致泵殼、葉輪、軸套、導(dǎo)葉輪等磨損而引起的。泵軸維修方式的選擇同樣是根據(jù)磨損程度而決定的，如果泵軸未出現(xiàn)彎曲、裂紋以及未出現(xiàn)程度較深的表面磨損均可采用修復(fù)的方法。小于0.06毫米以內(nèi)的軸的彎曲量被視為正常范圍內(nèi)的彎曲量，如果超過了這個(gè)范圍，則應(yīng)利用螺旋壓力機(jī)及時(shí)對(duì)其進(jìn)行校直，且校直進(jìn)行時(shí)采用不加熱的方法。

4 日常維修注意事項(xiàng)

（1）開泵前。倒泵次數(shù)應(yīng)適中，不宜過于頻繁，且進(jìn)行開泵以及到泵時(shí)，應(yīng)注意防止泵汽化情況的發(fā)生。如果泵被利用于對(duì)高溫液體進(jìn)行輸送時(shí)，應(yīng)在發(fā)動(dòng)前先對(duì)其進(jìn)行升溫保暖，這是因?yàn)槿绻麆?dòng)態(tài)泵體遇到被運(yùn)送的高溫液體時(shí)，會(huì)使其平衡冷態(tài)溫度環(huán)境驟然被打破，泵體因?yàn)槭軣岵粍蛩a(chǎn)生的不同程度的變形會(huì)使得轉(zhuǎn)子部件泵體形狀發(fā)生改變，加之轉(zhuǎn)子部件縫隙本身比較狹小，所以導(dǎo)致部件間接觸不正常，且基于此種情況，如果泵發(fā)動(dòng)時(shí)流量不夠，就會(huì)導(dǎo)致平衡座與平衡盤之間、機(jī)械密封的動(dòng)環(huán)與靜環(huán)之間液膜形成困難，使其產(chǎn)生磨損?？梢姳皿w對(duì)高溫液體進(jìn)行輸送前進(jìn)行暖泵尤為重要。且多級(jí)泵的緊急啟動(dòng)禁止在冷卻狀態(tài)下進(jìn)行。

（2）運(yùn)行中。對(duì)于某些泥漿泵，其泵體內(nèi)有平衡軸向力以及平衡機(jī)構(gòu)的裝置，且裝置內(nèi)裝有平衡液，平衡液于平衡裝置內(nèi)流出且隨著平衡管流至泵的進(jìn)口端。為確保泥漿泵能夠正常的工作，應(yīng)注意：保持平衡管暢通，不允許堵塞；如平衡管內(nèi)有凝固污垢體生成，應(yīng)及時(shí)對(duì)其進(jìn)行清除；為對(duì)平衡管出口的壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，應(yīng)將壓力表在平衡管高壓側(cè)安裝。對(duì)于多級(jí)泵，在其運(yùn)行過程中，應(yīng)注意檢查泵的聲音以及升溫振動(dòng)等情況。

（3）停泵后。如果泥漿泵停止運(yùn)行的時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，轉(zhuǎn)子和葉輪靜止時(shí)間也相應(yīng)比較長(zhǎng)，就會(huì)導(dǎo)致泵抽長(zhǎng)期且于一個(gè)方向上承受葉輪和轉(zhuǎn)子的重量壓力，從而使軸發(fā)生扭曲現(xiàn)象。因此，應(yīng)經(jīng)常性的對(duì)泵進(jìn)行檢查，且每次檢查時(shí)都應(yīng)將軸向一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)120度。

5 結(jié)束語(yǔ)

泥漿泵是鉆井作業(yè)設(shè)備中的關(guān)鍵組成部分，對(duì)鉆探施工進(jìn)度的推進(jìn)產(chǎn)生著重要的影響，所以，在對(duì)泥漿泵進(jìn)行使用前，我們應(yīng)先對(duì)其工作原理進(jìn)行了解，并在工作過程中注意觀察其發(fā)生的變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，并對(duì)其進(jìn)行修理。這樣一來(lái)不僅有利于鉆井工作的順利進(jìn)行，還有利于泥漿泵使用壽命的延長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)

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機(jī)械密封的工作原理范文第5篇

中圖分類號(hào):TE8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-3791(2012)03(a)-0000-00

引言：隨著環(huán)境保護(hù)和人類對(duì)健康要求的不斷提高以及對(duì)化工企業(yè)安全生產(chǎn)的要求更加重視，對(duì)石油化工類機(jī)械密封防止泄漏要求也不斷提高。如何保證使用的機(jī)械密封設(shè)備長(zhǎng)久良好的運(yùn)行，是我們?cè)谄綍r(shí)工作中需要很好探討和研究的一個(gè)重要方面，例如液化石油氣泵的密封運(yùn)行狀況良好有效，才能保證生產(chǎn)裝置安全平穩(wěn)運(yùn)行和操作者的健康安全。

1 液化石油

1.1液化石油氣

液化石油氣是煉廠氣、天然氣中的輕質(zhì)烴類，在常溫、常壓下呈氣體狀態(tài)，在加壓和低溫的條件下為液體狀態(tài)，它的主要成分是丙烷和丁烷。液化石油氣主要用作石油化工原料，用于烴類裂解制乙烯或蒸氣轉(zhuǎn)化制合成氣，可作為工業(yè)、民用、內(nèi)燃機(jī)燃料，由于其熱值高、無(wú)煙塵、無(wú)炭渣，操作使用方便，已廣泛地進(jìn)入人們的生活領(lǐng)域。液化石油氣是一種易燃物質(zhì)，空氣中含量達(dá)到一定濃度范圍（1.7%～10%）時(shí)，遇到明火即會(huì)發(fā)生爆炸。

1.2液化石油氣泵的密封

液化石油氣泵是專門用于抽吸、輸送液態(tài)的液化石油氣并提高液體壓力，將機(jī)械能轉(zhuǎn)為液體能的一種機(jī)械設(shè)備。它是煉油廠、石油化工廠、液化石油氣儲(chǔ)配站、氣化站等不可缺少的回轉(zhuǎn)設(shè)備之一。液化石油氣泵的密封失效和泄露一直是影響企業(yè)安全生產(chǎn)的需要解決的難題之一。

因此在煉油、化工及諸多行業(yè)的生產(chǎn)中，像液化石油氣泵這樣的機(jī)械設(shè)備的密封技術(shù)越來(lái)越多被人們所重視。由于機(jī)械設(shè)備的泄漏不僅造成原料、產(chǎn)品和能源的浪費(fèi)，同時(shí)也污染了環(huán)境，并給安全生產(chǎn)帶來(lái)了危害，因此密封技術(shù)在眾多科學(xué)研究領(lǐng)域中得到了較快的研究開發(fā)和利用，一些先進(jìn)的密封技術(shù)正逐漸地取代了較落后的密封技術(shù)。當(dāng)今的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備中所使用的密封種類繁多，其密封形式也各式各樣，如：一些填料密封現(xiàn)在還應(yīng)用于往復(fù)機(jī)泵上，在透平調(diào)節(jié)閥、抽汽閥及速關(guān)閥拉桿還使用一些金屬填料或耐高溫高壓的軟填料；還有一些工礦條件較差，要求不高的工礦企業(yè)，填料密封仍在續(xù)繼應(yīng)用。在現(xiàn)代化煉油化工生產(chǎn)中，機(jī)械密封的應(yīng)用相對(duì)來(lái)說比較廣泛，單彈簧、多彈簧、蝶簧、磁力密封及金屬波紋管機(jī)械密封、浮環(huán)密封、疏齒密封及干氣密封在不同的工礦條件下被廣泛應(yīng)用。

2 機(jī)械密封

2.1機(jī)械密封的概念

機(jī)械密封是一種用于旋轉(zhuǎn)流體機(jī)械的軸封裝置。它用于離心泵、反應(yīng)釜、壓縮機(jī)等設(shè)備，由于軸和設(shè)備腔體間存在一個(gè)圓周間隙，設(shè)備介質(zhì)從中泄漏，因此必須設(shè)置一道阻漏裝置將泄露介質(zhì)密封隔離。因?yàn)闄C(jī)械密封具有泄漏少、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，成為了主要的軸密封方式，也被稱為端面密封。

在國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)機(jī)械密封的定義是：由至少一對(duì)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面組成，在流體壓力及補(bǔ)償機(jī)構(gòu)彈力(或磁力)共同作用下，以及輔助密封圈的配合下， 該對(duì)端面保持貼合并相對(duì)滑動(dòng)，而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置稱為機(jī)械密封。

2.2 機(jī)械密封的組成及工作原理：

（1）機(jī)械密封的組成

1）密封端面：

由動(dòng)環(huán)、靜環(huán)摩擦副構(gòu)成。

2）緩沖補(bǔ)償機(jī)構(gòu)：

由彈性元件(圓柱彈簧、圓錐彈簧、波片彈簧、波紋管等)構(gòu)成。

3）輔助密封圈：

包括動(dòng)環(huán)密封圈、靜環(huán)密封圈等，密封圈有各種形式：如O型圈、V型圈、楔形圈等。

4）4個(gè)密封點(diǎn)（也稱泄漏點(diǎn)，如圖1-1所示）：

泄漏點(diǎn)1—摩擦端面泄漏點(diǎn)，依靠彈力和介質(zhì)壓力保持貼和（動(dòng)密封點(diǎn)，兩個(gè)摩擦副之間有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)）；

泄漏點(diǎn)2—補(bǔ)償環(huán)密封圈，靜密封點(diǎn)，密封圈與軸或軸套之間有微動(dòng)；

泄漏點(diǎn)3—非補(bǔ)償環(huán)密封圈，靜密封點(diǎn)，密封圈與相配合件之間相對(duì)靜止；

泄漏點(diǎn)4—壓蓋與腔體間的密封圈，靜密封點(diǎn)，密封圈與相配合件之間相對(duì)靜止。

（2）傳動(dòng)關(guān)系

軸或軸套──緊固螺釘5──彈簧座4──彈簧3──補(bǔ)償環(huán)1──壓蓋──防轉(zhuǎn)銷8──非補(bǔ)償環(huán)6，經(jīng)過動(dòng)力傳遞起到機(jī)械密封的作用。

（3）密封原理

兩個(gè)主要密封元件（動(dòng)、靜環(huán)）表面光潔，垂直于軸線，緊密貼合，通過一系列零件將徑向密封轉(zhuǎn)化為軸向密封，在彈簧和介質(zhì)壓力共同作用下，對(duì)由于設(shè)備運(yùn)行所造成的軸向磨損可以及時(shí)補(bǔ)償，使軸向密封面始終保持貼合。（對(duì)于負(fù)壓機(jī)泵，密封的作用是防止外界空氣時(shí)入機(jī)泵內(nèi)；對(duì)于高于正壓（大氣壓）的機(jī)泵，密封的作用是防止機(jī)泵內(nèi)介質(zhì)向外泄漏）。

3 原因分析

3.1機(jī)械密封常見失效的原因分析

（1）摩擦熱造成的失效

由于化工類機(jī)械本身的工作特點(diǎn)，動(dòng)環(huán)和靜環(huán)端面的相互摩擦，將不斷產(chǎn)生摩擦熱，使摩擦副內(nèi)溫度升高，給機(jī)械造成以下的影響：

1）摩擦副內(nèi)液膜蒸發(fā)、汽化造成干摩擦；

2) 摩擦副內(nèi)液膜粘度下降，情況差；

3）摩擦副介質(zhì)蒸汽壓增加，從而產(chǎn)生泄漏；

4）加速介質(zhì)的腐蝕作用；

5）輔助密封圈老化，失去彈性，甚至分解；

6）動(dòng)、靜環(huán)產(chǎn)生變形。

（2）靜環(huán)密封失效

靜環(huán)密封點(diǎn)泄漏多數(shù)是由于密封圈的缺陷造成，如密封圈尺寸誤差太大或本身有傷、老化變質(zhì)等。只要設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和材料選擇正確，密封圈做過仔細(xì)檢查，并且做到仔細(xì)安裝靜環(huán)密封是可以保證質(zhì)量的。

（3）動(dòng)環(huán)密封失效

理論上影響動(dòng)環(huán)密封效果的主要有以下幾方面：

1）介質(zhì)影響：介質(zhì)壓力越高泄漏量會(huì)越大，粘度低的介質(zhì)較粘度高的介質(zhì)更易泄漏，帶顆粒和易結(jié)垢的介質(zhì)比干凈穩(wěn)定的介質(zhì)更易泄漏；

2）軸的影響：一般來(lái)說，軸越粗則密封面越寬，即對(duì)垂直偏差越敏感，故越易泄漏；軸在運(yùn)轉(zhuǎn)中越易擺振，則越易泄漏；轉(zhuǎn)速越高越易泄漏；

3）密封結(jié)構(gòu)：最重要的是密封的浮動(dòng)性，浮動(dòng)性最好的波紋管密封效果最好，用四氟塑料密封圈效果較差；

4）密封端面在制造和安裝中以端面平直度與轉(zhuǎn)軸軸線的垂直度指標(biāo)最為重要。

（4）密封振動(dòng)偏大

化工機(jī)械密封振動(dòng)偏大，最終導(dǎo)致失去密封效果。但化工機(jī)械密封振動(dòng)偏大的原因往往不是化工機(jī)械密封本身的原因，泵的其它零部件設(shè)計(jì)安裝不合理是產(chǎn)生振動(dòng)的根源，如泵軸設(shè)計(jì)不合理、加工質(zhì)量的原因、軸承精度不夠、聯(lián)軸器的平行度差、徑向力大、出現(xiàn)氣蝕現(xiàn)象等原因都會(huì)造成機(jī)械密封振動(dòng)偏大。

（5）腐蝕引起的密封失效

1）密封面點(diǎn)蝕，甚至穿透；

2）由于碳化鎢環(huán)與不銹鋼座等焊接的問題，在使用中不銹鋼座易產(chǎn)生晶間腐蝕；

3）焊接金屬波紋管、彈簧等在應(yīng)力與介質(zhì)腐蝕的共同作用下易發(fā)生破裂。

（6）高溫效應(yīng)產(chǎn)生的密封失效

1）熱裂是高溫油泵，如油渣泵、回?zé)捰捅谩⒊p壓塔底泵等最常見的失效現(xiàn)象。在密封面處由于干摩擦、冷卻水突然中斷，雜質(zhì)進(jìn)入密封面、抽空等情況下，都會(huì)導(dǎo)致環(huán)面出現(xiàn)徑向裂紋；

2）石墨炭化是使用碳—石墨環(huán)時(shí)密封失效的主要原因之一。由于在使用中，如果石墨環(huán)一旦超過許用溫度（一般在-105～250℃）時(shí)，其表面會(huì)析出樹脂，摩擦面附近樹脂會(huì)發(fā)生炭化，當(dāng)有粘結(jié)劑時(shí)會(huì)發(fā)泡軟化，使密封面泄漏增加，密封失效；

3）輔助密封件（如氟橡膠、乙丙橡膠、全橡膠）在超過許用溫度后，將會(huì)迅速老化、龜裂、變硬失去彈性。現(xiàn)在所使用的柔性石墨耐高溫、耐腐蝕性較好，但其回彈性較差。而且易發(fā)生脆裂，安裝時(shí)容易損壞。

3.2液化石油氣泵密封失效的原因分析與應(yīng)對(duì)措施

因?yàn)橐夯蜌饩哂械头悬c(diǎn)、低粘度、高蒸汽壓等特點(diǎn)。在這種工況下應(yīng)用的機(jī)械密封，會(huì)使密封材料出現(xiàn)冷脆性，大氣中的水汽會(huì)在密封裝置的大氣側(cè)面上凍結(jié)，摩擦副端面液膜容易汽化等。尤其是當(dāng)介質(zhì)稍有泄露，泄露出的液態(tài)烴在大氣側(cè)立即汽化，帶走大量熱，機(jī)械密封環(huán)境急劇下降，使用一般的密封材料，如橡膠或聚四氯乙烯普遍變脆，導(dǎo)致密封失效，泄露量增大而造成損壞和嚴(yán)重后果。

有些化工企業(yè)采用雙端面機(jī)械密封，在介質(zhì)和大氣端設(shè)置一個(gè)隔離室，其中通以封油以緩和低溫的影響。但這種結(jié)構(gòu)復(fù)雜且需配封液系統(tǒng)，安裝維護(hù)較復(fù)雜。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，使用波紋管機(jī)械密封效果比較好，主要表現(xiàn)在用金屬波紋管和柔性石墨代替輔助密封圈，解決了密封材料發(fā)生冷脆而失去彈性及緩沖作用的問題。

（1）金屬波紋管材料選用耐低溫、塑性及韌性好的材質(zhì)；

（2）摩擦副材料在兩種特殊情況下選用：

1）對(duì)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備，介質(zhì)內(nèi)若含較多的固體顆粒，此時(shí)選用“硬對(duì)硬”結(jié)構(gòu)保證連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的壽命；

2）對(duì)間歇性的運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備，摩擦副選用碳化鎢或碳化硅對(duì)特種石墨。

（3）由于在低溫條件下，摩擦副端面的汽化對(duì)機(jī)械密封性能影響很大，除選取較合適的材料外，合理選用端面比壓（主要是波紋管的壓縮量，一般比通常使用中所給的壓縮量大15%～30%為宜），在機(jī)械密封元件近大氣側(cè)通入25℃左右的冷卻水，以改善摩擦副環(huán)境。

3.3提高機(jī)械密封效果的措施

（1）消除摩擦熱的影響

為了消除摩擦熱的影響，保證密封正常工作，延長(zhǎng)使用壽命，必須采取適應(yīng)化工機(jī)械不同介質(zhì)條件的冷卻方法，使端面間有液膜存在起到作用，這是化工機(jī)械能正常工作的基本條件。介質(zhì)內(nèi)含有懸浮顆粒及雜質(zhì)的化工機(jī)械，由于固體顆粒進(jìn)入摩擦副，使動(dòng)靜環(huán)劇烈磨損、靜環(huán)密封圈失去浮動(dòng)、彈簧失去彈性造成密封失效，因此采取凈化后的清潔液體或蒸汽對(duì)摩擦副進(jìn)行沖洗或采取過濾的辦法將介質(zhì)中的顆粒及雜質(zhì)除去，以保證化工機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（2）提高安裝精度

實(shí)踐表明,通過預(yù)防隨機(jī)干擾和改變環(huán)境來(lái)達(dá)到可靠密封,消除了隨機(jī)的密封失效,而密封件和設(shè)備的安裝差錯(cuò)就成了密封失效的主要原因。目前所用密封已足以保證泵在檢修間隔期內(nèi)的正常運(yùn)行,但是安裝誤差和對(duì)中不良造成的振動(dòng)和軸與殼體不合理的相對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)泵和密封都是有害的,因此為了減少軸的振動(dòng)和保證化工機(jī)械的壽命,必須保證安裝過程的準(zhǔn)確細(xì)致。正確的裝配公差、軸(軸套)有合適的表面粗糙度和正確的尺寸、仔細(xì)測(cè)量、認(rèn)真記錄設(shè)備安裝全過程是實(shí)現(xiàn)過程控制的有效保證。

（3）保證平穩(wěn)運(yùn)行

保證裝置設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，即很少有停車、啟動(dòng)和運(yùn)行條件改變的情況的發(fā)生。正常的操作程序?yàn)楸玫倪\(yùn)轉(zhuǎn)提供了良好運(yùn)行的環(huán)境，化工機(jī)械減少了在惡劣的動(dòng)態(tài)工況下的損壞以及突然停車造成的瞬間破壞的可能，因而密封壽命將大大增長(zhǎng)。

（4）保證連續(xù)沖洗的質(zhì)量。

沖洗包括工作介質(zhì)的自沖洗和相對(duì)潔凈的工藝液沖洗。沖洗介質(zhì)不符合設(shè)計(jì)要求是造成化工機(jī)械泄漏的重要原因之一。一方面要通過有針對(duì)性的檢查、調(diào)整，使沖洗介質(zhì)的壓力、流量、溫度都符合設(shè)計(jì)要求；另一方面通過定期清理沖洗液過濾器及合理增加沖洗管道上的止逆閥，從根本上避免了沖洗原因造成的密封損壞。

（5）設(shè)備改良與材質(zhì)選用

在運(yùn)行中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),通過技術(shù)改造使機(jī)泵等設(shè)備的機(jī)械性能得以保證。 選用符合工藝指標(biāo)要求的材質(zhì)滿足不同工作條件下的安全、有效使用。

4 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)石油化工機(jī)械密封，尤其是特殊的液化石油氣泵密封失效的危害和原因的分析和探討，可以得出結(jié)論,隨著工藝操作水平的不斷提高、安裝質(zhì)量的提高、機(jī)械設(shè)備備件材質(zhì)的改進(jìn)，機(jī)械密封會(huì)越來(lái)越能達(dá)到其設(shè)計(jì)使用要求和使用壽命，而其意外失效的情況也會(huì)相應(yīng)減少。通過對(duì)機(jī)械密封的探討與研究，為保證企業(yè)安全、長(zhǎng)周期、經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)轉(zhuǎn)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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