延长机械密封使用寿命的方法

本文主要是通过对机械密封构造原理的介绍和对机械密封失灵泄露原因的分析，归纳出了准确组装、运用机械密封以廷长其使用期限的经验和方式。

1前言

机械密封(mechanicalseal)是由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用下和辅助密封的相互配合下维持贴合并相对滑动而构成的避免流体泄露的装置。

机械密封构造（典型构造原理见图1）主要是由静止环（静环）

1、旋转环（动环）

2、弹性元件

3、弹簧座

4、紧定螺钉

5、旋转环辅助密封圈

6、静止环辅助密封圈

等部件构成，防转销7固定在压盖9上以避免静止环转动。

机械密封具有密封性能可靠、泄漏少、使用周期长、功率损耗低、应用范围广等优点，广泛应用于各种技术领域，特别是高速、低压工作条件和昂贵或有毒及腐蚀性工艺介质。与此同时，机械密封也是机器设备的薄弱点之一。

为廷长其使用期限，除去挑选适当的摩擦副材料和适合的端面比压外，准确的组装和检修也可发挥至关重要的作用。

结合常规维修实践，分析了机械密封失效泄漏的主要原因，总结了如何延长机械密封寿命。

2机械密封失灵泄露的原因分析

化工设备使用的机械密封有各种类型和类型，但主要有五个泄漏点：

①轴套与轴间的密封；

②动环与轴套间的密封；

③动、静环间密封；

④对静环与静环座间的密封；

⑤密封端盖与泵体间的密封。

2.1

工艺条件不稳定和组装不良导致机械密封泄漏

机械密封由于工艺条件不稳定、组装不良而引起的振动，以及机械设备汽化的瞬时断开，会导致机械密封静、静态环之间的液膜失效，导致机械密封在无润滑状态下干燥运行，密封环温度上升迅速，有些直接烧毁，有些在泵恢复正常工作状态时急剧冷却，形成热震和断裂。当洗涤液和洗涤条件不佳时，也可产生热震。同时,当石墨环超过工作温度时,晶体将沉淀在环表面,在摩擦副附近发生碳化,温度较高。

2.2动静环端面磨损导致机械密封泄露

无论是哪种类型的机械密封，主要特点是密封面垂直于端面的旋转轴，即轴向密封容易泄漏到容易泄漏的端面密封。因此,机械密封失效的主要形式是静态环与动态环之间的磨损失效。动、静环端面摩擦副主要是靠弹簧推力来压紧，阻止泄露。静态环压越近，越难泄漏，但它们之间的摩擦也增加了，与静态环接触镜很快就会磨损，故障泄漏。

2.3机械密封的密封圈失灵也是密封泄露主要是原因

动静环密封圈装配歪斜；与密封圈相配合的轴或轴套表面光洁度不够，或相互配合尺寸过小；密封圈与密封介质发生物理或化学反应，腐蚀变形、老化等，均可导致泄露。

2.4装配不当导致机械密封泄露

机械密封装配前机械密封装配清洗不干净、装配打击或刮伤;装配不到位;弹簧安装偏差、紧固螺钉不快;拆卸损坏等是机械密封失效的原因。

2.5机械密封设计不当造成机械密封泄漏

由于化工厂工艺介质特性的变化，机械密封设计不合适，使密封面小于压力、大或密封材料冷缩性，容易使机械密封失效，导致泄漏。

3解决措施

根据上述分析,机械密封的工作期应采取以下措施和维修方法。

3.1弹簧压缩量调整

调整弹簧的压缩量是为了调整机械密封的压力，这与密封性能和使用周期的关键参数有关。摩擦副会受到端面过压的破坏，当过压过小时很容易泄漏。弹簧的自由长度a，弹簧刚度k（发电机组压缩），所需比压p，这些是制造商给出的参数。在压缩尺寸为B后,得到了P/(A-B)=K,B+A-P/K,即弹簧组件的压缩尺寸。如果弹簧组件尺寸过大，则可在弹簧座和弹簧之间增加调整垫的厚度。

3.2动环密封圈松紧

动态环密封圈的过密性是有害的，一是增加密封圈和轴套的磨损和过早泄漏；二是增加动态环轴向调整和运动的阻力，在工况频繁变化时不能及时调整；三是使弹簧过度疲劳，易损坏；四是使动态环变形，影响密封效果。为了保证动态环的浮动性,其内径比轴径大0.51mm,用来补偿轴的振动和挠度,但间隙不太大。密封圈的松紧程度以涂上润滑剂后能以一只手用力压入为准。

3.3静环密封圈松紧

静态环形密封圈基本处于静态状态，密封效果较好，但过紧会导致：一是由于过度变形导致静态环形密封，影响密封效果；二是静态环形材料对石墨，一般脆弱，过度力易碎；三是组装、除去困难，易损坏静态环。因此，静止环的内径一般比轴径大1～2mm，密封环的紧密性可以与润滑剂一起使用后压入手中。手能较轻压入则太松，双手用力压不进则太紧。

3.4密封新旧拆换

相比之下，新型机械密封的使用效果要好于旧型机械密封，但新型机械密封的质量和材料选择尚不成熟。在聚合性和深透性介质中，静环如无过度磨损（当密封面出现裂纹、掉角、划痕、麻点、飞边及偏磨，划痕、麻点贯穿整个密封端面时称为过度磨损），还是不更换为好。因为静环在静环座中长时间处于静止状态，使聚合物和杂质沉积为一体，发挥了较好的密封作用。

3.5拆修

一旦机械密封泄漏，不急于修理，有时密封不会损坏，只有调整工作状态或适当调整密封才能消除泄漏。如调整弹簧的压缩量、消除运行机器设备的振动、清除使弹簧失弹的水垢及动、静环摩擦副上的水垢等。这样既避免浪费又解决了实际问题与此同时还可以验证自己的故障判断能力，积累检修经验提高检修质量。

3.6机械密封是一种精密零件，制造和装配的精度非常严格，如果装配不当会影响密封性能，缩短使用周期，因此必须注意以下要求：

3.6.1组装机械密封部位的轴（或轴套）径向跳动公差按表1。表面粗糙度Ra值应不大于3.2um，外径尺寸公差h6。组装机械密封的泵或其它类似的旋转式机械在工作时，转子的轴向窜动量不超过0.3mm。密封腔体与密封端盖结合的定位端面对轴（或轴套）表面的跳动公差。

3.6.2组装旋转环辅助密封圈的轴（或轴套）端部应倒角使其圆滑过渡。

3.6.3关于机械密封静态环封端盖孔末端的规定。密封端盖（或壳体）与辅助密封圈接触部位的表面粗糙度。

3.6.4应清洗密封件、轴表面和密封腔，密封面清洗液体管道应保持清洁。

3.6.5组装前，应确认产品型号及规格与机器设备要求一致。当介质温度高、过低、或有杂质颗粒时，易燃、易爆、有毒时，必须采取密封、洗涤、冷却、过滤等适当措施。

3.6.6在与辅助密封圈接触时，将油或肥皂水涂在密封组件的轴、腔和盖上。

3.6.7装配密封圈时，不得涂抹涂有润滑脂的密封圈，否则密封会膨胀导致机械密封泄漏。

3.6.8组装时应核对密封组装尺寸，一般单弹簧密封轴向组装尺寸最大允差为1.0mm，多弹簧为±0.5mm。

3.6.9  机械密封套上轴，按设计的工作高度安装到位。

3.6.10  通孔采用对角线交叉拧紧方式，用螺栓将整个密封与密封腔体（泵盖）联接螺栓拧紧。

3.6.11  密封配有辅助系统时，按标示正确连接管路。

3.6.12  安装后用手盘动旋转环，保证灵活转动，并有一定浮动性。然后进行静压试验和动压试验后，方可投入使用。

3.7 集装式机械密封的安装

对于集装式机械密封，机械密封出厂时已将机械密封压缩量调整完毕，并且进行了机械运转试验，所以在我们现场安装时不允许解体机封或者再次重新调整机封压缩量。

3.8波纹管机械密封的安装

对于波纹管机械密封在安装前使用煤油对波纹管进行检漏，确认波纹管完好无泄漏的情况下，方可进行安装。同时由于波纹管机械密封的波纹管容易破损，在安装的过程中一定要小心谨慎。

3.9严格工艺操作和工艺指标的控制

在流量调节和开停泵时，避免发生喘振、泵抽空以及冲洗流体断流等现象。过滤密封介质中的杂质，合理采用自身平衡冲洗方式或外部强制循环冲洗方式，改善冲洗冷却条件，同时加大冲洗系统的限流孔板孔径，增加冲洗液量，保证冲洗液的供给平稳和充足，使机械密封的润滑和散热状况得到改善，防止机械密封因过热出现烧毁、破裂、裂纹、析出结晶等现象，延长机械密封的使用寿命。

3.10 机械密封的选型

机械密封在选型时，我们一定要给机械密封制造厂家提供设备运行的详细工艺参数及技术要求，避免由于所选机械密封不适合现场工况而降低其使用寿命。

4  结论

综上所述，只要严格按照机械密封的技术要求进行安装、维护和使用不仅能达到良好的密封效果，而且还大大延长机械密封的使用寿命。