时间：2023-09-21 17:35:45
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇机械密封原理与设计，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
【关键词】水泵；密封；问题；对策
【中图分类号】U464.138+. 【文献标识码】A 【文章编号】1672—5158（2012）08—0129-01
机械密封是靠一对相对运动的环的端面A（一个固定，另一个与轴一起旋转）相互贴合形成的微小轴向间隙起密封作用，这种装置称为机械密封机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件组成。其中动环和静环的端面组成一对摩擦副，动环靠密封室中液体的压力使其端面压紧在静环端面上，并在两环端面上产生适当的比压和保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。压紧元件产生压力，可使中开泵在不运转状态下，也保持端面贴合，保证密封介质不外漏，并防止杂质进入密封端面。密封元件起密封动环与轴的间隙B、静环与压盖的间隙c的作用，同时对中开泵的振动、冲击起缓冲作用。机械密封在实际运行中不是一个孤立的部件，它是与中开泵的其它零部件一起组合起来运行的，同时通过其基本原理可以看出，机械密封的正常运行是有条件的，例如：泵轴的窜量不能太大，否则摩擦副端面不能形成正常要求的比压；机械密封处的中开泵轴不能有太大的挠度，否则端面比压会不均匀等等。只有满足类似这样的外部条件，再加上良好的机械密封自身性能，才能达到理想的密封效果。
2.水泵密封存在的问题
2.1 机械密封装置管系的焊接质量差严重影响给水泵的安全，当运行中管系轻微泄漏使机械密封液温度缓慢升高（由于经热交换器的机械密封液减少，或机械密封液得不到良好的冷却）；当管系严重泄漏使机械密封液温度急剧升高。这些都使机械密封动环和静环及贴和面得不到很好的冷却，使动静环过热而损坏。运行中多次发生由于机械密封管系泄漏导致给水泵跳闸，也加重了机械密封的磨损。因此对机械密封装置管系的焊接质量提出了更高的要求。
2.2 给水水质对机械密封装置的影响。由于机械密封装置对水质的要求较高，当水质恶化时，由于机械密封装置的循环管系比较细，使机械密封装置急易堵塞造成机械密封液温度升高；当给水泵在低转速运行时，当水质恶化时，由于高鲁皮夫（Golubiev）反向螺旋槽的提升压力较低，使杂质不能被水及时带走，导致杂质沉积在机械密封贴和面处，划伤机械密封动静环的贴和面，使机械密封泄漏。因此必须加强机组启停机和正常运行的水质的监督。
2.3 运行方式对机械密封装置的影响。
2.3.1 当机组处于经常性的负荷调整，使给水泵处于变工况状态或给水泵经常处于启停状态时，导致给水泵泵轴的瞬间窜动，使给水泵动静环间的贴和面间隙过小，不足以形成流动膜，而造成动静环的干摩擦，使机械密封装置损坏。
2.3.2 当给水泵处于正常备用状态时，此时该泵静止。由于泵备用时必须投入暖泵装置，这时虽然投入了机械密封装置的冷却水，但由于泵组未转动，因此机械密封装置中的水不可能流动，所以机械密封装置的石墨环（静环）处于100℃以上的高温中，而当备用泵联启立即带负荷时，100℃以上水突然流动起来经过冷却器后变成30℃以上的回水流过机械密封装置的石墨环，使石墨环骤冷而产生裂纹，导致机械密封装置泄漏。因此在泵组正常备用时可加一个小的循环泵使机械密封装置的水流动起来，避免上述现象的发生。
3.水泵密封存在问题的成因分析
3.1 泵轴的轴向窜量大
平衡盘平衡轴向力的工作原理平衡盘工作时自动改变平衡盘与平衡环之间的轴向间隙b，从而改变平衡盘前后两侧的压差，产生一个与轴向力方向相反的作用力来平衡轴向力。由于转子窜动的惯性作用和瞬态中开泵工况的波动，运转的转子不会静止在某一轴向平衡位置。平衡盘始终处在左右窜动的状态。平衡盘在正常工作中的轴向窜量只有0105～011mm，满足机械密封的允许轴向窜量015mm的要求，但平衡盘在泵启动、停机、工况剧变时的轴向窜量可能大大超过机械密封允许的轴向窜量。泵经过长时间运行后，平衡盘与平衡环摩擦磨损，间隙b随着增大，机械密封轴向窜量不断增加。由于轴向力的作用，吸入侧的密封面的压紧力增加，密封面磨损加剧，直至密封面损坏，失去密封作用。吐出侧的机械密封，随着平衡盘的磨损，转子部件的轴向窜量大于密封要求的轴向窜量，密封面的压紧力减小，达不到密封要求，最终使泵两侧的机械密封全部失去密封作用。
3.2 中开泵轴的挠度偏大
机械密封又称端面密封，是一种旋转轴向的接触式动密封，它是在流体介质和弹性元件的作用下，两个垂直于轴心线的密封端面紧密贴合、相对旋转，从而达到密封效果，因此要求两个密封之间要受力均匀。但由于泵产品设计的不合理，泵轴运转时，在机械密封安装处产生的挠度较大，使密封面之间的受力不均匀，导致密封效果不好。
3.3 没有辅助冲洗系统或辅助冲洗系统设置不合理
机械密封的辅助冲洗系统是非常重要的，它可以有效地保护密封面，起到冷却、、冲走杂物等作用。有时设计员没有合理地配置辅助冲洗系统，达不到密封效果；有时虽然设计人员设计了辅助系统，但由于冲洗液中有杂质，冲洗液的流量、压力不够，冲洗口位置设计不合理等原因，也同样达不到密封效果。
4.解决对策
4.1 消除泵轴窜量大的对策
合理地设计轴向力的平衡装置，消除轴向窜量。为了满足这一要求，对于多级离心中开泵，比较理想的设计方案有两个：一个是平衡盘加轴向止推轴承，由平衡盘平衡轴向力，由轴向止推轴承对中开泵轴进行轴向限位；另一个是平衡鼓加轴向止推轴承，由平衡鼓平衡掉大部分轴向力，剩余的轴向力由止推轴承承担，同时轴向止推轴承对中开泵轴进行轴向限位。第二种方案的关键是合理地设计平衡鼓，使之能够真正平衡掉大部分轴向力。对于其它单级中开泵、中开中开泵等产品，在设计时采取一些措施保证中开泵轴的窜量在机械密封所要求的范围之内。
4.2 消除中开泵轴挠度偏大的对策
首先，减少两端轴承之间的距离。中开泵叶轮的级数不要太多，在中开泵总扬程要求较高的情况下，尽量提高每级叶轮的扬程，减少级数；其次，增加中开泵轴的直径。在设计中开泵轴直径的时候，不要简单地仅考虑传递功率的大小，而要考虑机械密封、轴挠度、起动方法和有关惯性负荷、径向力等因素。很多设计员没有充分认识到这一点。
4.3 增加辅助冲洗系统
关键词 机械密封；石油化工；新技术
中图分类号：TB42 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）09-0115-01
1 石油化工机械密封技术的必要性与现状
多数化工产品均具有有毒或易燃易爆的高危特性，故一旦发生泄漏，不仅可能造成难以估计的经济损失与环境污染，更为严重的是也可能造成一定的人员伤亡，同时这也是所有化工行业的一大主要特点。基于此，为最大限度地避免此类事件的发生，其行业内所采用的相关机械设备具备较高的密封性能是非常有必要的。针对这样的需求，为了在复杂的工业现场作业环境中将密封性能达到尽可能更为严格的标准，一些多结构、多组合以及新型的材料在机械密封部件的开发与制造中获得了愈发规范的应用，并逐渐在石油化工行业展示出了巨大的应用前景。
2 几种机械密封新技术的介绍
在当前科学技术快速发展及与机械密封相关新材料研究的不断突破，机械密封技术也获得了空前的发展，也正是在这样的情况下，与此相关的产品泄露以及环境污染事件的发生率也有了较大程度的下降，相关设备的使用寿命也获得了显著延长。经笔者总结，目前相对较新的机械密封技术主要包括以下几种。
2.1 剖分式机械密封技术
在发明的最初，该技术主要是用在大型反应釜以及大型泵的分体式机械密封封面，其中的推环、传动环以及动环均包括有对称的两个组成部分，且动环被推环与传动环固定在一起，同是每环均采用设计有斜面的两半夹紧环实施固定；另将静环、静环座以及压紧螺母等三个部件进行一体固定，其中，在静环与静环座上也同样设计有斜面的两半夹环用以夹紧。后来，针对反应釜的剖分式机械密封，又有相关研究者开展了更为深入的研究性试验，他们采用了有限元计算方法，进而将改进的重点放在了辅助密封圈的应力应变方面，最终在不同的端面上加以设计，分别研发出了端面部分式机械密封与平行端面部分式机械密封两项密封技术。
2.2 非接触式机械密封
1）干运转气体密封。干气密封为一种由两个环组成的非接触式端面机械密封技术，其兼具了无磨损、功耗小与泄漏量小等较为全面的优点，而且在安装与维护方面均非常容易操作，系统的高可靠性也进一步确保其具有长期稳定运行的优势。该技术体系中，第一个环往往又被称为动环，在其表面设计有槽，并且可以随着转子旋转，另在槽的下方设计了一个比较光滑的区域为密封坝，此为产生密封作用的关键区域；另一个环被称为静环，其表面光滑，同时通过弹簧进行压固，只能进行轴向的移动。当轴处于静置状态，或是在机组未升压的情况下，弹簧将保持动、静环始终处于接触状态，而当几组升压过后，在气压的作用下，动、静环将发生分离，并在其间隙形成一层非常薄的气膜。一旦几组开始旋转后，动环槽将产生动压力，同时会在靠近槽根部的地方产生一个高压区域，继而，动、静环之前的距离将因此而扩大，直至压力维持到一个相对平衡的
状态。
2）逆流泵送机械密封。该技术兼具了完全不会逸出介质、对环境完全不存在污染、寿命较长、维护费用低等明显的技术优势，其在多领域已经有了非常广泛的应用。同时，该技术的基本密封原理是建立在流体动压理论基本方程-雷诺方程基础上的，主要采用了数值计算法与解析法两种分析模式。经长时间的应用实践发现，该技术尤其适用于应用到某些具有高易气化与高污染性以及高危险性的密封介质的密封需求，故其应用前景比较良好。此外需要说明的是，尽管上游泵送机械密封在端面结构上具有比较多的形式，但实则在工作原理方面是基本一致的。
2.3 流体回流式机械密封技术
此种机械密封技术的基本原理为：在考察外泄流体的流动路径的基础上，再通过一定的转变处理，继而将其再送回到机械密封腔内，以此实现机械设备零泄漏的最终效果。与此同时，该密封技术不仅具有相对更为简单的结构、很强的适用性与便于维护的特点，而且对某些特殊的工作环境与条件，比如高温、高压以及高速等，其应用价值将更为明显。
2.4 组合式机械密封技术
该技术是将多种密封技术进行整合而成的一种综合性的新型机械密封技术，通常情况下其均可通过一定的技术处理继而将各种机械密封技术的优势联合在一起，并同时规避各自缺陷。从某种意义上来说，本密封技术有望成为未来机械密封技术发展的必然趋势。就具体的组合方式来看，目前最普遍的包括了接触式结合非接触的密封形式与接触式结合接触式的密封形式。
2.5 其他先进机械密封技术
随着当前材料科学、工程科学以及计算机技术的共同发展与进步，这也在很大程度上为机械密封技术的发展带来了理论根基与发展契机，尤其是某些前沿技术与全新材料的高效应用，机械密封技术理论也势必将变得更加丰富。其中，比如更为严格意义上的零泄漏密封技术，该技术力求确保设备中所应用到的工艺流体绝对无泄漏，该项技术中又多采用干运转的密封方法，同时还应用到了诸如计量仪表、阀门、密封监控装置以及报警装置等辅助设备。此外，又比如集装箱式密封技术，该技术因其发明起源于运输集装箱故得此名，在安装之前，一般将静止部件与可旋转部件实施整体性安装，经完成试压及其相关检查满意后再将其套装进集装箱的内轴，同时对其实施必要加紧固定，基于此，该密封技术是可以实施平面运作的。
3 结束语
在石油化工行业内，其绝大部分装置与设备均需要进行机械密封处理，并以此来防止工艺流体出现漏、跑、滴、冒等情况，继而达到节约工业程度、降低环境污染以及提升运作效率的目的，这也是当代石油化工企业实现可持续发展的根本需求。基于此，高效机械密封技术的研发与运用不仅可帮助石油化工企业获得更为理想的工程效益，同时也可帮助其树立起更为良好的环保与节能企业形象，进而促进我国石油化工企业的稳定与快速发展。
参考文献
[1]张文平.机械密封的应用探讨[J].科技情报开发与经济，2010（2）：220-221.
[2]李磊.机械密封技术在化工行业中的应用[J].科技风，2011（13）：109-110.
关键词：机械密封；故障处理；原因分析
机械密封在旋转设备上的应用非常广泛，机械密封的密封效果将直接影响整机的运行，严重的还将出现重大安全事故。
从机械密封的内外部条件的角度分析了影响密封效果的几种因素和应采取的合理措施。
1 机械密封的原理及要求
机械密封又叫端面密封，它是一种旋转机械的轴封装置，指由至少一对垂直于旋转轴线的的端面在液体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。它的主要功用将易泄漏的轴向密封改变为较难泄漏的端面密封。它广泛应用于泵、釜、压缩机及其他类似设备的旋转轴的密封。
机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件组成。其中动环随泵轴一起旋转，动环和静环紧密贴合组成密封面，以防止介质泄漏。动环靠密封室中液体的压力使其端面压紧在静环端面上，并在两环端面上产生适当的比压和保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。压紧元件产生压力，可使泵在不运转状态下，也保持端面贴合，保证密封介质不外漏，并防止杂质进入密封端面。密封元件起密封动环与轴的间隙、静环与压盖的间隙的作用，同时弹性元件对泵的振动、冲击起缓冲作用。机械密封在实际运行中是与泵的其它零部件一起组合起来运行的，机械密封的正常运行与它的自身性能、外部条件都有很大的关系。但是我们要首先保证自身的零件性能、辅助密封装置和安装的技术要求，使机械密封发挥它应有的作用。
2 机械密封的故障表现及原因
2.1 机械密封的零件的故障旋转设备在运行当中，密封端面经常会出现磨损、热裂、变形、破损等情况，弹簧用久了也会松弛、断裂和腐蚀。辅助密封圈也会出现裂口、扭曲和变形、破裂等情况。
2.2 机械密封振动、发热故障原因
设备旋转过程中，会使动静环贴合端面粗糙，动静环与密封腔的间隙太小，由于振摆引起碰撞从而引起振动。有时由于密封端面耐腐蚀和耐温性能不良，或是冷却不足或端面在安装时夹有颗粒杂质，也会引起机械密封的振动和发热。
2.3 机械密封介质泄漏的故障原因
（1）静压试验时泄漏。机械密封在安装时由于不细心，往往会使密封端面被碰伤、变形、损坏，清理不净、夹有颗粒状杂质，或是由于定位螺钉松动、压盖没有压紧，机器、设备精度不够，使密封面没有完全贴合，都会造成介质泄漏。如果是轴套漏，则是轴套密封圈装配时未被压紧或压缩量不够或损坏。（2）周期性或阵发性泄漏。机械密封的转子组件周期性振动、轴向窜动量太大，都会造成泄漏。机械密封的密封面要有一定的比压，这样才能起到密封作用，这就要求机械密封的弹簧要有一定的压缩量，给密封端面一个推力，旋转起来使密封面产生密封所要求的比压。为了保证这一个比压，机械密封要求泵轴不能有太大的窜量，一般要保证在0.25mm以内。但在实际设计当中，由于设计的不合理，往往泵轴产生很大的窜量，对机械密封的使用是非常不利的。（3）机械密封的经常性泄漏。机械密封经常性泄漏的原因有很多方面。第一方面，由于密封端面缺陷引起的经常性泄漏。第二方面，是辅助密封圈引起的经常性泄漏。第三方面，是弹簧缺陷引起的泄漏。其他方面，还包括转子振动引起的泄漏，传动、紧定和止推零件质量不好或松动引起泄漏，机械密封辅助机构引起的泄漏，由于介质的问题引起的经常性泄漏等。（4）机械密封振动偏大。机械密封振动偏大，最终导致失去密封效果。但机械密封振动偏大的原因往往不仅仅是机械密封本身的原因，泵的其它零部件也是产生振动的根源，如泵轴设计不合理、加工的原因、轴承精度不够、联轴器的平行度差、径向力大等原因。
3 处理故障采取的措施
如果机械密封的零件出现故障，就需要更换零件或是提高零件的机械加工精度，提高机械密封本身的加工精度和泵体其他部件的加工精度对机械密封的效果非常有利。为了提高密封效果，对动静环的摩擦面的光洁度和不平度要求较高。动静环的摩擦面的宽度不大，一般在2～7毫米之间。
3.1 机械密封振动、发热的处理
如果是动静环与密封腔的间隙太小，就要增大密封腔内径或减小转动外径，至少保证0.75mm的间隙。如果是摩擦副配对不当，就要更改动静环材料，使其耐温，耐腐蚀。这样就会减少机械密封的振动和发热。
3.2机械密封泄漏的处理
机械密封的泄漏是由于多种原因引起，我们要具体问题具体处理。为了最大限度的减少泄漏量，安装机械密封时一定要严格按照技术要求进行装配，同时还要注意以下事项。
（1）装配要干净光洁。机械密封的零部件、工器具、油、揩拭材料要十分干净。动静环的密封端面要用柔软的纱布揩拭。（2）修整倒角倒圆。轴、密封端盖等倒角要修整光滑，轴和端盖的有关圆角要砂光擦亮。（3）装配辅助密封圈时，橡胶辅助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗涤，以免胀大变形，过早老化。动静环组装完后，用手按动补偿环，检查是否到位，是否灵活;弹性开口环是否定位可靠。动环安装后，必须保证它在轴上轴向移动灵活。
关键词：机械密封；故障处理；原因分析
机械密封在旋转设备上的应用非常广泛，机械密封的密封效果将直接影响整机的运行，严重的还将出现重大安全事故。
从机械密封的内外部条件的角度分析了影响密封效果的几种因素和应采取的合理措施。
一、机械密封的原理及要求
机械密封又叫端面密封，它是一种旋转机械的轴封装置，指由至少一对垂直于旋转轴线的的端面在液体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。它的主要功用将易泄漏的轴向密封改变为较难泄漏的端面密封。它广泛应用于泵、釜、压缩机及其他类似设备的旋转轴的密封。
机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件组成。其中动环随泵轴一起旋转，动环和静环紧密贴合组成密封面，以防止介质泄漏。动环靠密封室中液体的压力使其端面压紧在静环端面上，并在两环端面上产生适当的比压和保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。压紧元件产生压力，可使泵在不运转状态下，也保持端面贴合，保证密封介质不外漏，并防止杂质进入密封端面。密封元件起密封动环与轴的间隙、静环与压盖的间隙的作用，同时弹性元件对泵的振动、冲击起缓冲作用。机械密封在实际运行中是与泵的其它零部件一起组合起来运行的，机械密封的正常运行与它的自身性能、外部条件都有很大的关系。但是我们要首先保证自身的零件性能、辅助密封装置和安装的技术要求，使机械密封发挥它应有的作用。
二、机械密封的故障表现及原因
2.1机械密封的零件的故障旋转设备在运行当中，密封端面经常会出现磨损、热裂、变形、破损等情况，弹簧用久了也会松弛、断裂和腐蚀。辅助密封圈也会出现裂口、扭曲和变形、破裂等情况。
2.2机械密封振动、发热故障原因
设备旋转过程中，会使动静环贴合端面粗糙，动静环与密封腔的间隙太小，由于振摆引起碰撞从而引起振动。有时由于密封端面耐腐蚀和耐温性能不良，或是冷却不足或端面在安装时夹有颗粒杂质，也会引起机械密封的振动和发热。
2.3机械密封介质泄漏的故障原因
（1）静压试验时泄漏。机械密封在安装时由于不细心，往往会使密封端面被碰伤、变形、损坏，清理不净、夹有颗粒状杂质，或是由于定位螺钉松动、压盖没有压紧，机器、设备精度不够，使密封面没有完全贴合，都会造成介质泄漏。如果是轴套漏，则是轴套密封圈装配时未被压紧或压缩量不够或损坏。（2）周期性或阵发性泄漏。机械密封的转子组件周期性振动、轴向窜动量太大，都会造成泄漏。机械密封的密封面要有一定的比压，这样才能起到密封作用，这就要求机械密封的弹簧要有一定的压缩量，给密封端面一个推力，旋转起来使密封面产生密封所要求的比压。为了保证这一个比压，机械密封要求泵轴不能有太大的窜量，一般要保证在0.25mm以内。但在实际设计当中，由于设计的不合理，往往泵轴产生很大的窜量，对机械密封的使用是非常不利的。（3）机械密封的经常性泄漏。机械密封经常性泄漏的原因有很多方面。第一方面，由于密封端面缺陷引起的经常性泄漏。第二方面，是辅助密封圈引起的经常性泄漏。第三方面，是弹簧缺陷引起的泄漏。其他方面，还包括转子振动引起的泄漏，传动、紧定和止推零件质量不好或松动引起泄漏，机械密封辅助机构引起的泄漏，由于介质的问题引起的经常性泄漏等。（4）机械密封振动偏大。机械密封振动偏大，最终导致失去密封效果。但机械密封振动偏大的原因往往不仅仅是机械密封本身的原因，泵的其它零部件也是产生振动的根源，如泵轴设计不合理、加工的原因、轴承精度不够、联轴器的平行度差、径向力大等原因。
三、处理故障采取的措施
如果机械密封的零件出现故障，就需要更换零件或是提高零件的机械加工精度，提高机械密封本身的加工精度和泵体其他部件的加工精度对机械密封的效果非常有利。为了提高密封效果，对动静环的摩擦面的光洁度和不平度要求较高。动静环的摩擦面的宽度不大，一般在2～7毫米之间。
3.1机械密封振动、发热的处理
如果是动静环与密封腔的间隙太小，就要增大密封腔内径或减小转动外径，至少保证0.75mm的间隙。如果是摩擦副配对不当，就要更改动静环材料，使其耐温，耐腐蚀。这样就会减少机械密封的振动和发热。
3.2机械密封泄漏的处理
机械密封的泄漏是由于多种原因引起，我们要具体问题具体处理。为了最大限度的减少泄漏量，安装机械密封时一定要严格按照技术要求进行装配，同时还要注意以下事项。
（1）装配要干净光洁。机械密封的零部件、工器具、油、揩拭材料要十分干净。动静环的密封端面要用柔软的纱布揩拭。（2）修整倒角倒圆。轴、密封端盖等倒角要修整光滑，轴和端盖的有关圆角要砂光擦亮。（3）装配辅助密封圈时，橡胶辅助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗涤，以免胀大变形，过早老化。动静环组装完后，用手按动补偿环，检查是否到位，是否灵活;弹性开口环是否定位可靠。动环安装后，必须保证它在轴上轴向移动灵活。
3.3泵轴窜量大的处理
合理地设计轴向力的平衡装置，消除轴向窜量。为了满足这一要求，对于多级离心泵，设计方案是:平衡盘加轴向止推轴承，由平衡盘平衡轴向力，由轴向止推轴承对泵轴进行轴向限位。
3.4增加辅助冲洗系统
密封腔中密封介质含有颗粒、杂质，必须进行冲洗，否则会因结晶的析出，颗粒、杂质的沉积，使机械密封的弹簧失灵，如果颗粒进入摩擦副，会导致机械密封的迅速破坏。因此机械密封的辅助冲洗系统是非常重要的，它可以有效地保护密封面，起到冷却、、冲走杂物等作用。
3.5泵振动的处理措施
关键词：机械密封；故障处理；原因分析 }
机械密封在旋转设备上的应用非常广泛，机械密封的密封效果将直接影响整机的运行，严重的还将出现重大安全事故。
从机械密封的内外部条件的角度分析了影响密封效果的几种因素和应采取的合理措施。
1 机械密封的原理及要求
机械密封又叫端面密封，它是一种旋转机械的轴封装置，指由至少一对垂直于旋转轴线的的端面在液体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。它的主要功用将易泄漏的轴向密封改变为较难泄漏的端面密封。它广泛应用于泵、釜、压缩机及其他类似设备的旋转轴的密封。
机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件组成。其中动环随泵轴一起旋转，动环和静环紧密贴合组成密封面，以防止介质泄漏。动环靠密封室中液体的压力使其端面压紧在静环端面上，并在两环端面上产生适当的比压和保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。压紧元件产生压力，可使泵在不运转状态下，也保持端面贴合，保证密封介质不外漏，并防止杂质进入密封端面。密封元件起密封动环与轴的间隙、静环与压盖的间隙的作用，同时弹性元件对泵的振动、冲击起缓冲作用。机械密封在实际运行中是与泵的其它零部件一起组合起来运行的，机械密封的正常运行与它的自身性能、外部条件都有很大的关系。但是我们要首先保证自身的零件性能、辅助密封装置和安装的技术要求，使机械密封发挥它应有的作用。
2 机械密封的故障表现及原因
2.1 机械密封的零件的故障旋转设备在运行当中，密封端面经常会出现磨损、热裂、变形、破损等情况，弹簧用久了也会松弛、断裂和腐蚀。辅助密封圈也会出现裂口、扭曲和变形、破裂等情况。
2.2 机械密封振动、发热故障原因
设备旋转过程中，会使动静环贴合端面粗糙，动静环与密封腔的间隙太小，由于振摆引起碰撞从而引起振动。有时由于密封端面耐腐蚀和耐温性能不良，或是冷却不足或端面在安装时夹有颗粒杂质，也会引起机械密封的振动和发热。
2.3 机械密封介质泄漏的故障原因
（1）静压试验时泄漏。机械密封在安装时由于不细心，往往会使密封端面被碰伤、变形、损坏，清理不净、夹有颗粒状杂质，或是由于定位螺钉松动、压盖没有压紧，机器、设备精度不够，使密封面没有完全贴合，都会造成介质泄漏。如果是轴套漏，则是轴套密封圈装配时未被压紧或压缩量不够或损坏。（2）周期性或阵发性泄漏。机械密封的转子组件周期性振动、轴向窜动量太大，都会造成泄漏。机械密封的密封面要有一定的比压，这样才能起到密封作用，这就要求机械密封的弹簧要有一定的压缩量，给密封端面一个推力，旋转起来使密封面产生密封所要求的比压。为了保证这一个比压，机械密封要求泵轴不能有太大的窜量，一般要保证在0.25mm以内。但在实际设计当中，由于设计的不合理，往往泵轴产生很大的窜量，对机械密封的使用是非常不利的。（3）机械密封的经常性泄漏。机械密封经常性泄漏的原因有很多方面。第一方面，由于密封端面缺陷引起的经常性泄漏。第二方面，是辅助密封圈引起的经常性泄漏。第三方面，是弹簧缺陷引起的泄漏。其他方面，还包括转子振动引起的泄漏，传动、紧定和止推零件质量不好或松动引起泄漏，机械密封辅助机构引起的泄漏，由于介质的问题引起的经常性泄漏等。（4）机械密封振动偏大。机械密封振动偏大，最终导致失去密封效果。但机械密封振动偏大的原因往往不仅仅是机械密封本身的原因，泵的其它零部件也是产生振动的根源，如泵轴设计不合理、加工的原因、轴承精度不够、联轴器的平行度差、径向力大等原因。
3 处理故障采取的措施
如果机械密封的零件出现故障，就需要更换零件或是提高零件的机械加工精度，提高机械密封本身的加工精度和泵体其他部件的加工精度对机械密封的效果非常有利。为了提高密封效果，对动静环的摩擦面的光洁度和不平度要求较高。动静环的摩擦面的宽度不大，一般在2～7毫米之间。
3.1 机械密封振动、发热的处理
如果是动静环与密封腔的间隙太小，就要增大密封腔内径或减小转动外径，至少保证0.75mm的间隙。如果是摩擦副配对不当，就要更改动静环材料，使其耐温，耐腐蚀。这样就会减少机械密封的振动和发热。
3.2机械密封泄漏的处理
机械密封的泄漏是由于多种原因引起，我们要具体问题具体处理。为了最大限度的减少泄漏量，安装机械密封时一定要严格按照技术要求进行装配，同时还要注意以下事项。
（1）装配要干净光洁。机械密封的零部件、工器具、油、揩拭材料要十分干净。动静环的密封端面要用柔软的纱布揩拭。（2）修整倒角倒圆。轴、密封端盖等倒角要修整光滑，轴和端盖的有关圆角要砂光擦亮。（3）装配辅助密封圈时，橡胶辅助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗涤，以免胀大变形，过早老化。动静环组装完后，用手按动补偿环，检查是否到位，是否灵活;弹性开口环是否定位可靠。动环安装后，必须保证它在轴上轴向移动灵活。
3.3 泵轴窜量大的处理
nbsp; 合理地设计轴向力的平衡装置，消除轴向窜量。为了满足这一要求，对于多级离心泵，设计方案是:平衡盘加轴向止推轴承，由平衡盘平衡轴向力，由轴向止推轴承对泵轴进行轴向限位。
3.4 增加辅助冲洗系统
密封腔中密封介质含有颗粒、杂质，必须进行冲洗，否则会因结晶的析出，颗粒、杂质的沉积，使机械密封的弹簧失灵，如果颗粒进入摩擦副，会导致机械密封的迅速破坏。因此机械密封的辅助冲洗系统是非常重要的，它可以有效地保护密封面，起到冷却、、冲走杂物等作用。
3.5 泵振动的处理措施
关键词：机械密封；故障处理；维护；保养
机械密封在旋转设备上的应用非常广泛，机械密封的密封效果将直接影响整机的运行，严重的还将出现重大安全事故。
从机械密封的内外部条件的角度分析了影响密封效果的几种因素和应采取的合理措施。
1机械密封的原理及要求
机械密封又叫端面密封，它是一种旋转机械的轴封装置，指由至少一对垂直于旋转轴线的的端面在液体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。它的主要功用将易泄漏的轴向密封改变为较难泄漏的端面密封。它广泛应用于泵、釜、压缩机及其他类似设备的旋转轴的密封。
2 机械密封的故障表现及原因
2.1 机械密封的零件的故障旋转设备在运行当中，密封端面经常会出现磨损、热裂、变形、破损等情况，弹簧用久了也会松弛、断裂和腐蚀。辅助密封圈也会出现裂口、扭曲和变形、破裂等情况。
2.2 机械密封振动、发热故障原因
设备旋转过程中，会使动静环贴合端面粗糙，动静环与密封腔的间隙太小，由于振摆引起碰撞从而引起振动。有时由于密封端面耐腐蚀和耐温性能不良，或是冷却不足或端面在安装时夹有颗粒杂质，也会引起机械密封的振动和发热。
2.3 机械密封介质泄漏的故障原因
（1）静压试验时泄漏。机械密封在安装时由于不细心，往往会使密封端面被碰伤、变形、损坏，清理不净、夹有颗粒状杂质，或是由于定位螺钉松动、压盖没有压紧，机器、设备精度不够，使密封面没有完全贴合，都会造成介质泄漏。如果是轴套漏，则是轴套密封圈装配时未被压紧或压缩量不够或损坏。
（2）周期性或阵发性泄漏。机械密封的转子组件周期性振动、轴向窜动量太大，都会造成泄漏。机械密封的密封面要有一定的比压，这样才能起到密封作用，这就要求机械密封的弹簧要有一定的压缩量，给密封端面一个推力，旋转起来使密封面产生密封所要求的比压。为了保证这一个比压，机械密封要求泵轴不能有太大的窜量，一般要保证在0.25mm以内。但在实际设计当中，由于设计的不合理，往往泵轴产生很大的窜量，对机械密封的使用是非常不利的。
（3）机械密封的经常性泄漏。机械密封经常性泄漏的原因有很多方面。第一方面，由于密封端面缺陷引起的经常性泄漏。第二方面，是辅助密封圈引起的经常性泄漏。第三方面，是弹簧缺陷引起的泄漏。其他方面，还包括转子振动引起的泄漏，传动、紧定和止推零件质量不好或松动引起泄漏，机械密封辅助机构引起的泄漏，由于介质的问题引起的经常性泄漏等。
（4）机械密封振动偏大。机械密封振动偏大，最终导致失去密封效果。但机械密封振动偏大的原因往往不仅仅是机械密封本身的原因，泵的其它零部件也是产生振动的根源，如泵轴设计不合理、加工的原因、轴承精度不够、联轴器的平行度差、径向力大等原因。
3? 处理故障采取的措施
如果机械密封的零件出现故障，就需要更换零件或是提高零件的机械加工精度，提高机械密封本身的加工精度和泵体其他部件的加工精度对机械密封的效果非常有利。为了提高密封效果，对动静环的摩擦面的光洁度和不平度要求较高。动静环的摩擦面的宽度不大，一般在2～7毫米之间。
3.1 机械密封振动、发热的处理
如果是动静环与密封腔的间隙太小，就要增大密封腔内径或减小转动外径，至少保证0.75mm的间隙。如果是摩擦副配对不当，就要更改动静环材料，使其耐温，耐腐蚀。这样就会减少机械密封的振动和发热。
3.2机械密封泄漏的处理
机械密封的泄漏是由于多种原因引起，我们要具体问题具体处理。为了最大限度的减少泄漏量，安装机械密封时一定要严格按照技术要求进行装配，同时还要注意以下事项。
（1）装配要干净光洁。机械密封的零部件、工器具、油、揩拭材料要十分干净。动静环的密封端面要用柔软的纱布揩拭。（2）修整倒角倒圆。轴、密封端盖等倒角要修整光滑，轴和端盖的有关圆角要砂光擦亮。（3）装配辅助密封圈时，橡胶辅助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗涤，以免胀大变形，过早老化。动静环组装完后，用手按动补偿环，检查是否到位，是否灵活;弹性开口环是否定位可靠。动环安装后，必须保证它在轴上轴向移动灵活。
3.3 泵轴窜量大的处理
合理地设计轴向力的平衡装置，消除轴向窜量。为了满足这一要求，对于多级离心泵，设计方案是:平衡盘加轴向止推轴承，由平衡盘平衡轴向力，由轴向止推轴承对泵轴进行轴向限位。
3.4 增加辅助冲洗系统
密封腔中密封介质含有颗粒、杂质，必须进行冲洗，否则会因结晶的析出，颗粒、杂质的沉积，使机械密封的弹簧失灵，如果颗粒进入摩擦副，会导致机械密封的迅速破坏。因此机械密封的辅助冲洗系统是非常重要的，它可以有效地保护密封面，起到冷却、、冲走杂物等作用。
3.5 泵振动的处理措施
在泵产品的制造装配过程中，严格按标准和操作规程去执行， 消除振动源。泵、电机、底座、现场管路等辅助设备在现场安装时，要严格把关，消除振动源。
以上简单研究了机械密封在旋转设备上的应用和出现的故障后，以后再遇到机械密封的故障问题，首先要考虑机械密封本身的影响因素，然后还要考虑机械密封外部的一些影响因素。比如:在分析机械密封的质量事故的原因时，要考虑到泵的其它零部件对机械密封运行的影响，采取措施不断提高机械密封的效果。
4、施工机械设备的维护与保养
在施工单位中，对于机械设备的管理应用已经越来越得到一定的重视。在其施工过程当中，施工机械设备的维护与保养在一定程度上可以制约施工单位的工程效益，因此，必须在管理中研究分析和解决所存在的各种问题因素，可以确保对机械设备的维护与保养管理，在提高施工单位的机械设备技术水平与管理方法，有利于增强施工单位在市场竞争力中发挥出主要作用。
4.1 在施工机械设备的管理当中，由于对机械的保养制度没有落实到位，所以就导致了机械设备的完好率有所降低。一般施工企业在机械设备管理的使用方面通常都会注重使用却忽略了保养的作用，在实行了定人、定机的制度同时，忽略了设备保养制度的制约性，并没有明确地落实
到位。然而一般操作人员只会注重机械的使用，如果在出现问题的时候却没有进行及时的处理。另一方面，如果当机械设备在出现故障时需要进行维修，因维修人员没有足够的责任心，出于应付的心里，而不是在基础上解决问题，同样会造成机械设备故障的发展和扩大。再者，在机械设备出现故障时，负责操作维修的工作人员之间会存在相互推卸责任的情况，并没有从根本上意识到重要的性质。因此，在施工中不仅会影响到施工的进度与质量问题，同时也会增加了相应的费用，从而导致机械设备安全性的降低，也减少了使用的期限。
4.2 在施工过程中，由于没有足够的机械设备管理措施，因此也就影响了正常的施工。在施工当中，一般工程项目面比较广，并且人员的调动与机械设备也比较复杂，作为管理部门也存在没有目的性的精简管理人员与机械设备，或者是合并相关的部门，从而也就会导致在具体操作与管理层之间出现脱节的现象，致使在施工机械设备方面的减弱。另一方面，在施工单位中并没有形成严格完整的管理制度，没有健立健全的施工机械设备的技术档案和技术资料，从而造成施工机械设备在管理上的混乱，也影响了正常的工程施工。
4.3 在施工单位中没有注重机械设备所需的正常更新工作，从而出现施工效率降低等情况。当前，在一部分施工单位中所存在的机械设备的老化，存在的故障问题都没有得到有效的重视，对机械设备更新的比较缓慢。负责机械的管理人员只看重眼前的经济利益，没有想到长远的发展，更有甚者会违反国家的相关规定而继续使用，同时也就导致了施工机械设备出现故障的机率有所增加，这样不仅在安全方面给施工人员造成一定的威胁，并且在施工效率方面也会有所降低，增加了整体的施工成本，减少了工程效益，而影响到整个施工单位的发展。
5 施工机械设备的维护和保养工作
5.1 在施工机械设备的维修工作主要的作用就是可以延长机械设备的使用年限，也作为关键环节，应用科学合理的维修方法有效地延长机械设备使用时间。在延长机械零件使用期限的方法可以采用低成本的快速修理法，通过应用这种方法除了在设计机械时所应用的维修性的设计以外，还主要可以通过两种方式进行：①通过刷镀以及胶粘进行修复。在施工现场可以采用刷镀与胶粘的修复方法，它可以低成本并且快速的对失效零件进行有效的修复。②通过零件换位的方法进行修复。在施工机械设备中有很多的零件，比如在挖掘机、推土机和柴油朵缸套等零件，这些零件在工作运行过程中一般会承受单向的负荷作用。因此就会受到不够均衡性的磨损，但是通过适宜地更换受到磨损负荷的位置零件，从而促使它们可以受到均衡的磨损，也可以延长使用的期限。
5.2 在施工机械设备中如果可以定期的对机械进行保养工作，对于延长机械设备的使用期限是非常必要的。在部分施工单位中加强对机械设备的保养工作是有明确规定的。然而，由于很多施工单位有明确规定对机械设备进行定期的保养，但是到施工期间如果工期比较紧张，任务比较重的时间，一般就会忽略了机械保养的规定，只要机械设备没有出现故障并且可以正常的运行就可以，没有必要对其进行保养工作。对机械设备进行保养主要是可以消除机械所存在的安全隐患，如果不及时进行保养，机械设备会出现故障问题，更有甚者会发生安全事故问题，所以，这样不但会增加相应的维修费用，并且还会延误工程进度。
6结论
总之，对于施工机械设备的维护与保养作为施工的系统工程，必须要充分全面的认识到施工机械设备因素方面的重要作用。所以，在工程施工中需要切实地提高加强机械设备的维护和保养工作，以科学合理指导方针，做到互相协调，积极的探索研究，运用先进的管理模式等。因此，在工程施工当中，需要加强提高机械设备的管理应用，准确及时的进行保养、维护，并且可以有效的减少机械设备所出现的故障，一直处于良好的管理状态中，发挥出一定的效能作用。
参考文献：
[1] 机床电气维修技术问答.芮靖康.北京：中国水利水电出版社，1999.
关键词:水泵;机械密封
中图分类号： U464.138+.1文献标识码： A
前言
机械密封亦称端面密封, 其特有的显著优点是功耗低、泄漏量小、维护少等。机械密封有一对垂直于旋转轴线的端面, 在流体压力及补偿机械外弹力的作用下, 依赖辅助密封的配合与另一端保持贴合, 并相对滑动,从而防止流体泄漏（机械密封有多道O环密封且动、静密封面较精密），在各类化工和水系使用的泵类产品中的应用非常广泛。下面本文针对水泵的机械密封泄漏成因及处理对策进行分析。
一、水泵机械密封处泄漏水的成因与处理办法
机械密封故障在运行中表现为振动、发热、磨损，最终以介质泄漏的形式出现。水泵机械密封处泄漏水的成因的很多，比较常见的有：
1、真空状态运行造成的机械密封泄漏：水泵在起动或停机过程中，常常出现泵进口堵塞和抽送介质中含有气体等 ，就可能使密封腔出现负压，引起密封端面干摩擦, 内装式机械密封会由此产生漏水现象, 真空密封与正压密封的不同点在于密封对象的方向性差异, 而且机械密封也有其某一方向的适应性。
处理办法: 采用双端面机械密封，改善条件, 提高密封性能。
2、压力波和高压造成的机械密封渗漏：弹簧比压力及总比压设计过大和密封腔内压力超过3MPa时,会使密封端面比压过大, 液膜难以形成, 密封端面磨损严重,发热量增多, 易造成密封面热变形而出现才漏水。
处理办法: 在装配机械密封时, 弹簧压缩量一定要按规定进行, 不允许有过大或过小的现象，可采用材料为硬质合金、陶瓷等耐压强度高的弹簧,加强冷却的措施, 并选用如键、销等可靠的传动方式。
3、造成机械密封周期性渗漏的原因与处理办法：
1）机械密封安装过紧或过松，泵转子轴向窜动量大, 辅助密封与轴的过盈量大, 动环不能在轴上灵活移动，动、静环在泵的翻转中磨损后, 得不到补偿位移而产生渗漏。
2）水质差，含有小颗粒及介质中盐酸盐含量高，形成磨料磨损机封的平面或拉伤表面产生沟槽、环沟等现象而产生渗漏。
3）安装泵盖时，可能没有装平，造成轴与泵盖不垂直造成动静平面不能吻合，开机时间不长，造成单边磨损而产生渗漏。
4）水泵机械密封也有可能在安装动、静环时，将橡胶件损坏，或动、静环表面碰伤，或橡胶件表面疏松、毛糙，老化失去弹性、变形、破损密封环失效而产生渗漏。
5）静环与内孔之间存在间隙，或者内孔粗糙，静环跟转，橡胶磨损，表现为从轴向喷水。
处理办法：在重新装配机械密封时, 控制好轴的轴向窜动量（小于0.1mm ）, 辅助密封与轴的过盈量适中，调整安装高度，叶轮安装后，用螺丝刀拔动弹簧，弹簧有较强的张力，松开后即复位，有2－4mm的移动距离即可，更换失效弹簧，改进水压或介质，排尽管道及泵腔内空气，更换新的密封环，更换泵盖或用生料带缠绕静环外圈，或加密封胶作应急处理,无法修复时更换机械密封。
3、密封缺陷引起的机械密封经常性泄漏与处理办法
1）密封端面宽度太小、磨损、热裂、变形、破损（尤其是非金属密封端面），补偿能力消失，密封效果差。
2）镶装或粘接动、静环的接合缝泄漏（镶装工艺差，存在残余变形；材料不均匀；粘接剂不均、变形）。
3）动、静环损伤或出现裂纹，动、静环密封端面变形（端面所受弹簧作用力太大，摩擦增大产生热变形或偏磨，安装时用力不均引起变形）。
4）由于弹簧缺陷引起的泄漏：a、弹簧端面偏斜。b、弹簧压缩量（机械密封压缩量）太小或太大，引起石墨动环龟裂。c、弹簧松弛、断裂和腐蚀。d、多弹簧型机械密封，各弹簧之间的自由高度差太大。e、弹簧压缩量有过大或过小的现象（误差超出±2mm） , 压缩量过大增加端面比压, 摩擦热量过多, 造成密封面热变形和加速端面磨损, 压缩量过小动静环端面比压不足, 则不能密封。。
5）由于加工工艺不当等原因，密封零件有残余变形，或密封零件结构不合理，强度不够，受力后变形。
6）动、静环密封端面与轴中心线垂直度偏差过大，动、静环密封端面相对平行度偏差过大，转子组件轴向窜动量太大。
7）转子组件周期性振动，密封腔内压力经常大幅度变化，油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面。
8）辅助密封圈的故障：补偿密封环的浮动性能太差（密封圈太硬或久用硬化或压缩量太小，补偿密封环的间隙过小），装配性的故障有碰伤、掉块、裂口、卷边和扭曲；非装配性的故障有变形、硬化、破裂和变质。
处理办法：将油室腔内油面高度加到高于动、静环密封面，增大密封端面宽度，增大冷却液管道管径或提高液压，并相应增大弹簧作用力，对补偿密封环间隙过小的，增大补偿密封环的间隙，调整密封端面，调整推力轴承，使轴的窜动量不大于0.25mm，更换有缺陷的或已损坏的密封环。
4、因其他问题引起的机械密封泄漏及处理方法
1）冷却不足或端面在安装时夹有颗粒杂质，密封端面粗糙、耐磨、耐腐蚀和耐温性能不良，抗老化性能太差，摩擦副配对不当、以致过早发生变形、硬化、破裂、溶解等。
2）机械加工精度不够, 联轴器的平行度差、径向力大，例如：泵轴、轴套、泵体、密封腔体的加大精度不够等，动静环与密封腔的间隙太小，由于振摆引起碰撞，泵轴的轴向窜量大。
3）动环密封圈的轴(或轴套) 端面及静环密封圈的密封压盖(或密封腔) 的端面有毛刺和不光滑的倒角，安装时密封圈发生碰坏、掉块、裂口、卷边或扭曲变形，压缩量不对。
4）机械密封的辅助冲洗系统可以有效地保护密封面,起到冷却、、冲走杂物等作用，没有辅助冲洗系统或辅助冲洗系统设置不合理，冲洗液中有杂质,冲洗液的流量、压力不够,冲洗口位置设计不合理等原因,也同样达不到密封效果。
5）介质里含有悬浮性微粒或结晶，因长时间积聚，堵塞在动环与轴之间，弹簧之间，弹簧与弹簧座之间等，使补偿密封环不能浮动，失去补偿缓冲作用，介质里的悬浮微粒或结晶堵在密封端面间，使密封端面贴合不好并迅速磨损引起经常性泄漏。
处理方法：更改动静环材料，使其耐温，耐腐蚀。调整动静环与密封腔的间隙，减小泵轴的轴向窜量。安装动、静环密封圈的轴(或轴套) 端面及密封压盖(或密封腔) 的端面时，倒角处理并铲除毛刺。改善 介质质量，定期检查保养弹簧。
3、结束语
随着时代的发展，原材料与能源日趋紧张，依托降耗增效来控制生产成本已经成立各个企业必然选择之路，机械密封由于其固有 “功耗低、泄漏量小、维护少”的显著优点，为各类企业所青眼，已经被广泛应用工农业生产的各类设备上，发展前景将更为广阔，充分了解并掌握机械密封的工作原理、应用与保养和维护维修技术，更有助于保障企业的生产运行。
参考文献
[1] 《如何提高泵用机械密封的性能及寿命》石油化工设备技术.1994(6) :23~261
关键词：机械密封 构造 选用 失效
随着工业企业流程化、自动化水平的不断提高，设备稳定性、可靠性显得尤为重要。据统计60%机械设备非计划停车事故与密封故障造成泄漏有直接联系，密封性能已成为评定机械产品质量的一个重要指标。随着密封技术水平的不断提高，工业泵用密封正由传统的填料密封向机械密封发展。机械密封技术以其性能可靠、泄漏量少、使用寿命长、功耗低、无需经常检修，应用于冶金、石油、化工企业工业泵中。笔者通过近几年的使用经验，总结出机械密封在工业泵上检修、维护的一些经验，取得了治理泄漏的一些效果
一、机械密封常识机械密封的工作原理
机械密封是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。
二、机械密封的构造
如上图，一般机械密封由1静环、2动环、3弹簧、4弹簧座、5紧定螺钉、6动环密封圈和8静环密封圈等元件组成，7防转销固定在9压盖上以防止静止环转动；A、B、C、D-通道。
机械密封中流体可能泄漏的途径有4种，如图所示： A、B、C、D 4个通道。其中C、D泄漏通道分别是静止环与压盖、压盖于壳体之间的密封，二者均属静密封。B通道是旋转环与轴之间的密封。但端面磨损时，它仅能随补偿环沿轴向作微量的移动，实际上仍然是一个相对静密封。因此，这些泄漏通道相对来说比较容易封堵。静密封元件最常用的有橡胶O形圈或聚四氟乙烯V形圈，而作为补偿环的旋转环或静止环辅助密封，有时采用兼备弹性元件功能的橡胶、聚四氟乙烯材料及金属波纹管的结构。A通道则是旋转环与静止环的断面彼此结合作相对滑动的动密封。因此，对密封端面的加工要求很高（平面度为0.0009mm，表面粗糙度：硬环Ra≤0.1μm，软环Ra≤0.2μm）。为了使密封端面间保持必要的油膜，必须严格控制端面上的单位面积压紧力。端面上单位压力过大，不易形成稳定的液膜，会加速断面的磨损。断面上单位压力过小，泄漏量增加。所以，要获得良好的密封性能有较长的寿命，在安装机械密封时，一定要保持端面单位压力值在最适当的范围内。
三、机械密封的选用
每一种机械密封，只有用于规定的范围内才能有效地发挥作用。选型不当，则会使密封性能显著降低，寿命缩短，甚至失效；选型的主要参数如下：
1.密封腔介质压力P： 介质性好，粘度较高时，P≤0.8MPa选用非平衡型。 介质性差，粘度低时，P≥0.5Mpa
2.线速度V： V≤25m/s选用旋转型。 V≥25m/s时选用静止型。
3.PV值： PV值涉及到密封面之间流体膜的稳定性（汽化）和磨擦副的耐磨性。 PV极限值举例：当介质为水时，钴铬钨合金/石墨，平衡型是7，非平衡型是2； 碳化钨/石墨，平衡型是35.5，非平衡型是9； 碳化硅/石墨，平衡型是142，非平衡型是35.5； 碳化硅/碳化钨，平衡型是26.6，非平衡型是7； 碳化钨/碳化钨， 平衡型是9，非平衡型是2。
4.密封介质温度
在没有外冷条件下，机械密封的最高温度一般取决于辅助密封材料的安全使用温度。丁晴橡胶安全使用温度为-30～100℃，硅橡胶安全使用温度为-40～200℃，乙丙橡胶安全使用温度为-10～160℃，氟橡胶安全使用温度为-30～180℃，聚四氟乙烯安全使用温度为-100～200℃。
5.介质的特殊性
5.1粘度：低粘度介质易于干磨损宜选用平衡型。高粘度介质，宜选用强制传动结构。
5.2腐蚀和化学溶剂：
5.3含悬浮固体颗粒：
动静环材料宜选用碳化钨/碳化钨，碳化硅/碳化硅，当颗粒易于阻塞密封腔时，需采用辅助装置经过过滤或分离后的冲洗液冲洗端面。
5.4剧毒或气体介质，宜采用双端面机械密封。
四、机械密封的失效
1.安装静试时泄漏
机械密封安装调试好后，一般要进行静试，观察泄漏量。如泄漏量较小，多为动环或静环密封圈存在问题；泄漏量较大时，则表明动、静环摩擦副间存在问题。在初步观察泄漏量、判断泄漏部位的基础上，再手动盘车观察，若泄漏量无明显变化则静、动环密封圈有问题；如盘车时泄漏量有明显变化则可断定是动、静环摩擦副存在问题；如泄漏介质沿轴向喷射，则动环密封圈存在问题居多，泄漏介质向四周喷射或从水冷却孔中漏出，则多为静环密封圈失效。
2.试运转时出现的泄漏
泵用机械密封经过静试后，运转时高速旋转产生的离心力，会抑制介质的泄漏。因此，试运转时机械密封泄漏在排除轴间及端盖密封失效后，基本上都是由于动、静环摩擦副受破坏所致；引起摩擦副密封失效的因素主要有：
A.操作中，因抽空、气蚀、憋压等异常现象，引起较大的轴向力，使动、静环接触面分离。
B.对安装机械密封时压缩量过大，导致摩擦副端面严重磨损、擦伤。
C.动环密封圈过紧，弹簧无法调整动环的轴向浮动量。
D.静环密封圈过松，当动环轴向浮动时，静环脱离静环座。
E.工作介质中有颗粒状物质，运转中进人摩擦副，损伤动、静环密封端面。
F.设计选型有误，密封端面比压偏低或密封材质冷缩性较大等。上述现象在试运转中经常出现，有时可以通过适当调整静环座等予以消除，但多数需要重新拆装，更换密封。
3.正常运转中突然泄漏
离心泵在运转中突然泄漏少数是因正常磨损或已达到使用寿命，而大多数是由于工况变化较大或操作、维护不当引起的，主要原因如下：
A.抽空、气蚀或较长时间憋压，导致密封破坏。
B.对泵实际输出量偏小，大量介质泵内循环，热量积聚，引起介质气化，导致密封失效。
C.回流量偏大，导致吸入管侧容器底部沉渣泛起，损坏密封。
D.对较长时间停运，重新起动时没有手动盘车，摩擦副因粘连而扯坏密封面。
E.介质中腐蚀性、聚合性物质增多。
F.环境温度急剧变化。
G.工况频繁变化或调整。
I.突然停电或故障停机等。离心泵在正常运转中突然泄漏，如不能及时发现，往往会酿成较大事故或损失，须予以重视并采取优先措施。
五、结束语
在化工设备中，离心泵多数以机械密封为密封形式，了解机封结构和材质性能，正确选择机封才能实现化工连续稳定生产；当密封失效后，正确判断失效原因，才能更快的修复，并能节约成本，实现效益最大化。
参考文献
[1]顾永泉 《机械端面密封》 石油大学出版社 1994.12.
[2]顾永泉 《机械密封实用技术》 机械工业出版社 2001.
[3]王凤喜 杨红文 徐游 《密封使用与维修问答》机械工业出版社 2004.
[关键词]机械密封 微变形 研究
中图分类号：TH136 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）44-0356-01
机械密封是机械设备防止泄漏、节约能源、控制环境污染的重要部件，广泛应用于机械、石油、化工、电力、轻工、船舶、宇航和原子能等工业的泵、压缩机、反应釜等设备，它对过程工业中的整台机器设备、整套装置乃至整个工厂的安全生产都有重大影响。随着工业的高速发展，机械密封的工况逐渐提高以及人们环保意识的增强，对机械密封的性能也要求更高，但在实际使用中，不可避免地会出现机械密封失效。造成机械密封失效的原因很多，主要原因之一是机械密封端面变形，因为变形后造成泄漏增大，磨损加剧，寿命缩短，严重影响了机械密封的使用效果。因此精确计算机械密封端面变形，研究影响变形的关键因素，探索减小变形的措施对提高机械密封性能和使用寿命及开发机械密封产品具有重要的指导意义。
1 理论研究
随着机械密封技术向高压、高速、高温和大直径等方向发展，机械密封环的变形问题就尤为突出。导致变形的原因有两方面：机械和热。目前被普遍认同的端面变形形状为锥形。为尽量减小锥形变形，需要通过理论分析来了解并掌握其规律。目前变形理论主要有：圆环理论和壳体力矩理论。研究表明，影响变形的因素主要是力和温度。圆环理论在计算简单密封环形状时计算值与试验值比较一致，但在计算复杂密封环形状时计算值与试验值差别很大。Mayer为机械密封端面变形的理论研究奠定了基础。2002年，洪先志等提出了应用壳体力矩理论求解密封环端面力变形，同时将环截面分成若干部分（矩形或三角形），考虑各部分结合处转角和位移的变形协调性，建立了四阶线性齐次微分方程和变形协调方程，可直接计算稍复杂截面形状的机械密封。研究表明，壳体力矩理论用于计算密封环端面变形是一种可靠、简便、有效的方法，运用此法能够得到密封环端面在外部挤压力作用下力变形较准确的值，从而将理论研究水平提升到较高层次。尽管机械密封端面变形的研究已有50多年，但由于其结构和性能涉及到流体流动、传热、力变形、热变形及其耦合，问题十分复杂，因而其理论还不完善，尚缺乏简洁而实用的设计理论。但进行简单的理论研究，有助于建立数学模型及清楚地认识密封环变形问题中各参数的物理意义。
2 数值模拟研究
近年来，随着计算软件的蓬勃发展，数值模拟成为研究机械密封端面变形的强有力手段。目前，数值模拟方法主要有边界元法和有限元法。1986年，Doust采用边界元法建立了机械密封变形计算模型，编制了相应的计算程序，并用试验对计算结果进行了验证，发现实验值与计算值比较相符。但边界元法在处理边界时比有限元法复杂。
由于有限元法原理相对简单，且有限元方面的应用软件很多，如ANYSYS、ABAQUS、FEMLAB等，因此采用有限元法进行分析变形的研究较多，而且基于有限元软件平台求解机械密封变形已逐渐成为研究的主流。
在我国，陈铁鑫等采用FEM和边界元法相结合的等价有限元算法，计算了204型小弹簧平衡型大直径釜用接触式机械密封的变形，发现静环的轴向变形主要是由压力载荷引起的，动环端面的轴向变形主要由温升引起。王美华等采用三角形FEM对人字形螺旋槽的热变形和力变形进行了分析，调用了SAP5―线性系统静力和动力响应结构分析有限元程序对密封环的力变形、热变形进行了计算。李文泰和张文格将动静环合为一体建立了模型，在摩擦面上使用只能受压力不能承受拉力的虚拟杆元来联系动环和静环。依据FEM，采用四节点等参单元计算了密封环的力变形和热变形。张书贵[17]对机械密封的力变形和热变形进行了研究，发现热变形是机械密封变形的主要形式，并讨论了热变形、力变形与密封环的结构、材料及使用条件的关系。张保忠等对内置式机械密封环的变形进行了分析与计算，指出了影响机械密封的因素，提出了改进机械密封的方法。彭旭东等计算不同约束、不同结构动静环配对的力变形、端面泄漏量、开启力及气膜刚度等参数，分析了变形对密封特性的影响。得出力变形使得气膜呈发散型、约束对变形大小具有重要影响；选择合适的约束可以减少密封面转角、提高气膜刚度、增强密封稳定性，变形对开启力影响不大，但明显增大泄漏量、改变气膜刚度。蔡永宁等采用有限元法求解雷诺方程获得密封端面流体膜压分布，计算了不同约束、不同结构动、静密封环的力变形以及端面泄漏量、液膜刚度和刚漏比等密封性能参数，分析了变形对密封性能的影响。
变形的数值模拟研究现状说明，有限元法不但不受密封环截面形状复杂程度的限制，并可模拟机械密封实际工况，应用和发展潜力很大。
3 实验研究
实验是机械密封研究的一个必不可少的重要环节，许多现象和规律靠实验发现，理论模型和计算手段靠实验验证和完善。实验是密封技术研究的重要手段，密封技术领域的许多现象和规律由实验发现，所提出的理论模型和计算方法靠实验验证并逐步完善。机械密封大量的实验研究始于20世纪60年代，迄今为止，国内外企业和研究机构的学者关于机械密封试验研究主要内容如下：①研究介质的温度和压力、弹簧比压、转速等操作参数对机械密封性能和使用寿命的影响；②通过传感器测量密封环端面的扭矩、温度、端面比压和液膜厚度等，研究不同条件下密封端面的摩擦特性及其对密封特性和使用寿命的影响。
目前，关于机械密封端面变形的试验研究工作开展还较少，且端面变形测试是采用电阻应变测试方法，其中测试方法虽然是一种很成熟的力学测试方法，但是该方法以点测量为基础，不能获得全场的变形信号。因此，如何寻找更可靠的测试技术已经成为目前机械密封端面变形测量的重要课题。
4 结论
综上所述，机械密封端面变形的理论研究还处于初步阶段，研究者在物理、几何等方面做出了不同的假设，形成了两种理论模型，即变形的解析法。但这两种解析法只能求解一些几何形状比较规则的密封环，应用范围非常有限。但进行这些简单的理论研究，有助于建立数学模型及清楚地认识密封环变形问题中各参数的物理意义。端面变形的数值模拟方法（有边界元法和有限元法）的出现弥补了理论研究的缺陷，特别是有限元法不但不受密封环截面形状复杂程度的限制，并可部分模拟机械密封实际工况，应用和发展潜力很大。
参考文献
关键词：化工用泵 机械密封 泄漏
【分类号】：TQ051.21
械密封（又称端面密封）是流体机械和动力机械中不可缺少的零件，它对整台机器设备、整套装置、甚至对整个工厂的安全生产影响都很大，特别是在石油化工企业中，对设备可靠运转、装置连续生产具有重大意义。化工企业处理的流体多数具有腐蚀性、可燃性、易爆性及毒性，一旦密封失效，介质泄漏，不仅污染环境，影响人体健康和产品质量，而且还可能导致火灾、爆炸和人身伤亡等重大事故。近几十年来，机械密封技术有了很大的发展，由于端面密封具有工作可靠、泄漏量少、使用寿命长、适用范围广等优点，故在化工机泵中获得了广泛的应用。
一、了解机械密封的结构形式，夯实化工机泵机械密封的应用基础
了解机械密封的结构形式，夯实化工机泵机械密封的应用基础一般而言，机械密封结构主要有以下6种：一是单端面、双端面及多端面密封；二是内装式和外装式密封；三是平衡型和非平衡型密封；四是单大弹簧与多小弹簧密封；五是静止式和旋转式密封；六是内流型和外流型密封。各种同结构形式的机械密封适应于不同的场合。例如，作为某型尿素泵而言，其机械密封是内装单端面大弹簧平衡型。这种机械密封的结构比较简单，易于生产制造，便于安装，它适用的场合主要有：一是腐蚀性介质；二是勃度较大的介质；三是含有颗粒的介质。此种密封技术在化工厂中得到了广泛， 它的使用情况是：一般适用于压力比较低的情况或介质危险等级较低的情况。在进行冲洗液选择时，应该根据实际需要确定，一般可以选用自冲洗的冲洗液和外部冲洗的冲洗液。对于高参数的机械密封体来说，它非常适用于压力等级高、转速快、温度高的运行环境。例如某厂使用的某高速离心泵，就有非常大的出口压力和极快的转速。在这样极为苛刻的条件下， 机械密封被设计成内流型、静止式、单端面和多弹簧型。一是在这种设计中，在静环的一侧放置弹簧，可以避免受到离心力的影响，因此非常符合高速运转的需要。二是采用内流型的设计，当介质发生泄漏时，其泄露方向刚好与离心力的方向相反， 也非常适用于高压力的环境。三是该泵机机械密封分为两级， 其中二级机械密封是将两列相同机械密封进行串联的方式，密封压力被平均分配到两列机械密封上。由于采取的这些措施得法， 因此，确保了该型泵的机械密封的平稳运行。
随着社会的发展，密封技术也得到了迅速的发展， 机械密封得到了更加广泛的应用，其应用的实效性越来越佳，尤其是一些新型密封技术的诞生，给机械密封带来了极大的发展空间。如控制平衡比技术、弹性伸缩的波纹管密封技术等。当生产的介质是剧毒性、易燃易爆性时，必须严格控制介质的泄漏量。以某化工厂的氨泵为例， 该泵采用的是两级机封串联的方式， 其一级结构是波纹管密封式， 是不锈钢焊接式弹性体结构， 动环是端面镶嵌石墨，其二级是BW气体机封， 该气体机封采用的技术是密封面改形。将深槽刻在动环的密封面上，其平面的外缘则是16个锥形体。它的工作原理就是：利用热变形产生的波浪面来形成锥形块的轴承， 其更多流体则能够到达锥形块的前缘。因为出口的区域相对要小，从后缘可离开的流体比较少， 于是，在静止面与旋转面之间就形成了流体压力。这种流体可以有效地使两者分开，从而达到了密封之目的。在动环（静环）与同外部轴承进行连接的地方具有很深的环形槽， 可以使轴承和密封部位得到有效的隔离，从而不会因受到因温度变化而带来的影响。
二、机械密封的泄漏现象及原因
1、由于压力产生的泄漏
负压状态下运行造成的机械密封泄漏泵在启动及停用的过程中，由于泵进口充满流体，输送介质中含有气体成分等原因，有可能使密封腔出现负压状态，密封腔内若是负压，会引起密封端面干摩察，使端面磨损严重，随着摩擦加剧，造成内装式机械密封产生泄漏现象。负压密封与正压密封的不同点，在于密封对象的方向性差异，而且机械密封也有其某一方向的适应性。高压和压力波动造成的机械密封泄漏，由于弹簧比压及总比压设计过大和密封内的压力超过3MPa时，会使密封端面比压过大，液膜难以形成，密封端面磨损严重，造成密封泄漏。
2、周期性泄漏
转子失去平衡，轴承损坏，这种情况会缩短机械密封的使用寿命并产生泄漏。泵转子轴向窜量大，动静环磨损后易出现掉快或裂纹现象。
3、其他问题引起的机械密封泄漏
安装动环密封圈的轴或轴套端面及安装静环密封圈的密封压盖或壳体的端面应倒角并抛光，以免装配时拉伤动静环密封圈。动静环密封圈应选择适用泵介质的材料，避免因耐受不住介质的性能而使密封圈过早变形而出现泄漏。
三、探析泵用机封材料的应用，提高化工机泵机械密封的应用水平
机械密封依靠密封副超微的高精度密封端面组合和相互滑动摩擦，形成密封面。要确保和维持密封面的精度，在很大程度上依赖于构成密封面材料的特性。一般机封的摩擦副是由软硬两种材料构成。
1、密封面硬材料
在实际应用中，密封面硬材料有以下4种。（1）金属材料：铸铁和模具钢、轴承钢管，这类材料通常用于低负荷、油类液体，现在已很少使用。（2）工程陶瓷：氧化铝（Alzq）整体和氧化铬（Crzq）覆层，中等负荷、药液、海水等密封使用较多。它的硬度高，耐腐蚀性好，但是耐热冲击能力很低，工业陶瓷在机械密封中使用以来，逐渐被高性能的碳化硅所代替。例如某些酸泵就使用了这种材料作为密封面，收到了良好的效果。（3）硬质合金：硬质合金一直是机械密封中常用的密封面硬材料，因为韧性和刚性特别大，而且耐腐蚀性很好，现代企业大多数机械密封选用硬质合金作为密封材料。（4）新型陶瓷：碳化硅（SIC）和氮化硅（53从）等称为新型陶瓷。碳化硅的硬度接近金刚石，具有突出的耐腐蚀性，除高温下熔融强碱和强氧化气体外，对全浓度硫酸和沸点接近的苛性碱也具有稳定的耐腐蚀性，特别是在很大的温度范围内能保持耐腐蚀性和耐磨性。
2、密封面软材料
密封面软材料中应用最普遍的是石墨，因为它本身具有良好的自性、化学惰性且成本较低。一般为了改善它的性能， 在制造过程中对石墨浸渍热固性树脂如酚醛树脂或金属如锑、铜、铅或巴氏合金， 以适应不同场合的需要。
3、辅助密封
合成橡胶橡胶辅助密封圈是使用最广的一种辅助密封圈。常用的橡胶密封圈材料有丁睛橡胶、氟橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶管。聚四氟乙烯的耐化学腐蚀性能非常优良，几乎能耐所有介质在常温下的腐蚀，有较大的使用温度范围一一℃，具有极低的摩擦系数和自性。
结语：
机械密封在化工行业，尤其是机泵上的使用越来越广泛，随着新工艺、新材料的不断出现，在很多苛刻条件下，机械密封都得到了很好的应用，不管是结构形式，还是材料材质，正确选择显得尤为重要。只有正确使用先进技术和优质材料，才能更好地为生产服务。
参考文献：
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[3]周亚军. 机械密封在机泵上的应用及故障处理[D].山东大学，2011.
关键词：泵机械密封；泄漏原因
中图分类号：F407文献标识码： A
一、机械密封的基本原理及选型
1.1机械密封
由于泵内流体和泵外大气间存在着压差，为了防止流体外泄，因此泵在运行时需设密封装置，称其为轴封。机械密封是由两块密封元件：静环和动环组成。垂直于轴的光滑而平直的表面相互贴合，并做相对转动而构成的密封装置。它是靠弹性构件，如弹簧和密封介质的压力在旋转的动环和静环的接触面上产生适当的压紧力，使这两个端面紧密贴合，端面间维持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。这层液体膜具有流体动压力与静压力，起着与密封的作用。
1.2机械密封的选型
（1）机械密封的类型。机械密封按其布置形式分为单端面、双端面、串联等几种形式。
（2）机械密封的选择。根据机械密封的不同特点以及现场的不同工况，机械密封的具体选用分为：易腐蚀介质：酸类。密封件受化学腐蚀，密封面上的腐蚀速率为无摩擦表面的2倍。这就要求密封环既耐腐蚀又耐磨，辅助密封圈的材料既要弹性好又要耐腐蚀。高粘度介质：油、齿轮油、渣油等。粘度高时性能好，但过于高会影响动环的浮动，这就要求摩擦辅材料耐磨，弹簧要有足够的能力克服高黏度介质产生的阻力。高温介质：热油、油浆等。随着温度提高，密封磨损和腐蚀加快。材料强度降低，介质易汽化，密封环易变形。含固体颗粒：塔底残油、油浆、原油、浆体等。会引起密封环端面的剧烈磨损，固体颗粒沉积在动环处会失去浮动，这就要求摩擦副要耐磨，要能排除固体颗粒或防止颗粒沉淀
二、泵用机械密封检修中的几个误区
在转动设备特别是机泵密封泄漏的维护维修中常存在一些认识误区，导致过度维修，浪费维修费用增加成本消耗。
（1）弹簧压缩量越大密封效果越好，其实不然，弹簧压缩量过大，可导致摩擦副急剧磨损，瞬间烧损过度的压缩使弹簧失去调节动环端面的能力，导致密封失效。
（2）动环密封圈越紧越好，其实动环密封圈过紧有害无益，一是加剧密封圈与轴套间的磨损，过漏。二是增大了动环轴向调整、移动的阻力，在工况变化频繁时无法适时进行调整。三是弹簧过度疲劳易损坏四是使动环密封圈变形，影响密封效果。
（3）静环密封圈越紧越好。静环密封圈基本处于静止状态，相对较紧，密封效果会好些，但过紧也是有害的，一是引起静环密封因过度变形，影响密封效果。二是静环材质以石墨居多，一般较脆，过度受力极易引起碎裂。三是安装、拆卸困难，极易损坏静环。
（4）叶轮锁母越紧越好。机械密封泄漏中，轴套与轴之间的泄漏轴间泄漏是比较常见的。一般认为，轴间泄漏就是叶轮锁母没锁紧，其实导致轴间泄漏的因素较多，如轴间垫失效，偏移，轴间内有杂质，轴与轴套配合处有较大的形位误差，接触面破坏，轴上各部件间有间隙，轴头螺纹过长等都会导致轴间泄漏。锁母锁紧过度只会导致轴间垫过早失效，相反适度锁紧锁母，使轴间垫始终保持一定的压缩弹性，在运转中锁母会自动适时锁紧，使轴间始终处于良好的密封状态。
（5）新的比旧的好。相对而言，使用新机械密封的效果好于旧的，但新机械密封的质量或材质选择不当时，配合尺寸误差较大会影响密封效果在聚合性和渗透性介质中，静环如无过度磨损，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，能起到较好的密封作用。
（6）拆修总比不拆好。一旦出现机械密封泄漏便急于拆修，其实，有时密封并没有损坏，只需调整工况或适当调整密封就可消除泄漏。这样既避免浪费又可以验证自己的故障判断能力，积累维修经验提高检修质量。随着材料和制造技术的进步，机械密封的可靠性有了极大的提高，现在机械密封本身可以无故障运转多年。单纯由于机封本身原因造成泵泄漏的情况并不很多。处理机械密封泄漏问题时，我们一定要综合考虑泵的安装精度、操作运转条件、机封装配精度等方面因素，查清原因，有针对性的解决存在的问题。
（7）忽视密封冷却冲洗和的作用。由于机械密封工作时，动环和静环端面间不断产生摩擦热，若冷却冲洗和不到位，则使某些零件发生老化、烧焦现象，影响使用寿命。要根据不同的工况（如温度、介质、环境等）选择合理的冷却冲洗和方式。在使用中要保证冷却水的通畅，以保证机械封正常工作。一般在 0～80℃时，常由泵出口将干净的介质直接引入密封腔冲洗、冷却；当介质温度在 80～200℃时，要在密封腔外加一冷却水套进行间接冷却，当介质易结晶时将冷却水改为蒸汽保温。
三、原因分析及判断
2.1泄漏原因
（1）安装静试时泄漏。机械密封安装好后，一般要进行静试，观察泄漏量。如泄漏量较小，多为动环或静环密封圈存在问题泄漏量较大时，则表明动、静环摩擦副间存在问题。在此基础上，再手动盘车观察，若泄漏量无明显变化则静、动环密封圈有问题如盘车时泄漏量有明显变化则可判定是动、静环摩擦副存在问题如泄漏介质沿轴向喷射，则动环密封圈存在问题居多，泄漏介质向四周喷射或从水冷却孔中漏出，则多为静环密封圈失效。此外，泄漏通道可能几个同时存在，一般有主次区别，只要细致观察，一般都能正确判断。
（2）试运转时出现的泄漏。泵用机械密封经过静试后，运转时高速旋转产生的离心力，会抑制介质的泄漏。试运转时机械密封泄漏在排除轴间及端盖密封失效后，基本上都是由于动、静环摩擦副受破坏所致。引起摩擦副密封失效的因素主要有操作中，因抽空、气蚀、憋压等异常现象，引起较大的轴向力，使动、静环接触面分离动环密封圈过紧，弹簧无法调整动环的轴向浮动量静环密封圈过松，当动环轴向浮动时，静环脱离静环座工作介质中有颗粒状物质，运转中进人摩擦副，探伤动、静环密封端面设计选型有误，密封端面比压偏低或密封材质冷缩性较大等。上述现象在试运转中经常出现，有时可以通过适当调整静环座等予以消除，但多数需要重新拆装，更换密封。
（3）正常运转中突然泄漏。离心泵在运转中突然泄漏，少数是因正常磨损或已达到使用寿命，而大多数是由于工况变化或操作、维护不当引起的。抽空、气蚀或较长时间憋压，导致密封破坏泵实际输出量偏小，大量介质泵内循环，热量积聚，引起介质气化，导致密封失效回流量偏大，导致吸入管侧容器锅、槽、罐底部沉渣泛起，损坏密封较长时间停运，重新起动时没有手动盘车，摩擦副因粘连而扯坏密封面介质腐蚀性、聚合性、结胶性物质增多环境温度急剧变化工况频繁变化或调整突然停电或故障停机等。离心泵在正常运转中突然泄漏，如不能及时发现，往往会酿成较大的事故或损失，须予以重视并采取有效措施。
2.2泄漏部位原因分析解决方法
（1）动环辅助密封环处泄漏。密封圈的材质与介质不相容，重新选用材质。轴套的尺寸或表面粗糙度未达到要求，更换轴套
（2）静环辅助密封环处泄漏。尺寸公差有误，更换合格品。安装错误，重新安装
密封圈质量有问题，更换合格密封圈。密封圈的材质与介质不相容，重新选用材质。
（3）轴套处泄漏。轴套密封未处理好，更换密封垫。
四、结束语
机械密封在机泵中应用非常广泛，但泄漏问题普遍存在，直接影响设备的安全稳定运行和使用寿命。泵的机械密封种类繁多，型号各异，但泄漏点一般分布在五处轴套与轴间的密封动环与轴套间的密封动、静环间密封静环与静环座间的密封密封端盖与泵体间的密封。产生渗漏要进行认真分析判断，然后采取具体的措施进行解决。选用合理的机械密封，提高安装质量和减少运转设备的振动，防止压力、温度等条件的变化过大是提高机械密封可靠性和使用寿命的有效方法。
近几年来，透平压缩机通常用来输送大多数危险性工艺气体，这就要求其轴端密封达到介质的零泄漏或零逸出。因此对压缩机原接触式机械密封进行技术改造。通过多种密封的性能研究对比，将其改造为非接触式双端面干气密封，并附加测控系统保证干气密封的安全稳定运行。经过试验验证，双端面干气密封应用于富气压缩机上是完全可行的，成为高速透平压缩机轴端密封的首选。
【关键词】透平压缩机 轴端密封 干气密封
前言
透平压缩机是石化、炼化、乙烯厂、等企业的核心装置，其性能的好坏直接决定整个车间的运行效率[1-2]。然而，压缩机用机封又是决定其正常开启的关键技术之一。
随着石化及能源工业的发展，透平压缩机的工作参数也越来越高，对所用机封的要求也越来越严格[3-5]。截止目前，透平压缩机密封经历了三个阶段：迷宫密封；浮环密封；接触式机械密封。
1.压缩机常用的几种密封形式
1.1迷宫密封
迷宫密封是利用流体流经一系列节流间隙与膨胀空腔组成的通道，使其产生节流降压效应，从而减小流体泄漏的一种密封，功耗少，使用寿命长，成本低，维护方便。但也有不足之处，如密封元件加工精度高，装配较为困难；设计或组装不良，易产生较大泄漏。炼油、化工等行业危险性工艺气体压缩机将使用更为先进的密封形式。
1.2 浮环密封
浮环密封属于非接触式密封，寿命长，可靠性高，适用范围广。但由于其内泄漏较大，回收处理设备较复杂，易对油造成污染和影响产品质量，运行成本高等缺点，该密封正在被其它更先进的密封形式所取代。
1.3接触式机械密封
接触式机械密封是依靠静环和动环端面的相互贴合并相对滑动而形成密封的，具有密封性能好、泄漏量少、功耗低、使用周期长等优点；但也不乏其制造精度高、价格较贵、维修不便等缺点。
2.非接触式机械密封
对原机组密封进行技术改造，采用非接触式双端面干气密封：
干气密封是一种气膜的流体动、静压相结合的非接触式机械密封，在其核心部件表面刻有特殊的螺旋槽。其工作原理如图1，当动环旋转时，被密封的气体沿周向被吸入螺旋槽内，由外径朝向中心，径向分量朝向密封堰流动，密封堰阻止气体流向中心，从而气体被压缩引起压力升高，密封端面间隙得到动态稳定并形成具有一定厚度要求的气膜。主要用来密封旋转流体机械中的气体或液体介质，具有低泄漏率、无磨损运转、寿命长、操作简单可靠等特点。
双端面干气密封是在两个密封之间注入惰性气体作为隔离气体和缓冲气体，从而确保大气侧和被密封气体侧泄漏的气体均是惰性气体。在不允许工艺气泄漏到大气且允许隔离气进入机内时，常选用该密封结构，如有毒或易燃易爆的氢气、氯气、一氧化碳气和富气压缩机上。
3.试验研究
3.1 试验测控系统
富气属于易燃易爆的危险性气体，必须确保零逸出，否则会对环境造成严重的影响。因此密封气源应选低压氮气，同时鉴于干气密封间隙非常小，需要一套测控系统为其提供洁净的密封气并监控其运行。
测控系统的主要流程：
3.1.1主密封流程：系统氮气首先经过精度为3 的粗过滤器以及精度为1 的精过滤器，然后分别通过高、低压端流量计进入主密封腔。
3.1.2前置密封流程：与主密封气采用同一过滤气源，然后通过限流孔板进入密封腔与平衡腔之间的缓冲气腔，其作用是防止压缩机内的工艺气体对干气密封造成污染，破坏密封的正常工作。
3.1.3后置密封流程：另一路经过滤后的氮气，通过限流孔板进入主密封腔与轴承之间的后置密封腔，防止油进入密封端面，破坏密封的正常工作。
3.2 试验结果
试验性能要求：密封压力P≤2MPa时，密封端面泄漏量不大于3Nm3/h。试验主要通过密封气泄漏量来监测干气密封的运行情况，当泄漏量超过一定值时，表明干气密封已损坏。
从上面的关系曲线上可以看出：在相等压力下，泄漏量与转速成正比；而在同一转速的情况下，泄漏量则随着试验压力的增大而增加，但都在允许范围内。
结论
1.选用双端面单向旋转槽型的密封型式，在设计选型上是合理的，应用于富气压缩机上是完全可行的；
2.干气密封在实际运行中的稳定性和可靠性主要取决于主密封压力与缓冲气的差压稳定与否，在运行过程中应重点监控；
3.干气密封较原有机械密封可大幅度降低运行成本，经济效益可观，值得在国内石油，化工行业推广。
参考文献：
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