延長機械密封使用壽命的10項神技能！

  本文主要通過對機械密封結構原理的介紹和對機械密封失效泄漏原因的分析，總結出了正確安裝、使用機械密封以延長其使用壽命的經驗和方法。

1、前言

機械密封(mechanical seal)是由至少一對垂直於旋轉軸線的端麵在流體壓力和補償機構彈力（或磁力）的作用下以及輔助密封的配合下保持貼合並相對滑動而構成的防止流體泄漏的裝置。

機械密封結構（典型結構原理見圖1）主要由靜止環（靜環）

1、旋轉環（動環）

2、彈性元件

3、彈簧座

4、緊定螺釘

5、旋轉環輔助密封圈

6、靜止環輔助密封圈

等元件組成，防轉銷7固定在壓蓋9上以防止靜止環轉動。

圖1  機械密封結構原理圖

機械密封具有密封性能可靠、泄漏量小、使用壽命長、功率損耗少和適用範圍廣等優點，被廣泛應用於各個技術領域，尤其適用於高轉速、高壓差的工作條件和昂貴或有毒及強腐蝕性的工藝介質。同時，機械密封又是設備的最薄弱環節之一。

為延長其使用壽命，除了選擇恰當的摩擦副材料和合適的端麵比壓外，正確的安裝和維修也可起到重要的作用。

本文通過日常檢修的實踐，分析了機械密封失效泄漏的主要原因，總結出了如何延長機械密封使用壽命的方法。

2、機械密封失效泄漏的原因分析

化工設備中使用的機械密封種類繁多，型號各異，但主要泄漏點有五處：

①軸套與軸間的密封；

②動環與軸套間的密封；

③動、靜環間密封；

④對靜環與靜環座間的密封；

⑤密封端蓋與泵體間的密封。

機械密封中流體可能泄漏的途徑如圖1中的A、B、C、D 四個通道。

2.1動靜環端麵磨損導致機械密封泄漏

不管哪種類型的機械密封，最主要的特點即密封麵為垂直於旋轉軸線的端麵，也就是將極易泄漏的軸向密封改為不易泄漏的端麵密封。所以，機械密封失效的主要形式是靜、動環之間的磨損失效。動、靜環端麵摩擦副主要靠彈簧推力來壓緊， 阻止泄漏。動、靜環壓得越緊越不易泄漏，但其間的摩擦力也隨之增大，動、靜環接觸端鏡麵在較大摩擦力的作用下會很快磨損，最後失效泄漏。

2.2工藝條件不穩定和安裝不良導致機械密封泄漏

工藝條件不穩定和安裝不良造成的振動、設備抽空汽化瞬間斷流都會導致機械密封動靜環之間的液膜破壞，使機械密封在無潤滑條件下“幹態”運行，密封環溫度迅速上升，有的直接燒毀，有的當泵恢複正常工作狀態時被急劇冷卻，形成熱衝擊而碎裂。衝洗流體與衝洗條件不良也會形成熱衝擊，導致密封環出現徑向裂紋，加劇動靜環的磨損失效。同時，當石墨環超過使用溫度，其表麵會析出晶體，在溫度較高的摩擦副附近發生炭化，其微粒進入摩擦副使動靜環急劇磨損失效。

2.3機械密封的密封圈失效也是密封泄漏主要原因

動靜環密封圈裝配歪斜；與密封圈相配合的軸或軸套表麵光潔度不夠，或配合尺寸過小；密封圈與密封介質發生物理或化學反應，腐蝕變形、老化等，均可導致泄漏。

2.4裝配不當導致機械密封泄漏

在裝配機械密封前機封組件清洗不潔淨，組件碰傷或劃傷；裝配不到位；彈簧裝偏、緊固螺釘沒緊固；拆卸時損壞等，都是機械密封提前失效的原因。

2.5機械密封選型設計不當造成的機封泄漏

由於在化工裝置中工藝介質特性的多樣性，機械密封設計選用不當，使密封端麵比壓偏小、偏大或密封材質冷縮性較大等，極易使機械密封失效而導致其泄漏。

3、解決措施

根據上述分析，延長機械密封使用壽命應采取以下措施和檢修方法。

3.1彈簧壓縮量調整

調整彈簧的壓縮量就是調整機械密封的端麵比壓，關係到密封性能及使用壽命的重要參數，與密封的結構型式、彈簧大小和介質壓力有關。端麵比壓過大將損壞摩擦副；比壓過小則易泄漏，往往由廠家給定一個適合的範圍，一般按3～6kg/cm2取值。彈簧的自由長度A，彈簧剛度K（產生單位壓縮量時承受的載荷），規定要求的比壓P，這些都是廠家給定的參數。壓縮後尺寸為B，則P/(A-B)=k，得出B=A-P/k，這就是彈簧安裝壓縮後的尺寸。如果彈簧安裝後的尺寸過大，可在彈簧座與彈簧之間增加調整墊的厚度，尺寸過小則減少調整的厚度，調整墊的厚度用千分尺量取。

3.2動環密封圈鬆緊

動環密封圈過緊有害無益，一是加劇密封圈與軸套間的磨損，過早泄漏；二是增大了動環軸向調整、移動的阻力，在工作狀況變化頻繁時無法適時進行調整；三是彈簧過度疲勞易損壞；四是使動環密封圈變形，影響密封效果。為保證動環的浮動性，其內徑比軸徑大0.5～1mm，用以補償軸的振動與偏斜，但間隙不能太大，否則會使動環密封圈卡入而造成機械密封機械性能的破壞。密封圈的鬆緊程度以塗上潤滑劑後能以一隻手用力壓入為準。

3.3靜環密封圈鬆緊

靜環密封圈基本處於靜止狀態，相對較緊密封效果會好些，但過緊將導致：一是引起靜環密封因過度變形，影響密封效果；二是靜環材質以石墨居多，一般較脆，過度受力極易引起碎裂；三是安裝、拆卸困難，極易損壞靜環。因此，靜環的內徑一般比軸徑大1～2mm ，密封圈的鬆緊程度以塗上潤滑劑後能以雙手用力壓入為準。手能較輕壓入則太鬆，雙手用力壓不進則太緊。

3.4密封新舊拆換

相對而言，使用新機械密封的效果好於舊的，但新機械密封的質量或材質選擇不當時，配合尺寸誤差較大會影響密封效果。在聚合性和深透性介質中，靜環如無過度磨損（當密封麵出現裂紋、掉角、劃痕、麻點、飛邊及偏磨，劃痕、麻點貫穿整個密封端麵時稱為過度磨損），還是不更換為好。因為靜環在靜環座中長時間處於靜止狀態，使聚合物和雜質沉積為一體，起到了較好的密封作用。

3.5拆修機械密封一旦出現泄漏，先不急於拆修，有時密封可能沒有損壞，隻需調整工作狀況或適當調整密封就可消除泄漏。如調整彈簧的壓縮量、消除運行設備的振動、清除使彈簧失彈的水垢及動、靜環摩擦副上的水垢等。這樣既避免浪費又解決了實際問題同時還可以驗證自己的故障判斷能力，積累維修經驗提高檢修質量。

3.6機械密封是精密部件，製造及安裝精度都要求很嚴格，如果裝配不當會影響密封性能，縮短使用壽命，因此必須注意以下要求：

3.6.1 安裝機械密封部位的軸（或軸套）徑向跳動公差按表1。表麵粗糙度Ra值應不大於3.2um，外徑尺寸公差h6。安裝機械密封的泵或其它類似的旋轉式機械在工作時，轉子的軸向竄動量不超過0.3mm。密封腔體與密封端蓋結合的定位端麵對軸（或軸套）表麵的跳動公差按表1。

表1  軸（或軸套）徑向跳動公差

3.6.2  安裝旋轉環輔助密封圈的軸（或軸套）端部應按圖2 倒角使其圓滑過渡。

圖2  安裝密封圈轉軸的端部倒角圖

3.6.3  安裝機械密封靜環的密封端蓋（或殼體）的孔的端部按圖3和表2的規定。密封端蓋（或殼體）與輔助密封圈接觸部位的表麵粗糙度按圖3。

圖3  密封端蓋（或殼體）安裝要求

表2  密封端蓋（或殼體）的孔的端部安裝要求

3.6.4 密封零件、軸表麵、密封腔體必須清洗幹淨，並保證密封端麵衝洗液管路暢通。

3.6.5 安裝前，應確認產品型號及規格與設備要求一致。當輸送介質溫度偏高、過低，或有雜質顆粒、易燃、易爆、有毒時，必須采取相應的阻封、衝洗、冷卻、過濾等措施。

3.6.6 在安裝密封的軸，腔體及壓蓋等與輔助密封圈接觸處均勻塗油（注：對乙丙橡膠、或介質不允許注入潤滑油的情況下，可塗抹植物油或肥皂水）。

3.6.7 在安裝密封圈時，不允許塗抹潤滑脂的密封圈禁止塗抹，否則會使密封圈溶脹變大，使機械密封泄漏。

3.6.8 安裝時應核對密封安裝尺寸，一般單彈簧密封軸向安裝尺寸最大允差為1.0mm，多彈簧為±0.5mm。

3.6.9 機械密封套上軸，按設計的工作高度安裝到位。

3.6.10 通孔采用對角線交叉擰緊方式，用螺栓將整個密封與密封腔體（泵蓋）聯接螺栓擰緊。

3.6.11 密封配有輔助係統時，按標示正確連接管路。

3.6.12 安裝後用手盤動旋轉環，保證靈活轉動，並有一定浮動性。然後進行靜壓試驗和動壓試驗後，方可投入使用。

3.7集裝式機械密封的安裝

對於集裝式機械密封，機械密封出廠時已將機械密封壓縮量調整完畢，並且進行了機械運轉試驗，所以在乐鱼官网現場安裝時不允許解體機封或者再次重新調整機封壓縮量。

3.8波紋管機械密封的安裝

對於波紋管機械密封在安裝前使用煤油對波紋管進行檢漏，確認波紋管完好無泄漏的情況下，方可進行安裝。同時由於波紋管機械密封的波紋管容易破損，在安裝的過程中一定要小心謹慎。

3.9嚴格工藝操作和工藝指標的控製

在流量調節和開停泵時，避免發生喘振、泵抽空以及衝洗流體斷流等現象。過濾密封介質中的雜質，合理采用自身平衡衝洗方式或外部強製循環衝洗方式，改善衝洗冷卻條件，同時加大衝洗係統的限流孔板孔徑，增加衝洗液量，保證衝洗液的供給平穩和充足，使機械密封的潤滑和散熱狀況得到改善，防止機械密封因過熱出現燒毀、破裂、裂紋、析出結晶等現象，延長機械密封的使用壽命。

3.10 機械密封的選型

機械密封在選型時，乐鱼官网一定要給機械密封製造廠家提供設備運行的詳細工藝參數及技術要求，避免由於所選機械密封不適合現場工況而降低其使用壽命。

4、結論

綜上所述，隻要嚴格按照機械密封的技術要求進行安裝、維護和使用不僅能達到良好的密封效果，而且還大大延長機械密封的使用壽命。