化工设备机械密封失效原因及维护

化工设备机械密封失效原因及维护

摘要：机械密封则是为了阻止化工生产机械设备在运行过程中出现泄漏的重要

防护操作，具有耐久性好、适应能力强和可靠性高等优势，但是为了防范其失效，有必要对其失效成因进行探究。

关键词：化工设备；机械密封；失效原因；维护措施

引言

机械密封具有密封性好、性能稳定、泄漏量少、摩擦功耗低和对轴磨损小等

优点，能满足多种工况的要求。现代转动设备的密封大多由原来的填料密封改为

机械密封，然而机械密封失效会影响设备正常运转，严重时还会造成重大事故。

为此，分析机械密封失效原因，采取相应的解决措施，对保证设备正常运转具有

重要意义。

一、机械密封的基本构成及作用原理

（1）端面摩擦副的作用是保持紧密配合，形成密封面，防止介质泄漏。动、静环要求具有良好的耐磨性，动环可轴向运动，自动补偿密封面磨损，使其与静

环配合良好，静环浮动，缓冲效果好。（2）弹性元件主要是补偿、预紧和缓冲，并对密封面产生合理的比压。它始终需要保持弹性以克服副密封与传动部件之间

的摩擦，并启动环补偿。（3）辅助密封主要起固定环和活环的密封作用，起到

浮动缓冲作用。需要保证静环与压盖之间的密封性是静环辅助密封元件，使静环

具有一定的流动性；动环的辅助密封元件保证动环与轴之间的密封（或轴套）。（4）变速器的作用是传递扭矩的轴动环。（5）紧固件发挥运动的作用，静态定位。正确的定位是为了确保摩擦关节處于正确的位置，并保持良好的弹簧压力。

同时，它的安装和拆卸方便。放置方便，可重复使用。

二、机械密封失效原因

1、密封面出现磨损

在实际的使用过程中，如果密封面存在严重磨损情况，那么势必会使其密封

性能出现降低或失效情况。比如，如果密封面端面温度比较高，那么在长时间运

行时候会不断磨损密封面；设计密封面粗糙度的时候，设计数值过高，使得实际

应用过程中出现了严重磨损；没有合理选择摩擦副的时候，可能会因温度、压力

等工况和介质性质不同而造成摩擦面磨损问题等等，这些因素均可能会造成密封

面磨损，进而引发机械密封失效问题。

2、密封元件遭受腐蚀

在日常使用过程中，如果密封元件长期处于过酸或过碱的条件下，那么容易

出现腐蚀，不只是金属原价，非金属密封元件也同样会受到腐蚀。比如，石墨环

本身的耐腐蚀性能比较差，其在油化工生产过程中的强酸碱环境下会出现严重腐蚀，进而影响其正常性能发挥。

3、工艺操作和介质特性影响

如果没有严格按照规定操作流程进行操作，那么密封面可能会在泵运转过程

中处于抽空的状态下因干摩擦而造成密封失效；或者输送介质为易结晶或悬浮液，那么会因这些介质对密封面液膜造成破坏，加剧了密封面的磨损。

4、热损伤失效

热损伤失效也是导致化工设备机械密封失效的一个原因。热损伤失效是机械

密封件温度太高太热导致其失效。最为常见的损伤方式包括弹性元件失去弹性、

橡胶出现老化、热变形以及热烈等。

三、化工设备机械密封失效的维护措施

1、对于端面压强过大问题的维护措施

在进行化工设备的机械密封工作室，密封设备内的压强会增加，这就提高了

对化工设备的机械密封的失效率。在密封设备内的压强超过标准时，端面承受力

过大，是端面之间的流体很难形成液膜，大大降低了其润滑作用，从而极易造成

断面之间的磨损。而摩擦磨损又会引发端面热量过高，使密封件由于热损伤造成

变形，最终只是机械密封失效。技术人员可以根据压强增加的原因采取科学、合

理的维护措施。首先是在材料选取工作上，要注重选取PV值较高的摩擦副材料，最大程度的降低端面的摩擦受损。其次是要通过键、销这样安全可靠，承受范围

大的传动方法，降低密封件之间的震动，从而增加其使用寿命。

2、对于设备温度过高问题的维护措施

化工设备一定要控制在150℃以内，否则就会造成密封失效。当化工设备的

温度上升到一定成都市，端面之间犹豫摩擦而产生的热量无法得到发散，从而引

发干摩擦，导致密封件由于温度过高而变形，最终密封失效。技术人员可以根据

温度过高的原因采取科学、合理的维护措施。在选取密封材料时，尽可能的选择

耐高温性强且抗摩擦能力强的材料。金属波纹管耐高温、抗腐蚀且摩擦力小，非

常适合作为密封材料进行化工设备的机械密封。

3、通过新技术提高机械密封性

（1）流体回流式机械密封技术。所谓流体回流式机械密封技术就是通过转变外泄流体的流动路径并将其送回机械密封腔内，从而达到机械设备零泄漏的最终

目的。这种技术具有维护方便和适用性强以及结构简单等显著优点，正是由于它

的这些优点使这类技术一般都适用于高温高速高压下类的高参数特殊工况之中。（2）非接触式机械密封技术。通过依托流体所产生的动压或者静压在密封端面

形成一片起到隔离作用的流体膜就是非接触式機械密封技术。这种技术具有较好

的密封性和耐用性，即使在航空航天和能源石化等事业高速发展的今天，非接触

式机械密封技术也能达到航空航天和能源石化等在高温高压高速下更高的密封性

和耐用性的要求。（3）组合式机械密封技术。将多种密封技术进行结合使用乃

组合式机械密封技术的工作要领。组合式机械密封技术可以在发挥各种密封技术

优点的同时避免相对的各种缺点，也就是扬长避短，而正是由于其要领，因此可

以组合各种形式的密封技术，其中，最为常见的有接触式结合非接触的密封形式

以及接触式结合接触式的密封形式。（4）剖分式机械密封技术。部分式机械密

封一端为内部具有一个特定形状凹槽的连接密封腔，另一端相应位置上则为一个

前端带有相似形状凸台和后部具有连接凹槽的接头，接头两部分外端面由具有环

弧性凸起的结构所组成，在安装时将接头压入连接密封腔中，达到密封的目的，

并可随着压力变化，自动调整密封效果。

结语

总而言之，在化工设备机械密封维护工作中，需要技术人员拥有较高的技术

水平。技术人员在对化工设备进行机械密封时，根据化工设备及机械密封设备情

况制定合理的密封方案，选择高质量的密封材料。对机械密封的维护可以保证密

封的稳定性，有利于化工设备的高效使用。

参考文献

[1]张利辉，姚慧.化工设备机械密封失效原因及维护措施[J].化工管理，2017（11）：110.

[2]陈伟.化工设备机械密封失效原因及维护措施研究[J].化工管理，2017（05）：8.