机械密封泄漏的原因分析及问题解决

机械密封泄漏的原因分析及问题解决

发表时间：2019-06-05T16:00:24.617Z 来源：《防护工程》2019年第5期作者：李骁

[导读] 工作过程中，在动静环之间形成一层极薄的液体膜，一方面实现密封介质的作用，另一方面起到润滑，减少摩擦副磨损的效果。

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摘要：随着时代的不断发展，人们对于机械密封的关注度也在不断的加剧，如何才能做好机械密封，防范泄漏问题，就需要在今后的工作中持续的把控。希望通过本文的分析，能够对机械密封泄漏的基本原因有清楚的认识与了解，并且在查明原因之后，还能够找到相对应的解决措施，从而满足机械密封泄漏的防范。

关键词：机械密封泄漏；原因；问题解决

1机械密封的简介

机械密封又称为端面密封，其是由一对或多对垂直于泵轴的动静环接触面，在泵内介质压力和补偿弹簧力的共同作用下，保持贴合并相对转动，防止液体从接触面泄露的密封装置。主要用于泵、压缩机、液压传动和其他类似设备的旋转轴的密封。它的主要功能是将易泄漏的轴向密封改变为较难泄漏的端面机械密封。工作过程中，在动静环之间形成一层极薄的液体膜，一方面实现密封介质的作用，另一方面起到润滑，减少摩擦副磨损的效果。

2机械密封的结构和组成

机械式密封的制造型式种类较多，从结构上看也有很多区分的方法。通常是根据结构特点分类，主要分为以下几种：根据机封卸载端面的方式，分为平衡型和非平衡型机械密封；按照机封弹簧是否随轴一起转动，分为旋转式和静止式机封；按照机封密封腔体内摩擦副的数量，分为单端面和双端面机封；根据弹簧补偿结构的不同，分为单弹簧和多弹簧机械密封；根据机封补偿弹簧与介质是否直接接触，分为内装式和外装式机械密封。但从机械密封的组成上讲，它主要由4个基本单元组成：密封部分、缓冲补偿部分、传动部分和辅助密封部分。（1）密封部分：由动环和静环组成的端面形成的密封，其是机械密封最主要的密封面。（2）缓冲补偿部分：主要是以弹簧的弹力来缓冲动静环之间的压力波动，其是机封结构的重要组成部分。（3）传动部分：主要是由动环的固定销和泵轴的轴套组成，可实现动环与泵轴一起旋转。（4）辅助密封部分：主要是由密封圈组成，实现密封端面外的密封。

3机械密封安装时的要求

在进行机械密封安装的过程中，还需要对其中可能出现的偏差进行合理有效的规避，并且对于规定之中的弹簧压缩量也需要做好对应的控制。

3.1防范安装之中出现安装的偏差

（1）上紧压盖，在找正联轴器之后，确保螺栓能够满足受力，防范压盖断面出现偏斜的问题，并且针对各个点位，可以选择塞尺来做好对应的处理，并且误差不得超出0.05毫米。（2）对于配合之中存在的间隙问题需要进行检查，确保四周的均衡性，针对检查，其允许的误差需要控制在0.01毫米内。

3.2按照相应的规定进行弹簧压缩量的控制，不允许过大或者过小，并且还需要将误差控制在2.00毫米。过大会导致断面的比压增大，导致断面的磨损进一步加速。过小，则可能出现比压不足的情况，导致密封作用无法满足。

3.3在安装动环之后，还需要将动环直接压向弹簧，在反应之后能够自动弹回来即可。

4安装时技术要求

由于机械密封属于精度相对较高的机械部件，其实际的安装与操作会直接影响其使用寿命。对于机械密封安装的泵，在与机械密封相互配合的部分，其实际的技术要求如下：（1）轴的弯曲度：最大不得超出0.05毫米；（2）转子的振摆：动环密封圈位置上的轴套附近不得超出0.06毫米；（3）轴的轴向窜动量不得超出±0.5毫米，如果是带轴套，那么不允许其出现松动的现象。（4）针对联轴器的赵峥误差：杜宇弹性联轴器，不得超出0.05-0.06毫米，齿式联轴器不得超出0.08-0.10毫米。（5）压盖和密封配合止口针对轴中心线同心度允差0.05毫米，在于垫片相互接触的平面针对中心线的垂直度允许差为0.03-0.05毫米，如果无法满足要求，就需要加工密封腔；（6）对于动环密封圈轴套端部的安装以及静环密封圈的压盖端部安装，都需要倒角，并且确保其修光滑。6安装时注意事项在实际的安装环节，还应该考虑各个方面注意的事项，只有把控好注意事项，才能够让后续的分析更加的可靠。（1）由于机械密封摩擦辅为碳化硅（sic）属于易碎品，必须轻拿轻放。（2）无论是安装还是拆卸，都要求完善的进行密封，并且严禁出现密封元件损坏的情况。一旦存在结垢，无法拆卸，那么就需要及时的清洗。（3）在密封泵两端的时候，还需要考虑到装配与拆卸的具体操作，避免出现顾此失彼的现象。（4）在实施机械密封中，如果出现密封移动的问题，就需要更换其对应的零件，不得上紧之后再一次使用。这主要是因为原本的轨迹已经被破坏，这样就导致接触面密封受到直接的影响。

5机械密封故障分析

5.1动静磨擦辅磨损、缺失；

（1）当静摩擦辅出现约1mm的凹槽时，由于机封函体（箱）安装过紧时，动环补偿弹簧压缩量超过弹簧的自由压缩量，机封在高速运转加剧动静磨擦辅磨损。（2）双端面机封介质侧直接接触介质，介质中的固体微粒或结晶盐在液体压力的作用下进入密封摩擦面，这些固体微粒形成一个“砂轮”会研磨损坏摩擦辅表面，对其磨损造成破坏。（3）由于机械密封开启时未加冷却介质或冷却介质中途终断，又加入冷却介质。摩擦辅在高温状态下突然冷却，摩擦辅便发生崩裂缺失。（4）设备高速运转时，由于松动或设备轴不在同一轴线上，设备剧烈震动。造成易碎的动静摩擦辅破裂。

5.2密封圈碳化、变形

（1）因密封摩擦面上受压过大会产生高温，动静环密封圈在高温的作用下，橡胶圈有碳化的危险，继续高温运行最终碳化而泄漏。（圈氟橡胶和聚四氟乙烯的使用温度为216℃，丁晴橡胶的使用温度为162℃，）（2）动静环密封圈长期在挤压力的作用下，截面积由圆形变为方形，最终失去弹性而泄漏、

5.3弹簧扭曲变形、断裂；

动环补偿弹簧在压力和旋转力的作用下，产生剪切力造成弹簧扭曲变形、断裂。

5.4轴套磨损、腐蚀。

（1）机械密封运转时，动环座密封圈与轴套产生相对旋转运动，密封圈长期对轴套检修摩擦，产生均匀，光滑的凹槽。（2）由于介质发生变化，轴套在强腐蚀介质产生化学腐蚀。

6机械密封故障解决方法

（1）机封函预压行程不大于5mm，拧紧机封函螺栓后，旋转轴套，无卡涩，旋转轻松。如有卡涩现象，必须拆开检查（2）双端面机封介质侧直接接触介质，密封面之间生成结晶物，可根据设备安装尺寸更换为集装时机封。（3）防止冷却介质突然中断，可增加冷却介质缓冲储槽。（4）加强设备检修质量，产生过程监控，及时消除设备运转过程震动隐患。（5）测量实际的安装尺寸，调节动静环，降低动静环的压力。调整压缩量。（6）可将螺旋弹簧更换片式波纹弹簧，可消除旋转产生的剪切力。（7）根据介质的腐蚀特性，可选择耐腐蚀性能更优的材料。

结束语

就目前的实际情况来看，机械密封对于机械设备的重要性逐渐得到了体现。随着产品技术的不断提升，随着节约能源要求的逐渐提高，对于机械密封的应用要求也在不断的攀升。就机械密封而言，其实际的密封效果会对整机的运行情况带来直接的影响，尤其是对于易燃易爆等介质环境中，一旦机械密封出现了问题，就会对正常的运行带来直接的影响，甚至还会引发严重的安全事故。所以，本文就机械密封泄漏进行了阐述，希望可以满足机械密封泄漏的有效防范。

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