化工设备机械密封失效原因及维护措施

化工设备机械密封失效原因及维护措施

摘要：化工设备机械密封失效与压力、温度和介质有着密切的联系，针对这些影响因素提出一定的解决措施，以提高化工机械的工作效率和使用寿命，保证产品质量安全。

关键词：化工机械密封失效原因维护措施

机械密封是一种端面密封装置，它主要用于阻止工作流体沿着转轴泄露。机械密封的主要构成元件有弹性元件、动环元件、传动元件、辅助密封圈、静环元件等，具有使用周期长、摩擦功耗低、密封可靠、泄露量小、轴套磨损小等优势，而被广泛的应用于压缩机、泵、反应釜等旋转设备中，其市场占有率相当高，70℅的工业生产用泵，都选用机械密封。

具备优良的使用性能，是机械密封得以在生产设备中平稳运行、长期使用的必然前提和基础。在实际的运用过程中，机械密封技术不断的改革和创新，达到了日臻完善和成熟的水准。

尽管机械密封技术已经得到了很大的提升与广泛的运用，但是，据统计数字显示，每年因机械密封所引起的故障，在全部的机器故障中，仍然占有40℅的高比例，机械密封运行状况的好坏，直接决定了装备的正常运行状况。文章就引起机械密封失效的原因展开论述，并提出一定的解决措施。

一、机械密封的内涵

机械密封，又可以被称之为端面密封。它有着一对以上的与旋转轴相垂直的端面，这些端面在各种力的共同作用下，如流体压力、

机械补偿外弹力、辅助密封等，相互之间始终保持着滑动与贴合的状态，进而有效的防止了流体的外泄。不同的两个端面之间，会产生出微小的间隙，当在一定压力作用下产生的介质经过这条间隙的时候，会产生出极薄的液膜，形成阻力，防止介质的外泄；同时，液膜具有润滑效果，使得机械密封作用长期有效。

通过长期的生产实践和研究，对于机械密封的工作原理和组织结构等都有了较为详尽的调查研究报告，得出了影响机械机械效果的相关因素，主要与压力、温度和密封介质有着很大的关系，因而，下文围绕着机械密封失效的原因展开叙述。

二、机械密封失效的原因及其应对之策

1.压力过大引起机械密封失效及其应对之策

由于密封腔内的压力增大，会导致机械密封失效。当密封腔内的压力达到了3mpa以上时，密封端面的比压过大，难以形成有效的液膜，失去了润滑作用的密封端面很容易发生磨损变形，增加发热量，进而，所引起的高温效果，加速密封元件的变形速度，引发摩擦副环发生破裂、变形。

针对压力过大引起的机械密封失效现象，可以采用以下应对之策：

1.1选择使用高pv值的摩擦副材料，以减少端面的摩擦；

1.2采用较为可靠的传动方式，由于键、销等的传动传速低、承载力大，不易引起密封组件的振动，因而，可以将其纳入首选之列。

1.3选择使用具有平衡性的机械密封，以降低介质作用于密封端

面上的压力荷载系数，减少端面摩擦，最好使介质压力保持在

0.7mpa以下。

2.高温引起的机械密封失效及其应对之策

当温度超过了150℃，会发生高温性质的机械密封失效。由于高温，端面摩擦热量不能快速、及时的带走，引起了干摩擦，密封环摩擦副产生发热、变形。

在对于设备进行检修的时候，会经常发现贯穿于整个径向端面的微沟、裂纹，特别是脆性材料及具有较低的导热系数的情况下，更容易出现端面热裂。

端面热裂是由于密封端面在发生回转时，制造出大量的摩擦热，引起表面不平整，增大了端面磨损的概率。一般情况下，热裂是径向分布的，这种分布形式会增大泄露面积，打破端面间的压力均衡分布状况，增大了端面泄露，针对这种情况，可以采用如下应对之策：

2.1采用高温耐磨的密封材料，以提高机械密封的效果。当温度达到了200℃以上时，会引起薄弱环节的的辅助密封圈发生变形，此时要采用聚四氟乙烯等有机材料。

2.2使用金属波纹管机械密封。金属波纹管的材料，耐腐蚀和耐热性能优良、使用范围广泛、在轴上没有相对滑动，对于轴的磨损小。

2.3要及时的疏散密封腔内的热量，安装相应的冷却装置，以降低温度。

2.4及时冲洗，以降低密封腔的温度；能够相互组装搭配的构件之间，要尽可能选用具有相似或相近的热膨胀系数的材料，以减少由于热膨胀系数不均匀而引起的端面热裂分布不平衡。

3.介质所引起的机械密封失效及其应对之策

密封介质的质量和纯度，对于机械密封具有很大的影响。若密封介质中含有杂质、颗粒等微小物质，当这些杂质进入到机械密封中后，会对密封端面和液膜产生出较大的影响，严重划伤密封端面、破坏液膜的连续性，缩减机械密封的使用期限。例如，当杂质沉积在弹簧上时，就会严重制约弹簧的性能，阻碍其效果的发挥；当杂质停留在密封圈、补偿环上时，就会制约到补偿环浮动作用的发挥，

因而，当介质中含有颗粒、杂质时，可以采用以下应对之策：3.1为防止泄露颗粒在辅助密封圈处沉积，可以采用波纹管等结构，避免补偿环发生轴向浮动；

3.2为达到有效的防止杂质进入到密封腔内的目的，可以将过滤器、旋液分离器安装在机械密封的入口处，以达到阻止杂质进入的目的；

3.3选用碳化钨等具有高度耐磨性能的材料，选用碳化硅合金等硬对硬摩擦副组合；

3.4使得机械两端面的宽度保持相等，以有效的减少杂质、摩擦颗粒在补偿圈、密封端面的停留概率；采用内冲洗设备，对于密封面及端面经常进行冲洗，以避免杂质的沉积，保持周围环境干净。

三、结语

总之，机械密封是一种高度的精密部件，存在着较多的泄露点，在进行机械密封元件的设计、加工及安装的过程中，会提出更为严格的要求。在实际的生产和运用过程中，有着诸多的因素会引起机械密封失效，较为常见的是压力、温度和介质，对于影响因素进行综合的把握和分析，能够很好的做到预防机械密封失效现象的发生，保证机械密封长期有效而又稳定。

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