添加时间：2016-4-28 14:59:35    摘抄：www.aosailuo.com

　　[ 关键词] 碱泵; 机械密封; 泄漏原因; 分析; 对策

　　[ 摘 要] 介绍了碱泵背靠背双端面机械密封的结构，分析了该机械密封泄漏的原因，并提出了应对措施。

　　1 机械密封的结构和工作原理

　　机械密封是一种轴向的端面密封，靠一对或数对垂直于轴作相对运动的端面在流体压力和补偿机构的弹力( 或磁力) 的作用下保持紧密贴合并配以辅助密封而达到阻止泄漏的密封装置[ 1] 。其是由固定在轴上并与轴一起旋转的动环和固定在端盖上的静环以及动环座、静环座、弹性元件组成。机械密封靠弹簧的弹力使动环的密封面紧贴静环的密封面，起到密封的作用。根据输送介质的性质，可选择单端面密封或双端面密封形式。单端面机械密封结构简单，制造和安装容易，适用于可用输送介质自身润滑冷却端面和允许微量泄漏的工况，如水等没有腐蚀性、没有颗粒介质; 双端面是在单端面的基础上又设计增加了一对摩擦副，具有 2 个动静环密封面，适用于腐蚀性较强的介质和有毒有害的介质。双端面机械密封按摩擦副布置形式分为径向式、面对面、背靠背及串联式 4 种。下面以碱泵背靠背双端面机械密封为例，分析其失效原因及应对措施。

　　2 机械密封泄漏原因及对策

　　背靠背式从泵头侧至电动机端共有 6 道密封，这 6 道密封任何一道密封失效都会造成泵的机械密封泄漏。第 1 道密封为泵盖与介质端静环间的密封，防止碱液从静环座外侧串至密封腔; 第 2 道密封为介质端动环静环密封面， 防止碱液从两密封面间串至密封腔; 第 3 道密封为介质端动环内部O形圈，防止碱液从介质端动环内侧串至密封腔; 第 4 道密封为大气端动环内部 O 形圈，防止机械密封冷却水从大气端动环内侧串至静环座造成外漏; 第 5 道密封为大气端动环静环密封面，防止机械密封冷却水从动环静环密封面串至静环座造成外漏; 第 6 道密封为大气端静环与静环座密封，防止机械密封冷却水串至静环座造成外漏。前 3 道密封将碱液隔绝在机械密封之外，后 3 道密封保证机械密封冷却水在密封腔内，不会外漏。下面就每一道机械密封泄漏原因作具体分析。

　　2. 1 第 1 道密封

　　介质端静环安放在泵盖内，泵盖内有防转销固定静环，防止静环随动环一起转动，静环与泵盖间有O形圈，此处密封失效有以下几方面原因。

　　( 1) 泵盖腐蚀。静环在泵盖内松动， O形圈起不到密封作用，须更换泵盖。泵盖的材质依据碱的性质确定，一般低温低浓度选用不锈钢材质，高温高浓度选用镍材质。

　　( 2) 防转销被腐蚀。静环随动环一起转动， O形圈起不到密封作用，须重新焊接防转销。

　　( 3) O 形圈损坏，起不到密封作用，须更换 O形圈。值得注意的是 O形圈的材质选择非常重要，碱液腐蚀性的强弱与其浓度和温度有很大关系，温度越高、 浓度越高则腐蚀性越强。此 O形圈一直浸泡在碱液里，对 O形圈的材质要求较高。一般温度低于100℃，质量分数低于50%的碱液，可以选用三元乙丙橡胶 O形圈; 温度高于100 ℃ ，质量分数高于 50% 的碱液，须选用更好的聚四氟乙烯或全氟醚材质 O形圈才能保证使用寿命。

　　( 4) 静环外侧腐蚀。静环长期与碱液接触， 易腐蚀，一旦腐蚀，碱液就会从静环外侧与 O 形圈间串至密封腔，须更换静环。更换静环一般同时须更换动环，如果不同时更换，新旧磨损程度不同，则会影响动静环密封面间的密封。同时静环的材质也要根据碱液的浓度和温度进行选择。

　　2. 2 第 2 道密封

　　动环与静环的端面彼此贴合作相对滑动的动密封，它是机械密封装置中的主密封，也是决定机械密封性能和寿命的关键。此处密封失效有以下几方面原因。

　　( 1) 密封面正常长期摩擦， 达到使用寿命。这种情况属正常现象，更换动静环即可，但作为碱液密封环，对材质有如下要求: 足够的强度和刚度、 一定的耐碱腐蚀能力、 工作条件下( 如压力、 温度和滑动速度等) 不易损坏、 变形小、 良好的耐热冲击能力、较高的导热系数和较小的线膨胀系数、 较小的摩擦系数、 良好的自润滑性、 受热冲击时不开裂。

　　( 2) 密封面异常磨损， 可能有 3 方面原因。①机封水中所含的硬质杂质颗粒进入密封腔内，瞬间进入两密封面间，造成密封面划伤。这种情况须清理机封水系统，对机封水管线加装过滤网，杜绝杂质进入密封腔。②机封水硬度过大，水中钙镁离子在密封腔内高温下结垢，黏结在密封腔及摩擦副处，造成损坏。须改善机封水质量，杜绝使用一次水，最好使用蒸汽冷凝水。③当多台碱泵循环使用机封水时，若某台碱泵机械密封泄漏，使机封水含碱，导致其他机械密封腐蚀损坏。要按时检测机封水 pH值，发现超标，应及时处理，杜绝损坏其他机械密封。

　　( 3) 密封面干磨， 造成损坏。该损坏属于操作原因，在启泵前须先开启机封水，并保证达到要求的流量。

　　( 4) 动环补偿弹簧失去弹性，不能补偿密封面的磨损。弹簧失去弹性的原因一般是机封水结垢，黏结在弹簧上，使弹簧失去作用。只要保证机封水质量，该问题即可解决。

　　( 5) 安装问题，动环的弹簧压缩量要按规定进行，不允许过大或过小，要求误差 ± 2. 00 mm。过大会增加端面比压，加速端面磨损; 过小会造成比压不足而起不到密封作用。动环安装后，将动环压向弹簧后应能自动弹回。

　　2. 3 第 3 道密封

　　动环安装在轴套上，随轴套一起转动，动环内部与轴套间依靠 O 形圈达到密封效果。此处密封失效有以下几方面原因。

　　( 1) O 形圈损坏， 起不到密封作用。与静环 O形圈相同，选择质量好、 相匹配的 O 形圈。不建议该密封圈使用聚四氟乙烯材质， 因为聚四氟乙烯比较硬、 弹性小，而且一般是三层 O 形圈叠加在一起，虽然动环随轴套一起转动， 但由于密封面靠弹簧弹力支持，密封环及 O 形圈相对于轴套以及动环固定端也作微量相对运动，极易使 O 形圈在运转过程中翻出、 移位， 导致泄漏; 另外， 该密封安装要求高，装不好试泵时就会泄漏，正常运转寿命短，不是因为腐蚀，而是因为形变、 移位。

　　( 2) 轴套磨损或腐蚀，轴套外侧与动环 O形圈间的碱液串至密封腔。要注意选用匹配材质的耐碱轴套，腐蚀后及时更换; 安装时要打磨，保证表面光滑，无毛刺、 伤痕。以上 3 道密封封住了碱液，一旦泄漏，碱液就会进入密封腔，随机封水流出。判断机械密封泄漏方法是: 用 pH 试纸检测，若进水正常， 出水显碱性， 则机封泄漏。正常生产时要定期检测机封水 pH 值，发现泄漏及时处理，保证系统正常稳定。

　　2. 4 第 4 道密封

　　该道密封防止机封冷却水从大气端动环内侧串至静环座造成外漏，其泄漏原因与介质端动环 O 形圈相似。正常情况下，该 O形圈不与碱接触，选择材质时，只要满足生产需要即可，以降低成本。此端轴套也不会腐蚀，安装时只要打磨光滑， 去除毛刺、伤痕即可。

　　2. 5 第 5 道密封

　　该道密封防止机封冷却水从动环静环密封面串至静环座造成外漏，此密封泄漏原因与第 2 道密封泄漏原因相同。

　　2. 6 第 6 道密封

　　此道密封防止机封冷却水串至静环座造成外漏，其泄漏原因一般有 2 个方面。

　　( 1) 静环防转销被腐蚀掉，静环随动环一起转动，O形圈起不到密封作用，须重新焊接防转销。

　　( 2) O 形圈损坏，起不到密封作用，须更换 O 形圈。正常情况下，此 O 形圈不与碱接触，选材时，只要满足生产需要即可。4 ～ 6 道密封保证了机封冷却水在密封腔内，机封不会外漏，一旦泄漏，就会造成肉眼可以看到的外漏，容易发现。

　　3 机械密封安装注意事项

　　( 1) 必须按工况与主机情况选择适宜型号的机械密封与材料匹配， 才能确保机封正常运转及使用寿命。

　　( 2) 在安装机械密封时，必须将轴( 轴套) 、 密封腔体、 密封端盖及机械密封本身清洗干净，防止任何杂质进入密封部位，密封端面完好无损。

　　( 3) 安装机械密封时， 应进行适当的润滑， 要特别注意机械油的选择，避免 O 形圈侵油膨胀或加速老化，使密封提前失效; 按产品说明书安装， 保证机械密封的安装尺寸。

　　( 4) 安装过程中严禁撞击、 敲打， 以免使机械密封摩擦副破损而使密封失效。

　　( 5) 安装静环压盖时， 拧紧螺丝必须受力均匀，保证静环端面与轴心线垂直。

　　( 6) 安装后用手推动动环， 能使动环在轴上灵活移动，并有一定弹性。

　　( 7) 安装后用手盘动转轴，转轴应无轻重感觉。

　　4 操作注意事项

　　( 1) 启泵前须先开启机封水并保证水量。条件允许的情况下，对泵的机封水增设连锁报警，一旦机封水中断，立即处理。

　　( 2) 保证机封水清洁， 无固体杂质和可能结垢的金属离子。

　　( 3) 按时检测机封水的 pH 值，一旦泄漏及时处理。

　　( 4) 及时巡检，若发现机封外漏，则及时处理。

　　( 5) 发现泵的异响及震动，及时处理。

　　( 6) 避免频繁开启泵操作。

　　5 结语

　　机械密封泄漏由多种原因造成， 但只要选对型号、 材质，保证机封质量， 严格按产品安装说明书安装和精心操作，就能达到其设计使用寿命，其意外失

　　效的情况也会减少，从而保证设备乃至装置长期、 经济、 高效、 稳定地运行。

　　【参考文献】

　　[ 1] 来荣斌，陈秀. 机械密封失效的原因分析及装配[ J] . 润滑与密封，，2005( 2) : 163 - 164.

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