浅析机泵机械密封的实践应用

浅析机泵机械密封的实践应用

郭建 1 刘向东 1 曾志强 2

1.新疆油田公司采油二厂 新疆克拉玛依 834008

2. 新疆油田公司风城油田作业区 新疆克拉玛依 834000

摘要：机械密封是一种旋转机械的轴封装置，普遍用于单级离心泵、多级离心泵、螺杆泵和压缩机等旋转轴用设备。“机械密封”在工作中通常称为“机封”。机械密封具有密封性好、性能稳定、使用寿命长、泄漏量少且达到“零泄漏”、对轴的磨损小等优点，得到了广泛应用。理论效果和实践应用总存在一定差异，本文从机械密封的原理、安装、泄漏原因分析及采取措施，从而提高机械密封的使用寿命，正确维护使用机封最长可达8000小时左右。

关键词：机械；密封；泄漏；措施

一、机械密封的工作原理

机械密封工作原理：是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力(或磁力)作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。

图1103型机械密封结构

常用机械密封结构如图1所示。由1—防转销；2—辅助密封圈；3—静止环；4—旋转环；5—辅助密封圈；6—推环；7—弹簧；8—弹簧座；9—紧定螺钉组成。

二、机械密封主要漏失方面

机械密封中流体可能泄漏的途径有：如图2中的A、B、C、D四个通道。

图2机械密封泄漏点

1、C、D泄漏通道分别是静止环与压盖（静环座）、压盖与壳体之间的密封，二者均属静密封。

2、B通道是旋转环与轴之间的密封，当端面摩擦磨损后，它仅仅能追随补偿环沿轴向作微量的移动，实际上仍然是一个相对静密封。

3、A通道则是旋转环与静止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。

三、机械密封漏失故障原因分析及处理方法

通过现场操作、维修分析，本文要要对目前现场使用的弹簧式系列机械密封造成漏失的主要原因进行分析。

1、静密封泄漏

由于机泵长时间运行，泵体的振动，输送高温介质或含有腐蚀性化学成份，静止环与压盖密封件“O”型圈，泵体与压盖间密封垫，可能出现变形、老化、腐蚀损伤等因素引起密封性失效。将密封压盖拆下来，检查发现，压盖“O”型圈密封槽边沿被流体冲刷磨损严重，“O”型圈固定位置偏移，密封性失效。

因此在选用密封辅助材料时，应考虑合成橡胶（如橡胶包覆聚四氟乙烯密封圈）、腐蚀性强的材料，同时再安装压盖时，增加压盖端面密封平面密封，从而确保压盖与泵体密封性。

2、机封端面泄漏：

（1）密封面打开

将已经有漏失的机封拆卸下来经过检查，发现动、静密封面完好，弹簧盒内补偿元件弹簧盒内结垢、结晶杂物沉积，使动环失去浮动作用，弹簧失去了补偿功能，当提高转速和降低转速或起停泵时，轴产生一定的轴向窜动量，补偿元件功能失效，端面没有及时贴合，造成机封漏失。

（2）密封面磨损

由于密封面打开不能及时补偿结合，输送中的介质含有固体颗粒进入，固体颗粒进入磨擦副端面互相研磨剂作用，使密封性能失效造成泄漏。

解决方法是：改善冲洗冷却条件，或者调大冲洗系统的限流板孔径，增加冲洗液量，保证冲洗液的供给平衡和充足，使机械密封的润滑和散热状况得到改善，防止机械密封因过热出现烧毁、析出结晶等现象，延长机械密封的使用寿命。

3、机封质量问题泄漏

通过几次机封漏失，重新更换新的机封时，还是出现试机机封漏失的情况，查找分析原因，安装都没有问题，最后发现同批次的四个组机械密封，出现了严重的质量问题。

两个密封面结合时，用肉眼都可以看见间隙。最后用人工研磨的方法来解决端面平面度问题，因此在使用前应仔细检查机械密封的质量。

4、机封安装造成泄漏

（1）安装质量不到位，技术参数不合格。

安装质量不高,会使密封寿命大大缩短,或产生“立即失效”。所谓立即失效是指密封安装后在很短的时间内(立即或几小时)出现不能允许的泄漏。主要表现在：机封选型不符合机泵要求，动、静环安装时有碰伤、划伤损坏，密封面未清理干净，弹簧压缩量不合适（过紧或过松），本身机泵同心度调整不到位，安装压盖不均匀紧固等造成泄漏。因此必须提高安装机封质量来保障。

①、安装前首先检查机械密封的型号、规格和材料是否符合要求，是否有缺陷，尤其是动静环的检查。同时，查阅密封装配图，掌握密封结构和安装位置。

②、检查各零部件的质量,动静环表面光洁度、平直度一定要达到质量要求。密封面与轴线的垂直度误差应小于0.02mm，动静环的辅助密封圈过赢值要合适。

③、密封的安装位置要正确，压缩量要合适。弹簧压缩量要按规定进行，（计算压缩量距离=机封总压缩量×50%～70%+轴向全串动量×50%±静环面至压盖面距离），具体计算可根据机封结构要求，压缩量允许误差±2mm。

④、检查压盖与轴或轴套外径的配合间隙（即同心度），四周要均匀，用塞尺检查各点允差不大于0.01mm。

⑤、安装时保证密封腔体干净，要擦净各部件表面，所有安装配合部位涂适量润滑剂。

（2）规范泵的使用要求

①、进行启停泵切换泵操作时，必须严格按照操作规程进行操作，切勿造成憋泵、汽蚀、泵空转等情况。禁止频繁的停泵和启泵以及切换泵，能不停泵的情况下力争不停泵。

②、机械密封动静环端面在每一个频率运行下工作状态都是不同的。因此要确保泵的正常工作频率在一定范围内，不可进行大幅度的调频操作，进行调频时应缓慢进行。比如来液量较大，需调高2个频率时，可每半小时提高一个。

③、泵启动后若有轻微泄漏现象，应观察一段时间。如连续运行4小时，泄漏量仍不减小，则应停泵检查。

④、泵的操作压力应平稳，压力波动不大于1公斤/平方厘米。

（3）加强管理，提高技能。

使用寿命是衡量机械密封技术水平的主要标志，因此可以说延长密封寿命是机泵维修重要目标之一。目前随着油田企业在管理模式的改变，现场以运行管理为主，设备维修保养都已承包外协人员，管理人员需进行现场监督和技术上的指导，因此现场管理人员必须本身要具备专业技术能力，保障设备维修质量。此外还要加强密封技术的管理，如建立密封档案、密封维修记录等。经常举办灵活多样的密封技术讲座，提高管理人员和维修工人的技术素质,对提高密封技术水平是必不可少的。

参考资料：

《泵用机械密封》JB/T1421—2011

《机械密封实用技术》顾永泉