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摘 要本文结合多年工作实践，针对机械密封的安装及检修进行探析，分析泄露的多种原因，以求解决机械密封泄漏问题。
关键词安装技术；泄露原因；检修
中图分类号TQ文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)021-0148-01
在化工生产中，为防止IH型化工泵介质泄漏一般采用机械密封方式。而机械密封的运行条件、配置、工况变化等对密封效果和故障产生有关键性的作用。为此，本文针对机械密封的故障检修问题，提出个人见解。
1离心泵机械密封结构分析
典型的化工泵机械密封结构如图1所示。离心泵后端的密封主要包括叶轮螺母和叶轮间的密封垫圈3、轴套和叶轮间的密封垫圈4、动环密封圈10、静环密封圈 13、动静环端面密封、压盖密封圈17等六处密封部件，其中动静环端面密封为动密封，是主要的密封部位，依靠两环端面的紧密贴合和相对旋转，阻止液体径向泄漏；其余各处均为静密封，起辅助密封的作用。
图1典型离心泵机械密封结构
2安装技术与试车中的检修
机械密封是一种精密装置，其密封效果和使用寿命不仅依赖于设计和制造，同时在很大程度上也与密封部件的安装有关。
1）安装前的检验。要取得良好的密封效果，在安装前应对有关部件进行仔细检查。①密封腔体。密封腔体的规格、直径、深度必须符合相关尺寸要求；轴与密封腔体的同轴度、垂直度符合要求，垂直度一般小于0.05～0.08mm，同轴度通常应保持在0.20～0.25mm之间。②泵轴的轴向窜动量。轴或轴套的轴向窜动量应控制在0.08mm以内。检查时可用千分表顶在轴肩处，用木锤夯击轴端，读出窜动量数值。在确定机械密封压缩量的时候应考虑泵轴的轴向窜动量，这样可以避免摩擦面液膜的破坏而引发剧烈磨损。在实践中，轴向窜动量过大引起密封泄漏和寿命缩短是常见的现象。③动静环的平面度。动静环摩擦端面的平面度是保证密封的关键，可用简易的卡尺法进行检查，即用卡尺贴于端面并置于背光下，通过观察透光间隙是否均匀判断表面平度。④轴或轴套的表面粗糙度应在0.32μm以下。⑤各密封部件的完好与清洁状况。应仔细检查各密封件的完好和清洁状况，保证无锐边毛刺、划痕、裂纹等缺陷。
2）动静环的安装。①静环的安装。先将静环密封圈从静环后部套入，操作时避免密封圈的滚动；将静环均匀用力压入压盖，压入时注意静环的开槽要对准压盖上的防转销；检查静环端面与压盖中心线的垂直度，控制在0.02mm以内。②动环的安装。安装动环时，应根据要求的压缩量确定相应的弹簧座紧顶螺钉的定位位置，具体可参考有关资料。
3）试漏检查。将泵的入口阀打开，引入介质，在有一定静压情况下观察密封情况。缓慢转动泵轴，观察密封有无泄漏。如果出现较大的泄漏，则可能存在密封安装或其他问题，应拆开密封仔细查找原因，排除故障后重装。如果试漏情况良好，即可启动泵。泵启动初期，可能存在微小的渗漏，但是若渗漏逐渐减少则可正常使用；若渗漏不断增加则说明有安装错误或密封有问题，应停止运行，拆泵查找原因，重新装配密封。
3化工泵机械密封泄漏原因分析
3.1泄漏原因分析及判断
1）安装静试时泄漏。机械密封安装调试好后，一般要进行静试，观察泄漏量。如泄漏量较小，多为动环或静环密封圈存在问题；泄漏量较大时，则表明动、静环摩擦副间存在问题。在初步观察泄漏量、判断泄漏部位的基础上，再手动盘车观察，若泄漏量无明显变化则可断定动、静环密封圈有问题；若盘车时泄漏量有明显变化则可断定是动、静环摩擦副存在问题；如泄漏介质沿轴向喷射，则多数情况不是动环密封圈存在问题；若泄漏介质向四周喷射或从水冷却孔中漏出，则多为静环密封圈失效。此外，泄漏通道也可同时存在，但一般有主次区别，只要观察细致，熟悉结构，通常能够正确判断故障点。
2）试运转时出现的泄漏。泵用机械密封经过静试后，运转时高速旋转产生的离心力，会抑制介质的泄漏。因此，试运转时在排除轴间及端盖密封失效后，机械密封泄漏基本上都是由于动、静环摩擦副受破坏所致。
引起摩擦副密封失效的原因主要有：①操作中因抽空、气蚀、憋压等，引起较大的轴向力，使动、静环接触面分离；②安装机械密封时压缩量过大，导致摩擦副端面严重磨损、擦伤；③动环密封圈过紧，弹簧无法调整动环的轴向浮动量；④静环密封圈过松，当动环轴向浮动时，静环脱离静环座；⑤工作介质中有颗粒状物质，运转中进入摩擦副，损坏动、静环密封端面；⑥设计选型有误，密封端面比压偏低或密封材质冷缩性较大等。上述现象在试运转中经常出现，有时可以通过适当调整静环座等予以消除，但多数需要重新拆装，更换密封。
3）正常运转中突然泄漏。化工泵在运转中突然泄漏，少数情况是因正常磨损或部件已达到使用寿命所致，而大多数情况是由于工况变化较大或操作、维护不当引起的。①抽空、气蚀或较长时间憋压，导致密封破坏；②泵实际输出量偏小，大量介质在泵内循环，热量积聚，引起介质气化，导致密封失效；③回流量偏大，导致吸入管侧容器底部沉渣泛起，损坏机械密封；④对较长时间停运的泵，重新启动时没有手动盘车，摩擦副因粘连而扯坏密封面；⑤介质中腐蚀性、聚合性、结胶性物质增多；⑥环境温度急剧变化，工况频繁变化或调整。
3.2在化工泵机械密封检修中出现的几个误区
1）弹簧压缩量越大，密封效果未必就越好。有人认为，弹簧压缩量越大，密封效果就越好。其实不然，弹簧压缩量过大，可导致摩擦副急剧磨损，瞬间烧坏；过度的压缩使弹簧失去调节动环端面的能力，导致密封失效。
2）动环密封圈并非越紧越好。其实动环密封圈过紧有害无益，一是加剧密封圈与轴套间的磨损，过早泄漏；二是增大了动环轴向调整、移动的阻力，在工况变化频繁时无法适时进行调整；三是弹簧过度疲劳易损坏；四是使动环密封圈变形，影响密封效果。
3）静环密封圈并非越紧越好。静环密封圈基本处于静止状态，相对较紧时密封效果会好些，但过紧也是有害的。一是引起静环密封过度变形，影响密封效果；二是静环材质以石墨居多，一般较脆，过度受力极易引起碎裂；三是安装、拆卸困难，极易损坏静环。
4）叶轮锁母并非越紧越好。在机械密封泄漏中，轴套与轴之间的泄漏（轴间泄漏）是比较常见的。一般认为，轴间泄漏就是叶轮锁母没锁紧，其实导致轴间泄漏的因素较多，如轴间垫圈失效、偏移、轴间端面内有杂质、轴与轴套配合处有较大的形位误差、接触面破坏、轴上各部件之间有间隙以及轴头螺纹过长等都会导致轴间泄漏。
5）拆修总比不拆好。一旦出现机械密封泄漏便急于拆修，其实，有时密封并没有损坏，只需调整工况或适当调整密封就可消除泄漏。这样既避免浪费又可以培养自己的故障判断能力，积累维修经验，提高检修质量。
4结束语
良好的装配是保证机械密封可靠工作的前提，在装配时应对零部件进行仔细的检修；机械密封的泄漏原因很多，判断时需根据具体情况进行综合分析，有时需要不断调试才能找到解决途径。
参考文献
[1]JB/T14722994,泵用机械密封[S].北京:中国标准出版社,1994.
[2]JB/T73692994,机械密封端面平面度检验方法[S].北京:中国标准出版社,1994.
关键词安装技术；泄露原因；检修
中图分类号TQ文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)021-0148-01
在化工生产中，为防止IH型化工泵介质泄漏一般采用机械密封方式。而机械密封的运行条件、配置、工况变化等对密封效果和故障产生有关键性的作用。为此，本文针对机械密封的故障检修问题，提出个人见解。
1离心泵机械密封结构分析
典型的化工泵机械密封结构如图1所示。离心泵后端的密封主要包括叶轮螺母和叶轮间的密封垫圈3、轴套和叶轮间的密封垫圈4、动环密封圈10、静环密封圈 13、动静环端面密封、压盖密封圈17等六处密封部件，其中动静环端面密封为动密封，是主要的密封部位，依靠两环端面的紧密贴合和相对旋转，阻止液体径向泄漏；其余各处均为静密封，起辅助密封的作用。
图1典型离心泵机械密封结构
2安装技术与试车中的检修
机械密封是一种精密装置，其密封效果和使用寿命不仅依赖于设计和制造，同时在很大程度上也与密封部件的安装有关。
1）安装前的检验。要取得良好的密封效果，在安装前应对有关部件进行仔细检查。①密封腔体。密封腔体的规格、直径、深度必须符合相关尺寸要求；轴与密封腔体的同轴度、垂直度符合要求，垂直度一般小于0.05～0.08mm，同轴度通常应保持在0.20～0.25mm之间。②泵轴的轴向窜动量。轴或轴套的轴向窜动量应控制在0.08mm以内。检查时可用千分表顶在轴肩处，用木锤夯击轴端，读出窜动量数值。在确定机械密封压缩量的时候应考虑泵轴的轴向窜动量，这样可以避免摩擦面液膜的破坏而引发剧烈磨损。在实践中，轴向窜动量过大引起密封泄漏和寿命缩短是常见的现象。③动静环的平面度。动静环摩擦端面的平面度是保证密封的关键，可用简易的卡尺法进行检查，即用卡尺贴于端面并置于背光下，通过观察透光间隙是否均匀判断表面平度。④轴或轴套的表面粗糙度应在0.32μm以下。⑤各密封部件的完好与清洁状况。应仔细检查各密封件的完好和清洁状况，保证无锐边毛刺、划痕、裂纹等缺陷。
2）动静环的安装。①静环的安装。先将静环密封圈从静环后部套入，操作时避免密封圈的滚动；将静环均匀用力压入压盖，压入时注意静环的开槽要对准压盖上的防转销；检查静环端面与压盖中心线的垂直度，控制在0.02mm以内。②动环的安装。安装动环时，应根据要求的压缩量确定相应的弹簧座紧顶螺钉的定位位置，具体可参考有关资料。
3）试漏检查。将泵的入口阀打开，引入介质，在有一定静压情况下观察密封情况。缓慢转动泵轴，观察密封有无泄漏。如果出现较大的泄漏，则可能存在密封安装或其他问题，应拆开密封仔细查找原因，排除故障后重装。如果试漏情况良好，即可启动泵。泵启动初期，可能存在微小的渗漏，但是若渗漏逐渐减少则可正常使用；若渗漏不断增加则说明有安装错误或密封有问题，应停止运行，拆泵查找原因，重新装配密封。
3化工泵机械密封泄漏原因分析
3.1泄漏原因分析及判断
1）安装静试时泄漏。机械密封安装调试好后，一般要进行静试，观察泄漏量。如泄漏量较小，多为动环或静环密封圈存在问题；泄漏量较大时，则表明动、静环摩擦副间存在问题。在初步观察泄漏量、判断泄漏部位的基础上，再手动盘车观察，若泄漏量无明显变化则可断定动、静环密封圈有问题；若盘车时泄漏量有明显变化则可断定是动、静环摩擦副存在问题；如泄漏介质沿轴向喷射，则多数情况不是动环密封圈存在问题；若泄漏介质向四周喷射或从水冷却孔中漏出，则多为静环密封圈失效。此外，泄漏通道也可同时存在，但一般有主次区别，只要观察细致，熟悉结构，通常能够正确判断故障点。
2）试运转时出现的泄漏。泵用机械密封经过静试后，运转时高速旋转产生的离心力，会抑制介质的泄漏。因此，试运转时在排除轴间及端盖密封失效后，机械密封泄漏基本上都是由于动、静环摩擦副受破坏所致。
引起摩擦副密封失效的原因主要有：①操作中因抽空、气蚀、憋压等，引起较大的轴向力，使动、静环接触面分离；②安装机械密封时压缩量过大，导致摩擦副端面严重磨损、擦伤；③动环密封圈过紧，弹簧无法调整动环的轴向浮动量；④静环密封圈过松，当动环轴向浮动时，静环脱离静环座；⑤工作介质中有颗粒状物质，运转中进入摩擦副，损坏动、静环密封端面；⑥设计选型有误，密封端面比压偏低或密封材质冷缩性较大等。上述现象在试运转中经常出现，有时可以通过适当调整静环座等予以消除，但多数需要重新拆装，更换密封。
3）正常运转中突然泄漏。化工泵在运转中突然泄漏，少数情况是因正常磨损或部件已达到使用寿命所致，而大多数情况是由于工况变化较大或操作、维护不当引起的。①抽空、气蚀或较长时间憋压，导致密封破坏；②泵实际输出量偏小，大量介质在泵内循环，热量积聚，引起介质气化，导致密封失效；③回流量偏大，导致吸入管侧容器底部沉渣泛起，损坏机械密封；④对较长时间停运的泵，重新启动时没有手动盘车，摩擦副因粘连而扯坏密封面；⑤介质中腐蚀性、聚合性、结胶性物质增多；⑥环境温度急剧变化，工况频繁变化或调整。
3.2在化工泵机械密封检修中出现的几个误区
1）弹簧压缩量越大，密封效果未必就越好。有人认为，弹簧压缩量越大，密封效果就越好。其实不然，弹簧压缩量过大，可导致摩擦副急剧磨损，瞬间烧坏；过度的压缩使弹簧失去调节动环端面的能力，导致密封失效。
2）动环密封圈并非越紧越好。其实动环密封圈过紧有害无益，一是加剧密封圈与轴套间的磨损，过早泄漏；二是增大了动环轴向调整、移动的阻力，在工况变化频繁时无法适时进行调整；三是弹簧过度疲劳易损坏；四是使动环密封圈变形，影响密封效果。
3）静环密封圈并非越紧越好。静环密封圈基本处于静止状态，相对较紧时密封效果会好些，但过紧也是有害的。一是引起静环密封过度变形，影响密封效果；二是静环材质以石墨居多，一般较脆，过度受力极易引起碎裂；三是安装、拆卸困难，极易损坏静环。
4）叶轮锁母并非越紧越好。在机械密封泄漏中，轴套与轴之间的泄漏（轴间泄漏）是比较常见的。一般认为，轴间泄漏就是叶轮锁母没锁紧，其实导致轴间泄漏的因素较多，如轴间垫圈失效、偏移、轴间端面内有杂质、轴与轴套配合处有较大的形位误差、接触面破坏、轴上各部件之间有间隙以及轴头螺纹过长等都会导致轴间泄漏。
5）拆修总比不拆好。一旦出现机械密封泄漏便急于拆修，其实，有时密封并没有损坏，只需调整工况或适当调整密封就可消除泄漏。这样既避免浪费又可以培养自己的故障判断能力，积累维修经验，提高检修质量。
4结束语
良好的装配是保证机械密封可靠工作的前提，在装配时应对零部件进行仔细的检修；机械密封的泄漏原因很多，判断时需根据具体情况进行综合分析，有时需要不断调试才能找到解决途径。
参考文献
[1]JB/T14722994,泵用机械密封[S].北京:中国标准出版社,1994.
[2]JB/T73692994,机械密封端面平面度检验方法[S].北京:中国标准出版社,1994.