胡昌平

　　【摘　要】今年來，在石油庫設施設備中，機泵是整個油庫運行的關鍵設備，承擔著油品輸入、輸出的使命。同時對機修來說，機泵的維修故障率也是Z高。其中機械密封的維修又是其中Z主要的維修項目，通常一個在正常使用壽命之類的機泵，損壞的都是機械密封件。本文主要探討了石油庫泵用機械密封故障。

　　【關鍵詞】石油庫泵；機械密封；故障
　　一、前言
　　機械密封作為軸與泵殼的密封的關鍵點，它維護的好壞直接關系到設備整個使用周期。在日常的檢維修作業中，我們常常存在誤區，不能徹底的認識和了解密封的實質，常常以拆解更換為主。本篇就日常維護保養檢修中機械密封的相關問題進行闡述，希望能對我們的設備維護有裨益。

　　二、機械密封的認識
　　機械密封是一種旋轉機械的軸封裝置主要用于李新本、離心機、反應釜、壓縮機等需要軸封的設備。它主要由動環和靜環組成，輔助密封件主要有“O”形圈、”X”形圈、矩形柔性石墨等，彈力補償機構主要由彈簧、推環、彈簧座及鍵、螺釘構成。機封按結構可分為單端面、雙端面、平衡型、非平衡型、任意旋向、固定旋向等類型。

　　機封的主要原理是靠一對或數對垂直于軸作相對滑動的端面在流體壓力和補償機構的彈力（或磁力）作用下保持貼合并配以輔助密封而達到阻漏的軸封裝置。機封需要有足夠的強度、剛度，有良好的耐熱沖擊能力，較小的摩擦系數，并要有良好的自潤滑性。有時為了對機封進行良好的潤滑，設計了專門的軸封箱。

　　三、機封主要故障及泄漏情況
　?。ㄒ唬C械密封泄漏點主要有：
　　1.軸套與軸間的密封；
　　2.動環與軸套間的密封；
　　3.動、靜環間密封；
　　4.對靜環與靜環座間的密封；
　　5.密封端蓋與泵體間的密封。
　　一般來說，軸套外伸的軸間、密封端蓋與泵體間的泄漏比較容易發現和解決，但需細致觀察，特別是當工作介質為液化氣體或高壓、有毒有害氣體時，相對困難些。其余的泄漏直觀上很難辯別和判斷，須在長期管理、維修實踐的基礎上，對泄漏癥狀進行觀察、分析、研判，才能得出正確結論。

　?。ǘ┬孤┰?br /> 　　1.密封面打開
　　在修理機械密封時，85%的密封失效不是因磨損造成，而是在磨損前就已泄漏了。
　　當密封面一打開，介質中的固體微粒在液體壓力的作用下進入密封面，密封面閉合后，這些固體微粒就嵌入軟環（通常是右墨環）的面上，這實際成了一個“砂輪”會損壞硬環表面。

　　由于動環或橡膠圈緊固在軸（軸套）上，當軸串動時，動環不能及時貼合，而使密封面打開，并且密封面的滯后閉合，就使固體微粒進入密封面中。
　　同時軸（軸套）和滑動部件之間也存在有固體微粒，影響橡膠圈或動環的滑動（相對動密封點，常見故障）。另外，介質也會在橡膠圈與軸（軸套）磨擦部位產生結晶物，在彈簧處也會存有固體物質，都會使密封面打開。

　　2.過熱
　　因密封面上會產生熱，故橡膠圈使用溫度應低于設計規范。氟橡膠和聚四氟乙烯的使用溫度為216℃，丁晴橡膠的使用溫度為162℃，雖然它們都能承受較高的溫度，但因密封面產生的熱較高，所以橡膠圈有繼續硫化的危險，Z終失去彈性而泄漏。（冷區考慮冷脆）

　　密封面之間還會因熱引起介質的結晶，如結碳，造成滑動部件被粘住和密封面被凝結。而且有些聚合物因過熱而焦化，有些流體因過熱而失去潤滑等甚至閃火。
　　過熱除能改變介質的狀況外，還會加劇它的腐蝕速率。引起金屬零件的變形，合金面的開裂，以及某些鍍層裂縫，設計應選用平衡型機械密封，以降低比壓防止過熱。
　　3.超差
　　正確的裝配公差，對于安裝機械密封是很必要的，軸（軸套）必須有合適的表面粗糙度和正確的尺寸，但制造者很少提供公差數據，這些數據對安裝來講都是很關鍵的。（依靠經驗和常識）

　　機械密封的尺寸精度及形位公差必須符合圖紙要求，超差將會導致密封提前失效。
　?。ㄈ┬孤┰蚍治?br /> 　　1.安裝靜試時泄漏。機械密封安裝調試好后，一般要進行靜試，觀察泄漏量。如泄漏量較小，多為動環或靜環密封圈存在問題；泄漏量較大時，則表明動、靜環摩擦副間存在問題。在初步觀察泄漏量、判斷泄漏部位的基礎上，再手動盤車觀察，若泄漏量無明顯變化則靜、動環密封圈有問題；如盤車時泄漏量有明顯變化則可斷定是動、靜環摩擦副存在問題；如泄漏介質沿軸向噴射，則動環密封圈存在問題居多，泄漏介質向四周噴射或從水冷卻孔中漏出，則多為靜環密封圈失效。此外，泄漏通道也可同時存在，但一般有主次區別，只要觀察細致，熟悉結構，一定能正確判斷。

　　2.試運轉時出現的泄漏。泵用機械密封經過靜試后，運轉時高速旋轉產生的離心力，會抑制介質的泄漏。因此，試運轉時機械密封泄漏在排除軸間及端蓋密封失效后，基本上都是由于動、靜環摩擦副受破壞所致。引起摩擦副密封失效的因素主要有：

　　（1）操作中，因抽空、氣蝕、憋壓等異?，F象，引起較大的軸向力，使動、靜環接觸面分離；
　　（2）對安裝機械密封時壓縮量過大，導致摩擦副端面嚴重磨損、擦傷；
　　（3）動環密封圈過緊，彈簧無法調整動環的軸向浮動量；
　?。?）靜環密封圈過松，當動環軸向浮動時，靜環脫離靜環座；
　　（5）工作介質中有顆粒狀物質，運轉中進人摩擦副，探傷動、靜環密封端面；
　　（6）設計選型有誤，密封端面比壓偏低或密封材質冷縮性較大等。上述現象在試運轉中經常出現，有時可以通過適當調整靜環座等予以消除，但多數需要重新拆裝，更換密封。

　　3.正常運轉中突然泄漏。離心泵在運轉中突然泄漏少數是因正常磨損或已達到使用壽命，而大多數是由于工況變化較大或操作、維護不當引起的。
　?。?）抽空、氣蝕或較長時間憋壓，導致密封破壞；
　　（2）對泵實際輸出量偏小，大量介質泵內循環，熱量積聚，引起介質氣化，導致密封失效；
　?。?）回流量偏大，導致吸人管側容器（塔、釜、罐、池）底部沉渣泛起，損壞密封；
　　（4）對較長時間停運，重新起動時沒有手動盤車，摩擦副因粘連而扯壞密封面；
　　（5）介質中腐蝕性、聚合性、結膠性物質增多；
　?。?）環境溫度急劇變化；
　?。?）工況頻繁變化或調整；
　?。?）突然停電或故障停機等。離心泵在正常運轉中突然泄漏，如不能及時發現，往往會釀成較大事故或損失，須予以重視并采取有效措施。
　　四、泵用機械密封檢修中的幾個誤區
　　1.彈簧壓縮量越大密封效果越好。其實不然，彈簧壓縮量過大，可導致摩擦副急劇磨損，瞬間燒損；過度的壓縮使彈簧失去調節動環端面的能力，導致密封失效。
　　2.動環密封圖越緊越好。其實動環密封圈過緊有害無益。一是加劇密封圈與軸套間的磨損，過早泄漏；二是增大了動環軸向調整、移動的阻力，在工況變化頻繁時無法適時進行調整；三是彈簧過度疲勞易損壞；四是使動環密封圈變形，影響密封效果。

　　3.靜環密封圈越緊越好。靜環密封圈基本處于靜止狀態，相對較緊密封效果會好些，但過緊也是有害的。一是引起靜環密封因過度變形，影響密封效果；二是靜環材質以石墨居多，一般較脆，過度受力極易引起碎裂；三是安裝、拆卸困難，極易損壞靜環。

　　4.葉輪鎖母越緊越好。機械密封泄漏中，軸套與軸之間的泄漏（軸間泄漏）是比較常見的。一般認為，軸間泄漏就是葉輪鎖母沒鎖緊，其實導致軸間泄漏的因素較多，如軸間墊失效，偏移，軸間內有雜質，軸與軸套配合處有較大的形位誤差，接觸面破壞，軸上各部件間有間隙，軸頭螺紋過長等都會導致軸間泄漏。鎖母鎖緊過度只會導致軸間墊過早失效，相反適度鎖緊鎖母，使軸間墊始終保持一定的壓縮彈性，在運轉中鎖母會自動適時鎖緊，使軸間始終處于良好的密封狀態。

　　5.新的比舊的好。相對而言，使用新機械密封的效果好于舊的，但新機械密封的質量或材質選擇不當時，配合尺寸誤差較大會影響密封效果；在聚合性和滲透性介質中，靜環如無過度磨損，還是不更換為好。因為靜環在靜環座中長時間處于靜止狀態，使聚合物和雜質沉積為一體，起到了較好的密封作用。

　　6.拆修總比不拆好。一旦出現機械密封泄漏便急于拆修，其實，有時密封并沒有損壞，只需調整工況或適當調整密封就可消除泄漏。這樣既避免浪費又可以驗證自己的故障判斷能力，積累維修經驗提高檢修質量。

來源：《商品與質量：房地產研究》，2014 (3)