９２一■安全密封 一２石油和化工设备 ０１４年第１７卷 泵用机械密封泄漏原因分析及维修 姚玉金 （维美化工有限责任公司，库尔勒８４１ ０００） ［摘要］根据泵用机械密封的使用情况，分析了使用过程中泄漏的原因，总结了工艺操作及检维修中的注意事项，以便有 效提升机械密封的使用寿命，降低设备运行成本。 ［关键词］机械密封；结构；泄漏；维修 机械密封是靠一对或几对垂直于旋转轴线做 相对滑动的端面在流体压力和补偿机构弹力或磁 力作用下，保持贴合并配于辅助密封从而达到隔 离旋转轴处内外空间直接连通的设施［】】，是机泵 的重要部件。机械密封与填料密封相比，具有以 下优点：（１）密封性能可靠，泄漏量小；（２）适用 范围广，能适用于各种工况，在高温、高压、高 速、真空、腐蚀性介质、高黏度介质等工况下都 有较好的密封性能；（３）使用寿命长，摩擦损耗功 率小；（４）抗振性强，缓冲性好等。缺点是结构复 杂，制造精度高，装配难度大，检修成本相对较 高。 机械密封中的介质泄漏途径 】，主要有以下 几个方面：（１）动环与轴套间的０形环（或ｖ型圈） 处泄漏；（２）轴套上的轴封垫处泄漏；（３）静环与压 盖０形环处泄漏；（４）压盖与泵壳之间密封垫处泄 漏；（５）摩擦副密封失效泄漏，该处是机械密封的 主密封，也是决定机械密封性能和寿命的关键。 ２泄漏的原因 机械密封因泄漏发生的检修占机泵检修的５０％ 以上。机械密封性能的优劣直接影响机泵的正常 运行。在机械密封泄漏的５个途径中，前４个均属 于静密封点泄漏，通常是因为静密封元件磨损或 缺陷导致泄漏，这类泄漏可选用优质耐磨的Ｏ形环 （或Ｖ型圈）来解决，需要注意的是在选用密封元 件需考虑介质对其是否具有腐蚀性。 摩擦副密封失效，通常情况下有以下原因： （１１在安装机械密封时，弹簧压缩量过大，导致动 静环间摩擦力过大，摩擦副的磨损率增大甚至动 静环直接被压裂；弹簧压缩量不足，会导致动静 环间紧力不足，密封介质泄漏；（２１动环辅助密封 圈过紧，导致密封圈与轴套间摩擦力过大，动环 无法在轴套上灵活移动，失去补偿能力；（３）弹簧 磨损或被介质中的杂质（水垢、聚合物类）堵塞 失去弹性，无法补偿，如图２所示。（４）介质中含 １泵用机械密封的结构形式 泵用机械密封的结构决定了密封的使用效果 和寿命。常用的机械密封结构如图１所示，主要 由四大部件组成：（１）端面摩擦副：包括动环和静 环：（２）弹性元件：小弹簧、大弹簧或波纹管类； （３）辅助密封：０型圈或Ｖ型圈类；（４）防转及传动部 件：防转销、弹簧座、键和固定螺母。 有颗粒物质，运转中进入动静环接触面，导致密 封面磨损；（５）静环防转槽脱离防转销或防转销脱 落断裂导致静环缺陷。如在运行过程中泵突然抽 空，在泵内外压差作用下，动静环一起向泵腔作 轴向位移，此时静环防转槽脱离防转销，静环在 作者简介：姚玉金（１９８３一），男，四川三台人，大学本科，助 图１单端机械密封结构图 理工程师。在维美化工有限责任公司任设备工程师。 第６期 姚玉金泵用机械密封泄漏原因分析及维修 一９３一 图２机械密封弹簧被聚合物堵塞，失去弹性 动环带动下旋转某一角度。当抽空停止时，防转 销与槽就不能恢复到原来的配合位置，于是防转 销顶住静环，使静环倾斜从而破坏密封［３】；（６）泵 运转时因机封冲洗液管线堵塞等导致冲洗液量不 足，密封腔无液，动静环间无法形成有效液膜， 特别是在无冲洗液时动静环干磨使摩擦副的磨损 率成倍增加。因此在日常巡检中，需注意观察机 封冲洗液压力流量等参数，防止摩擦副干磨；（７１ 机泵自身轴向窜动量过大、轴跳动超标等原因造 成摩擦副失效机械密封泄漏。 ３机械密封安装及试车注意事项 为了确保机械密封正常工作，保持密封性能 良好，安装时需注意以下事Ｉ页【 】：（１）安装前需测量 密封腔体中泵轴的跳动值，轴向跳动量须小于０．１ ｍｍ，径向跳动量须小于０．０５ ｍｍ，密封腔止口端 面与轴表面跳动量须小于０．０５ ｌｌｌｌＴＩ；（２）机泵轴的轴 向窜动量须小于０．２ ｍｍ；（３）在安装时需根据现场 测量推导计算出弹簧盒的安装位置，以保证适中 的弹簧压缩量，不允许压缩量过大或过小，允许 误差在±２ ｍｍ以内，弹簧压缩量过大会导致摩擦 副使用周期降低，严重时会瞬间烧损，弹簧压缩 量过小会因预紧力不够而导致摩擦副失效。在安 装单弹簧机械密封时需注意弹簧的旋向与轴的旋 转方向须相反；（４）在安装时需对所有安装配合部 位涂适量的润滑剂，减小摩擦力，防止损坏辅助 密封圈，密封端面不用涂润滑剂；（５）在安装静环 时，静环的防转槽需对准压盖内防转销，如果用 压力机将静环压入压盖，需在静环端面加一层软 垫，压装时用力均匀，以防止端面变形或静环损 坏，压装到位后测量端面高度是否一致，偏差须 小于０．１ ｍｍ；ｆ６１动环安装完成后，需用动环压缩 弹簧，检查其能否在轴套上自由灵活地移动；（７） 机械密封压盖螺栓应均匀上紧，防止压盖端面倾 斜。 机械密封安装完成后应首先将泵的入口阀打 开，引入介质，在有一定静压下观察密封情况 】， 如果存在较小泄漏，多为动环或静环的密封圈存 在问题，如果泄漏较大，多为摩擦副存在问题。 在初步观察泄漏量及泄漏位置后，手动盘车观 察，若机械密封泄漏量无明显变化，则为辅助密 封圈泄漏，若泄漏量变化明显，则为摩擦副存在 问题。如果静试情况良好，即可启泵，启泵前需 确认密封腔内充满液体，在启泵初期，机械密封 可能存在微小的渗漏，如果逐渐减小应为正常。 在密封运行期间，泄漏量轻质油类不应超过１０滴／ 分钟，重质油类不应超过５滴／分钟，泵运行时需尽 量确保工艺参数的稳定，应尽量避免以下情况： （１）介质压力频繁波动；（２）机泵频繁开停车；（３） 泵抽空、发生气蚀；（４）冲洗液冷却水中断或流量 不足；（５）冲洗液冷却水含有较多杂质或较大颗粒 物。 ４结语 机械密封是泵的重要部件，同样也是关键部 件。因此为保证机泵的长周期稳定运行，应根据 工况条件选择合理适用的机械密封。在机械密封 出现故障时，需要根据实际情况对其泄漏原因进 行分析，并按照规范要求对其进行安装和维修。 同时应检查维修排除机泵的自身缺陷，加强工艺 管理确保工艺参数的稳定，防止介质压力温度的 大幅度变化，提高机械密封可靠稳定运行。只有 合理选型、正确安装、正确使用才能有效提高机 械密封的使用寿命，节约检维修成本，促进化工 生产安全稳定顺利运行，提高企业的经济效益。 ◆参考文献 ［１］顾永泉．机械密封实用技术［Ｍ］ Ｅ京：机械工业出版社， ２００１． ［２］高武民．机械密封的失效原因分析及实际应用［Ｊ］．石油化工 设备技术，２００２，２３（２）：５３．５６． ［３］来永斌．机械密封失效的原因分析及装配［Ｊ］．润滑与密封， ２００５，（２）． ［４］崔要欣，刘瑞全．泵用机械密封的选型及应用［Ｊ］．通用机 械，２００６，ｆ１０）． ［５］尹夏冰，谢涵，赵荣．浅谈离心泵机械密封常见故障及控 制措施［Ｊ】．机电信息，２０１１，（１８）．
