導(dǎo)語：如何才能寫好一篇機械密封工作原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：石油機械密封；工作原理；失效；對策

中圖分類號：TS653 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號1672-3791（2014）01（b）-0000-00

在實際的石油化工生產(chǎn)中，常會有一些有害流體產(chǎn)生，為了防止這些有害流體外流，往往會把它們封裝在專門的裝置中。在石油化工生產(chǎn)中機械密封裝置因其所存在的優(yōu)勢而被普遍應(yīng)用，機械密封是接觸式密封的一種，保證機械密封的正常運轉(zhuǎn)是系統(tǒng)裝置與設(shè)備進行安全生產(chǎn)以及長周期運行的重要前提基礎(chǔ)和保障。為了保證石油機械密封能夠更好的運行，就應(yīng)該對其工作原理進行分析，不斷的改善機械密封裝置，促進石油化工事業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

1石油機械密封的工作原理及特點

1.1石油機械密封工作原理

機械密封，通常被形象地稱為“端面密封”，其是一種避免有害流體流出的裝置，在工作原理上，主要是借助于流體的壓力和磁力的作用提高密封效果，使垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面保持貼合并且相對滑動，從而提高了密封的質(zhì)量。在石油領(lǐng)域中所使用的機械密封在原理上與普通的機械密封基本一致，是在彈簧力與介質(zhì)壓力的作用下，非旋轉(zhuǎn)環(huán)緊密地貼合到旋轉(zhuǎn)環(huán)上，在旋轉(zhuǎn)的過程中，雙方實現(xiàn)相對性地滑動，介質(zhì)的徑向流動就會被阻止，此時所形成的摩擦副即為機械密封的主密封。彈簧與介質(zhì)壓力的向下推動，會對于摩擦副經(jīng)過摩擦所受到的損害進行補償，從而能夠保持密封端面之間緊密接觸的持久性。機械密封的密封圈作用，還可以對于環(huán)和軸之間所產(chǎn)生的縫隙進行補償，以避免有液體從縫隙泄露。在非補償環(huán)和壓蓋之間所采用的是非補償環(huán)輔助密封圈，其可以避免介質(zhì)從這里流出。在實際的應(yīng)用中，石油機械密封的輔助密封圈并不會有相對的運動狀態(tài)，屬于是靜密封。另外，在密封圈的選擇上，一般會選擇使用“O”形圈，也可以使用墊片來進行處理。

1.2石油機械密封特點

機械密封主要由四部分組成，即：密封端面（動環(huán)和靜環(huán)組合）、輔助密封圈、緩沖補償部分（以彈性元件組成）、促使動環(huán)能夠隨著軸旋轉(zhuǎn)的傳動部分。從石油機械密封的特點上來看，主要表現(xiàn)在其使用壽命較長、可靠性高、泄露量小、功耗較低，并且不必經(jīng)常進行維修，對軸的磨損小，能夠很好的適應(yīng)實際生產(chǎn)過程中較高的密封要求，例如高溫、低溫以及真空的環(huán)境狀態(tài)下，或者是各類腐蝕性強的物質(zhì)，都要采取特殊的密封措施。對于設(shè)備裝置的密封，機械密封是最為關(guān)鍵的，但是由于其機械密封結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，所以，即便是存在著很多的密封優(yōu)點，鑒于其在制造和安裝的過程中，對于精準(zhǔn)度的要求很高，導(dǎo)致了成本提高，而且對于維修人員的技術(shù)要求也會很高。因此，保障密封工作的可靠性，對于延長石油機械密封的使用壽命是非常必要的。

2石油機械密封失效的原因及對策

2.1失效原因分析

2.1.1由于壓力導(dǎo)致機械密封失效

在機械密封中，若密封壓力腔內(nèi)的壓力超過了其可承受的范圍，則其密封端面比壓，從而導(dǎo)致液膜難以更好的形成，甚至?xí)霈F(xiàn)端面磨損嚴(yán)重的現(xiàn)象，與此同時，也會使發(fā)熱量增多，致使機械密封零件變形。當(dāng)工作壓力出現(xiàn)波動的現(xiàn)象，會使彈性變形量以及密封效果帶來一定的負(fù)面影響，泄漏量也會隨著壓力的變化而變化。

2.1.2因為介質(zhì)腐蝕引起機械密封失效

首先，機械密封的表面在腐蝕性介質(zhì)的作用下遭到嚴(yán)重的腐蝕作用，在強烈的腐蝕作用下，并且時間上延續(xù)較長，就會將石油密封機械的某些密封部件穿透，從而導(dǎo)致泄露現(xiàn)象發(fā)生。其次，在介質(zhì)腐蝕與應(yīng)力的共同作用下，彈簧和金屬波紋管會出現(xiàn)破裂的現(xiàn)象；第三，機械密封裝置上的碳化鎢環(huán)一般是要焊接到不銹鋼座上面的，在使用的過程往往會出現(xiàn)不當(dāng)操作，就會導(dǎo)致不銹鋼座出現(xiàn)晶間腐蝕。

2.1.3高溫致使機械密封失效

第一，導(dǎo)致機械密封失效的一項重要因素是常高溫油泵，諸如減壓塔底泵、油漿泵、回?zé)捰捅玫瘸霈F(xiàn)熱裂。在干摩擦的作用下，或者抽空、冷卻液中斷、以及密封面中混入雜質(zhì)等因素，都會造成密封面的環(huán)表面出現(xiàn)徑向裂紋。第二，密封機械的常用部件碳-石墨環(huán)，很容易出現(xiàn)石墨碳化，從而造成了機械密封失效。這主要是由于碳-石墨環(huán)必須在零下105到250攝氏度之間進行工作，一旦超過了這個溫度范圍，就會發(fā)現(xiàn)有樹脂從碳-石墨環(huán)的表面析出，進而在高溫狀態(tài)下，摩擦面周圍的樹脂就很容易被碳化，當(dāng)有粘結(jié)劑出現(xiàn)，就會因發(fā)泡軟化而導(dǎo)致機械密封失效。第三，對于一些橡膠輔助密封件，諸如氟橡膠、全橡膠以及乙丙橡膠等，如果超出了被允許的溫度范圍，就會由于老化而失去彈性，從而出現(xiàn)了變硬、龜裂的現(xiàn)象，機械密封失效。目前所使用的機械密封主要是以柔性石墨為主要材料，其具有耐高溫、耐腐蝕的性能，但由于回彈性較差，很容易在外在環(huán)境的影響喜愛發(fā)生脆裂，使機械密封失效。

2.2相應(yīng)的解決對策

1、對于密封機械的選型，要根據(jù)轉(zhuǎn)動設(shè)備的作業(yè)環(huán)境和工況來選擇，一些輔助設(shè)施是必不可少的。例如，在高溫的環(huán)境條件下作業(yè)，所選擇密封環(huán)就要具有耐高溫性，石墨、鈷基碳化鎢等都是較好的選擇。此外，還要配置必要的密封沖洗設(shè)施，以起到冷卻、、以及凈化的功能。

2、對于石油機械密封的日常使用，要按照規(guī)范，并注意維護及保養(yǎng)。介質(zhì)和工作環(huán)境對于對機械密封具有一定的影響力，那么，在日常的使用過程中，就要按照規(guī)程正確操作，做好設(shè)備的密封巡檢工作，對于轉(zhuǎn)動設(shè)備的運行狀況時時關(guān)注，嚴(yán)格控制介質(zhì)的特性指標(biāo)，以免機械密封使用環(huán)境的工況發(fā)生變化。

3、加強機械密封的檢修質(zhì)量。對于密封配置要進行常規(guī)檢查。重視檢修質(zhì)量，在密封配置過程中，對于保持密封元件要輕拿輕放，保持清潔完整，依照檢修規(guī)程來合理的調(diào)整間隙及配合。比如，機械密封面間隙以及彈簧比壓等，此外，還要注意避免使泵的振動幅度過大，尤其要注重轉(zhuǎn)子的動平衡及對中找正。

3總結(jié)

伴隨著社會經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展，無論工業(yè)生產(chǎn)還是日常生活，對石油的需求量日益增多，在石油化工領(lǐng)域中，機械密封顯得日益重要。石油機械密封在實際的工作中，其工作環(huán)境可能是氣態(tài)、液態(tài)、或者汽液態(tài)，若機械密封介質(zhì)的沸點較低，當(dāng)機械處于運行狀態(tài)的時候，就會升高溫度，密封介質(zhì)就會被揮發(fā)，此時，密封的作用就很難發(fā)揮出來。注意選擇石油機械密封，并按照的相關(guān)的規(guī)范進行操作，只有這樣才會讓石油機械密封能夠安全可靠的運轉(zhuǎn)，延長其使用壽命。同時，相關(guān)的工作人員要熟練掌握機械密封的工作原理及其自身的特點，促使機械密封在石油化工領(lǐng)域充分發(fā)揮其自身的優(yōu)勢，更好的促進石油化工事業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻

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[2]梁偉剛.淺談石油機械密封的工作原理[J].黑龍江科技信息，2013（21）.

[3]蔡仁良，顧伯勤，宋鵬云.過程裝備密封技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002：115.

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關(guān)鍵詞：離心泵 機械密封 故障分析

1 概述

隨著機械密封技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)泵采用的密封裝置正由傳統(tǒng)的填料密封向性能可靠、泄漏量少、使用壽命長、功耗低、無需經(jīng)常檢修的機械密封轉(zhuǎn)變。尤其是在石油化工領(lǐng)域內(nèi)，因處理的介質(zhì)具有易燃、易爆、易揮發(fā)、劇毒等特性，一旦出現(xiàn)泄漏，將嚴(yán)重影響生產(chǎn)正常進行，所以，石油化工生產(chǎn)用泵的密封多數(shù)采用機械密封裝置。

經(jīng)對國內(nèi)、外離心泵故障的統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，機械密封故障仍占其中的50%～70%，而機械密封故障中絕大多數(shù)屬于事故性故障，事故性故障是指一個或幾個密封零件沒達到預(yù)期的使用壽命便喪失了使用功能，造成整個裝置泄漏量超過了允許值。實踐證明，故障分析是技術(shù)改進和減少故障的一種行之有效的科學(xué)手段。在評定泵用機械密封優(yōu)劣時，采用的主要指標(biāo)為泄漏量、使用壽命和可靠性，這些指標(biāo)貫穿在機械密封的設(shè)計、制造、選型、安裝及使用管理等環(huán)節(jié)。由于流體機械的可靠性主要取決于密封裝置，因此，提高密封裝置的可靠性可大大減少離心泵的故障率。經(jīng)統(tǒng)計分析，除了密封設(shè)計、制造的原因外，超過50%的失效都是用戶使用不當(dāng)或維護不及時造成的。

人們在進行故障分析時，通常習(xí)慣于把故障原因放在機械密封裝置本身，很少有人在機械密封安裝、使用等外部條件方面去查找原因。本文作者將通過分析影響石化行業(yè)泵用機械密封效果的幾種外部因素，提出提高密封裝置運行可靠性和運行周期的建議。

2 機械密封裝置的工作原理

機械密封也稱端面密封，整個裝置至少有一對垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面，隨軸旋轉(zhuǎn)的動環(huán)端面在流體壓力及補償機構(gòu)的外彈力(或磁力)作用下，并配以輔助密封與另一固定在端蓋上的靜環(huán)端面保持貼合并作旋轉(zhuǎn)式相對滑動而達到阻止流體泄漏的軸封裝置。兩個緊密貼合的密封端面之間存在一微小間隙，當(dāng)具有一定壓力介質(zhì)通過此間隙時，會形成一層極薄的液膜，該液膜的阻力阻止介質(zhì)泄露，且使端面得到。典型機械密封結(jié)構(gòu)見圖1。

機械密封裝置主要由以下四大部分組成：①由靜環(huán)和動環(huán)組成的一對或幾對密封端面，有時稱密封端面為摩擦副；②以彈性元件（或磁性元件）為主的補償緩沖機構(gòu)；③輔助密封圈；④保證動環(huán)和軸一起旋轉(zhuǎn)的傳動機構(gòu)。

生產(chǎn)實際中，泵用機械密封裝置流體可能泄漏的途徑有以下幾處：①端面摩擦副的密封面處泄漏。這是決定機械密封裝置摩擦性能和密封性能的關(guān)鍵部位，也是決定機械密封裝置工作壽命的關(guān)鍵所在，因此，對接觸端面的要求應(yīng)給與高度重視。由于動環(huán)與靜環(huán)端面作旋轉(zhuǎn)式相對滑動的動密封，對密封端面的加工要求很高，其平面度為0.0009mm，硬環(huán)表面粗糙度Ra≤0.1μm，軟環(huán)表面粗糙度Ra≤0.2μm。為了使密封端面間保持必要的油膜，必須嚴(yán)格控制端面上的單位面積壓緊力。端面上單位壓力過大，不易形成穩(wěn)定的液膜，會加速端面的磨損；端面上單位壓力過小，泄漏量會增加。所以，要獲得良好的密封性能和較長的壽命，在安裝機械密封時，一定要保持端面單位壓力值在最適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。②靜環(huán)與壓蓋的輔助密封件處泄漏和動環(huán)與軸（或軸套）的輔助密封件處泄漏。這兩處是輔助密封面，靜環(huán)與壓蓋間的密封屬靜密封，端面磨損時，動環(huán)僅能沿軸向作微量的移動，此處仍可看作是一個相對靜密封。工程實際中，動環(huán)的追隨性是此處輔助密封的關(guān)鍵，因此，動環(huán)與軸（或軸套）密封面，特別應(yīng)防止銹蝕、水垢或化學(xué)反應(yīng)物料堆積而造成的動環(huán)卡死現(xiàn)象。③壓蓋與密封箱體之間靜密封和軸套與軸的靜密封。這兩處均為靜密封，可根據(jù)密封介質(zhì)選用相容的材料。另外，動環(huán)采用鑲嵌結(jié)構(gòu)也可能在配合處泄漏。

通過機械密封裝置工作原理可以看出，機械密封裝置正常運行應(yīng)滿足以下基本條件：首先，動靜環(huán)端面應(yīng)保持良好的和散熱，防止端面熱變形、熱裂、泡疤、炭化等現(xiàn)象發(fā)生；其次，泵軸的竄量不能太大，否則摩擦副端面不能形成正常要求的比壓；另外，泵軸不能有太大的撓度，泵的振動應(yīng)在規(guī)定范圍之內(nèi)，否則密封端面比壓會不均勻。只有滿足以上的外部基本條件，再加上良好的機械密封裝置自身性能，才能達到理想的密封效果。

3 離心泵運行時機械密封故障及分析

機械密封裝置發(fā)生泄漏主要有以下四種情況：一是加水或靜壓試驗時發(fā)生泄漏；二是安裝后、運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生周期性泄漏；三是經(jīng)常性泄漏；四是突發(fā)性泄漏。

對機械密封靜壓試驗時發(fā)生泄漏故障，經(jīng)統(tǒng)計分析，其原因是由于檢修、安裝未達到標(biāo)準(zhǔn)要求。主要有以下幾種現(xiàn)象存在：①動、靜環(huán)接觸表面不平，安裝時碰傷、損壞。②動、靜環(huán)密封圈尺寸有誤、損壞或未被壓緊。③動、靜環(huán)表面有異物。④動、靜環(huán)V形密封圈方向裝反，或安裝時反邊。⑤緊定螺釘未擰緊，彈簧座后退。⑥密封圈未裝或壓緊力不夠，造成軸套處泄漏。⑦彈簧力不均勻，單彈簧不垂直，多彈簧長短不一或個數(shù)少；密封腔端面與軸垂直度不夠。⑧靜環(huán)壓緊不均勻。

安裝后、運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生周期性泄漏，經(jīng)統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，運轉(zhuǎn)中如泵葉輪軸向竄動量超過標(biāo)準(zhǔn)，轉(zhuǎn)軸發(fā)生周期性振動，工藝操作不穩(wěn)定及密封腔內(nèi)壓力經(jīng)常變化均是導(dǎo)致機械密封周期性泄漏的原因。

機械密封發(fā)生泄漏現(xiàn)象的原因主要有以下幾種：①動、靜環(huán)接觸端面比壓過大，摩擦熱引起動、靜環(huán)的熱變形。②安裝時零件受力不勻等，造成密封端面發(fā)生變形。③彈簧比壓過小。④動、靜環(huán)密封面對軸線不垂直，誤差過大。⑤轉(zhuǎn)軸振動。⑥動、靜環(huán)與軸套間形成水垢不能補償磨損位移。⑦安裝密封圈處軸套部位有溝槽或凹坑腐蝕。⑧動環(huán)浮動性差。⑨輔助裝置有問題。

對機械密封突發(fā)性泄漏現(xiàn)象，經(jīng)統(tǒng)計分析，其原因主要有以下幾種：①泵強烈振動、抽空破壞了摩擦副。②彈簧斷裂。③防轉(zhuǎn)銷脫落或傳動銷折斷而失去作用。④輔助裝置出現(xiàn)故障，使動、靜環(huán)冷熱驟變導(dǎo)致密封面變形或產(chǎn)生裂紋。⑤由于溫度變化，摩擦副周圍介質(zhì)發(fā)生冷凝、結(jié)晶影響密封。⑥停泵一段時間再開動時發(fā)生泄漏。這是由于摩擦副附近介質(zhì)的凝固、結(jié)晶，摩擦副上有水垢；彈簧銹蝕、堵塞而喪失彈性，均可引起泵重新開動時發(fā)生泄漏。

4 機械密封故障防治措施

從前面對離心泵運轉(zhuǎn)時機械密封故障及統(tǒng)計分析，可以看出，除了密封設(shè)計、制造工藝本身的原因外，大部分失效原因都是由于用戶使用不當(dāng)或維護不到位造成的。以下就離心泵運行中常見的故障給出防治措施和解決方案。

機械密封裝置是泵的一個重要部件，泵的安裝及運轉(zhuǎn)情況無疑要對密封產(chǎn)生一定的影響。一臺振動很大的泵，密封壽命和泄漏量不可能正常，密封的可靠性明顯下降。此外，軸串量、密封箱端面和軸的垂直度、壓蓋和密封箱止口間隙、泵蓋和泵體的止口間隙、軸套和徑向跳動等，這些部位的尺寸超標(biāo)，對密封性都會產(chǎn)生影響。僅僅提高密封本身的安裝精度是很不夠的，必須全面提高泵的安裝質(zhì)量（包括密封）才能達到預(yù)期的密封目的。

4.1 滿足泵安裝的基本要求

4.1.1 轉(zhuǎn)子部分。為使轉(zhuǎn)子平衡和運轉(zhuǎn)中不至于產(chǎn)生較大的振動，安裝時應(yīng)注意做到以下幾點。

①軸的徑向跳動最大不超過0.03～0.05mm。轉(zhuǎn)子的徑向跳動分別為，葉輪口環(huán)不超過0.06～0.10mm，軸套等部位不超過0.04～0.065mm（小直徑對應(yīng)較小值，大直徑對應(yīng)較大值）。見圖2 軸彎曲的測量及曲線圖。

②葉輪應(yīng)找靜平衡。在3000r/min工作的葉輪不平衡量不得大于以下規(guī)定。

③屬于下列情況之一者還要檢查轉(zhuǎn)子的動平衡。

單級泵的葉輪直徑超過300mm時；兩級泵的葉輪直徑超過250mm時。

④對于彈性柱銷式及其他用鑄鐵制造的聯(lián)軸器，當(dāng)直徑超過￠125mm，總長度超過300mm時也需進行動平衡校驗。

4.1.2 各部件的相對位置公差。密封箱與軸的同軸度0.10mm；密封箱與軸的垂直度0.05mm；轉(zhuǎn)子的軸向串量0.30mm；壓蓋與密封箱配合止口同軸度0.10mm。

4.1.3 與電機的同心度。電機單獨運轉(zhuǎn)時其振幅不超過0.03mm；工作溫度下泵與電機的同心度，軸向0.08mm；徑向0.10mm；立式泵采用的剛性聯(lián)軸器同心度，軸向0.04mm；徑向0.05mm。

4.1.4 泵運轉(zhuǎn)時雙振恒值最大不超過0.06mm。

4.2 減小泵軸竄量

合理地設(shè)計軸向力的平衡裝置，減小泵軸竄量消除軸向竄量。為了滿足這一要求，對于多級離心泵，比較理想的設(shè)計方案有兩個:一個是平衡盤加軸向止推軸承，由平衡盤平衡軸向力，由軸向止推軸承對泵軸進行軸向限位；另一個是平衡鼓加軸向止推軸承，由平衡鼓平衡掉大部分軸向力，剩余的軸向力由止推軸承承擔(dān)，同時軸向止推軸承對泵軸進行軸向限位。第二種方案的關(guān)鍵是合理地設(shè)計平衡鼓， 使之能夠真正平衡掉大部分軸向力。對于其它單級泵、中開泵等產(chǎn)品，在設(shè)計時采取一些措施保證泵軸的竄量在機械密封所要求的范圍之內(nèi)。

4.3 增加輔助沖洗系統(tǒng)

在條件允許的情況下，盡量設(shè)計輔助沖洗系統(tǒng)。沖洗壓力一般要求高于密封腔壓力0.107～0.11MPa，如果輸送介質(zhì)屬于易汽化的， 則應(yīng)高于汽化壓力0.1175～0.12MPa。密封腔壓力要根據(jù)每種泵的結(jié)構(gòu)型式、系統(tǒng)壓力等因素來計算。軸封腔壓力很高時或者壓力幾乎接近該密封使用最高極限時，也可由密封腔引液體至低壓區(qū)，使軸封液體流動以帶走摩擦熱。

5 結(jié)論

通過對泵用機械密封的工作原理及結(jié)構(gòu)分析，結(jié)合對生產(chǎn)實際中泵用機械密封裝置故障的分析統(tǒng)計，我們發(fā)現(xiàn)，影響時機械密封可靠性的因素不僅與機械密封裝置的設(shè)計和制造有關(guān)，更重要的是要考慮機械密封裝置的安裝、維護和保養(yǎng)等外部的各種影響因素。統(tǒng)計并分析離心泵運行時的機械密封故障，其中絕大多數(shù)出現(xiàn)在安裝與維護過程中，由于安裝未達到技術(shù)要求，使得機械密封裝置的運行周期大大降低。對天津石化運行泵的故障統(tǒng)計分析，其泵用機械密封裝置的正常運行周期高于國內(nèi)同類用泵的平均值，其原因與天津石化長期以來重視職工專業(yè)技能培訓(xùn)工作分不開，職工理論水平的提高和熟練掌握國內(nèi)、外設(shè)備的設(shè)計和結(jié)構(gòu)對泵用機械密封裝置的維護，保障其長期安全、正常運行具有重要意義。

參考文獻：

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[2]流體動密封，上冊，顧永泉，中國石化出版社，1990.

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關(guān)鍵詞：機械密封；離心泵；選取；維修

中圖分類號：TH311 文獻標(biāo)識碼：A

引言

在離心泵中，機械密封得到廣泛的使用，其整機運行直接受到機械密封的密封效果的影響，特別是在電力生產(chǎn)的過程中，由于連續(xù)生產(chǎn)，導(dǎo)致機械密封出現(xiàn)泄漏，在一定程度上嚴(yán)重影響生產(chǎn)的運行。

1、機械密封的概念

目前，機械密封在我國工業(yè)生產(chǎn)中，已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。目前主要的密封設(shè)備有離心泵、離心機和壓縮機等設(shè)備，而在不同的工業(yè)生產(chǎn)中，使用的設(shè)備也就不同，因此我們在使用密封裝置的時候，應(yīng)該選取合適的密封設(shè)備。機械密封是一種以機械旋轉(zhuǎn)方式來進行密封的裝置，有著良好的密封性而且具有較長的使用壽命。而所謂的機械密封，就是指由一對及其以上的密封端面在液體壓力和機構(gòu)的補償彈力的作用下和其他輔助密封裝置的配合下，從而保持緊密貼合而且還與機械設(shè)備進行相對旋轉(zhuǎn)，以達到密封的目的。

2、離心泵的工作原理和分類

離心泵由于本身具有良好的密封性。而且適用使用壽命比較長。因此目前被人們廣泛的應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中。離心泵的工作原理主要是由吸水室、壓水室以及葉輪這三個只要的過流部件。把液體引入到葉輪上。讓葉輪快速的轉(zhuǎn)動。從而使得液體的動能和壓力加大。使其起到密封的作用。

目前，在工業(yè)中對其離心泵的分類有許多種。在不同的方面有著不同的分類。例如：我們根據(jù)葉輪的樹木的不同?？梢园讶~輪分為單級泵和多級泵。單級泵是指在泵軸中只存在著一個葉輪。而多級泵是指的有著兩個及其以上的葉輪；在工作過程中我們也可以根據(jù)水柱之間的壓力不同。也可以把離心泵分為低壓泵、中壓泵和高壓泵；按葉輪的吸入方式的不同。我們還可以分為單側(cè)進行水式和雙側(cè)進水式泵等。盡管在工業(yè)生產(chǎn)中離心泵的種類有許多。但是發(fā)生泄露的主要原因一樣的。目前引起生產(chǎn)設(shè)備泄露的主要因素有：第一、對于密封的材料選取不當(dāng)。使得離心泵的工作性能受到很到的影響；第二、內(nèi)部的各個零件磨損的十分嚴(yán)重；第三、動環(huán)和靜環(huán)配合不均勻。也是導(dǎo)致泄露的主要原因；第四、靜環(huán)的與靜環(huán)座之間的密封不嚴(yán)。

3、機械密封材料的選擇

選擇機械密封材料時應(yīng)充分考慮物料的特性，如酸堿性、腐蝕性、顆粒度、粘度、溫度、壓力等因素，根據(jù)這些因素選擇合適的摩擦副材料，減小摩擦副摩擦系數(shù)，以降低端面熱裂的可能性。摩擦副的材料應(yīng)具有良好的耐磨性、耐熱沖擊性、導(dǎo)熱性、自性，應(yīng)具有較高的機械強度和適合的硬度，因此合適的摩擦副材料是機械密封穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的前提，其次才是機械密封的結(jié)構(gòu)形式，用戶可根據(jù)實際應(yīng)用情況按密封手冊選取。

4、泄漏原因的分析與判斷

4.1、安裝靜態(tài)時的泄漏

機械密封安裝之后進行靜試，注重觀察其泄漏量，如果泄漏量比較小的話，較多有著動環(huán)或者是靜環(huán)密封O型圈存在問題；泄漏量較大之時，就表示動、靜環(huán)摩擦副存在問題。在初步觀察泄漏量、判斷泄漏部位的基礎(chǔ)之上，手動盤車來觀察，一旦泄漏量沒有十分明顯變化那么就表示動、靜環(huán)密封圈有問題；一旦泄漏量明顯變化就可以判斷是摩擦副存在問題；如物料沿軸向噴射，就是多為動環(huán)O型圈損壞；比如說是物料沿徑向噴射，則多為靜環(huán)密封墊失效。

4.2、試車時發(fā)生泄漏

在試車之時高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力就會使得物料的泄漏受到抑制，因此，試運轉(zhuǎn)時在排除軸間與端蓋密封失效后，基本都是動、靜環(huán)摩擦副損壞的緣故。其摩擦副失效的原因主要有：起車時因抽空、汽蝕、憋壓、等異常情況，引起較大的軸向力，使動、靜環(huán)分離；安裝機械密封時壓縮量過大，導(dǎo)致摩擦副嚴(yán)重收損、產(chǎn)生劃痕。動環(huán)O型圈過緊，彈簧無法調(diào)整動環(huán)軸向浮動量；工作介質(zhì)中有顆粒物運轉(zhuǎn)中進入摩擦副端面擦傷。

4.3、正常運轉(zhuǎn)中發(fā)生泄漏

離心泵在運轉(zhuǎn)中突然泄漏基本是由于工況變化或操作不當(dāng)造成。離心泵長時間空轉(zhuǎn)，造成摩擦副熱裂；汽蝕或長時間憋壓；料液當(dāng)中混入較多顆粒性物質(zhì)或聚合性、結(jié)膠性物質(zhì)，而機械密封本身不適合此種物料，在彈簧壓縮力不大時，劃傷摩擦副；介質(zhì)溫度變化大或環(huán)境溫度巨變，損壞機封。

5、離心泵的使用維護

5.1、離心泵操作時應(yīng)注意以下幾點

禁止無水運行，不要調(diào)節(jié)吸入口來降低排量，禁止在過低的流量下運行。監(jiān)控運行過程，徹底防止填料箱泄漏，在更換填料箱之時應(yīng)該使用新填料。保證機械密封之時有充分沖洗的水流，水冷軸承不能使用過量水流；劑不可以使用的太多；依照推薦的周期進行檢查。不斷建立運行的記錄，主要包括有運行小時數(shù)，填料的調(diào)整以及更換，來添加劑和其他維護措施以及時間。對于離心泵抽吸以及排放壓力，流量，來輸入功率，洗液以及軸承的溫度以及振動情況應(yīng)該定期做好測量記錄。

5.2、離心泵停止運轉(zhuǎn)后的要求

離心泵停止運轉(zhuǎn)后應(yīng)關(guān)閉泵的入口閥門，待泵冷卻后再依次關(guān)閉附屬系統(tǒng)的閥門。高溫泵停車應(yīng)按設(shè)備技術(shù)文件的規(guī)定執(zhí)行，停車后應(yīng)每偏20—30min盤車半圈，直到泵體溫度降至50℃為止。低溫泵停車時，當(dāng)無特殊要求時，泵內(nèi)應(yīng)經(jīng)常充滿液體。吸入閥和排出閥應(yīng)保持常開狀態(tài)；采用雙端面機械密封的低溫泵，液位控制器和泵密封腔內(nèi)的密封液應(yīng)保持泵的灌漿壓力。輸送易結(jié)晶，易凝固，易沉淀等介質(zhì)的泵，停泵后應(yīng)防止堵塞，并及時用清水或其他介質(zhì)沖洗泵和管道；排出泵內(nèi)積存的液體，防止銹蝕和凍裂。

5.3、離心泵定期預(yù)防性維護

按照預(yù)定的時間到現(xiàn)場進行檢修，在重大故障發(fā)生以前對設(shè)備進行修理或者更換。如果安排得當(dāng)，這種維護方案要比故障發(fā)生后的維修節(jié)省資源。當(dāng)設(shè)備不用連續(xù)工作時，進行定期的預(yù)防性維修，這種方案的優(yōu)點是顯而易見的。其缺點是如果維修的時間安排不當(dāng)，也會造成不必要麻煩。

以離心泵的實際工作狀況為依據(jù)，通過設(shè)備的監(jiān)測結(jié)果來實施。具體視有沒有異常的機械振動，軸承部位的溫度是否合適，的具體情況，和其他異?，F(xiàn)象來決定。一旦某個選定的參量實現(xiàn)不了預(yù)定的臨界值，設(shè)備應(yīng)該停機來檢修，就可以避免較為嚴(yán)重的事故發(fā)生。全部工作就可以有秩序的進行，同時購買零配件時間充裕，不用預(yù)先選購好各種備用部件。對于提高生產(chǎn)效率是相當(dāng)有益的。缺點是必須購置相應(yīng)的檢測設(shè)備，以及對人員進行培訓(xùn)等。

6、結(jié)語

由此可見，在工業(yè)生產(chǎn)中，對于機械密封裝置的選用和維修是十分重要的。因此，我們在對機械密封設(shè)備進行檢修時，要從機械密封設(shè)備的各個方面因素進行充分考慮，這樣才能全面的對機械密封設(shè)備進行維護。不過，目前我國在這方面的技術(shù)還是很成熟，我們還要在以后的實踐中進行不斷的探索和努力。

參考文獻

[1]黃俊維.離心泵機械密封維修技巧[J].設(shè)備管理與維修,2011,S1:52-53

[2]周彥東.淺析離心泵機械密封泄漏原因及安裝維護方法[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊),2013,06:299-300

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關(guān)鍵詞：機械密封；原理；新技術(shù)

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及新型材料的出現(xiàn)，機械密封技術(shù)隨之迅速發(fā)展起來。近年來人們對環(huán)境保護日益關(guān)注，引起對機械密封的泄露要求越來越高，同時為了延長裝置的檢修周期，要求機械密封的使用壽命隨之延長。因此，發(fā)展機械密封的新技術(shù)、新產(chǎn)品以滿足人們對高性能機械密封的要求。

機械密封技術(shù)簡介

1.1 機械密封基本原理

機械密封也叫做端面密封，是一種旋轉(zhuǎn)機械的封油裝置。由于傳動軸貫穿在整個設(shè)備內(nèi)外，軸與設(shè)備之間就會產(chǎn)生空隙，將兩個密封元件置于垂直于軸線的平面上，流體介質(zhì)就不會通過空隙向外泄露，密封元件反而會在流體介質(zhì)的靜壓力以及彈簧力的作用下，保持相互貼合并相對運動從而達到防止流體泄露的目的。

密封環(huán)是構(gòu)成機械密封的主要元件，它在很大程度上決定了機械密封的使用性能及使用壽命，因此對于密封環(huán)有嚴(yán)格的使用要求：要有足夠的強度和剛度；應(yīng)有較小的摩擦系數(shù)和良好的自性；密封端面應(yīng)有足夠的硬度和耐腐蝕性；密封環(huán)應(yīng)有良好的耐熱沖擊性能；密封環(huán)要容易加工制造。

1.2 機械密封的特點

使用壽命長。機械密封在油、水類介質(zhì)中使用時間長達1~2年或者更長時間，在化工介質(zhì)中的使用壽命通常也能達到半年以上。

密封可靠。機械密封在長時間的運行中，密封狀態(tài)穩(wěn)定且泄漏量很小，通常機械密封的泄露量可以控制在3~5mL/h，與軟填料密封相比，泄露量小很多。

摩擦功率損耗小。由于機械密封接觸端面面積較小，其摩擦功率消耗僅為軟填料密封的10%~50%。

適用范圍廣。機械密封適用于高溫、低溫、真空、不同轉(zhuǎn)速以及各種腐蝕性介質(zhì)和含有磨粒介質(zhì)等情況的密封。

抗振性強。隨著波紋管式和全補償式機械密封的發(fā)展，機械密封的抗振性越來越強，緩沖性也越來越好。

無需經(jīng)常調(diào)整。使用機械密封的維修周期長，端面磨損后能夠自動補償，通常情況下無需經(jīng)常維修。

機械密封技術(shù)

2.1 密封端面改形技術(shù)

干運轉(zhuǎn)氣體密封技術(shù)。干運轉(zhuǎn)氣體密封就是將開槽密封技術(shù)應(yīng)用于氣體密封。干運轉(zhuǎn)氣體密封除結(jié)構(gòu)相對簡單，安裝維護費用較低，運行無磨損，功耗小等特點以外，還能夠?qū)崿F(xiàn)零泄漏或者零溢出，系統(tǒng)運行可靠。克蘭公司首先研制的28型螺旋槽干運轉(zhuǎn)氣體密封主要用于汽輪機、攪拌機及離心壓縮機。后來又研制了用于泵中的2800和2800E系列干運轉(zhuǎn)氣體端面密封。

上游泵送密封技術(shù)。上游泵送密封的工作原理與干氣密封類似，是利用密封面上開流槽在旋轉(zhuǎn)條件下將下游少量的泄露流體介質(zhì)泵送回上游。主要產(chǎn)品有美國約翰克蘭公司研制生產(chǎn)的8000系列螺旋槽上游泵送機械密封，以及我國石油大學(xué)研制的泵出式圓弧槽端面密封。

密封面開深槽流體靜壓型機械密封。就是為了將外界流體或者密封流體引入到密封端面，以便對密封端面進行充分的和冷卻，而在密封端面上開幾組深槽和壓力介質(zhì)引入孔。雖然此種方法泄漏量較大，但此技術(shù)仍廣泛應(yīng)用于高壓、高溫、高速等普通機械密封難以滿足工程要求的情況中。

流體動壓密封技術(shù)。就是在密封環(huán)上開出1~2mm的溝槽，利用密封面流槽，形成局部熱變形和力變形，然后在密封面上產(chǎn)生流體動力楔效應(yīng)。其優(yōu)點是利用槽可以增強承載能力，降低摩擦熱，適宜用于高參數(shù)密封。美國克蘭公司獲得流體動壓墊高壓旋轉(zhuǎn)機械密封專利，將流體動壓墊應(yīng)用于輕烴密封中。國內(nèi)的石油大學(xué)利用有限元對熱流體動壓密封做了相應(yīng)的研究。

2.2窄環(huán)刃邊機械密封

窄環(huán)刃邊密封的結(jié)構(gòu)特點是動環(huán)密封面的寬度很窄，僅0.2~0.6mm，而且平衡比是B=0~0.5。這樣由于密封面很窄，就能夠限制固體雜物的形成，即使已經(jīng)形成的固體物質(zhì)或者纖維也能夠背尖邊切斷而排除。在石化企業(yè)中不僅應(yīng)用國外產(chǎn)品還應(yīng)用了國內(nèi)產(chǎn)品，比如在錦州和齊魯橡膠廠的工藝裝置中已經(jīng)推廣應(yīng)用

2.3 流體阻塞密封技術(shù)

在過去經(jīng)常是用液體阻塞液體或者氣體，叫做液封液或者液封氣技術(shù)。而現(xiàn)在采用氣體阻塞液體或者氣體，即氣封液或者氣封氣技術(shù)。流體阻塞技術(shù)有以下幾個特點：密封環(huán)的選用材料具有自且不膠合性，典型材料是石磨；在密封面由于摩擦而產(chǎn)生的熱量能夠及時的散發(fā)出去；阻塞氣體通常采用空氣或者氮氣、二氧化碳等惰性氣體；為了減少備件量并且要避免左右的錯裝，開槽密封應(yīng)盡可能選擇雙向旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)；在開車或者停車過程中會產(chǎn)生一定量的干摩擦，為了有利于清除磨粒，應(yīng)注意環(huán)槽的幾何形狀。主要產(chǎn)品有天津鼎名密封公司研制的螺旋槽液體阻塞密封，以及齊魯石化公司和石油大學(xué)研制的蒸汽阻塞密封。

2.4 零逸出密封技術(shù)

所謂零逸出技術(shù)就是指使工藝流體不逸出的密封技術(shù)。通常情況下，零逸出密封采用干運轉(zhuǎn)密封，可以是接觸式的干運轉(zhuǎn)密封也可以是非接觸式干運轉(zhuǎn)密封。其密封特點是利用流槽的各種流體的靜動壓效應(yīng)來增加流體膜的承載能力，與此同時還要利用淺槽形成較薄的流體膜和較小的泄漏量。主要產(chǎn)品有美國杜拉密泰列克公司最近生產(chǎn)的泵用SB-200型干運轉(zhuǎn)控制逸出集裝式密封和GF-200型節(jié)能零逸出氣體阻塞密封。

結(jié)論

隨著先進科學(xué)技術(shù)和先進制造技術(shù)的發(fā)展，我國工程機械也會有較大發(fā)展，因此我國機械密封技術(shù)將廣泛應(yīng)用于各個機械行業(yè)中去，對機械密封的密封要求越來越高，因此，機械密封要朝著零逸出、高可靠性、長壽命及高性能方向發(fā)展。

參考文獻

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[3] 左振亮,李楠.機械密封技術(shù)與研發(fā)方向.遼寧化工,2008(10):698-700.

篇5

關(guān)鍵詞：機械密封 構(gòu)造 選用 失效

隨著工業(yè)企業(yè)流程化、自動化水平的不斷提高，設(shè)備穩(wěn)定性、可靠性顯得尤為重要。據(jù)統(tǒng)計60%機械設(shè)備非計劃停車事故與密封故障造成泄漏有直接聯(lián)系，密封性能已成為評定機械產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要指標(biāo)。隨著密封技術(shù)水平的不斷提高，工業(yè)泵用密封正由傳統(tǒng)的填料密封向機械密封發(fā)展。機械密封技術(shù)以其性能可靠、泄漏量少、使用壽命長、功耗低、無需經(jīng)常檢修，應(yīng)用于冶金、石油、化工企業(yè)工業(yè)泵中。筆者通過近幾年的使用經(jīng)驗，總結(jié)出機械密封在工業(yè)泵上檢修、維護的一些經(jīng)驗，取得了治理泄漏的一些效果

一、機械密封常識機械密封的工作原理

機械密封是靠一對或數(shù)對垂直于軸作相對滑動的端面在流體壓力和補償機構(gòu)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。

二、機械密封的構(gòu)造

如上圖，一般機械密封由1靜環(huán)、2動環(huán)、3彈簧、4彈簧座、5緊定螺釘、6動環(huán)密封圈和8靜環(huán)密封圈等元件組成，7防轉(zhuǎn)銷固定在9壓蓋上以防止靜止環(huán)轉(zhuǎn)動；A、B、C、D-通道。

機械密封中流體可能泄漏的途徑有4種，如圖所示： A、B、C、D 4個通道。其中C、D泄漏通道分別是靜止環(huán)與壓蓋、壓蓋于殼體之間的密封，二者均屬靜密封。B通道是旋轉(zhuǎn)環(huán)與軸之間的密封。但端面磨損時，它僅能隨補償環(huán)沿軸向作微量的移動，實際上仍然是一個相對靜密封。因此，這些泄漏通道相對來說比較容易封堵。靜密封元件最常用的有橡膠O形圈或聚四氟乙烯V形圈，而作為補償環(huán)的旋轉(zhuǎn)環(huán)或靜止環(huán)輔助密封，有時采用兼?zhèn)鋸椥栽δ艿南鹉z、聚四氟乙烯材料及金屬波紋管的結(jié)構(gòu)。A通道則是旋轉(zhuǎn)環(huán)與靜止環(huán)的斷面彼此結(jié)合作相對滑動的動密封。因此，對密封端面的加工要求很高（平面度為0.0009mm，表面粗糙度：硬環(huán)Ra≤0.1μm，軟環(huán)Ra≤0.2μm）。為了使密封端面間保持必要的油膜，必須嚴(yán)格控制端面上的單位面積壓緊力。端面上單位壓力過大，不易形成穩(wěn)定的液膜，會加速斷面的磨損。斷面上單位壓力過小，泄漏量增加。所以，要獲得良好的密封性能有較長的壽命，在安裝機械密封時，一定要保持端面單位壓力值在最適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。

三、機械密封的選用

每一種機械密封，只有用于規(guī)定的范圍內(nèi)才能有效地發(fā)揮作用。選型不當(dāng)，則會使密封性能顯著降低，壽命縮短，甚至失效；選型的主要參數(shù)如下：

1.密封腔介質(zhì)壓力P： 介質(zhì)性好，粘度較高時，P≤0.8MPa選用非平衡型。 介質(zhì)性差，粘度低時，P≥0.5Mpa

2.線速度V： V≤25m/s選用旋轉(zhuǎn)型。 V≥25m/s時選用靜止型。

3.PV值： PV值涉及到密封面之間流體膜的穩(wěn)定性（汽化）和磨擦副的耐磨性。 PV極限值舉例：當(dāng)介質(zhì)為水時，鈷鉻鎢合金/石墨，平衡型是7，非平衡型是2； 碳化鎢/石墨，平衡型是35.5，非平衡型是9； 碳化硅/石墨，平衡型是142，非平衡型是35.5； 碳化硅/碳化鎢，平衡型是26.6，非平衡型是7； 碳化鎢/碳化鎢， 平衡型是9，非平衡型是2。

4.密封介質(zhì)溫度

在沒有外冷條件下，機械密封的最高溫度一般取決于輔助密封材料的安全使用溫度。丁晴橡膠安全使用溫度為-30～100℃，硅橡膠安全使用溫度為-40～200℃，乙丙橡膠安全使用溫度為-10～160℃，氟橡膠安全使用溫度為-30～180℃，聚四氟乙烯安全使用溫度為-100～200℃。

5.介質(zhì)的特殊性

5.1粘度：低粘度介質(zhì)易于干磨損宜選用平衡型。高粘度介質(zhì)，宜選用強制傳動結(jié)構(gòu)。

5.2腐蝕和化學(xué)溶劑：

5.3含懸浮固體顆粒：

動靜環(huán)材料宜選用碳化鎢/碳化鎢，碳化硅/碳化硅，當(dāng)顆粒易于阻塞密封腔時，需采用輔助裝置經(jīng)過過濾或分離后的沖洗液沖洗端面。

5.4劇毒或氣體介質(zhì)，宜采用雙端面機械密封。

四、機械密封的失效

1.安裝靜試時泄漏

機械密封安裝調(diào)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(huán)或靜環(huán)密封圈存在問題；泄漏量較大時，則表明動、靜環(huán)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(chǔ)上，再手動盤車觀察，若泄漏量無明顯變化則靜、動環(huán)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(huán)摩擦副存在問題；如泄漏介質(zhì)沿軸向噴射，則動環(huán)密封圈存在問題居多，泄漏介質(zhì)向四周噴射或從水冷卻孔中漏出，則多為靜環(huán)密封圈失效。

2.試運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)的泄漏

泵用機械密封經(jīng)過靜試后，運轉(zhuǎn)時高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，會抑制介質(zhì)的泄漏。因此，試運轉(zhuǎn)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(huán)摩擦副受破壞所致；引起摩擦副密封失效的因素主要有：

A.操作中，因抽空、氣蝕、憋壓等異?，F(xiàn)象，引起較大的軸向力，使動、靜環(huán)接觸面分離。

B.對安裝機械密封時壓縮量過大，導(dǎo)致摩擦副端面嚴(yán)重磨損、擦傷。

C.動環(huán)密封圈過緊，彈簧無法調(diào)整動環(huán)的軸向浮動量。

D.靜環(huán)密封圈過松，當(dāng)動環(huán)軸向浮動時，靜環(huán)脫離靜環(huán)座。

E.工作介質(zhì)中有顆粒狀物質(zhì)，運轉(zhuǎn)中進人摩擦副，損傷動、靜環(huán)密封端面。

F.設(shè)計選型有誤，密封端面比壓偏低或密封材質(zhì)冷縮性較大等。上述現(xiàn)象在試運轉(zhuǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)，有時可以通過適當(dāng)調(diào)整靜環(huán)座等予以消除，但多數(shù)需要重新拆裝，更換密封。

3.正常運轉(zhuǎn)中突然泄漏

離心泵在運轉(zhuǎn)中突然泄漏少數(shù)是因正常磨損或已達到使用壽命，而大多數(shù)是由于工況變化較大或操作、維護不當(dāng)引起的，主要原因如下：

A.抽空、氣蝕或較長時間憋壓，導(dǎo)致密封破壞。

B.對泵實際輸出量偏小，大量介質(zhì)泵內(nèi)循環(huán)，熱量積聚，引起介質(zhì)氣化，導(dǎo)致密封失效。

C.回流量偏大，導(dǎo)致吸入管側(cè)容器底部沉渣泛起，損壞密封。

D.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。

E.介質(zhì)中腐蝕性、聚合性物質(zhì)增多。

F.環(huán)境溫度急劇變化。

G.工況頻繁變化或調(diào)整。

I.突然停電或故障停機等。離心泵在正常運轉(zhuǎn)中突然泄漏，如不能及時發(fā)現(xiàn)，往往會釀成較大事故或損失，須予以重視并采取優(yōu)先措施。

五、結(jié)束語

在化工設(shè)備中，離心泵多數(shù)以機械密封為密封形式，了解機封結(jié)構(gòu)和材質(zhì)性能，正確選擇機封才能實現(xiàn)化工連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)；當(dāng)密封失效后，正確判斷失效原因，才能更快的修復(fù)，并能節(jié)約成本，實現(xiàn)效益最大化。

參考文獻

[1]顧永泉 《機械端面密封》 石油大學(xué)出版社 1994.12.

[2]顧永泉 《機械密封實用技術(shù)》 機械工業(yè)出版社 2001.

[3]王鳳喜 楊紅文 徐游 《密封使用與維修問答》機械工業(yè)出版社 2004.

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關(guān)鍵詞：機械密封；安裝；使用；失效；泄漏

1.機械密封的工作原理

1.1.機械密封的定義

在國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的定義：由至少一對垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面組成，在流體壓力及補償機構(gòu)彈力（或磁力）共同作用下，以及輔助密封圈的配合下， 該對端面保持貼合并相對滑動而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置。按照補償機構(gòu)運動狀況分為旋轉(zhuǎn)式和靜止式機封；按照靜環(huán)安裝位置可分為內(nèi)裝式和外裝式機封；按照密封面上介質(zhì)載荷的作用情況可分為平衡型和非平衡型機械密封。

1.2. 機封的基本結(jié)構(gòu)：

機械密封一般有4個密封點，如圖1所示A、B、C、D點。

A點為端面密封點。這是一個動密封點，它靠彈性元件（彈簧、波紋管或波紋管加彈簧）和密封流體壓力，在相對運動的動環(huán)和靜環(huán)的接觸面（端面）上，產(chǎn)生一個適當(dāng)?shù)膲壕o力（比壓），使這兩個光潔、平直的端面緊密貼合而達到密封目的。

B點為靜環(huán)與壓蓋端面之間的密封點。這是一個靜密封點，用橡膠或聚四氟乙烯密封圈來防止液體從靜環(huán)與壓蓋之間隙的泄漏。

C點為動環(huán)與軸（或軸套）配合之間的密封點。這也是一個靜密封點，當(dāng)動、靜環(huán)端面磨損時，輔助密封圈與動環(huán)應(yīng)能補償磨損的軸向移動。

D點為壓蓋與機體（密封箱體）之間的密封點，這也是一個靜密封點，用螺栓壓緊密封圈或密封墊片，實現(xiàn)無泄漏。

2. 機械密封的安裝和使用

2.1. 下表是根據(jù)我廠13年對70套損壞機封統(tǒng)計的數(shù)據(jù)：

從統(tǒng)計數(shù)據(jù)得出：因使用和安裝因素造成機封損壞占到總數(shù)的88.6%，因此，必須高度抓好安裝和使用的的各個環(huán)節(jié)。

2.2 . 安裝密封前的準(zhǔn)備工作：

安裝前的準(zhǔn)備工作是整個安裝過程的關(guān)鍵，準(zhǔn)備越充分，設(shè)備開起后機封使用的可靠性越高。

2.2.1.檢查機械密封包裝盒上標(biāo)注的型號是否和泵的使用要求一致，對于非平衡機封還要檢查密封面，輔助密封圈等有無損傷、變形、裂縫等現(xiàn)象，若有缺陷，必須更換。對于集裝式結(jié)構(gòu)的機械密封，不必拆開檢查。

2.2.2.檢查機械密封軸套的長度、內(nèi)徑，最可靠的辦法是將其與拆換下的舊機械密封的尺寸做比較，也可采用機械密封與軸試裝的辦法檢查軸套。

2.2.3.檢查機封箱與機械密封的配合尺寸以及螺釘連接尺寸，做到安裝心中有數(shù)，避免錯誤安裝造成機封損壞。

2.2.4.如果因振動造成的設(shè)備損壞，要進行泵軸的竄動量、徑向跳動度、同軸度是否符合技術(shù)要求，一般情況下將各結(jié)合面清理干凈即可滿足安裝要求。

2.2.5.裝入前必須將軸或軸套、機封箱體、密封端面及機封本身清擦干凈，防止任何雜質(zhì)進入機封箱內(nèi)，切記不允許用不清潔的不檫拭密封端面。

2.2.6.不允許用工具敲擊密封端面，以防止密封件被損壞。

2.3. 機械密封的安裝

2.3.1.在機械密封橡膠O型圈和軸套或軸表面涂一層機油，便于安裝。特別注意的是：乙丙、丁基等材料的橡膠圈不能與油或脂接觸，推薦采用動物油或肥皂。

2.3.2.將靜環(huán)密封圈套在靜環(huán)上并涂上劑，并將靜環(huán)的防轉(zhuǎn)銷對準(zhǔn)機封箱上的凹槽，檢查其能否滿足技術(shù)要求，之后把靜環(huán)組合件、密封圈等旋轉(zhuǎn)件一同套在軸上相應(yīng)位置，最后安裝上帶靜環(huán)的壓蓋。在安裝機械密封的緊定螺栓和連接螺栓時，每組螺栓應(yīng)采用對稱擰緊的辦法，防止安裝偏差。

2.3.3.在未固定壓蓋之前應(yīng)檢查是否有異物粘附在摩擦副的端面上，用手推補償環(huán)做軸向壓縮，松開后補償環(huán)能自動彈回?zé)o卡滯現(xiàn)象，最后才能將壓蓋螺栓均勻緊固。

2.3.4.安裝葉輪時，應(yīng)一邊盤車一邊觀察安裝核實尺寸，檢查壓蓋、靜環(huán)與軸是否有摩擦，感覺應(yīng)均勻；機封軸套有卡環(huán)時，應(yīng)保證卡環(huán)與壓蓋的間隙尺寸2～3mm，如有超差應(yīng)調(diào)節(jié)泵軸予以保證，否則容易引起卡環(huán)與壓蓋的摩擦影響使用。

2.3.5.檢查進出冷卻水管路是否暢通，接上機封的冷卻水，檢查機封有無泄漏。

2.3.6.按照旋轉(zhuǎn)方向手動盤車，檢查轉(zhuǎn)動是否靈活，泵腔內(nèi)有無不正常聲音，若有異常必須檢查調(diào)整。

2.3.7.打開泵進口閥門，引入物料進行靜壓實驗，檢查泵殼等處的密封狀況。無問題后開啟電機，緩慢調(diào)節(jié)變頻器頻率至15Hz，一方面檢查泄漏情況，另一方面排出密封腔中氣體，最后等待開車。

3.機封出現(xiàn)泄漏原因分析及對策：

機封出現(xiàn)泄漏的原因很多，以下幾點使我們在生產(chǎn)中經(jīng)常遇到的機封泄漏，供大家交流借鑒：

3.1. 安裝靜試時泄漏

機械密封安裝調(diào)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(huán)或靜環(huán)密封圈存在問題；泄漏量較大時，則表明動、靜環(huán)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(chǔ)上，再手動盤車觀察，若泄漏量無明顯變化則靜、動環(huán)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(huán)摩擦副存在問題；如泄漏介質(zhì)沿軸向噴射，則動環(huán)密封圈存在問題居多，泄漏介質(zhì)向四周噴射或從水冷卻孔中漏出，則多為靜環(huán)密封圈失效。

3.2. 試運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)的泄漏

泵用機械密封經(jīng)過靜試后，運轉(zhuǎn)時高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，會抑制介質(zhì)的泄漏。因此，試運轉(zhuǎn)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(huán)摩擦副受破壞所致。引起摩擦副密封失效的因素主要有：

3.2.1.操作中，因抽空、氣蝕、憋壓等異?，F(xiàn)象，引起較大的軸向力，使動、靜環(huán)接觸面分離，這點要求我們在試運轉(zhuǎn)時頻率不能調(diào)的過高，一般在15Hz左右，試車五分鐘以內(nèi)。

3.2.2.動環(huán)密封圈過緊，彈簧無法調(diào)整動環(huán)的軸向浮動量；

3.2.3.工作介質(zhì)中有顆粒狀物質(zhì)，運轉(zhuǎn)中進人摩擦副，損傷動、靜環(huán)密封端面，試車前要先把冷卻水開啟，形成機封腔內(nèi)正壓。

上述現(xiàn)象在試運轉(zhuǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)，有時可以通過適當(dāng)調(diào)整靜環(huán)座等予以消除，但多數(shù)需要重新拆裝，更換密封。

3.3 正常運轉(zhuǎn)中突然泄漏

離心泵在運轉(zhuǎn)中突然泄漏少數(shù)是因正常磨損或已達到使用壽命，而大多數(shù)是由于工況變化較大或操作、維護不當(dāng)引起的。

3.3.1.抽空、氣蝕或較長時間憋壓，造成機封使用工況發(fā)生變化，導(dǎo)致密封破壞；

3.3.2.泵的實際輸出量偏小，大量介質(zhì)泵內(nèi)循環(huán)，熱量積聚，引起介質(zhì)氣化，導(dǎo)致密封失效，出現(xiàn)這種情況，說明泵沒有工作在效率區(qū)間，應(yīng)及時調(diào)整輸出量，如出現(xiàn)長時間運行還容易出現(xiàn)斷軸。

3.3.3.對較長時間停用的泵，重新起動時必須先手動盤車，防止摩擦副因粘連而扯壞密封面。泵長時間不運行，要把機封的冷卻水管拆下并串聯(lián)起來，把機封內(nèi)的冷卻水吹出，避免機封腔內(nèi)結(jié)垢。

3.3.4.工況頻繁變化或調(diào)整；

離心泵在正常運轉(zhuǎn)中突然內(nèi)泄漏，如不能及時發(fā)現(xiàn)，極易造成冷卻水系統(tǒng)污染，往往會釀成與之并用的泵類設(shè)備機封損壞，日常巡檢中要加大對機封水槽水質(zhì)檢測，發(fā)現(xiàn)水質(zhì)變混要及時置換機封水。

參考文獻：

[1]《實用機械密封技術(shù)問答》 王汝美編著 中國石化出版社 2004

[2]《中華人民共和國機械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)---泵用機械密封》 中華人民共和國機械工業(yè)部 1995年7月1日

篇7

近幾年來，透平壓縮機通常用來輸送大多數(shù)危險性工藝氣體，這就要求其軸端密封達到介質(zhì)的零泄漏或零逸出。因此對壓縮機原接觸式機械密封進行技術(shù)改造。通過多種密封的性能研究對比，將其改造為非接觸式雙端面干氣密封，并附加測控系統(tǒng)保證干氣密封的安全穩(wěn)定運行。經(jīng)過試驗驗證，雙端面干氣密封應(yīng)用于富氣壓縮機上是完全可行的，成為高速透平壓縮機軸端密封的首選。

【關(guān)鍵詞】透平壓縮機 軸端密封 干氣密封

前言

透平壓縮機是石化、煉化、乙烯廠、等企業(yè)的核心裝置，其性能的好壞直接決定整個車間的運行效率[1-2]。然而，壓縮機用機封又是決定其正常開啟的關(guān)鍵技術(shù)之一。

隨著石化及能源工業(yè)的發(fā)展，透平壓縮機的工作參數(shù)也越來越高，對所用機封的要求也越來越嚴(yán)格[3-5]。截止目前，透平壓縮機密封經(jīng)歷了三個階段：迷宮密封；浮環(huán)密封；接觸式機械密封。

1.壓縮機常用的幾種密封形式

1.1迷宮密封

迷宮密封是利用流體流經(jīng)一系列節(jié)流間隙與膨脹空腔組成的通道，使其產(chǎn)生節(jié)流降壓效應(yīng)，從而減小流體泄漏的一種密封，功耗少，使用壽命長，成本低，維護方便。但也有不足之處，如密封元件加工精度高，裝配較為困難；設(shè)計或組裝不良，易產(chǎn)生較大泄漏。煉油、化工等行業(yè)危險性工藝氣體壓縮機將使用更為先進的密封形式。

1.2 浮環(huán)密封

浮環(huán)密封屬于非接觸式密封，壽命長，可靠性高，適用范圍廣。但由于其內(nèi)泄漏較大，回收處理設(shè)備較復(fù)雜，易對油造成污染和影響產(chǎn)品質(zhì)量，運行成本高等缺點，該密封正在被其它更先進的密封形式所取代。

1.3接觸式機械密封

接觸式機械密封是依靠靜環(huán)和動環(huán)端面的相互貼合并相對滑動而形成密封的，具有密封性能好、泄漏量少、功耗低、使用周期長等優(yōu)點；但也不乏其制造精度高、價格較貴、維修不便等缺點。

2.非接觸式機械密封

對原機組密封進行技術(shù)改造，采用非接觸式雙端面干氣密封：

干氣密封是一種氣膜的流體動、靜壓相結(jié)合的非接觸式機械密封，在其核心部件表面刻有特殊的螺旋槽。其工作原理如圖1，當(dāng)動環(huán)旋轉(zhuǎn)時，被密封的氣體沿周向被吸入螺旋槽內(nèi)，由外徑朝向中心，徑向分量朝向密封堰流動，密封堰阻止氣體流向中心，從而氣體被壓縮引起壓力升高，密封端面間隙得到動態(tài)穩(wěn)定并形成具有一定厚度要求的氣膜。主要用來密封旋轉(zhuǎn)流體機械中的氣體或液體介質(zhì)，具有低泄漏率、無磨損運轉(zhuǎn)、壽命長、操作簡單可靠等特點。

雙端面干氣密封是在兩個密封之間注入惰性氣體作為隔離氣體和緩沖氣體，從而確保大氣側(cè)和被密封氣體側(cè)泄漏的氣體均是惰性氣體。在不允許工藝氣泄漏到大氣且允許隔離氣進入機內(nèi)時，常選用該密封結(jié)構(gòu)，如有毒或易燃易爆的氫氣、氯氣、一氧化碳氣和富氣壓縮機上。

3.試驗研究

3.1 試驗測控系統(tǒng)

富氣屬于易燃易爆的危險性氣體，必須確保零逸出，否則會對環(huán)境造成嚴(yán)重的影響。因此密封氣源應(yīng)選低壓氮氣，同時鑒于干氣密封間隙非常小，需要一套測控系統(tǒng)為其提供潔凈的密封氣并監(jiān)控其運行。

測控系統(tǒng)的主要流程：

3.1.1主密封流程：系統(tǒng)氮氣首先經(jīng)過精度為3 的粗過濾器以及精度為1 的精過濾器，然后分別通過高、低壓端流量計進入主密封腔。

3.1.2前置密封流程：與主密封氣采用同一過濾氣源，然后通過限流孔板進入密封腔與平衡腔之間的緩沖氣腔，其作用是防止壓縮機內(nèi)的工藝氣體對干氣密封造成污染，破壞密封的正常工作。

3.1.3后置密封流程：另一路經(jīng)過濾后的氮氣，通過限流孔板進入主密封腔與軸承之間的后置密封腔，防止油進入密封端面，破壞密封的正常工作。

3.2 試驗結(jié)果

試驗性能要求：密封壓力P≤2MPa時，密封端面泄漏量不大于3Nm3/h。試驗主要通過密封氣泄漏量來監(jiān)測干氣密封的運行情況，當(dāng)泄漏量超過一定值時，表明干氣密封已損壞。

從上面的關(guān)系曲線上可以看出：在相等壓力下，泄漏量與轉(zhuǎn)速成正比；而在同一轉(zhuǎn)速的情況下，泄漏量則隨著試驗壓力的增大而增加，但都在允許范圍內(nèi)。

結(jié)論

1.選用雙端面單向旋轉(zhuǎn)槽型的密封型式，在設(shè)計選型上是合理的，應(yīng)用于富氣壓縮機上是完全可行的；

2.干氣密封在實際運行中的穩(wěn)定性和可靠性主要取決于主密封壓力與緩沖氣的差壓穩(wěn)定與否，在運行過程中應(yīng)重點監(jiān)控；

3.干氣密封較原有機械密封可大幅度降低運行成本，經(jīng)濟效益可觀，值得在國內(nèi)石油，化工行業(yè)推廣。

參考文獻：

[1] 顧永泉.機械密封實用技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005.

[2] 曹正宏.K2301富氣壓縮機干氣密封改造研究[J].甘肅聯(lián)合大學(xué)學(xué)報，2009.23（3）.

[3] 劉艷梅，王海寧，段雪梅.富氣壓縮機干氣密封天津鼎銘[J].配套技術(shù)與產(chǎn)品，2003.1.55～58

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【關(guān)鍵詞】離心泵；方式；改造與故障排除

【中圖分類號】TH311【文獻標(biāo)識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）02-0033-01

離心泵在大多數(shù)企業(yè)別廣泛應(yīng)用。一些企業(yè)每天要有近千臺在進行維修工作。離心泵主要易損件有機械密封、滑動軸承以及葉輪。在維修這些零部件時需要對離心泵進行不同程度的解體。而現(xiàn)有的離心泵的方式為油，所以準(zhǔn)備工作就有必不可少的一項，那就是對其進行放油，放掉的油80%的被棄掉而換入新的油。這就產(chǎn)生了浪費現(xiàn)象，因為有的油還可以繼續(xù)使用，由于未有人員的偷工減料心理，使它們沒有充分發(fā)揮它們的作用就提前被宣布下崗了。這對企業(yè)的維修費用方面增加了很大的困難。這還只是一方面。在維修過程中，由于空間有限，時間也不是那么的寬松，所以在維修離心泵時油是很難放干凈的，所以在后來的維修過程中殘留的油不免會再次流出，流到了設(shè)備安裝的周圍。這就對環(huán)境產(chǎn)生了大的影響。因為藥品的等級為食品級，因而對環(huán)境的要求不免會很高。環(huán)境的不好就會對生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量的好壞有影響。

為了避免以上問題即對油的浪費以及對生產(chǎn)環(huán)境的影響。本文提出了相應(yīng)的對策，即對其方式進行改造，并對改造后的故障進行了分析。

1 離心泵的工作原理

離心泵的工作原理是：離心泵所以能把水送出去是由于離心力的作用。水泵在工作前，泵體和進水管必須罐滿水行成真空狀態(tài)，當(dāng)葉輪快速轉(zhuǎn)動時，葉片促使水很快旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)著的水在離心力的作用下從葉輪中飛去，泵內(nèi)的水被拋出后，葉輪的中心部分形成真空區(qū)域。水原的水在大氣壓力（或水壓）的作用下通過管網(wǎng)壓到了進水管內(nèi)。這樣循環(huán)不已，就可以實現(xiàn)連續(xù)抽水。在此值得一提的是：離心泵啟動前一定要向泵殼內(nèi)充滿水以后，方可啟動，否則將造成泵體發(fā)熱，震動，出水量減少，對水泵造成損壞（簡稱“氣蝕”）造成設(shè)備事故。

2 離心泵的機械密封

機械密封是一種旋轉(zhuǎn)軸用的接觸式動密封，它是在流體介質(zhì)和彈性元件的作用下，兩個垂直于軸心線的密封端面緊貼著相對旋轉(zhuǎn)，從而達到密封的要求。通用離心泵機械密封種類繁多，型號各異，但它們的泄漏點基本上都表現(xiàn)在6處：①動、靜環(huán)端面處；②靜環(huán)與靜環(huán)盒的輔助密封處；③動環(huán)與軸套的輔助密封處；④靜環(huán)盒與密封泵體之間的密封處；⑤軸套與泵軸之間的密封處；⑥動環(huán)鑲嵌結(jié)構(gòu)配合處。

機械密封是離心泵必不可少的零部件，他的損壞是時時發(fā)生的，密封不嚴(yán)就是其中之一。它的泄漏會使生產(chǎn)的成本增加同時也對環(huán)境造成不同程度的影響。這樣企業(yè)的生產(chǎn)成本增加了，自然所擁有的利益就大打折扣。

3 離心泵方式改造方法

目前，即無泄漏又使用周期長且可靠的密封裝置還沒有，有的密封效果好，但是使用周期不容樂觀，且價格還很昂貴，經(jīng)濟上是不可行的。經(jīng)過調(diào)查研究，本文采用脂代替油來。

3.1 改造方法

把離心泵原有的油放干凈，然后再往其軸承室內(nèi)注入2/3的脂，并且從軸承壓蓋處對軸承滾珠進行涂脂。經(jīng)過運行短時間后，發(fā)現(xiàn)多臺離心泵脂變質(zhì)以及乳化。出現(xiàn)此類情況的原因是在放干凈油之后，沒有對軸承箱以及軸承進行清洗，致使油與脂混合，最終導(dǎo)致以上事情發(fā)生。經(jīng)過仔細的分析與總結(jié)，最終完善了改造方法。

3.2 具體方法

（1）把軸承箱內(nèi)的油放掉，并對軸承箱以及軸承進行清洗、晾干。

（2）把軸承兩端的軸承壓蓋以及放油孔絲堵打開，加強通風(fēng)，以排除軸承箱體內(nèi)的空氣。

（3）用黃油槍把脂由加油孔向軸承箱內(nèi)加注，加到脂從兩端蓋以及放油孔擠出為止，然后上緊兩軸承端蓋及放油孔絲堵。隨后用手盤車，使脂在箱體內(nèi)分布均勻。

3.3 對軸承溫度以及振動情況的觀測

在灌泵之后，對離心泵啟動，開啟出口閥門，使離心泵在正常情況下運行，對離心泵兩端軸承的溫度以及油脂的情況進行監(jiān)控。用紅外線測溫儀隨時監(jiān)測溫度。通過改造后，用測振儀對振動位移情況進行監(jiān)測，數(shù)值在0.04mm左右。對脂的油脂進行監(jiān)控，最終結(jié)論為脂油質(zhì)良好、無變化，水泵運轉(zhuǎn)正常，從溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)和振動檢測數(shù)據(jù)可以看出，用脂代替油是可行的，能在同類型離心泵上推廣使用。并且降低了油的使用量，保持了泵房清潔衛(wèi)生，杜絕了由于缺油造成軸承、軸損壞事故的發(fā)生，使設(shè)備運行完好。

4 改造后的故障及處理方法

4.1 發(fā)生的故障及問題

經(jīng)過短期的調(diào)試以及監(jiān)測，有個別的離心泵使用效果以及運行情況并沒有達到預(yù)計的標(biāo)準(zhǔn)。其中包括設(shè)備本身的原因，也有里部件工作環(huán)境不滿足引起的。主要有以下幾個方面：

（1）改造后由于軸承箱內(nèi)充滿脂，軸與脂的摩擦大于與油的，故電機的負(fù)荷增加，致使電機溫度會升高5到8度。

（2）在泵運轉(zhuǎn)一個半月時，對其進行檢查，發(fā)現(xiàn)軸承內(nèi)油的量很小，有的甚至在發(fā)生干磨。分析得出，原因是由于脂的流動性差，在軸承內(nèi)部脂消耗完后不能及時的補充過去。

（3）在通風(fēng)不好和溫度較高的區(qū)域內(nèi)，軸承的溫度會超出規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。分析得出：原因是由于脂的流動性不好，致使溫度不能及時的傳導(dǎo)出去，而發(fā)生高溫。

4.2 對其故障及問題的解決方法

對上述問題，可以得出主要原因在于脂的流動性差，不能及時的補充軸承內(nèi)部脂消耗后的缺陷?？梢哉J(rèn)為只要軸承內(nèi)部有足夠的脂，就不會出現(xiàn)缺油、干磨以及溫度高等現(xiàn)象。最好的解決方法是將軸承（6206型）換成全封閉式的。軸承內(nèi)部充滿脂，只要在外部涂適量即可，其最短使用壽命也在兩個月以上，能夠達到生產(chǎn)以及節(jié)能降耗的要求。

5 脂的效果

脂不易泄漏，有利于離心泵軸承的，確保離心泵安全穩(wěn)定運行，大大減少加油量和加油次數(shù)。不但節(jié)油，而且降低工人的勞動強度。具體來說：

（1）節(jié)省油費用。使用油脂每臺離心泵消耗為9kg/a，費用為63元/a。而機油消耗量在骨架油封完好情況下4kg/月，費用為200元/a。每臺泵可節(jié)約137元/a，大大降低了費用。

（2）減少檢修費用。骨架油封平均壽命為4個月，為更換骨架油封，每年需解體檢修3次左右，改為鋰基脂，減少人工費。材料費、機械費，并避免了在檢修過程中造成設(shè)備零件的損壞。

（3）延長了設(shè)備運行周期。從振動。溫度等方面監(jiān)測，使用脂密封性能好，軸承運轉(zhuǎn)良好，延長了軸承的使用壽命。

（4）改善了崗位環(huán)境。

綜述所述，用脂代替機械油，對這種轉(zhuǎn)速低、流量不大的離心泵是切實可行的，并且有著明顯的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益，是使設(shè)備經(jīng)濟合理運行的一項有效措施。

參考文獻

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篇9

關(guān)鍵詞：干氣密封；輕烴泵；泄漏；改造

一、前言

裂解汽油加氫裝置C5餾分抽出泵為RPKB25-200單葉輪泵，該泵原密封采用的是單端面機械密封。C5餾分為汽油加氫裝置95～100℃餾分，其主要為C5及以下組分，屬于液態(tài)輕烴類。該介質(zhì)為低沸點液體，容易汽化，而且存在低溫使材料脆化等問題。另外由于其還有具有低粘度、高蒸汽壓等特性，在泵密封的摩擦副端面難以形成和維持連續(xù)、穩(wěn)定的液體膜，容易因流體膜汽化引起干摩擦，造成端面磨損加劇，嚴(yán)重影響密封的使用壽命。一旦離心泵單端面機械密封失效，輕烴物料極易泄漏揮發(fā)到大氣中，不僅污染環(huán)境，更存在引發(fā)重大安全事故的可能。

經(jīng)過長期對該C5餾分抽出泵操作使用及檢維修分析，總結(jié)出該類泵機械密封失效情況如下：

1.密封在泵開停過程中造成機械密封動靜環(huán)端面間隙發(fā)生較大變化從而導(dǎo)致泄漏；

2.檢修分解失效密封后發(fā)現(xiàn)：①動、靜環(huán)根本就沒有摩擦痕跡，即輕烴介質(zhì)在動靜環(huán)間形成了過大的液膜反力，將密封面推開，從而造成泄漏；②動、靜環(huán)過度磨損，即載荷系數(shù)或彈簧比壓過大，造成密封端面不能形成液膜，從而導(dǎo)致過度磨損泄漏。

綜上，為解決該類輕烴泵密封問題，關(guān)鍵在于：改善液態(tài)烴泵機械密封端面條件，防止密封端面液膜汽化。

通過與改造廠家探討，根據(jù)泵類型與介質(zhì)、工況，決定對該泵進行串聯(lián)式干氣密封改造，改造方案為PLAN11+72+75。

二、密封結(jié)構(gòu)與操作系統(tǒng)

1.密封結(jié)構(gòu)

該改造方案為帶自沖洗的串聯(lián)式干氣密封。第一級為平衡型機械密封，密封介質(zhì)為C5，入口壓力：0.45MPa，出口壓力：1.02MPa，溫度：40℃，轉(zhuǎn)速：2850r/min；第二級為干氣密封，密封介質(zhì)為干凈氮氣，氮氣壓力：0.07MPa左右。由于干氣密封端面上加工有動壓槽[1]（槽深一般在5～10um，正常工作狀態(tài)下，流動的氣體在兩個密封面間形成一層 2～3um厚的氣膜），只允許單向旋轉(zhuǎn)，因此，該密封只能單向運轉(zhuǎn)。

正常情況下，機械密封作為主密封起作用，干氣密封為輔助密封。干氣密封主要作用有：

1.1提高主密封的背壓，使液態(tài)介質(zhì)能夠保持在密封端面處，主密封在運轉(zhuǎn)過程中端面形成一層液膜，從而減小了密封面的磨損，極大地延長了主密封的使用壽命；

1.2當(dāng)主密封失效時，干氣密封可以起到備用密封的作用，隔離介質(zhì)與大氣，防止意外事故發(fā)生。

2.操作系統(tǒng)

干氣密封控制系統(tǒng)是干氣密封的重要組成部分[2]，它主要由密封氣過濾單元和密封氣泄漏監(jiān)測單元組成，干凈的密封氣保證密封面不受顆粒雜質(zhì)的損壞，干氣密封是以微量的氣體泄漏為代價換取其長周期的使用壽命，泄漏量是否穩(wěn)定直接反映了干氣密封運行的狀態(tài)，因此，對干氣密封的泄漏進行監(jiān)控為設(shè)備的安全運行提供了保障。

在串聯(lián)式干氣密封控制系統(tǒng)中，外部管網(wǎng)氮氣進入控制系統(tǒng)，經(jīng)過濾器、減壓閥后，為干氣密封提供穩(wěn)定、干燥、清潔的密封氣。當(dāng)主密封泄漏或氮氣壓力過低，單向閥起到防止工藝介質(zhì)反串入氮氣管網(wǎng)的作用。進入密封腔的氮氣與主密封泄漏的微量工藝介質(zhì)經(jīng)氣液分離器后，氣相介質(zhì)通過節(jié)流孔板排向火炬，液相介質(zhì)則留在氣液分離器，可通過視鏡觀察液體，當(dāng)貯存到一定量時打開排液口排入排污容器，由此消除安全隱患和避免對環(huán)境造成污染。當(dāng)主密封泄漏過大時，由于限流孔板的作用，密封腔壓力上升，泄漏管線上的壓力表指示上升，表明密封失效。

干氣密封控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。干氣密封阻塞氣采用工業(yè)氮氣（接公用工程的氮氣管線），經(jīng)減壓閥減壓至0.2MPa做為干氣密封系統(tǒng)氣源，再經(jīng)孔板限流減壓至工作壓力0.07MPa。

三、干氣密封出廠試驗

干氣密封的完成設(shè)計制造后，在成都一通科技有限公司的試驗臺上進行了干氣密封的性能模擬試驗。參考API682離心泵干氣密封的試驗規(guī)程，并按此規(guī)程對干氣密封進行性能試驗。試驗結(jié)果表明，干氣密封具備高度的穩(wěn)定性、可靠性，泄漏量穩(wěn)定，與設(shè)計值吻合。

四、干氣密封日常操作注意事項

密封在運轉(zhuǎn)過程中，通過密封氣系統(tǒng)可對干氣密封的運轉(zhuǎn)狀況進行監(jiān)測。正常情況下入口氣源壓力為0.2MPa時，出口壓力應(yīng)大致為0.07MPa。

1.若密封氣出口壓力表顯示過低，表明外側(cè)干氣密封泄漏過大；

2.若干氣密封腔出口壓力表長時間顯示高于0.07MPa，達到警戒壓力0.12Mpa壓力開關(guān)高報警，表明內(nèi)側(cè)主密封泄漏過大，可視現(xiàn)場情況決定是否拆機檢查；

3.若密封氣進入管線壓力表顯示值過低，低于0.2Mpa，達到0.15Mpa時，表明密封氣源壓力過低，提醒操作者注意檢查氣源壓力；

4.通過收集罐的液位計觀察罐內(nèi)容積，達到一定值時液位開關(guān)發(fā)出液位高報警，提醒操作者及時打開閥門向指定的排污容器排放。

五、結(jié)論

1.廠家在設(shè)計時，采用了有限元法對干氣密封工作原理、端面槽型、結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化進行了研究，保證能密封具有良好的密封性和穩(wěn)定性；

2.出廠試驗證明，設(shè)計制造的串聯(lián)式干氣密封能夠?qū)崿F(xiàn)密封的非接觸運行，密封性能穩(wěn)定可靠；

3.工業(yè)運行表明，該泵改造完成運轉(zhuǎn)2個月，操作系統(tǒng)各工藝參數(shù)穩(wěn)定，密封性能良好，大大提高了該泵的運轉(zhuǎn)性，徹底解決了因該泵介質(zhì)沸點低、容易汽化等引起的密封材料低溫脆化等問題，消除了輕烴介質(zhì)揮發(fā)到大氣中污染環(huán)境，更防止了發(fā)生重大安全事故的可能。

參考文獻

[1]麥偉.串聯(lián)式干氣密封在焦化裝置液化氣泵上的應(yīng)用.石油和化工設(shè)備；2010年第13卷，52-54.

篇10

1.1 潛水泵的結(jié)構(gòu)特點。潛水泵是電機與水泵直聯(lián)一體潛入水中工作的提水機具，電機、水泵一體，潛入水中運行，安全可靠。它適用于從深井提取地下水，也可用于河流、水庫等提水工程。潛水泵具有質(zhì)量輕、可移動、安裝簡單等優(yōu)點，因而廣泛運用于農(nóng)田灌溉中。潛水泵按其內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為干式和濕式兩種。常見的潛水泵的外形如圖1-1所示。

1.2 潛水泵的工作原理。潛水泵一種用途非常廣泛的水處理工具。與普通的抽水機不同的是它工作在水下，而抽水機大多工作在地面上。開泵前，吸入管和泵內(nèi)必須充滿液體。開泵后，葉輪高速旋轉(zhuǎn)，其中的液體隨著葉片一起旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，飛離葉輪向外射出，射出的液體在泵殼擴散室內(nèi)速度逐漸變慢，壓力逐漸增加，然后從泵出口，排出管流出。在葉片中心處由于液體被甩向周圍而形成既沒有空氣又沒有液體的真空低壓區(qū)，液池中的液體在池面大氣壓的作用下，經(jīng)吸入管流入泵內(nèi)，液體就是這樣連續(xù)不斷地從液池中被抽吸上來又連續(xù)不斷地從排出管流出。

2 潛水泵常見故障及其維修措施

2.1 故障現(xiàn)象：潛水泵運轉(zhuǎn)有異常振動、不穩(wěn)定。主要原因：①水泵底座地腳螺栓未擰緊或松動；②出水管路沒有加獨立支撐，管道振動影響到水泵上；③葉輪質(zhì)量不平衡甚至損壞或安裝松動；④水泵上下軸承損壞。維修措施：①均勻擰緊所有地腳螺栓；②對水泵的出水管道設(shè)獨立穩(wěn)固的支撐，不讓水泵的出水管法蘭承重；③修理或更換葉輪；④更換水泵的上下軸承。

2.2 故障現(xiàn)象：潛水泵不出水或流量不足。主要原因：①水泵安裝高度過高，使得葉輪浸沒深度不夠，導(dǎo)致水泵出水量下降；②水泵轉(zhuǎn)向相反；③出水閥門不能打開；④出水管路不暢通或葉輪被堵塞；⑤水泵下端耐磨圈磨損嚴(yán)重或被雜物堵塞；⑥抽送液體密度過大或粘度過高；⑦葉輪脫落或損壞；⑧多臺水泵共用管路輸出時，沒有安裝單向閥門或單向閥門密封不嚴(yán)。維修措施：①控制水泵安裝標(biāo)高的允許偏差，不可隨意擴大；②水泵試運轉(zhuǎn)前先空轉(zhuǎn)電動機，核對轉(zhuǎn)向使之與水泵一致。使用過程中出現(xiàn)上述情況應(yīng)檢查電源相序是否改變；③檢查閥門，并經(jīng)常對閥門進行維護；④清理管路及葉輪的堵塞物，經(jīng)常打撈蓄水池內(nèi)雜物；⑤清理雜物或更換耐磨圈；⑥尋找水質(zhì)變化的原因并加以治理；⑦加固或更換葉輪；⑧檢查原因后加裝或更換單向閥門。

2.3 故障現(xiàn)象：電流過大電機過載或超溫保護動作。主要原因：①工作電壓中過低或過高；②水泵內(nèi)部有動靜部件擦碰或葉輪與密封圈磨擦；③揚程低、流量大造成電動機功率與水泵特性不符；④抽送的密度較大或粘度較高；⑤軸承損壞。維修措施：①檢查電源電壓，調(diào)整輸電壓；②判斷磨擦部件位置，消除故障；③調(diào)整閥門降低流量，使電動機功率與水泵相匹配；④檢查水質(zhì)變化原因，改變水泵的工作條件；⑤更換電機兩端的軸承。

2.4 故障現(xiàn)象：絕緣電阻偏低。主要原因：①電源線安裝時端頭浸沒在水中或電源線、信號線破損引起進水；②機械密封磨損或沒安裝到位；③O型圈老化，失去作用。維修措施：①更換電纜線或信號線，烘干電機；②更換上下機械密封，烘干電機；③更換所有密封圈，烘干電機。

2.5 故障現(xiàn)象：水泵管配件滲漏。主要原因：①管道本身有缺陷，未經(jīng)過壓力試驗；②法蘭連接處的墊片接頭未處理好；③法蘭螺栓未用合理的方式擰緊。維修措施：①有缺陷的管子應(yīng)予以修復(fù)甚至更換，對接管子的中心偏離過大的應(yīng)拆掉重排；②對準(zhǔn)后連接螺栓應(yīng)在基本自由狀態(tài)下插入擰緊，管路全部安裝完后，應(yīng)進行系統(tǒng)的耐壓強度和滲漏實驗；③必須更換新的。