机械密封泄漏原因分析及解决措施
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摘 要：在化工厂里，机泵作为流程机械，要杜绝泵的跑、冒、滴、漏的现象。近年我们逐步使用机械密封对机泵进行密封，效果很好，本文主要针对机械密封对机泵的重要性、机械密封的基本结构、工作原理和机械密
封失效原因分析及相应解决措施进行介绍和分析。
中图分类号：TH136
1.机械密封在化工生产流程机械一机泵中的重要性
在化工生产过程中，机泵起到输送流体介质、保证连续性工业化生产正常运转的作用。一旦机泵不能正常运转，将造成整个流程中断，严重影响后系统生产，据某厂动设备初步统计（见表1），机泵的损坏、检修频率、轴封的失效（主要是机械密封的失效）所占比例为整体的4o一5O% 以上，所以机械密封的可靠性和长期性，对机泵的长周可靠运转非常重要。
2.机械密封基本结构和工作原理
机械密封又称为端面密封或轴封.由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。它实质就是将极易泄漏的轴向密封改为不易泄漏的端面密封。机械密封是由静环和动环这两个垂直于轴（轴线）的光滑而平直的端面，靠弹
性元件（弹簧户波纹管等）和密封介质压力的作用下，在旋转端面产生适当的压紧力.使这两个端面紧密贴合并在端面间维持一层极薄的、稳定的流体膜，而达到良好的和密封。机械密封的基本结构有四部分：第一部分是由动环和静环组成的密封端面，或称摩擦副；第二部分是由弹性元件为主要零件组成的缓冲补偿机构；第三部分是辅助密封圈.其中有动环和静环密封圈；第四部分是使动环随轴旋转的传动机构。常用机械密封结构如图所示：
机械密封的基本原理：
轴通过传动座（4、5、6、7等组成）和推环（12），带动动环（2）旋转，而静环（1）固定不动，依靠介
质压力和弹簧力使动静环之间的密封端面紧密贴合，阻止了介质泄漏。摩擦副表面磨损后，在弹簧（4）的推动下实现补偿。为了防止介质通过动环与轴之间泄漏.装有动环0 型密封圈（8）；而静环0 型密封圈（9）则阻止了介质沿静环和压盖（11）之间的泄漏。
3.机械密封的几个泄漏点
机械密封在整个设备中所占的位置不大，但容易发生故障。
一般存在有可能泄漏的途径有如上图中的I、Ⅱ、IⅡ、IV、V、Ⅳ 六个通道：
3.1 动静环端面密封面，（图中I通道，这是机封中唯一的一个动密封点）；I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.因此，对密封端面的加工要求很高，同时为了使密封端面间保持必要的液膜.必须严格控制端面上单位面积压力，压力过大，不易形成稳定的液膜，会加速端面的磨损；压力过小，泄漏量增加。
3.2 动环与轴或轴套之间的密封泄漏点（图中VI通道），属于静密封点，一般采用0 型密封圈或聚四氟乙烯圈等。
3.3 静环与静环座（密封压盖）之间的密封泄漏点（图中Ⅱ 通道），属于静密封点，一般采用0 型密封圈、铝垫或聚四氟乙烯圈等。
3.4 压盖与泵密封腔体之间的密封泄漏点（图中Ⅳ 通道），属于静密封点，采用石棉板、0型密封圈、石墨垫片、铝垫或聚四氟乙烯圈等。
3.5 轴套和轴之间的泄漏点（图中V通道），属于静密封点，采用石墨垫、铝环、0 型圈等即可实现。
3.6 动环和动环座之间的通道（图中III），属于静密封点，靠制造时的配合和密封圈来保证，也可将动环设计成堆焊形式，达到无泄漏形式。
4.1 弹性元件失效一般有两种情况
a、弹簧或波纹管断裂（或者波纹管焊缝开裂）：当机泵运转不平稳，经常出现抽空、振动大等情况时。弹性元件在交变载荷长期作用下，便会产生疲劳以至断裂现象；另一方面也有焊接不牢固和无热处理、或热处理工艺不完善等造成的原因。
b、弹性元件失弹：这种情况主要发生在高温机泵、热介质中，在低温介质中也有少量发生。一方面是由于弹性元件内部空隙中结垢，导致了弹性元件失弹.我们采取增加封油冲洗或用软化水的方法解决此问题；另外，还有一种是将波纹管设计成旋转型结构，旋转的波纹管机械密封具有自清洗的离心作用，一定程度上可以解决结
垢问题。
4.2动静环失效主要有以下几方面
a、高温（热油、热水等）介质条件下，密封环镶嵌结构，容易松动、脱落。针对这种情况，有的采用整体结构，有的采用堆焊硬质合金来解决；对一些因摩擦副配对必须需镶嵌结构，一是选取合适的镶装过盈量；二是采用密封胶无机粘接；三是环座使用CAP 材料以及Ti。：和NAS。 g等。装配前应仔细检查这部分是否存在缺陷、松
脱。
b、动静环裂纹或碎裂
在高温介质环境下，机泵预热很快，会发生机封动环（硬环）在快速受热产生应力裂纹，设备运转过程中就会发生泄漏现象：另外机泵非正常运转过程中会发生抽空、振动超标等现象，在这种工况下运行，会发生机封动静环中石墨环由于抽空脱离环座.再无法回到原位，在泵运转中发生碎裂，从而导致轴封的失效。
c、摩擦副过度磨损失效
这是机械密封在长周期运转或当弹性元件压缩比过大、端面间端面比压过大发生摩擦副静环磨损严重.从而压缩比不足.导致密封失效的情况以上两种情况一般采用更换摩擦副.适当调整压缩量的方法加以解决；另外，在易抽空的机泵中采用防抽空型机械密封设计.或调整工艺，使机泵处于正常工作状态。
4.3动静环密封圈和轴套密封圈的失效一般可分为下面几种：
a、膨胀老化
当密封圈的橡胶材料与工作介质配用不适当时，橡胶就发生膨胀而引起体积的变化，因而发生过量的摩擦热，使材料老化.在中、高温度的使用场合，采用氟橡胶等耐热性好的材料予以解决当圆形密封环密封圈遇到冷的工作条件时， 会产生暂时的硬化现象，这也是产生断裂的原因之一，这种硬化在温度回到常温时又会恢复。如输送低温介质的机泵，或在低温工作的机泵.应选用耐寒性能好的材料。
b、0形圈密封与轴（或轴套）或密封圈嵌入沟槽的影响
据资料反映。对于定（静）密封使用的0形橡胶圈若是采用一般橡胶材料，当压缩量超过4J0%时。容易产生较大的变形，所以压缩量
尽量取得小一些；但压缩量过小的话，或安装结构部分尺寸略有不同时。就会出现局部范围内没有压缩量，从而引起泄漏。工程应用中常将0型圈的压缩量控制在其厚度的10～20% 。在机械密封安装中，如果轴套发生变形而呈椭圆形，轴因磨损而径向尺寸变小或成椭圆形就可能造成密封阚压缩量不足，从而造成泄漏。
4.4其它情况造成机械密封泄漏
a、装配的影响造成泄漏
由于工人装配水平偏低，装配时同轴度的好坏，摩擦副两个端面与轴垂直度的偏差，压缩比压调整的是否适当，均会造成机械密封在运转过程中存在不同程度的泄漏。
b、机泵中其它部件损坏造成机械密封失效。
1）、轴承损坏；如果机泵轴承损坏在运转过程中泵声异常、振动超标、机封泄漏。
2）叶轮松动：泵反转或其它原因造成叶轮背帽松动.造成泵振动过大，极易损坏轴承.动静环在循环动力作用下运转。很容易导致机械密封泄漏
c、动平衡破坏，如叶轮偏磨严重、轴弯曲等机械原因，导致机械密封的泄漏。
由以上简单分析可以看出，机械密封失效的原因是多方面的，针对不同的失效形式，相应的解决方法也不同。在实践中，一定要注意泄漏现象的观察、分析、才能准确判断失效部位，找出失效原因，加以解决，为维修机泵和机泵的长周期运转提供保障，也保证化工生产的正常运行，实现经济效益最大化。
参考文献
1《机械密封实用技术》顾永泉
2《实用机械密封技术问答》王汝美编
3《机械密封设计使用手册》全国化工设备设计技术中心站