姜克彬（中国石化股份有限公司齐鲁分公司塑料厂， 山东 淄博 255400）

离心泵机械密封失效原因分析

姜克彬（中国石化股份有限公司齐鲁分公司塑料厂， 山东 淄博 255400）

离心泵机械密封失效的原因一直是研究的热点问题，为此，本文主要分析了单级离心泵机械密封在实际工作中所发生的泄露问题，进而深入探究有效防止机械密封失效的对策，从而确保了机械密封长期地运作。

机械密封；离心泵；失效原因；对策

1 机械密封原理

所谓“机械密封”又叫“端面密封”，指的是一种仰仗弹性元件对动、预紧密封副（静环端面）、压紧弹性元件和介质二者的压力等方式，进而获得密封效果的一种轴向端面密封装置。

在很多时候，密封元件、压紧元件、动环、静环等一起组成了机械密封。而动、静环的端面又共同构成了一对摩擦副，借助于液体（位于密封室）的压力，将动、静环端面彼此压紧，并且二者端面形成了一定比压，也形成了一层薄膜，实现了密封的目的，这种薄膜是一种液体膜。由压紧元件所形成的压力，就能够让处于不运转状态的泵，也可以维持端面的贴合状态，防止了介质外漏的问题产生，另一方面，还能够防止杂质进入到密封端面去。密封圈发挥的作用是不容忽视的，其可以密封轴间隙和动环、压盖和静环间的间隙，与此同时，其又能够对泵所受冲击、振动加以缓解。在实际的运作中，机械密封并不是一个单独的部件，它的工作需要与其他零件一起组合，才能够发挥作用。我们从这个工作原理可以发现，要想实现最优化的密封效果，就需要营造一定的机械密封正常运行条件，应当注意排除以下一些条件：泵抽空或者汽蚀，液膜难以如平时那般有效形成于摩擦副端面；机械密封处会造成密封端面受力不均、泵轴振动异常之类外部情况，有必要借助于机械密封质量来加以完善。

2 机械密封失效原因分析

（1）泵抽空或汽蚀 造成离心泵抽空的主要因素在于介质大量汽化、液体不满进入、空气、启动前未灌泵之类，主要有出口压力接近零或者泵的入口压力等表现，干或者半干就会导致机械密封摩擦副发生摩擦失效。进行拆卸和检查之后可以发现，硬环表面有热回火色、橡胶圈老化、石墨环有环状沟纹之类状况。

如果出现太高的介质温度，往往会造成叶轮入口低压区介质气化、逸出的状况，但是一旦流向高压区的话，就会容易凝聚、气泡破裂之类不良现象，在短时间内，周围流体也会向原气泡空间高速冲击，并形成较大压强于冲击处——即所谓“汽蚀”。后者主要的“与众不同之处”在于能够在离心泵运转过程中形成较为强大的冲击，表现出大幅度的波动，加大了泵的振动。

（2）泵振动过大 离心泵存在振动的原因，离不开制造和安装精度。其中较为主要的原因就是轴承意外故障、机泵不同心、转子失衡之类因素。量得最大振幅（轴承箱表面）应当不超过0.06毫米，一旦发现超过这个数值，就应当进行停泵处理的工作。振动可以以轴向、水平、垂直三个不同的方向对之加以分解，其中轴向振动是最易于危害密封的情况。在泵剧烈振动之际，就会出现动静环分离的情况。而在分离瞬间，密封面就会在液膜压力下开启以至于出现泄漏，如在此际有固体颗粒存在于摩擦副附近介质中的话，并且进到到密封端面间的话，那么就会造成密封端面的破坏。我们在拆卸检查的时候可以发现，明显的摩擦痕迹存在着硬密封面上，而进入到固体颗粒时也会造成各种形式的损伤。

（3）泵轴弯曲 “端面密封”是机械密封的别名——其实际上是接触式动密封中的一种“旋转轴向”形式。其工作原理可以理解为两个密封端面（垂直在轴心线）在弹性和流体介质一起作用下的紧密结合，并进而出现相对旋转而获得密封效果的过程，故而可以由此了解到两个密封间必然会有着均匀的受力情况。在出现泵轴弯曲情况时，机械运转过程中密封安装处就会出现较大扰度，以至于密封面没有均匀受力，密封效果也因此大打折扣，并进而增大泄漏的发生概率。若出现了机轴弯曲的话，动、静环在轴旋转状态中并未保持平行，就往往会造成难以保证均匀受力的情况，从而造成源于密封面贴合不完全的泄漏。

3 应采取的措施

（1）消除泵抽空和汽蚀的措施 这个层面的措施主要有下列三个方面的具体途径：第一，对介质的温度进行控制，在常压的状态下，温度应当不能超过80摄氏度。第二，就凝结水泵而言，可对其入口静压加以适当提高，从而保证超过1.5米的凝结水罐液位。第三，应保持0.2～0.4MPa的循环水泵入口压力。

（2）消除泵振动过大的措施 第一，应限制转子径向跳动幅度在0.03～0.05mm这一范围内。第二，对“电机同心度”这一问题加以重视，在单独运转电机过程中，应限制振幅于0～0.03mm这一范围内；就泵、电机的同心度（工作温度下）情况而言，轴向不宜超过0.08毫米；径向不宜超过0.10毫米；第三，泵在运转的时候振动恒值在最高的时候不应当超过0.06毫米；第四，应当严格根据相关的操作规程，规范现场操作和维修等相关的工作，将振动源消除。

4 结语

通过本文的分析得知，机械密封失效的原因除了自身等内因外，还涉及到操作环境、工艺条件、运行工况之类一系列的外在方面原因，为此有必要深入分析各种机械密封的因素，深入观察机械密封受损情况和运行状况，针对其中的诸方面原因，将负面因素加以重点控制，如此方尽可能地确保密封有效地运转。

［1］王伟平.离心泵机械密封失效的原因与对策探索［J］.产业与科技论坛，2015，（07）.

［2］李雪飞.通用离心泵机械密封装置的故障分析及对策［D］.黑龙江：东北石油大学，2015.