袁 满

（天津石化分公司聚醚部，天津 300270）

一、机械密封的工作原理及特点

1 机械密封在运转的时候，是由两对以上的垂直于旋转端面的流体压力和补偿构造中，弹簧的弹力作用下共同协作完成的，整个装置呈现出贴合并滑动的状态，这个装置的主要作用是防止流体泄露。机械在旋转轴密封处采用的是动密封，搅拌釜采用的是双端面的多弹簧平衡型机械密封，主要分为三级，一级密封是与釜内的介质接触，二级密封是次要密封主要起辅助作用，材料采用的是三元乙丙橡胶，三级密封是机械密封轴套与搅拌轴密封，采用三元乙丙橡胶（原轴套内加工有两道0 型圈装配槽）。

2 搅拌釜工作压力较高，为了确保机械密封的正常运行，所以机械密封有专门的冷却润滑系统，用油泵增压进行有效的润滑和冷却作用，所用系统简称为压力装置。。

3 搅拌釜机械密封的方式有好处也有坏处，优点是适应环境的能力强，可在高压、真空的环境里运行，也可在易腐蚀、易燃、易爆炸的条件下应用，缺点是精度高、维修不便、维修费用高等。

二、机械密封失效原因分析

聚醚部、津滨保运车间和聚醚扩建办公室设备人员对聚合釜机械密封进行解体检修，查找问题原因，分析机械密封损坏原因，进行及时检修。根据机械密封损坏情况，一般主要有以下几种情况：

1 密封面的泄漏

（1）密封环异常磨耗造成介质从密封面出泄露。（a）动静环密封端面磨损严重，磨损量厚度减少平均为0.5mm～ 1 mm。聚醚扩建办公室机械密封使用为85℃～120℃，里面所需要的压力是-0.1MPa～0.4MPa。由于使用的润滑介质含有沉积物或其他杂质，或者密封介质为易结晶流体，导致颗粒进入密封面间，造成密封环异常磨耗。主要原因是压力装置油泵有问题，造成研磨，出现金属杂质；另外，物料混入杂质也可能造成这种情况。（b）因误操作（过大的液体压力）或因装配疏忽使弹簧负重，造成密封面比压过大，使密封面异常磨耗。实际操作中，规定的机封液压力比釜使用最大压力值大0.1MPa以上，由于釜不会长时间处于最大压力值，如此造成对机封长时间处于较大的压力，对机封密封面造成异常磨耗。（c）因冲洗流量不足造成异常发热或密封腔内压力接近流体蒸汽压，造成密封面干摩擦，致使密封面异常磨耗。当机封液低于泵站系统的最低警戒线时，机封得不到润滑，造成干磨现象。（2）密封面歪斜变形。（a）因密封环材料与嵌合母材热膨胀系数不同，当热变化时产生应力变化或长期在管中产生微小应力变化（时效影响）致使密封面发生变形。改进措施为更换与密封材料膨胀系数相近的嵌和材料。（b）密封压盖上螺栓锁紧不均匀或是压盖刚度不够，没有足够的厚度，压盖产生的机械扭转变形传至非补偿环，造成非补偿环的端面变形，引起泄露。改进措施为：均匀紧固螺栓，将硬度大的O型环更换为橡胶型O型环，将压紧型非补偿换结构变更为嵌入型，增加压盖刚度。（c）作用在密封环的外力变成残留应力使密封面产生变形。改进措施为：要求操作人员严格执行操作规程，避免密封环的变形。

2 各部位的O 型密封胶圈引发的泄漏

（1）O 形密封圈间隙咬伤，密封失效泄漏最薄弱最频繁处主要是机械密封总成轴套与搅拌轴之间O 型密封胶圈长时间高压作用下会发生变形或磨损而引发密封圈失效泄漏。轴套与搅拌轴含有圆度和椭圆度还有圆柱度等几何的精度，导致密封间隙的扩大和间隙挤出现象的加剧的原因还有零件不同心或者由于压力过大导致的膨胀等原因。间隙出现一定的问题还有一种可能就是O 形密封圈的硬度产生的，搅拌釜的压力和O 形密封圈材料的硬度成反比，压力大的时候间隙就会变得严重。（2）因为密封沟槽有一定的偏差，密封的尺寸不同，O 形密封圈截面直径也出现不均匀的事情，就会导致O 形密封圈的压缩大小是不一样的。如果沟槽和同轴的偏差比形密封圈的压缩量大的时候，密封就没作用了。密封沟槽同轴度偏差大还会导致其他的事故发生比如会使O 形密封圈沿圆周压缩不均。除了这些之外还会有其他的影响O 形密封圈截面直径、材质硬度、润滑油膜厚度等的不均还有密封轴表面粗糙度等这些原因最后使形密封圈的一部分沿工作表面滑动，可是另一面就会出现滚动，这就导致O 形密封圈发生扭曲。密封装置发生损坏和泄漏的最主要的原因就是在使用的时候O 形密封圈会发生扭曲会损害。

三、针对发现问题提出改进措施

1 针对润滑介质黑化和出现颗粒问题。改进措施是对润滑介质进行过滤，定期更换，如果发现润滑介质有乳化，黑化现场，必须及时更换润滑介质，保证密封面不被异常磨损。对于损坏的密封面必须及时进行动静环的更换，并根据实际采用耐磨损的动静环材料。实际操作中，润滑介质过滤网堵塞也是日常操作中经常遇到的问题，为避免因为过滤网堵塞造成反应釜异常停车的情况，必须根据生产安排，错开生产时间对过滤网进行清理。过滤网清理的时间间隔一般为2～3个月。为保证机械密封的运行环境在良好状态在进行，机封液更换频次一般为6个月/次，以保证机械密封的使用寿命。

2 实际操作中，每天的日常巡检过程中，对润滑介质的压力装置问题控制是必不可少的一项工作内容。操作人员定时巡检，发现机封液有下降情况一定要对机封液进行补充，并检查机封液损失的原因。当机封液出现泄漏的情况，一般都是机械密封出现内漏或外漏的情况。压力装置在日常生产过程中主要采用冷却器的形式，以循环水的热交换过程保证润滑介质的温度。

结语

以上分析了机械密封常出现的故障及原因，并提出了相应的改进措施。按以上叙述的措施在对机械密封进行改造后，聚醚部的A反应釜从2014年8月改造后至今运行正常，未发生机械密封泄露事件。通过对机械密封日常管理和故障处理，对于机械密封的改造是可行的。通过改造，延长了机械密封的使用寿命，降低了搅拌釜检修的频率和维修费用，保证了聚醚生产装置连续稳定运行。引起密封过早失效因素很多，应针对具体原因具体分析失效原因，采取相应措施，这样才能延长机械密封寿命，更换的为生产运行做好保驾护航工作，更好的为企业服务。

[1] HG/T 2098-2001，釜用机械密封系列及主要参数[S].

[2]中国石油化工集团公司、中国石油化工股份有限公司.石油化工设备维护检修规程[S].