付昌渝，宿骁



机械密封型式试验

付昌渝，宿骁

（四川省机械研究设计院 质检中心，四川 成都 610063）

泄漏量和磨损量是判定机械密封是否满足质量要求最重要的参数，其无法直接测定，而是通过型式试验来获得。结合理论研究与工作实践，对机械密封型式试验过程中的各主要环节进行研究分析。主要从实验装置符合性检查和具体安装要求出发，分为静压试验和运转试验两个部分，最后获得泄漏量与磨损量的数据。当中各个环节影响机械密封泄漏量和磨损量测试结果的因素很多，如温度、转速、实验台稳定性以及防护措施等。为提高测试结果的准确性，还对各环节影响因素进行了具体分析总结。

机械密封；静压试验；运转试验；泄漏量；磨损量

机械密封广泛应用于石油化工、电力、核工业、船舶、军工等行业，如质量不稳定极易引发安全及停车事故，造成较大经济损失。作为反映机械密封产品质量最重要的参数，通过型式试验准确测试机械密封的泄漏量和磨损量尤为重要。机械密封型式试验的主要环节包括实验装置符合性检查、密封件安装、静压试验与运转试验、泄漏量和磨损量测量及试验报告，要得到准确的试验结果，测试人员应高度重视各个试验环节并制定严格的操作规程。

1 试验装置

机械密封试验装置如图1所示。试验装置是否符合机械密封型式试验要求将直接影响测试结果准确性，在运转试验前需进行仔细检查：

（1）试验装置是否具备稳压措施，以保证在机械密封型式试验时系统压力偏差可控制在规定值±5%以内；

（2）试验装置是否具备使密封腔内温度稳定、均匀的调节能力，以保证在型式试验时密封腔内温度控制在规定温度±10℃范围内；

（3）试验装置轴的转速允差应控制在规定值±5%以内；

（4）除密封腔体及系统附件应能承受试验密封流体压力外，试验台架还应具备足够的刚性和稳定性；

（5）试验装置中安装机械密封部位轴（或轴套）的径向跳动公差应符合表1所示规定；

（6）试验装置用电机在工作时，转子轴向窜动量应不超过0.3 mm；

表1 安装部位径向圆跳动

（7）试验时应配备收集并测量从泄漏孔漏出的流体的量杯或量筒。

对机械密封试验装置的要求在国家有关标准[1]中作了相应规定，在实际工作中应对照规定[3]严格检查，其中安装机械密封部位的轴（或轴套）的径向跳动对机械密封型式试验结果影响很大，特别是尺寸较小的机械密封，因此试验装置在制作时应根据实际情况尽量减小此径向跳动公差。

1、3.联轴器 2.转矩转速传感器 4.压盖 5、9.轴承 6.衬套 7.主轴 8.盖板 10.主轴箱 11.压环 12.内腔体 13.配转机封 14.过渡轴套 15.待检机械密封 16.过渡座 17.轴套 18.端盖 19.锁紧螺母 20.静环座 21.外腔体 22.底座 23.电机①密封泄露孔

2 安装

机械密封安装时应注意以下几点：

（1）必须将轴（或轴套）、密封腔体、密封端盖及机械密封本身清洗干净，防止任何杂质进入密封部位；

（2）当密封流体含有杂质颗粒时，必须采用过滤等措施；

（3）应按生产商提供的产品安装使用说明书安装机械密封，必须保证机械密封的安装尺寸（位置），从而保证弹性件的压缩量按要求压缩至工作高度；

（4）在密封环密封面上均匀涂抹一层润滑油，以防止试验装置启动时由于瞬时摩擦力大而造成密封环密封面损伤，尽管相关标准未作规定，但在实际工作中应加以重视；

（5）在机械密封静止环、试验装置过渡座及轴套用辅助橡胶密封圈均匀涂抹一层凡士林，以防止辅助用橡胶密封圈因安装受力或挤压变形损伤而使密封作用失效；

（6）安装时应小心谨慎，以防止辅助件特别是密封面刮碰撞损伤。

国家有关标准[2]对机械密封在安装时的要求和注意事项作了规定，部分注意事项是根据实际工作总结提出的，测试人员在机械密封的安装过程中应认真总结并加以比对，使机械密封的安装作业更加符合机械密封型式试验要求。

3 型式试验

3.1 静压试验

（1）机械密封安装好后，将试验系统充满流体；

（2）在试验系统温度、压力稳定并符合规定值时，计算试验时间并用量筒收集测量从泄漏孔漏出的流体；

（3）静压试验的保压时间不小于15 min。

3.2 运转试验

（1）采用已做过静压试验的机械密封进行运转试验；

（2）机械密封安装好后，将试验系统充满流体，启动试验装置，若发现试验系统运转存在异响等异常情况应立即停机检查；

（3）在试验系统温度、压力、转速稳定并符合规定值时计算试验时间，连续运转时间达100 h时停机，拆卸被试机械密封，运转试验结束。在运转试验过程中必须随时观察检查试验系统温度、压力、转速的变化情况并进行调节，使其始终在规定范围之内，同时每隔4 h测量并记录一次系统温度、压力、转速、泄漏量等数据，实时记录其他运转试验情况；

（4）被密封介质为液体时，平均泄漏量应满足表2所示规定。

4 泄漏量的测量

机械密封泄漏量测量在运转试验过程中完成，而机械密封磨损量测量在运转试验结束后进行，包括机械密封旋转环和静止环磨损量测量。在机械密封生产中旋转环和静止环所用材质根据用户实际要求确定，当旋转环和静止环材质相同时两个环均需测量，当材质不相同时只需测量材质相对较软的密封环。

机械密封100 h运转试验后的磨损量较小，通常在20 μm以下，标准[2]规定仪器测试精度在1 μm以内。一般采用测试精度较高的立式光学投影仪加量块的方法进行磨损量测量，测量时实验室的温度、湿度均应控制在规定范围之内，同时还应注意采用合适的检测方法。磨损量实际上是机械密封密封环运转试验前后的高度差，密封环高度在运转试验前后都应在两点以上进行测量取均值，在密封环上标注测量位置，运转试验前后应在相同位置进行测量，这样可大大提高磨损量测量结果的准确性。

在实验室进行磨损量测量时，为了保证测量结果的准确性，检验人员应进行重复测试并对测试结果进行比对，重复测量结果的变化应在规定范围之内。

试验用仪器仪表应经计量检定部门检定或校准并符合表3要求。

表2 平均泄漏量

表中：为轴或轴套外径

注：对于特殊条件及被密封介质为气体时不受此限。

表3 试验用仪器仪表

5 试验报告

试验结束后应按有关规定出具试验报告。试验报告所含的基本内容及格式如表4所示。试验报告的编制应注意下列问题：

（1）应按格式填写，并使用法定计量单位；

（2）数据处理按照相关标准规定进行；

（3）试验人员必须在试验报告上签字以示对检验数据负责；报告校核人员应审查试验条件是否符合要求、试验方法是否正确，检验报告所付检验数据、检验项目及检验原始记录是否符合要求；

表4 机械密封型式试验报告[4]

（4）校核人员无权更改试验报告内容，发现错误应按照规定程序纠正后，重新履行审批手续。

6 小结

为了正确进行机械密封型式试验、保证机械密封泄漏量和磨损量测试结果的准确性，本文分析并总结了试验过程中影响泄漏量和磨损量测试结果的因素、在测试过程中试验人员应遵守和注意的事项，并根据实际工作提出了一些建议。机械密封型式试验比较复杂，检验检测机构应依据标准、规范，从实际出发，制定详细适用的测试规程，并严格执行。

[1]GB/T 14211，机械密封试验方法[S].

[2]JB/T 4127.1，机械密封技术条件[S].

[3]CCGF 703.1，机械密封产品质量监督抽查实施规范[S].

[4]SCZJ－ZY－703.1－2017，四川省产品质量监督抽查实施细则机械密封[S].

Test of Mechanical Seal

FU Changyu，SU Xiao

(Quality Inspection Center, Sichuan Provincial Mechanical Research and Design Institute,Chengdu 610063, China)

Both leakage-rate and wear-rate are the most crucial parameter which determined the quality of mechanical seal. They can not be tested directly, but acquired only through the type tests. With theoretical researches and practices, there are some analyzes on the main processes of mechanical seal type tests. Start with the qualifications of test equipment and the demands of installation, divide into two aspect, static pressure test and running test, finally we acquired the leakage-rate and wear-rate. There are different factors may take interference on test parameter within these processes, such as temperature、revolving speed、stability of workbench and protections. To make sure the results much more accurate, we also made a conclusion of such factors mentioned above.

mechanical seal；static pressure test；running test；leakage-rate；wear-rate

TB42

A

10.3969/j.issn.1006-0316.2018.02.014

1006－0316 (2018) 02－0054－04

2017－08－03

付昌渝（1965－），男，四川威远人，本科，工程师，主要从事检测及产品质量监督工作。