導語：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，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：石油機械密封；工作原理；失效；對策

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

在實際的石油化工生產中，常會有一些有害流體產生，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。在石油化工生產中機械密封裝置因其所存在的優勢而被普遍應用，機械密封是接觸式密封的一種，保證機械密封的正常運轉是系統裝置與設備進行安全生產以及長周期運行的重要前提基礎和保障。為了保證石油機械密封能夠更好的運行，就應該對其工作原理進行分析，不斷的改善機械密封裝置，促進石油化工事業的持續穩定發展。

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，使垂直于旋轉軸線的端面保持貼合并且相對滑動，從而提高了密封的質量。在石油領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，是在彈簧力與介質壓力的作用下，非旋轉環緊密地貼合到旋轉環上，在旋轉的過程中，雙方實現相對性地滑動，介質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。彈簧與介質壓力的向下推動，會對于摩擦副經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，還可以對于環和軸之間所產生的縫隙進行補償，以避免有液體從縫隙泄露。在非補償環和壓蓋之間所采用的是非補償環輔助密封圈，其可以避免介質從這里流出。在實際的應用中，石油機械密封的輔助密封圈并不會有相對的運動狀態，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（動環和靜環組合）、輔助密封圈、緩沖補償部分（以彈性元件組成）、促使動環能夠隨著軸旋轉的傳動部分。從石油機械密封的特點上來看，主要表現在其使用壽命較長、可靠性高、泄露量小、功耗較低，并且不必經常進行維修，對軸的磨損小，能夠很好的適應實際生產過程中較高的密封要求，例如高溫、低溫以及真空的環境狀態下，或者是各類腐蝕性強的物質，都要采取特殊的密封措施。對于設備裝置的密封，機械密封是最為關鍵的，但是由于其機械密封結構相對復雜，所以，即便是存在著很多的密封優點，鑒于其在制造和安裝的過程中，對于精準度的要求很高，導致了成本提高，而且對于維修人員的技術要求也會很高。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由于壓力導致機械密封失效

在機械密封中，若密封壓力腔內的壓力超過了其可承受的范圍，則其密封端面比壓，從而導致液膜難以更好的形成，甚至會出現端面磨損嚴重的現象，與此同時，也會使發熱量增多，致使機械密封零件變形。當工作壓力出現波動的現象，會使彈性變形量以及密封效果帶來一定的負面影響，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的作用下遭到嚴重的腐蝕作用，在強烈的腐蝕作用下，并且時間上延續較長，就會將石油密封機械的某些密封部件穿透，從而導致泄露現象發生。其次，在介質腐蝕與應力的共同作用下，彈簧和金屬波紋管會出現破裂的現象；第三，機械密封裝置上的碳化鎢環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不當操作，就會導致不銹鋼座出現晶間腐蝕。

2.1.3高溫致使機械密封失效

第一，導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、回煉油泵等出現熱裂。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等因素，都會造成密封面的環表面出現徑向裂紋。第二，密封機械的常用部件碳-石墨環，很容易出現石墨碳化，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，就會發現有樹脂從碳-石墨環的表面析出，進而在高溫狀態下，摩擦面周圍的樹脂就很容易被碳化，當有粘結劑出現，就會因發泡軟化而導致機械密封失效。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，從而出現了變硬、龜裂的現象，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，很容易在外在環境的影響喜愛發生脆裂，使機械密封失效。

2.2相應的解決對策

1、對于密封機械的選型，要根據轉動設備的作業環境和工況來選擇，一些輔助設施是必不可少的。例如，在高溫的環境條件下作業，所選擇密封環就要具有耐高溫性，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，要按照規范，并注意維護及保養。介質和工作環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，就要按照規程正確操作，做好設備的密封巡檢工作，對于轉動設備的運行狀況時時關注，嚴格控制介質的特性指標，以免機械密封使用環境的工況發生變化。

3、加強機械密封的檢修質量。對于密封配置要進行常規檢查。重視檢修質量，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，依照檢修規程來合理的調整間隙及配合。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，尤其要注重轉子的動平衡及對中找正。

3總結

伴隨著社會經濟的持續快速發展，無論工業生產還是日常生活，對石油的需求量日益增多，在石油化工領域中，機械密封顯得日益重要。石油機械密封在實際的工作中，其工作環境可能是氣態、液態、或者汽液態，若機械密封介質的沸點較低，當機械處于運行狀態的時候，就會升高溫度，密封介質就會被揮發，此時，密封的作用就很難發揮出來。注意選擇石油機械密封，并按照的相關的規范進行操作，只有這樣才會讓石油機械密封能夠安全可靠的運轉，延長其使用壽命。同時，相關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域充分發揮其自身的優勢，更好的促進石油化工事業的持續穩定發展。

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[M].北京：化學工業出版社，2002：115.

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關鍵詞：離心泵 機械密封 故障分析

1 概述

隨著機械密封技術的不斷發展，工業泵采用的密封裝置正由傳統的填料密封向性能可靠、泄漏量少、使用壽命長、功耗低、無需經常檢修的機械密封轉變。尤其是在石油化工領域內，因處理的介質具有易燃、易爆、易揮發、劇毒等特性，一旦出現泄漏，將嚴重影響生產正常進行，所以，石油化工生產用泵的密封多數采用機械密封裝置。

經對國內、外離心泵故障的統計分析發現，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，故障分析是技術改進和減少故障的一種行之有效的科學手段。在評定泵用機械密封優劣時，采用的主要指標為泄漏量、使用壽命和可靠性，這些指標貫穿在機械密封的設計、制造、選型、安裝及使用管理等環節。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。經統計分析，除了密封設計、制造的原因外，超過50%的失效都是用戶使用不當或維護不及時造成的。

人們在進行故障分析時，通常習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軸線的端面，隨軸旋轉的動環端面在流體壓力及補償機構的外彈力(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端面保持貼合并作旋轉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，當具有一定壓力介質通過此間隙時，會形成一層極薄的液膜，該液膜的阻力阻止介質泄露，且使端面得到。典型機械密封結構見圖1。

機械密封裝置主要由以下四大部分組成：①由靜環和動環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；③輔助密封圈；④保證動環和軸一起旋轉的傳動機構。

生產實際中，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鍵部位，也是決定機械密封裝置工作壽命的關鍵所在，因此，對接觸端面的要求應給與高度重視。由于動環與靜環端面作旋轉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，硬環表面粗糙度Ra≤0.1μm，軟環表面粗糙度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的范圍內。②靜環與壓蓋的輔助密封件處泄漏和動環與軸（或軸套）的輔助密封件處泄漏。這兩處是輔助密封面，靜環與壓蓋間的密封屬靜密封，端面磨損時，動環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，動環的追隨性是此處輔助密封的關鍵，因此，動環與軸（或軸套）密封面，特別應防止銹蝕、水垢或化學反應物料堆積而造成的動環卡死現象。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，可根據密封介質選用相容的材料。另外，動環采用鑲嵌結構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滿足以下基本條件：首先，動靜環端面應保持良好的和散熱，防止端面熱變形、熱裂、泡疤、炭化等現象發生；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，泵的振動應在規定范圍之內，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

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

對機械密封靜壓試驗時發生泄漏故障，經統計分析，其原因是由于檢修、安裝未達到標準要求。主要有以下幾種現象存在：①動、靜環接觸表面不平，安裝時碰傷、損壞。②動、靜環密封圈尺寸有誤、損壞或未被壓緊。③動、靜環表面有異物。④動、靜環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少；密封腔端面與軸垂直度不夠。⑧靜環壓緊不均勻。

安裝后、運轉時產生周期性泄漏，經統計分析發現，運轉中如泵葉輪軸向竄動量超過標準，轉軸發生周期性振動，工藝操作不穩定及密封腔內壓力經常變化均是導致機械密封周期性泄漏的原因。

機械密封發生泄漏現象的原因主要有以下幾種：①動、靜環接觸端面比壓過大，摩擦熱引起動、靜環的熱變形。②安裝時零件受力不勻等，造成密封端面發生變形。③彈簧比壓過小。④動、靜環密封面對軸線不垂直，誤差過大。⑤轉軸振動。⑥動、靜環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動環浮動性差。⑨輔助裝置有問題。

對機械密封突發性泄漏現象，經統計分析，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防轉銷脫落或傳動銷折斷而失去作用。④輔助裝置出現故障，使動、靜環冷熱驟變導致密封面變形或產生裂紋。⑤由于溫度變化，摩擦副周圍介質發生冷凝、結晶影響密封。⑥停泵一段時間再開動時發生泄漏。這是由于摩擦副附近介質的凝固、結晶，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生泄漏。

4 機械密封故障防治措施

從前面對離心泵運轉時機械密封故障及統計分析，可以看出，除了密封設計、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，泵的安裝及運轉情況無疑要對密封產生一定的影響。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，對密封性都會產生影響。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量（包括密封）才能達到預期的密封目的。

4.1 滿足泵安裝的基本要求

4.1.1 轉子部分。為使轉子平衡和運轉中不至于產生較大的振動，安裝時應注意做到以下幾點。

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

②葉輪應找靜平衡。在3000r/min工作的葉輪不平衡量不得大于以下規定。

③屬于下列情況之一者還要檢查轉子的動平衡。

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軸器，當直徑超過￠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軸器同心度，軸向0.04mm；徑向0.05mm。

4.1.4 泵運轉時雙振恒值最大不超過0.06mm。

4.2 減小泵軸竄量

合理地設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，同時軸向止推軸承對泵軸進行軸向限位。第二種方案的關鍵是合理地設計平衡鼓， 使之能夠真正平衡掉大部分軸向力。對于其它單級泵、中開泵等產品，在設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。

4.3 增加輔助沖洗系統

在條件允許的情況下，盡量設計輔助沖洗系統。沖洗壓力一般要求高于密封腔壓力0.107～0.11MPa，如果輸送介質屬于易汽化的， 則應高于汽化壓力0.1175～0.12MPa。密封腔壓力要根據每種泵的結構型式、系統壓力等因素來計算。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，使軸封液體流動以帶走摩擦熱。

5 結論

通過對泵用機械密封的工作原理及結構分析，結合對生產實際中泵用機械密封裝置故障的分析統計，我們發現，影響時機械密封可靠性的因素不僅與機械密封裝置的設計和制造有關，更重要的是要考慮機械密封裝置的安裝、維護和保養等外部的各種影響因素。統計并分析離心泵運行時的機械密封故障，其中絕大多數出現在安裝與維護過程中，由于安裝未達到技術要求，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計分析，其泵用機械密封裝置的正常運行周期高于國內同類用泵的平均值，其原因與天津石化長期以來重視職工專業技能培訓工作分不開，職工理論水平的提高和熟練掌握國內、外設備的設計和結構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：

[1]化工密封技術，胡國楨，石流，閻家賓.化學工業出版社，1990.

[2]流體動密封，上冊，顧永泉，中國石化出版社，1990.

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關鍵詞：機械密封；離心泵；選取；維修

中圖分類號：TH311 文獻標識碼：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，特別是在電力生產的過程中，由于連續生產，導致機械密封出現泄漏，在一定程度上嚴重影響生產的運行。

1、機械密封的概念

目前，機械密封在我國工業生產中，已經得到廣泛的應用。目前主要的密封設備有離心泵、離心機和壓縮機等設備，而在不同的工業生產中，使用的設備也就不同，因此我們在使用密封裝置的時候，應該選取合適的密封設備。機械密封是一種以機械旋轉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備進行相對旋轉，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用到工業生產中。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：我們根據葉輪的樹木的不同。可以把葉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進行水式和雙側進水式泵等。盡管在工業生產中離心泵的種類有許多。但是發生泄露的主要原因一樣的。目前引起生產設備泄露的主要因素有：第一、對于密封的材料選取不當。使得離心泵的工作性能受到很到的影響；第二、內部的各個零件磨損的十分嚴重；第三、動環和靜環配合不均勻。也是導致泄露的主要原因；第四、靜環的與靜環座之間的密封不嚴。

3、機械密封材料的選擇

選擇機械密封材料時應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，根據這些因素選擇合適的摩擦副材料，減小摩擦副摩擦系數，以降低端面熱裂的可能性。摩擦副的材料應具有良好的耐磨性、耐熱沖擊性、導熱性、自性，應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定運轉的前提，其次才是機械密封的結構形式，用戶可根據實際應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，較多有著動環或者是靜環密封O型圈存在問題；泄漏量較大之時，就表示動、靜環摩擦副存在問題。在初步觀察泄漏量、判斷泄漏部位的基礎之上，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O型圈損壞；比如說是物料沿徑向噴射，則多為靜環密封墊失效。

4.2、試車時發生泄漏

在試車之時高速旋轉產生的離心力就會使得物料的泄漏受到抑制，因此，試運轉時在排除軸間與端蓋密封失效后，基本都是動、靜環摩擦副損壞的緣故。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、靜環分離；安裝機械密封時壓縮量過大，導致摩擦副嚴重收損、產生劃痕。動環O型圈過緊，彈簧無法調整動環軸向浮動量；工作介質中有顆粒物運轉中進入摩擦副端面擦傷。

4.3、正常運轉中發生泄漏

離心泵在運轉中突然泄漏基本是由于工況變化或操作不當造成。離心泵長時間空轉，造成摩擦副熱裂；汽蝕或長時間憋壓；料液當中混入較多顆粒性物質或聚合性、結膠性物質，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；介質溫度變化大或環境溫度巨變，損壞機封。

5、離心泵的使用維護

5.1、離心泵操作時應注意以下幾點

禁止無水運行，不要調節吸入口來降低排量，禁止在過低的流量下運行。監控運行過程，徹底防止填料箱泄漏，在更換填料箱之時應該使用新填料。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，填料的調整以及更換，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該定期做好測量記錄。

5.2、離心泵停止運轉后的要求

離心泵停止運轉后應關閉泵的入口閥門，待泵冷卻后再依次關閉附屬系統的閥門。高溫泵停車應按設備技術文件的規定執行，停車后應每偏20—30min盤車半圈，直到泵體溫度降至50℃為止。低溫泵停車時，當無特殊要求時，泵內應經常充滿液體。吸入閥和排出閥應保持常開狀態；采用雙端面機械密封的低溫泵，液位控制器和泵密封腔內的密封液應保持泵的灌漿壓力。輸送易結晶，易凝固，易沉淀等介質的泵，停泵后應防止堵塞，并及時用清水或其他介質沖洗泵和管道；排出泵內積存的液體，防止銹蝕和凍裂。

5.3、離心泵定期預防性維護

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

以離心泵的實際工作狀況為依據，通過設備的監測結果來實施。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，和其他異常現象來決定。一旦某個選定的參量實現不了預定的臨界值，設備應該停機來檢修，就可以避免較為嚴重的事故發生。全部工作就可以有秩序的進行，同時購買零配件時間充裕，不用預先選購好各種備用部件。對于提高生產效率是相當有益的。缺點是必須購置相應的檢測設備，以及對人員進行培訓等。

6、結語

由此可見，在工業生產中，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備進行檢修時，要從機械密封設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備進行維護。不過，目前我國在這方面的技術還是很成熟，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

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關鍵詞：機械密封；原理；新技術

引言

隨著科學技術的不斷發展以及新型材料的出現，機械密封技術隨之迅速發展起來。近年來人們對環境保護日益關注，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，發展機械密封的新技術、新產品以滿足人們對高性能機械密封的要求。

機械密封技術簡介

1.1 機械密封基本原理

機械密封也叫做端面密封，是一種旋轉機械的封油裝置。由于傳動軸貫穿在整個設備內外，軸與設備之間就會產生空隙，將兩個密封元件置于垂直于軸線的平面上，流體介質就不會通過空隙向外泄露，密封元件反而會在流體介質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。

密封環是構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，因此對于密封環有嚴格的使用要求：要有足夠的強度和剛度；應有較小的摩擦系數和良好的自性；密封端面應有足夠的硬度和耐腐蝕性；密封環應有良好的耐熱沖擊性能；密封環要容易加工制造。

1.2 機械密封的特點

使用壽命長。機械密封在油、水類介質中使用時間長達1~2年或者更長時間，在化工介質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，密封狀態穩定且泄漏量很小，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、不同轉速以及各種腐蝕性介質和含有磨粒介質等情況的密封。

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

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

機械密封技術

2.1 密封端面改形技術

干運轉氣體密封技術。干運轉氣體密封就是將開槽密封技術應用于氣體密封。干運轉氣體密封除結構相對簡單，安裝維護費用較低，運行無磨損，功耗小等特點以外，還能夠實現零泄漏或者零溢出，系統運行可靠。克蘭公司首先研制的28型螺旋槽干運轉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系列干運轉氣體端面密封。

上游泵送密封技術。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條件下將下游少量的泄露流體介質泵送回上游。主要產品有美國約翰克蘭公司研制生產的8000系列螺旋槽上游泵送機械密封，以及我國石油大學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引入孔。雖然此種方法泄漏量較大，但此技術仍廣泛應用于高壓、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。就是在密封環上開出1~2mm的溝槽，利用密封面流槽，形成局部熱變形和力變形，然后在密封面上產生流體動力楔效應。其優點是利用槽可以增強承載能力，降低摩擦熱，適宜用于高參數密封。美國克蘭公司獲得流體動壓墊高壓旋轉機械密封專利，將流體動壓墊應用于輕烴密封中。國內的石油大學利用有限元對熱流體動壓密封做了相應的研究。

2.2窄環刃邊機械密封

窄環刃邊密封的結構特點是動環密封面的寬度很窄，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，即使已經形成的固體物質或者纖維也能夠背尖邊切斷而排除。在石化企業中不僅應用國外產品還應用了國內產品，比如在錦州和齊魯橡膠廠的工藝裝置中已經推廣應用

2.3 流體阻塞密封技術

在過去經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。而現在采用氣體阻塞液體或者氣體，即氣封液或者氣封氣技術。流體阻塞技術有以下幾個特點：密封環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生的熱量能夠及時的散發出去；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，開槽密封應盡可能選擇雙向旋轉結構；在開車或者停車過程中會產生一定量的干摩擦，為了有利于清除磨粒，應注意環槽的幾何形狀。主要產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研制的蒸汽阻塞密封。

2.4 零逸出密封技術

所謂零逸出技術就是指使工藝流體不逸出的密封技術。通常情況下，零逸出密封采用干運轉密封，可以是接觸式的干運轉密封也可以是非接觸式干運轉密封。其密封特點是利用流槽的各種流體的靜動壓效應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。主要產品有美國杜拉密泰列克公司最近生產的泵用SB-200型干運轉控制逸出集裝式密封和GF-200型節能零逸出氣體阻塞密封。

結論

隨著先進科學技術和先進制造技術的發展，我國工程機械也會有較大發展，因此我國機械密封技術將廣泛應用于各個機械行業中去，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展。

參考文獻

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

篇5

關鍵詞：機械密封 構造 選用 失效

隨著工業企業流程化、自動化水平的不斷提高，設備穩定性、可靠性顯得尤為重要。據統計60%機械設備非計劃停車事故與密封故障造成泄漏有直接聯系，密封性能已成為評定機械產品質量的一個重要指標。隨著密封技術水平的不斷提高，工業泵用密封正由傳統的填料密封向機械密封發展。機械密封技術以其性能可靠、泄漏量少、使用壽命長、功耗低、無需經常檢修，應用于冶金、石油、化工企業工業泵中。筆者通過近幾年的使用經驗，總結出機械密封在工業泵上檢修、維護的一些經驗，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對垂直于軸作相對滑動的端面在流體壓力和補償機構的彈力（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、機械密封的構造

如上圖，一般機械密封由1靜環、2動環、3彈簧、4彈簧座、5緊定螺釘、6動環密封圈和8靜環密封圈等元件組成，7防轉銷固定在9壓蓋上以防止靜止環轉動；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通道是旋轉環與軸之間的密封。但端面磨損時，它僅能隨補償環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，而作為補償環的旋轉環或靜止環輔助密封，有時采用兼備彈性元件功能的橡膠、聚四氟乙烯材料及金屬波紋管的結構。A通道則是旋轉環與靜止環的斷面彼此結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Ra≤0.1μm，軟環Ra≤0.2μm）。為了使密封端面間保持必要的油膜，必須嚴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的范圍內。

三、機械密封的選用

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

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

2.線速度V： V≤25m/s選用旋轉型。 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定性（汽化）和磨擦副的耐磨性。 PV極限值舉例：當介質為水時，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.介質的特殊性

5.1粘度：低粘度介質易于干磨損宜選用平衡型。高粘度介質，宜選用強制傳動結構。

5.2腐蝕和化學溶劑：

5.3含懸浮固體顆粒：

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

5.4劇毒或氣體介質，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，多為動環或靜環密封圈存在問題；泄漏量較大時，則表明動、靜環摩擦副間存在問題。在初步觀察泄漏量、判斷泄漏部位的基礎上，再手動盤車觀察，若泄漏量無明顯變化則靜、動環密封圈有問題；如盤車時泄漏量有明顯變化則可斷定是動、靜環摩擦副存在問題；如泄漏介質沿軸向噴射，則動環密封圈存在問題居多，泄漏介質向四周噴射或從水冷卻孔中漏出，則多為靜環密封圈失效。

2.試運轉時出現的泄漏

泵用機械密封經過靜試后，運轉時高速旋轉產生的離心力，會抑制介質的泄漏。因此，試運轉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、憋壓等異常現象，引起較大的軸向力，使動、靜環接觸面分離。

B.對安裝機械密封時壓縮量過大，導致摩擦副端面嚴重磨損、擦傷。

C.動環密封圈過緊，彈簧無法調整動環的軸向浮動量。

D.靜環密封圈過松，當動環軸向浮動時，靜環脫離靜環座。

E.工作介質中有顆粒狀物質，運轉中進人摩擦副，損傷動、靜環密封端面。

F.設計選型有誤，密封端面比壓偏低或密封材質冷縮性較大等。上述現象在試運轉中經常出現，有時可以通過適當調整靜環座等予以消除，但多數需要重新拆裝，更換密封。

3.正常運轉中突然泄漏

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

A.抽空、氣蝕或較長時間憋壓，導致密封破壞。

B.對泵實際輸出量偏小，大量介質泵內循環，熱量積聚，引起介質氣化，導致密封失效。

C.回流量偏大，導致吸入管側容器底部沉渣泛起，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.介質中腐蝕性、聚合性物質增多。

F.環境溫度急劇變化。

G.工況頻繁變化或調整。

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

五、結束語

在化工設備中，離心泵多數以機械密封為密封形式，了解機封結構和材質性能，正確選擇機封才能實現化工連續穩定生產；當密封失效后，正確判斷失效原因，才能更快的修復，并能節約成本，實現效益最大化。

參考文獻

[1]顧永泉 《機械端面密封》 石油大學出版社 1994.12.

[2]顧永泉 《機械密封實用技術》 機械工業出版社 2001.

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

篇6

關鍵詞：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

在國家有關標準中的定義：由至少一對垂直于旋轉軸線的端面組成，在流體壓力及補償機構彈力（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成的防止流體泄漏的裝置。按照補償機構運動狀況分為旋轉式和靜止式機封；按照靜環安裝位置可分為內裝式和外裝式機封；按照密封面上介質載荷的作用情況可分為平衡型和非平衡型機械密封。

1.2. 機封的基本結構：

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，在相對運動的動環和靜環的接觸面（端面）上，產生一個適當的壓緊力（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與壓蓋之間隙的泄漏。

C點為動環與軸（或軸套）配合之間的密封點。這也是一個靜密封點，當動、靜環端面磨損時，輔助密封圈與動環應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，實現無泄漏。

2. 機械密封的安裝和使用

2.1. 下表是根據我廠13年對70套損壞機封統計的數據：

從統計數據得出：因使用和安裝因素造成機封損壞占到總數的88.6%，因此，必須高度抓好安裝和使用的的各個環節。

2.2 . 安裝密封前的準備工作：

安裝前的準備工作是整個安裝過程的關鍵，準備越充分，設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、裂縫等現象，若有缺陷，必須更換。對于集裝式結構的機械密封，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，避免錯誤安裝造成機封損壞。

2.2.4.如果因振動造成的設備損壞，要進行泵軸的竄動量、徑向跳動度、同軸度是否符合技術要求，一般情況下將各結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，防止任何雜質進入機封箱內，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.將靜環密封圈套在靜環上并涂上劑，并將靜環的防轉銷對準機封箱上的凹槽，檢查其能否滿足技術要求，之后把靜環組合件、密封圈等旋轉件一同套在軸上相應位置，最后安裝上帶靜環的壓蓋。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檢查是否有異物粘附在摩擦副的端面上，用手推補償環做軸向壓縮，松開后補償環能自動彈回無卡滯現象，最后才能將壓蓋螺栓均勻緊固。

2.3.4.安裝葉輪時，應一邊盤車一邊觀察安裝核實尺寸，檢查壓蓋、靜環與軸是否有摩擦，感覺應均勻；機封軸套有卡環時，應保證卡環與壓蓋的間隙尺寸2～3mm，如有超差應調節泵軸予以保證，否則容易引起卡環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.按照旋轉方向手動盤車，檢查轉動是否靈活，泵腔內有無不正常聲音，若有異常必須檢查調整。

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，緩慢調節變頻器頻率至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.機封出現泄漏原因分析及對策：

機封出現泄漏的原因很多，以下幾點使我們在生產中經常遇到的機封泄漏，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，多為動環或靜環密封圈存在問題；泄漏量較大時，則表明動、靜環摩擦副間存在問題。在初步觀察泄漏量、判斷泄漏部位的基礎上，再手動盤車觀察，若泄漏量無明顯變化則靜、動環密封圈有問題；如盤車時泄漏量有明顯變化則可斷定是動、靜環摩擦副存在問題；如泄漏介質沿軸向噴射，則動環密封圈存在問題居多，泄漏介質向四周噴射或從水冷卻孔中漏出，則多為靜環密封圈失效。

3.2. 試運轉時出現的泄漏

泵用機械密封經過靜試后，運轉時高速旋轉產生的離心力，會抑制介質的泄漏。因此，試運轉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、憋壓等異常現象，引起較大的軸向力，使動、靜環接觸面分離，這點要求我們在試運轉時頻率不能調的過高，一般在15Hz左右，試車五分鐘以內。

3.2.2.動環密封圈過緊，彈簧無法調整動環的軸向浮動量；

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

上述現象在試運轉中經常出現，有時可以通過適當調整靜環座等予以消除，但多數需要重新拆裝，更換密封。

3.3 正常運轉中突然泄漏

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

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

3.3.2.泵的實際輸出量偏小，大量介質泵內循環，熱量積聚，引起介質氣化，導致密封失效，出現這種情況，說明泵沒有工作在效率區間，應及時調整輸出量，如出現長時間運行還容易出現斷軸。

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起來，把機封內的冷卻水吹出，避免機封腔內結垢。

3.3.4.工況頻繁變化或調整；

離心泵在正常運轉中突然內泄漏，如不能及時發現，極易造成冷卻水系統污染，往往會釀成與之并用的泵類設備機封損壞，日常巡檢中要加大對機封水槽水質檢測，發現水質變混要及時置換機封水。

參考文獻：

[1]《實用機械密封技術問答》 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標準---泵用機械密封》 中華人民共和國機械工業部 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危險性工藝氣體，這就要求其軸端密封達到介質的零泄漏或零逸出。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，并附加測控系統保證干氣密封的安全穩定運行。經過試驗驗證，雙端面干氣密封應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鍵技術之一。

隨著石化及能源工業的發展，透平壓縮機的工作參數也越來越高，對所用機封的要求也越來越嚴格[3-5]。截止目前，透平壓縮機密封經歷了三個階段：迷宮密封；浮環密封；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一系列節流間隙與膨脹空腔組成的通道，使其產生節流降壓效應，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；設計或組裝不良，易產生較大泄漏。煉油、化工等行業危險性工藝氣體壓縮機將使用更為先進的密封形式。

1.2 浮環密封

浮環密封屬于非接觸式密封，壽命長，可靠性高，適用范圍廣。但由于其內泄漏較大，回收處理設備較復雜，易對油造成污染和影響產品質量，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和動環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，當動環旋轉時，被密封的氣體沿周向被吸入螺旋槽內，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穩定并形成具有一定厚度要求的氣膜。主要用來密封旋轉流體機械中的氣體或液體介質，具有低泄漏率、無磨損運轉、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，從而確保大氣側和被密封氣體側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時，常選用該密封結構，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

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

測控系統的主要流程：

3.1.1主密封流程：系統氮氣首先經過精度為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測干氣密封的運行情況，當泄漏量超過一定值時，表明干氣密封已損壞。

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

結論

1.選用雙端面單向旋轉槽型的密封型式，在設計選型上是合理的，應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定性和可靠性主要取決于主密封壓力與緩沖氣的差壓穩定與否，在運行過程中應重點監控；

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

參考文獻：

[1] 顧永泉.機械密封實用技術[M].北京：機械工業出版社，2005.

[2] 曹正宏.K2301富氣壓縮機干氣密封改造研究[J].甘肅聯合大學學報，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].配套技術與產品，2003.1.55～58

篇8

【關鍵詞】離心泵；方式；改造與故障排除

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

離心泵在大多數企業別廣泛應用。一些企業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。而現有的離心泵的方式為油，所以準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。這就產生了浪費現象，因為有的油還可以繼續使用，由于未有人員的偷工減料心理，使它們沒有充分發揮它們的作用就提前被宣布下崗了。這對企業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，流到了設備安裝的周圍。這就對環境產生了大的影響。因為藥品的等級為食品級，因而對環境的要求不免會很高。環境的不好就會對生產的產品質量的好壞有影響。

為了避免以上問題即對油的浪費以及對生產環境的影響。本文提出了相應的對策，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，當葉輪快速轉動時，葉片促使水很快旋轉，旋轉著的水在離心力的作用下從葉輪中飛去，泵內的水被拋出后，葉輪的中心部分形成真空區域。水原的水在大氣壓力（或水壓）的作用下通過管網壓到了進水管內。這樣循環不已，就可以實現連續抽水。在此值得一提的是：離心泵啟動前一定要向泵殼內充滿水以后，方可啟動，否則將造成泵體發熱，震動，出水量減少，對水泵造成損壞（簡稱“氣蝕”）造成設備事故。

2 離心泵的機械密封

機械密封是一種旋轉軸用的接觸式動密封，它是在流體介質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，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在6處：①動、靜環端面處；②靜環與靜環盒的輔助密封處；③動環與軸套的輔助密封處；④靜環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動環鑲嵌結構配合處。

機械密封是離心泵必不可少的零部件，他的損壞是時時發生的，密封不嚴就是其中之一。它的泄漏會使生產的成本增加同時也對環境造成不同程度的影響。這樣企業的生產成本增加了，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，經濟上是不可行的。經過調查研究，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注入2/3的脂，并且從軸承壓蓋處對軸承滾珠進行涂脂。經過運行短時間后，發現多臺離心泵脂變質以及乳化。出現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，最終導致以上事情發生。經過仔細的分析與總結，最終完善了改造方法。

3.2 具體方法

（1）把軸承箱內的油放掉，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，以排除軸承箱體內的空氣。

（3）用黃油槍把脂由加油孔向軸承箱內加注，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控。用紅外線測溫儀隨時監測溫度。通過改造后，用測振儀對振動位移情況進行監測，數值在0.04mm左右。對脂的油脂進行監控，最終結論為脂油質良好、無變化，水泵運轉正常，從溫度監測數據和振動檢測數據可以看出，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，保持了泵房清潔衛生，杜絕了由于缺油造成軸承、軸損壞事故的發生，使設備運行完好。

4 改造后的故障及處理方法

4.1 發生的故障及問題

經過短期的調試以及監測，有個別的離心泵使用效果以及運行情況并沒有達到預計的標準。其中包括設備本身的原因，也有里部件工作環境不滿足引起的。主要有以下幾個方面：

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

（2）在泵運轉一個半月時，對其進行檢查，發現軸承內油的量很小，有的甚至在發生干磨。分析得出，原因是由于脂的流動性差，在軸承內部脂消耗完后不能及時的補充過去。

（3）在通風不好和溫度較高的區域內，軸承的溫度會超出規定的標準。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出去，而發生高溫。

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部脂消耗后的缺陷。可以認為只要軸承內部有足夠的脂，就不會出現缺油、干磨以及溫度高等現象。最好的解決方法是將軸承（6206型）換成全封閉式的。軸承內部充滿脂，只要在外部涂適量即可，其最短使用壽命也在兩個月以上，能夠達到生產以及節能降耗的要求。

5 脂的效果

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

（1）節省油費用。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備零件的損壞。

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

（4）改善了崗位環境。

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

參考文獻

[1] 王穎.立式高速離心泵機械密封泄漏分析及改造[J].石油化工設備.2005（04）

[2] 趙鳳嶺.離心泵故障分析[J].化工裝備技術.1996（03）

[3] 曹守彬，撒輝.對真空制鹽設備的認識[J].蘇鹽科技.2009（01）

篇9

關鍵詞：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，屬于液態輕烴類。該介質為低沸點液體，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、穩定的液體膜，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到大氣中，不僅污染環境，更存在引發重大安全事故的可能。

經過長期對該C5餾分抽出泵操作使用及檢維修分析，總結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端面間隙發生較大變化從而導致泄漏；

2.檢修分解失效密封后發現：①動、靜環根本就沒有摩擦痕跡，即輕烴介質在動靜環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、靜環過度磨損，即載荷系數或彈簧比壓過大，造成密封端面不能形成液膜，從而導致過度磨損泄漏。

綜上，為解決該類輕烴泵密封問題，關鍵在于：改善液態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，根據泵類型與介質、工況，決定對該泵進行串聯式干氣密封改造，改造方案為PLAN11+72+75。

二、密封結構與操作系統

1.密封結構

該改造方案為帶自沖洗的串聯式干氣密封。第一級為平衡型機械密封，密封介質為C5，入口壓力：0.45MPa，出口壓力：1.02MPa，溫度：40℃，轉速：2850r/min；第二級為干氣密封，密封介質為干凈氮氣，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，因此，該密封只能單向運轉。

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，使液態介質能夠保持在密封端面處，主密封在運轉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，隔離介質與大氣，防止意外事故發生。

2.操作系統

干氣密封控制系統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測單元組成，干凈的密封氣保證密封面不受顆粒雜質的損壞，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，泄漏量是否穩定直接反映了干氣密封運行的狀態，因此，對干氣密封的泄漏進行監控為設備的安全運行提供了保障。

在串聯式干氣密封控制系統中，外部管網氮氣進入控制系統，經過濾器、減壓閥后，為干氣密封提供穩定、干燥、清潔的密封氣。當主密封泄漏或氮氣壓力過低，單向閥起到防止工藝介質反串入氮氣管網的作用。進入密封腔的氮氣與主密封泄漏的微量工藝介質經氣液分離器后，氣相介質通過節流孔板排向火炬，液相介質則留在氣液分離器，可通過視鏡觀察液體，當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境造成污染。當主密封泄漏過大時，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。

干氣密封控制系統結構簡單。干氣密封阻塞氣采用工業氮氣（接公用工程的氮氣管線），經減壓閥減壓至0.2MPa做為干氣密封系統氣源，再經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程，并按此規程對干氣密封進行性能試驗。試驗結果表明，干氣密封具備高度的穩定性、可靠性，泄漏量穩定，與設計值吻合。

四、干氣密封日常操作注意事項

密封在運轉過程中，通過密封氣系統可對干氣密封的運轉狀況進行監測。正常情況下入口氣源壓力為0.2MPa時，出口壓力應大致為0.07MPa。

1.若密封氣出口壓力表顯示過低，表明外側干氣密封泄漏過大；

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壓力開關高報警，表明內側主密封泄漏過大，可視現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容積，達到一定值時液位開關發出液位高報警，提醒操作者及時打開閥門向指定的排污容器排放。

五、結論

1.廠家在設計時，采用了有限元法對干氣密封工作原理、端面槽型、結構參數優化進行了研究，保證能密封具有良好的密封性和穩定性；

2.出廠試驗證明，設計制造的串聯式干氣密封能夠實現密封的非接觸運行，密封性能穩定可靠；

3.工業運行表明，該泵改造完成運轉2個月，操作系統各工藝參數穩定，密封性能良好，大大提高了該泵的運轉性，徹底解決了因該泵介質沸點低、容易汽化等引起的密封材料低溫脆化等問題，消除了輕烴介質揮發到大氣中污染環境，更防止了發生重大安全事故的可能。

參考文獻

[1]麥偉.串聯式干氣密封在焦化裝置液化氣泵上的應用.石油和化工設備；2010年第13卷，52-54.

篇10

1.1 潛水泵的結構特點。潛水泵是電機與水泵直聯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。潛水泵具有質量輕、可移動、安裝簡單等優點，因而廣泛運用于農田灌溉中。潛水泵按其內部結構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，吸入管和泵內必須充滿液體。開泵后，葉輪高速旋轉，其中的液體隨著葉片一起旋轉，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，液池中的液體在池面大氣壓的作用下，經吸入管流入泵內，液體就是這樣連續不斷地從液池中被抽吸上來又連續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 故障現象：潛水泵運轉有異常振動、不穩定。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獨立穩固的支撐，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，導致水泵出水量下降；②水泵轉向相反；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。維修措施：①控制水泵安裝標高的允許偏差，不可隨意擴大；②水泵試運轉前先空轉電動機，核對轉向使之與水泵一致。使用過程中出現上述情況應檢查電源相序是否改變；③檢查閥門，并經常對閥門進行維護；④清理管路及葉輪的堵塞物，經常打撈蓄水池內雜物；⑤清理雜物或更換耐磨圈；⑥尋找水質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，調整輸電壓；②判斷磨擦部件位置，消除故障；③調整閥門降低流量，使電動機功率與水泵相匹配；④檢查水質變化原因，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 故障現象：水泵管配件滲漏。主要原因：①管道本身有缺陷，未經過壓力試驗；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有缺陷的管子應予以修復甚至更換，對接管子的中心偏離過大的應拆掉重排；②對準后連接螺栓應在基本自由狀態下插入擰緊，管路全部安裝完后，應進行系統的耐壓強度和滲漏實驗；③必須更換新的。