关于机械密封失效的影响因素分析与影响机制探讨

2016-03-14冀海波丹东波纹管密封有限公司辽宁丹东118300

化工管理 2016年34期

关键词：耐腐蚀性密封面波纹管

冀海波(丹东波纹管密封有限公司，辽宁丹东 118300)

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机械密封主要是将较易泄露的轴间密封改为不宜泄露的端面密封。机械密封的主要特点是密封面为垂直于旋转轴线的端面。本文主要探究了影响机械密封失效的主要因素，同时给出了一些预防机械密封失效的措施，以期对改进机械密封工艺有所帮助。

机械密封；失效；预防措施

随着工业技术水平的发展，旋转设备对密封性要求越来越高，机械密封以其独特的优势被广泛用到离心泵和压缩机等各种旋转设备中[1]。然而在生产和使用过程中，由于其复杂的结构和技术水平要求高，可能会造成机械密封失效。本文主要针对机械密封失效的影响因素进行了详细分析，同时给出了相关的解决措施。

1 机械密封失效影响因素与影响机制

由于机械密封的选型不对、密封质量不好、使用仪器本身进度不达标和运行操作错误等原因不当，机械密封可能会发生失效行为。机械密封失效通常会伴随着泄露、磨损和扭矩异常等现象，造成密封失效的影响因素主要有以下几个方面。

第一，密封面不闭合。当动环不能随着固定动环和橡胶圈的转轴转动而及时贴合时，就会使一些颗粒物进入软环之中，导致输送介质实际变为了“砂轮”这些摩擦会引起副环的残余变形，改变端面间隙的平行状态。同时，套轴与滑动部件间的颗粒物、橡胶圈与套轴摩擦的生成物和弹簧中颗粒物都会造成密封面不能紧密闭合。

第二，热损效应。由于密封面高速运转过程中会产生大量的热，虽然橡胶圈在设计时不会低于耐热设计规范，但长时间的热效应可能会使密封环中橡胶老化、失去弹性造成密封效果变差[2]。此外，高温下石墨表面产生的树脂在受到摩擦时会进一步发生碳化和粘结剂的受热软化都会加快机械密封失效的发生。

第三，材料腐蚀。密封材料相对于流体介质高速运动，密封件表面会遭到流体的冲刷，容易造成材料的表面腐蚀。金属构件在运行的过程，弹簧和波纹管等构件往往要承担较大压力，易发生高压下的应力腐蚀。金属或是弹簧表面大部分不腐蚀或者腐蚀轻微，在局部区域易发生孔径较小的点腐蚀。

第四，安装误差。机械密封对安装的要求较高，由于安装不达标，造成机械密封失效的例子比比皆是。如动静环表面不平、尺寸误差，安装时损伤破坏或未被压实，弹簧不垂直、应力不均匀或长短不一，密封端面与转轴不完全垂直等因素都会造成密封失效[3]。

2 机械密封失效的预防措施

针对机械密封失效的原因，本文给出了一些预防措施，主要有以下几点。

(1)根据机器运转时的温度，介质中有无杂质，机器的精度要求及本身所能。达到的精度等条件选择最佳的机械密封形式。如选用较粗的弹簧或是几个弹簧组合以防止弹簧受力过大而失去回复性能，有腐蚀性工艺生产时，选用耐腐蚀性的机械密封构件(图1)。

(2)加强构件检查，为了及时发现密封构件在运作时的一些问题，需要安排工作人员进行定期检查，并及时记录下各部件的情况。对一些老化的、已经出现问题的构件及时更换，保证密封系统的安全、稳定、长周期使用。

图1 常见机械密封构件图

(3)当密封装置工作环境温度较高时，可引入冲洗辅助装置，选择耐高温的密封材料，在接口处需要协助工作的构件应采用膨胀系数近似的材料，以防二者膨胀不同步造成接口处产生裂缝。此外，当工作环境温度高于200℃时，优先使用带有铅垫片，解决了微动密封和失弹问题，能有效抵抗高温的金属波纹管进行机械密封[4]。

(4)在安装前，仔细检查机械密封的型号、规格是否符合设计图纸的要求[5]；检查主机轴的窜动量、摆动量和挠度是否符合技术要求；安装过程中应保持清洁，特别是旋转环和静止环密封面及辅助密封圈表面应无杂质、灰尘；安装过程中不能用工具敲打密封元件。

(5)处于腐蚀性介质中的密封元件，不仅要注意每一零件本身的耐腐蚀性，还应防止两种材料在一起时产生的电偶腐蚀。尤其是环端面受到磨损和介质腐蚀的同时作用时要注意这些材料的钝化耐磨性和钝化稳定性。作为弹簧，可采取弹簧外装、弹簧保护层、泄露液隔离用多端面结构等。辅助密封圈的材料要求除了弹性之外，还需考虑对介质的耐腐蚀性和耐热性。