浅析焦化厂离心泵机械密封泄漏原因及处理方法

韩富

摘 要：焦化厂化工离心泵使用多种机械密封，本文从工艺操作和检修两方面分析了离心泵机械密封泄漏的原因及处理方法。

关键词：离心泵；机械密封；泄漏

机械密封是一种依靠弹性元件和介质压力压紧动、静环端面从而达到密封的部件，通过阻止泄漏，减少摩擦，有提高机器效率，降低能耗，环境保护，提高机器的可靠性等优点。目前机械密封在离心泵中应用非常广泛，机械密封的密封效果将直接影响整机的运行，尤其在化工生产过程中，由于生产的连续性，机械密封出现泄漏，将严重影响着生产的正常进行。据调查，机械密封泄漏引起的非正常停车，影响生产的事故占设备故障率的50%以上，所以掌握机械密封泄漏的原因及处理方法是必要的。

一、机械密封的基本结构及工作原理

1.机械密封的基本结构

（1） 主要密封元件动环和静环。动环与泵轴或轴套一起旋转，静环固定在压盖内，用防转销来防止它转动。靠动环与静环的端面贴合来进行动密封。（2）辅助密封元件它包括各静密封点所用的密封圈。（3） 压紧元件弹簧（或波纹管）。（4）传动元件传动座及固定销钉。

2.机械密封工作原理及主要泄漏点。一般机械密封有五个可能泄漏点，动环与静环之间，它主要靠泵内液体压力及弹簧力将动环压贴在静环上，以阻止泄漏，两环接触面上总会有少量液体渗漏，它可以形成液膜，一方面可以阻止泄漏，另一方面可起润滑作用；静环与压盖之间，属于静密封点；动环与轴（轴套）之间，动环可以沿轴向窜动；轴套与轴之间和泵盖与压盖之间，也是静密封点。从以上机械密封结构可以看出，机械密封是将容易泄漏的轴向密封改变为较难泄漏的静密封和端面径向接触的动密封。

二、工艺操作与离心泵机械密封泄漏

1.工艺操作条件。离心泵压力、温度平稳，无波动是机封正常使用的首要条件。压力大幅度波动会造成摩擦副受力不均，容易造成弹性组件失效；动、静环配合端面瞬间脱离，对镶嵌式的静环可能使静环脱离压盖；或许会使两端面相互撞击，如动静环为陶瓷、石墨等材质，将会产生裂纹甚至撞碎，机械密封彻底失效，造成泵大量泄漏。根据使用要求，机封应有冷却、润滑和冲洗设施，其介质一般为低温低压蒸汽、水、柴油和泵本身的输送介质等。冷却介质突然中断或在原无冷却介质时突然注入冷却介质，机封组件在骤然遇热或遇冷的情况下，可能会因热胀冷缩的原因，使动静环突然炸裂而造成机封失效，所以保持密封腔体的温度不产生骤变是非常重要的；离心泵输送的介质中常会含有不同程度的杂质，如化产系统中的焦油渣、设备和管线中的腐蚀产物、容器中遗留的固体物质等，这些杂质的存在是机械密封的大敌，且密封腔是离心泵中的死角，所进的杂质大多会沉淀在密封腔，久而久之，杂质包围了弹簧及动环，杂质或浸入密封端面，或将动环抱死于轴套上，造成动环不“动”，机封将会失效，所以对输送不清洁介质的离心泵，应选用柴油、汽油等介质作为冲洗油是十分必要的。综合使用效果和成本，本厂大部分离心泵机封的冷却、润滑和冲洗介质都是从泵出口引回机封的回流管中的输送介质。

2.工艺操作要求。根据工艺操作条件对岗位人员日常操作提出几点要求：（1）避免离心泵抽空或较长时间憋压，导致密封破坏。（2）对泵实际输出量偏小，大量介质泵内循环，热量积聚，引起介质气化，导致密封失效。（3）离心泵较长时间停运，重新起动时需要手动盘车，避免摩擦副因粘连而扯坏密封面。（4）保持工况稳定运行，避免频繁倒泵或调整。（5）加强巡检，确认离心泵供机封冷却、润滑和冲洗的回流管保持畅通，发现堵塞及时处理。

三、检修与离心泵机械密封泄漏

1.离心泵机械密封泄漏原因的判断。机械密封安装调试好后，一般要进行静试，观察泄漏量。如泄漏量较小，多为动环或静环密封圈存在问题；泄漏量较大时，则表明动、静环摩擦副间存在问题。在初步观察泄漏量、判断泄漏部位的基础上，再手动盘车观察，若泄漏量无明显变化，则静、动环密封圈有问题；如盘车时泄漏量有明显变化则可断定是动、静环摩擦副存在问题；如泄漏介质沿轴向喷射，则动环或轴套密封圈存在问题居多，泄漏介质向四周喷射，则多为静环密封圈失效。泵用机械密封经过静试后，运转时高速旋转产生的离心力，会抑制介质的泄漏。因此，试运转时机械密封泄漏在排除轴间及端盖密封失效后，基本上都是由于动、静环摩擦副受破坏所致。

2.检修离心泵机械密封时应注意的问题

（1）当静环或动环密封圈难安装到位时，可在此处涂抹润滑油。（2） 弹簧压缩量。弹簧弹力不足时，动环与静环密封面间容易产生间隙，可移动固定螺钉，以增加弹簧弹力或更换弹簧。弹簧压缩量也并非越大密封效果越好，弹簧压缩量过大，可导致摩擦副急剧磨损，瞬间烧损；过度的压缩使弹簧失去调节动环端面的能力，导致密封失效。（3）动环密封圈松紧程度。其实动环密封圈过紧有害无益。一是加剧密封圈与轴套间的磨损，过早泄漏；二是增大了动环轴向调整、移动的阻力，在工况变化频繁时无法适时进行调整；三是弹簧过度疲劳易损坏；四是使动环密封圈变形，影响密封效果。（4）静环密封圈松紧程度。静环密封圈基本处于静止状态，相对较紧密封效果会好些，但过紧也是有害的。一是引起静环密封因过度变形；二是静环材质以石墨居多，一般较脆，过度受力极易引起碎裂；三是安装、拆卸困难，极易损坏静环。（5）叶轮锁母松紧程度。机械密封泄漏中，轴套与轴之间的泄漏（轴间泄漏）是比较常见的。一般认为，轴间泄漏就是叶轮锁母没锁紧，其实导致轴间泄漏的因素较多，如轴间垫失效，偏移，轴间内有杂质，轴与轴套配合处有较大的形位误差，接触面破坏，轴上各部件间有间隙，轴头螺纹过长等都会导致轴间泄漏。锁母锁紧过度只会导致轴间垫过早失效，相反适度锁紧锁母，使轴间垫始终保持一定的压缩弹性，在运转中锁母会自动适时锁紧，使轴间始终处于良好的密封状态。（6）新旧对比。相对而言，使用新机械密封的效果好于旧的，但是，在聚合性和渗透性介质中，静环如无过度磨损，还是不更换为好。因为静环在静环座中长时间处于静止状态，使聚合物和杂质沉积为一体，起到了较好的密封作用。（7）检修时认真检查五处泄漏点的工作状况。化产系统输送介质一般具有腐蚀性、高温等特点，所以，不论机封是因为什么愿因出现泄漏，检修时都要对五处可能发生泄漏的密封点进行检查，做到一次性检修成功。例如静环、动环、轴套等的密封圈或垫是否失效或磨损量大，密封效果不好，及时更换。轴套、机封压盖等与密封圈或垫配合面是否出现腐蚀严重，与密封圈或垫已经不能紧密接触，间隙大，密封效果不好，及时更换或加工配合面。动环和静环配合面是否良好，出现磨损或损坏，及时更换。

四、结语

由于注意了机械密封在使用和检修时的条件和要求，并采用了恰当的处理方法，通过离心泵的实际运行，效果显著，既延长了机械密封的使用寿命，又保证了检修质量，不仅为生产的安全运行提供了可靠的保障，又节约了企业的大量资金。

参考文献：

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