输油泵机械密封失效因素分析及解决方法探讨

贺洪玉

摘要：本文对输油泵机械密封失效的因素展开分析，并针对失效的因素采用的解决方法进行讨论，目的是为提升机械密封性能，进而延长机械的使用寿命可达一个月到一年的时间。同时根据解决方法，可以将动压油膜稳定在合理的范围内，为动静摩擦副提供密封结构，并按照正确的操作方法保证机械的密封性不会受到破坏。

关键词：离心泵;机械密封;失效分析

在石油生产中离心泵是重要的生产设备，该设备的密封方式包主要括盘根密封、机械密封以及副叶密封等。如果采用盘根密封的方式，该方式的结构较为简单成本较低，但是没有良好的密封效果。如果采用副叶密封方式，虽然有较好的密封效果，但是会增加系统的损耗率。目前，应用较为广泛的是机械密封方法，既能保证密封效果，又不会损耗掉过多的系统效率。

1机械密封的应用概况

机械密封的结构，通常由单面密封和双面密封两类组成，单面密封的结构由动环、静环等组成，与双面密封结构相比，只有在材料与摩擦部件的组装方式上有所区别。而根据组装方式，通常有平衡式与非平衡式两种。

2密封的失效形式及其原因分析

在常见的密封失效形式和原因中，失效有三种类型，包括密封擦副端面出的金属材质出现变色的问题;径向位置磨损沟槽严重;径向位置出现龟裂纹。而原因有三种，主要体现在O型圈材质硬度逐渐下降;热力保护作用不断减弱;机械密封点断开。另外，静密封面由静环密封圈与动环密封圈组成，静环与动环的共同接触面，会在动密封面出现一个密封点。

在动密封面投入工作时，是依靠流体动压产生的效应保持在工作状态。在工作中输送介质会在动密封面形成动压油膜，该油膜可以减少相对运动的接触面的摩擦，进而降低机械出现的磨损与热量。若工作状态发生变化，通常会出现以下问题：一，在密封面位置出现闪蒸的情况;二，端面会瞬间出现开启的情况;三，油膜会出现失向等问题。出现的上述问题，会影响到油膜具有的润滑作用。

一旦摩擦面接触位置的部件温度不断升高，会使机械的热力和硬力都会出现失效的问题。在动封面的橡胶密封先会出现密封失效的问题，若缺少及時的维修，动环与静环都会出现失效问题，这也是机械密封常出现的失效形式。为保证机械密封可以正常的使用，应先稳定液压油膜的状态，通常将液压油膜的厚度稳定在1.5mm以上即可发挥润滑作用，同时让流体膜处于液相的状态下。

3没有根据具体的工况选择适合的机械密封结构型式

如果没有根据具体的工况，没有为设备使用合适的机械密封结构型式，通常会使介质中出现较多沙粒等固体物质。如果出现介质输送结垢，应选用动环支承座的机械密封，并保证机械密封中的结构不会出现磨损的情况。如果动环弹簧出现卡顿等情况，动密封效果会不断减弱，致使离心泵出现急速漏失的问题。所以，根据具体的工况选择机械密封结构与动静环材料，可防止机械密封结构出现磨损的情况。

4由于泵的性能或零部件状况不能提供机械密封安装及运行的完整条件

机械密封在完成安装后无法正常的工作，通常与机械密封运行的泵体因素有关，首先是泵轴的机械密封位置的工作轴发生轴向窜量问题;其次，轴会发生经向跳动量问题以及机封压盖无法处在平衡位置致使出现严重的磨损问题。一旦泵出口压力瞬间增加，热力与硬力失效的问题会出现在机械密封动环和静环轴向位置。如果出现这样的问题，会在启动设备时导致机封出现烧坏的情况，严重破坏静环。

5在泵的使用、机械密封安装过程中没有执行合理操作

如果没有对安装机械密封采用正确的操作和维护，机械的密封性会受到严重的损伤。因此，在启动时先将设备放空，然后定期清理过滤器，并调整泵进口的压力以及参数，同时控制好弹簧的压缩量。

另外，为保护设备的密封效果和延长使用寿命，应对泵在运行中输送介质的温度、固体含砂量等综合的调整。同时还应选择合适的材质和安装结构，可以降低运行成本。

6提高介质压力、降低温度，确保动密封面液压油膜的稳定

在设备实际操作过程中，如果泵进口的压力处在较低的状态时，为气液转换提供空间。因此，一旦将气液大量输送进常压罐和外输罐，会阻塞呼吸阀以及升高输送油的温度，另外，在机械密封会极易出现液压油膜失效的问题，并且由于气蚀现象的出现，会在机械内出现较高冲击力以及高温的电化学反应，这都会破坏掉动密封面流体油膜。所以，针对出现的问题，应提升高介质压力，同时减低设备温度。

如果工况的条件无法满足液压油膜的稳定，通常应向密封腔内加入冷却水，同时采用静压的方式稳定高油膜。而在没有冷却系统时，应将单端密封介质温度控制在55℃以下。如果将双面密封介质温度控制在90℃以下，可以不用安装冷却系统。

7密切结合泵的运行状况与机械密封的安装使用规程

如果泵的安装条件符合要求，可以按以下流程安装机械密封：一，将泵的轴向窜量机封控制在±0.5mm以内;二，在密封动环位置，如果泵处在运转状态，应控制轴中心线的跳动量控制在0.06mm以内;三，为防止密封油膜出现泄漏问题，应在轴台阶端面进行研磨处理;四，控制端面轴中心线垂直跳动距离在0.02mm以内。根据安装要求同时，还应注意以下问题：一，为防止启泵的瞬间介质不会出现烧损的问题，应在安装前在动、静环涂上一层润滑油;二，完成动环安装后，应对弹簧进行反复的按压;三，如果泵体内的压力逐渐增加，应调整动环弹簧的伸缩量，进而封液的压力可以大于介质的输送量。

8实施效果

根据机械密封故障出现的原因，在维修中采用失效形式解决出现的原因，可以获得良好的实施效果。

结论：

综上所述，对机械密封的失效形式展开研究，同时结合实际应用情况可知，对输油泵的机械密封采取针对性的维修，可以提升设备的使用性能。

参考文献：

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