化工离心泵机械密封失效的原因分析和防范措施

唐伟博　吕昌彦　贾坤　王飞行　徐李强

【摘 要】本文通过對化工离心泵机封失效问题的分析，阐述了其失效的表现形式及原因，并在此基础之上，从防范腐蚀问、摩擦问题、人为因素等方面，提出了防范化工离心泵机封失效的措施。

【关键词】离心泵;机械密封;失效;原因分析;防范措施

中图分类号： TH311文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）21-0065-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.21.029

Cause Analysis and Preventive Measures of Mechanical Seal Lose Efficacy of Chemical Centrifugal Pump

TANG Wei-bo1 Lü Chang-yan2 JIA Kun2 WANG Fei-xing1 XU Li-qiang1

（1.Shaanxi Non-ferrous TianHong REC Silicon Materials Co.， Ltd.， Yulin Shaanxi 719000， China;

2. Shaanxi Tianhong Silicon Material Co.，Ltd.， Xianyang Shaanxi 712000， China）

【Abstract】Based on the analysis of the lose efficacy problem of chemical centrifugal pump mechanical seal， this paper expounds the manifestations and causes of its lose efficacy， and on this basis， puts forward some measures to prevent the lose efficacy of chemical centrifugal pump mechanical seal from the aspects of corrosion prevention， friction problem， human operation factors and so on.

【Key words】Chemical industry;Centrifugal pump;Mechanical seal;Lose efficacy;Cause analysis;Preventive measures

0 前言

机械密封（以下简称机封）也称端面密封，其定义为：由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。是一种旋转机械的轴封装置，主要由动、静环组件及辅助密封件等组成（如图1）。由于机封具有泄漏量少和寿命长等优点，使其成为化工离心泵最主要的轴密封方式。

离心泵作为化工生产的重要设备，其机封性能，直接关系到化工生产的安全稳定和经济运行。在日化工日常生产管理中，加强机封维护，是化工离心泵维护管理的工作重点。深入对各影响因素的分析，可为机封的有效构建，提供可靠的依据。本文从离心泵机封失效的问题及原因出发，就如何改进离心泵的机封，做了如下具体阐述。

1 化工离心泵机封失效的原因分析

对于化工离心泵，就其机封失效问题，深入分析，主要有以下原因：

1.1 腐蚀

腐蚀是最常见的化工离心泵机封失效的原因。如点腐蚀、表面腐蚀、电化学腐蚀等，都会对其机封形成影响，导致机封出现间隙过大、机械结构不稳定，而出现密封性问题[1]。（1）点腐蚀和表面腐蚀。在点、面腐蚀的作用之下，出现机械弹簧不稳定、间隙过大等情况，进而出现密封性问题;（2）应力腐蚀。在离心泵安装中，由于安装操作不当，导致机械部件出现应力腐蚀，出现机械断裂性问题;（3）电化学腐蚀。在复杂的运行环境之下，电化学腐蚀问题比较常见，是导致离心泵机封失效问题的主要形式，对离心泵机械运行有较大的破坏性。

1.2 机械摩擦

机械运行中，摩擦的产生会对离心泵机封形成一定影响，导致机封失效。机械摩擦会直接导致的机械性局部零件老化、破损、变形等问题，是密封性失效问题发生的重要原因，应在维护管理中切实做好防范检查工作。

1.3 人为因素

人为因素是导致其密封性失效的主观原因。一方面，在运行操作中，由于人为失误、违规操作，导致机械出现运行故障，甚至出现机械部件出现裂缝、高温变形等问题;另一方面，操作人员思想意识淡薄，责任心不强，违规操作，在冷却水的供应中，未按照规定定期检查，出现冷却水不足等情况，进而导致机封因高温出现变形、裂缝，不利于机封的有效构建。

1.4 汽蚀

汽蚀导致机封失效问题也比较常见。这主要在于运行操作中，如果泵入口流量不足的情况下启泵，会引起泵入口压力降低或抽空，进而导致入口叶轮汽蚀等问题的出现。在汽蚀的影响之下，浆液中的气泡会对机泵叶轮形成一定的作用力，这样就会对机封横截面形成一定的运行摩擦，出现磨损等情况，导致离心泵机封失效[2]。因此，在机械运行维护管理中，切实防范汽蚀发生对离心泵的机封完好性至关重要。

1.5 对中不良

机泵对中不良会引起轴承磨损，甚至轴承跑套等问题，整个机泵的结构易出现变形、偏口等情况，最终导致机封失效。在化工离心泵机的振动状态中，主要涉及到三个方向的振动力，若出现对中不良，则会导致机械运行出现构件分离，而影响到机封[3]。因此，在离心泵机机封的构建中，应有效避免对中不良，并通过机械运行状态进行有效控制，避免机封端面磨损。

1.6 设计缺陷

设计的合理性也尤为重要。例如，泵轴设计不合理，在高速运行状态之下，极易导致泵内部出现点接触或线接触，造成机封静环端面出现风险，致使机封泄露。

2 防范化工离心泵机封失效的改进措施

造成化工离心泵机封失效，是综合因素作用的结果。要切实做好相关维护及管理工作，避免失效，具体而言，可从以下几个方面进行改进。

2.1 正确选择密封性形式，精准安装

化工离心泵机封密封形式的正确选择和构件的精准安装，是确保离心泵机封良好的核心工作。一是要基于实际环境、温度压力等工况，科学合理选择密封形式，提高密封的良好性。二是要做好安装等工作。在安装过程中要考虑机械运行状态的改变。切实强化维修及状态检测，有效避免对中不良所造成的影响;三是在精密构件的安装中，应严格依照流程操作，并且提高安装的精准度，做好相关精密件的保护，切勿盲目操作;四是提高日常维护管理力度，建立完善的维护管理制度，切实做好相关防护工作[4]。

2.2 防范腐蚀

在化工生产中，腐蚀是离心泵机封失效的重要影响因素。因此，在防范腐蚀时，一是要在材料的采购过程中，保证材料符合标准，并且做好日常防腐维护工作。在必要条件之下，做好相关防腐检修工作记录，保障机械防腐工作的有效开展;二是离心泵的环境条件要进行有效控制，避免因电化学腐蚀的发生，对机封形成影响;三是做好机封冷却水温的控制，避免摩擦面温度过高[5];四是要对腐蚀零部件及时更换，避免因腐蚀导致机封泄露问题。最终提高机械的运行效率及安全稳定性。

2.3 防范摩擦

离心泵在高速运行中，由于机械摩擦的缘故，极易导致机封失效问题的发生。（1）在密封端面材料的选择中，应以强度大、耐磨性好的材料为主，旨在进一步提高耐磨损力，避免因摩擦导致端面缝隙等问题，进而出现密封性失效的情况;（2）做好密封端面的日常维护管理，对于端面粗糙度大、平整度不佳等问题，要及时做好更换处理，确保离心泵密封端面良好的密封效果[6];（3）在机械安装的过程中，应避免颗粒杂质的进入和粘附在构件表面，对端面密封性形成影响。摩擦导致的机封问题，在离心泵中比较常见，也涉及到诸多影响因素，应有效做好相关防范措施。

2.4 防范人为因素

在人为因素的防范中，一是要提高人员的责任意识，规范操作行为，严格依照规范标准做好机械运行操作;二是要完善日常维护管理制度，建立岗位职责，落实各项维护管理工作内容;三是要做好維护管理以及机械运行操作的培训，提高人员的业务操作能力;四是强化考核机制的构建及实施，并将考核结果与职务晋升、薪酬待遇等挂钩，有效提高人员工作的积极性。

3 结语

综上所述，化工离心泵机封失效问题的产生，是多种因素综合作用的结果，日常生产运行过程中，要做好失效性问题的深入剖析，探究失效性问题的表现形式及原因，突出化工离心泵机封的构建，针对失效问题的具体表现，提出相应的措施，最大程度地保障机封的良好性。

【参考文献】

[1]冀海波.关于机械密封失效的影响因素分析与影响机制探讨[J].化工管理，2016（4）.

[2]徐铁，林志强.卧式自吸离心泵机械密封失效分析和解决措施[J].珠江水运，2017（5）.

[3]京亚兵.浅析离心泵机械密封的失效原因及解决措施[J].中国设备工程，2017（16）.

[4]陈小敏.高温离心泵机械密封失效诊断及解决措施[J].水泵技术，2016（05）.

[5]闫宝秋，张兵，文明基，戴金辉.高工况条件下双端面机械密封失效分析及改造[J].石油化工设备，2016（3）.

[6]图尔德胡勒·阿不都拉.机械密封失效的影响因素与影响机制研究[J].现代制造技术与装备，2016（6）.