机械密封的失效因素分析及措施研究

马祥

摘 要 在石油化工等领域中，机械密封是一种重要的、常用的机械保护手段和技术，但由于机械密封常会受到较多因素的影响而导致其密封失效，并会带来较多的不良效应。因此，文章主要对机械密封失效的因素及解决措施进行了分析和研究，希望能够为增强机械密封的有效性并延长其使用运行周期提供帮助。

关键词 机械密封;失效因素;设备

前言

目前，机械密封技术在我国具有一定的应用基础，且实施条件较为成熟。在工业技术水平的快速提升下，对旋转设备的密封质量要求不断增强。但由于很多机械的结构较为复杂，且对技术操作要求高，因而易发生机械密封失效现象。因此，对机械密封失效的因素及预防和解决措施展开探索具有重要的现实意义。

1机械密封的失效因素

（1）热损效应因素。机械密封的橡胶圈虽具备良好的耐热性能，但机械密封表面在长时间的高速运转过程中会产生大量的热，由此引发的热效应在持续长久的运转中会有损密封环等部位的质量，进而出现橡胶圈老化且弹性逐渐变小等现象，使得密封效果不佳。同时，高温环境下，石墨表面形成的树脂经摩擦后会发生质变，如碳化及黏结剂在热效应的影响下发生软化等，逐渐导致机械密封失效。

（2）材料腐蚀因素。密封材料腐蚀是影响机械密封失效的因素之一。装有流体介质的机械设备在高速运转过程中，其内流体会冲刷密封件表面，使得材料发生腐蚀现象。同时，在运行时，机械密封的金属结构承受的压力较大，如弹簧、波纹管等，长时间的高压应力作用下也会造成表面轻微腐蚀或局部有腐蚀点。此外，所应用的密封材料本身质量不达标也会影响机械密封有效性，如材料导热性能差等。

（3）密封面不闭合。机械密封主要是由动环、静环、固定环、弹性元件、轴、密封环辅助密封件、密封端盖、弹簧座等结构组成的，一旦某个结构部位出现故障和泄漏点等问题都会导致密封面不闭合，进而造成机械密封失效，并引发超标泄漏等不良现象[1]。如在机械密封试运转时，动环未能及时与固定环和橡胶圈转轴的转动贴合，便易混入一些颗粒物等杂质致使输送介质变质，在长时间的摩擦下会使副环发生变形，造成密封面出现磨损，以致无法紧密闭合。

（4）技术操作因素。机械密封对技术操作要求较高，但操作不达标常会引起密封失效。一是机械密封选型不合格，如动静环表面不平整等、密封构件有尺寸误差等，导致密封质量不佳。二是安装操作因素。如机械密封安装过紧，高速运转下的摩擦会对密封面造成一定损坏;弹簧安装不垂直导致应力不均;压盖螺钉没有拧紧;密封间隙不一致;动环镶嵌不当导致其与动环座出现脱落现象等。

2机械密封失效的解决措施

（1）实施抗高温的有效手段。为有效降低热效应给机械密封带来的损害，还应注重实施相应的抗高温手段和措施进行预防和解决。首先，当机械密封装置作业环境温度较高时，可根据机械密封具体状况、机泵工况和不同的风险属性等综合因素采取相应的机械密封辅助冲洗系统，进而保障机械密封的运行效果。其次，在机械设备运行过程中，要密切关注其运转温度，若温度过高如超过200℃时，可选择使用密封性好、规格合适的铅垫片，以便及时预防和解决机械密密封的微动和失弹等问题来抵抗高速运转下的高温热损，增强机械密封的有效性[2]。最后，进一步优化机械密封的设计。结合施工要求、密封条件、输送介质特性等科学优化机械密封技术的设计，明确各项工艺参数和流程等。

（2）选择性能佳的密封材料。在实施机械密封技术时，要注意选择性能佳的密封材料和元件。首先，要选择耐高温的机械密封材料。例如，对于机械密封接口处应采用膨胀系数较为接近的密封材料，使之保持同步膨胀，防止接口处发生裂缝。其次，要选择抗腐蚀性强的密封材料和元件。一要确保每种应用的密封材料和元件本身具有较强的耐腐蚀性;二要对材料抗腐蚀性进行检测，避免出现两种材料混用时产生电偶腐蚀情况。其后，要选用钝化耐磨性的密封材料和元件，以有效抵抗高速运转下的摩擦力，减小磨损并增强材料的应用稳定性。最后，结合传输介质的耐高温性、抗腐蚀性来选择辅助密封材料，并确保其具有良好的弹性。

（3）严格检查机械密封构件。为确保机械密封构件充分发挥效用，并提高密封有效性，在实施前应严格检查各机械密封构件，以防在使用中出现不良反应。首先，开展定期检查。安排熟悉密封构件性能、参数的工作人员定期检查，查看其是否出现老化、腐蚀等现象。同时做好检查情况的详细记录和说明，为后续工作的开展提供依据。其次，根据检查结果做出有效处理。及时更换已经出现老化和质量问题的密封构件，确保其能够正常投入使用，避免影响机械密封系统的稳定性和安全性。最后，注重检查输送介质、构件和材料中是否含有或混入杂质，根据实际情况实施相应的机械密封手段。

（4）按照要求实施安装技术。安装技术的实施影响着机械密封的效果，因此，工作人员应严格按照技术规范展开操作，避免机械密封失效的同时减少安全环保事故的发生。在安装前，一要对机械密封选型的型号、规格等进行科学检查，确认其与设计图纸和施工需要是否相符;二要对主机轴的窜动量、摆动效果、挠度进行检查，确认其是否符合技术施工要求。在安装时，一要保证安装环境、机械密封构件、密封面等的清洁，确保旋转环、密封面、橡胶圈表面等不含任何杂质和灰尘;二要禁止在安装过程中用工具敲打密封构件，以防出现杂质脱落等影响密封效果的状况。三要结合泵腔结构等充分考虑机械密封的安装空间，减小冗余，提高密封有效性。在安装后，要注重加强对机械密封的维护力度，对机械密封系統进行定期检修，并结合机械密封系统的性质及施工需要做好相关的排气、冲洗等工作，预防机械密封失效。

3结束语

综上，机械密封失效的因素较为复杂，因而在实施机械密封技术时，要结合其失效因素采取相应的处理措施，从而有效减少机械设备的检修维护费用和操作安全风险，保障机械设备的质量并延长其使用寿命，在石油化工等领域中发挥着重要的作用。

参考文献

[1] 丁思云，李凤成，王永乐，等.基于故障与失效分析的机械密封运行维护方法研究[J].流体机械，2020，48（3）：27-31.

[2] 何家祥，邱伟，张立君.机械密封失效分析及辅助系统优化应用[J].设备管理与维修，2020（5）：163-164.