机泵机械密封泄漏的原因及解决策略

2021-01-22铁宝峰

设备管理与维修 2021年16期

铁宝峰

（中国石油广东石化分公司，广东揭阳 515200）

0 引言

机泵是较特殊的化工设备，机械密封是最为有效的密封方式，虽然这种密封方式下的作用时间相对较长，但同样面临密封泄漏的问题。机泵机械密封失效或者泄漏会影响机泵的正常运转，引起生产停滞。随着化工生产领域越来越依赖机泵，各个化工企业都应该重视机泵机械密封方面的问题，针对可能引起的密封泄漏原因，采取有效的预防与处理方式。化工生产现代化的过程中，对机泵机械密封的日常维护和管理正越来越重要。

1 机械密封结构分析

在机泵设备中，机械密封属于动态的密封手段，这一密封原理是通过弹性元件的弹力与介质之间的轴向作用力，通过相互作用来达到平衡状态，起到良好的密封效果。随着机泵设备在生产领域的广泛应用，机泵机械密封的种类越来越多，一些机泵采用的是小弹簧机械密封方法，部分采用的是波纹管机械密封。泄漏是机械密封最常见的问题，在动环端面和静环端面位置、动环与辅助密封圈位置、静环与辅助密封圈位置、轴套与动环之间等部位，机械密封泄漏的问题最为常见。

2 机泵机械密封泄漏的原因

2.1 设备质量问题

对于任何机械设备，设备质量和性能都是影响其可靠运转的前提，只有保障了设备良好的性能和质量，才可以保持机械设备最佳的运行状态。现阶段在化工生产领域，机械生产取代了人工生产，各项工艺生产任务开展的过程中，都需要借助特定的机械设备来完成，机泵是化工生产领域的关键设备和装置，机泵运行时的故障威胁更多地来源于机械密封泄漏。

机泵机械设备质量会造成密封泄漏，具体表现为：①设备生产制造商的制造工艺落后，生产人员操作不熟练，形位公差超出了标准限值；②机械密封处理时所使用的材料存在质量和性能缺陷，不合格材料的使用导致后期机械密封的耐高温性和抗腐蚀性能较差；③机械密封设备的生产工作任务繁重，部分生产厂商为追求短期的经济效益会缩短制造时间，部分制造工艺和环节被省略。例如，密封材料安装后依旧存在严重的应力释放，加大端面变形的威胁，最终将会引起严重的泄漏；机械密封装置在运行的过程中，所使用的材料存在质量缺陷，部分部件腐蚀严重，密封设备被损坏。

2.2 操作人员经验不足

机泵机械设备的操作和使用过程中，相关人员必须要严格遵守操作要点和要求，操作人员只有具备了良好的操作经验和技能，才可能最大程度发现机泵运行过程中存在的隐患。根据当前在化工生产领域机泵机械密封的实际情况，很多的机械密封泄漏是由不当操作引起的，如机泵启停不规范等。为了避免由于启停泵或者操作不规范所引起的机泵机械密封泄漏问题，在启停泵环节需要严格遵循操作标准。机泵检修结束后，往往经历一段时间的静试过程，此过程也可能伴随一定的泄漏情况。机泵启动后存在离心力作用，此作用力对减弱泄漏有重要作用，如果在此时出现了严重泄漏，可能是由动静环摩擦副磨损造成的，操作人员应及时停运，通知检修人员进行维修和调整。

2.3 长期使用不检修

在现代生产生活领域，化工产品的需求量日渐增加，各个化工企业都面临着非常大的生产压力，使得化工企业的机泵机械密封处于高强度、长时间的作业下，只有做好了定期的检修与维护，才能够及时处理其中的问题。市场上的部分化工企业存在重生产轻维护的思想，在长时间的机泵机械装置使用中，缺乏在维护保养、检修方面的投入，导致机泵机械装置的相关问题未得到有效处理。例如，动环与轴之间存在非常大的磨损、密封圈老化，动、静环磨损没有及时得到补偿，弹簧失效，泄漏将难以避免；机泵机械内部循环装置存在堵塞现象，导致循环液的损耗非常严重，动环密封面结垢形成卡阻，对轮缓冲胶垫不及时更换产生振动，密封端面干摩擦同样伴随着静环损坏和密封泄漏等，都是长期不维护保养的结果。

3 机泵机械密封泄漏问题的处理对策

3.1 防范机械密封泄漏常见问题的措施

机泵机械密封泄漏的原因中，日常维护检修不到位是关键性的问题，要避免由此类问题造成的机械密封泄漏，就需要定期开展严格的检修与维护。对化工企业的生产作业而言，机泵机械密封泄漏问题非常普遍，发生频次较高，专业人员在实际工作中，必须要采取有效的防范策略，日常的检修维护工作需从以下方面来开展。

（1）当存在发热、磨损问题时，可能是端面宽度过大、动静环端面粗糙、冷却和润滑效果不理想、端面耐高温和腐蚀性能不足等造成的，可以采取以下的处理方式：①适当减小端面宽度以控制弹簧压力；②提高端面光洁度；③改善冷却和润滑效果；④使用耐高温和抗腐蚀性能较好的动静环。

（2）当机泵机械密封为间歇性的泄漏时，可能是机泵操作时的稳定性不足、气蚀、压力波动明显所造成的，需尽量将机泵的操作压力控制在比较稳定的状态下。

（3）当机械密封泄漏表现为经常性泄漏时，可能是电机与泵不正、泵轴的异常振动、摩擦表面损伤或者不平、弹簧力度不足或者存在偏心现象、动环静环相对不平、密封定位偏差等造成的，针对这种类型的泄漏，可以通过停车检修来及时处理电机与泵不同心、泵轴的异常振动情况，及时更换摩擦面，对弹簧加以调整和更换，将密封定位偏差控制在合理的范围内来防范此种泄漏情况。

（4）如果密封泄漏问题非常严重，就可能是摩擦副的损坏断裂、动环未沿着轴向移动、密封圈破损、防转销失效等引起的，可以通过静环和动环、密封圈的检查与更换，弹簧力和止推环的调整和检查等来处理。

（5）抽空或气蚀也会造成泄漏，要及时调整工艺，确保动静环端面不进入杂质。

3.2 改进机械机泵密封装置的设计

机泵机械密封装置作为使用非常广泛的设备，在整个设备运行时，弹簧和液体存在共同的作用力，使动环与静环相对紧密贴合，同时实现磨损补偿，呈现轴向移动的运行状态。如果在机泵机械密封设计时，缺乏对端面液膜、密封圈摩擦力等因素的考虑，在装置运行的过程中，动静环密封端面比压、密封端面内外圆半径、轴套直径、弹簧压力、液体压力等参数之间存在着非常大的关联性。正常运行状态下，必须要将比压控制在合理的范围内，一旦比压过小，将会增大端面泄漏概率，而如果端面过大，将会引起异常振动、磨损和发热。因此，对比压值的控制是非常关键的，相关人员需结合生产时的设备运行标准，将比压值控制在合理的范围内，在控制时，可以通过对端面宽度的调整、弹簧力的控制等来实现。机泵机械密封装置运行时，动静环之间的密封面在长期摩擦过程中产生一定的热量，而温度升高导致动静环之间的液体被汽化，对液膜造成损坏，针对这一情况所造成的密封泄漏，可以通过优化冷却设计或增设自冲洗来实现。

3.3 加强机泵机械密封材料的质量管理

密封材料的选择对于机泵机械密封的效果有着直接影响，根据机泵输送介质选择密封，只有选用了高质量的机械密封材料，才可以保障良好的密封效果，延长机泵机械密封装置的运行寿命。一般情况下，动环和静环最好选用树脂石墨、碳化硅或硬质合金等材料。密封材料选择时，要着重注意以下方面：综合评估材料的强度、刚度、耐磨性和导热性等各个性能指标，并在前期做好相应的材料性能和质量检测，综合评估材料的适用性。在机泵机械密封装置的运行过程中，密切注意密封装置的使用情况、密封圈与弹簧装置的变化。

3.4 改进机泵机械密封装置的安装操作

机泵机械密封装置的泄漏，也可由不当的操作行为引起，有关人员必须要严格遵循操作标准来开展规范化的操作。在机泵机械密封装置的安装过程中，要严格按照安装规范和要求来开展，保障安装质量，避免安装不当所引起的密封端面不平、密封圈扭曲等各种安装质量问题，一旦安装质量不达标，将会增大密封泄漏概率。在正式的安装操作前，有关部门必须结合机泵机械密封装置的使用要求，制定完善的安装操作规程，注意制定各个安装操作要点，安装操作人员需严格执行此规程。