离心泵填料密封失效原因及改进措施

离心泵填料密封失效原因及改进措施（共9篇）

篇1：离心泵填料密封失效原因及改进措施

离心泵填料密封失效原因及改进措施

[摘 要]近几年来机械产业在不断发展，为我国的经济增长作出了巨大的贡献。在机械产业中有一种常见的设备名为离心泵。因其在油道运输的过程中起着非常重要的作用，一旦出现填料密封失效将会造成严重的影响。为此，本文就离心泵填料密封的问题分析其失效原因并提出改进措施。

[关键词] 离心泵 填料密封 失效原因 改进措施

中图分类号：TH311 文献标识码：TH 文章编号：1009―914X（2013）25―0388―01

离心泵具有耐久、密封的特点，因其性能优异在机械工业中颇受重视。离心泵的填料密封失效这一问题其实是很常见的，企业只需深入了解离心泵的工作原理，分析清楚失效原因，就能运用针对性的措施进行改进。

一、离心泵的填料密封结构

在输油时阻隔油料从泵壳和泵轴之间泄漏出来是离心泵的主要作用，其轴封一般在旋转的泵轴与泵体之间进行密封。为了阻止泵体里有外部气体进入，轴封通常都是采用接触式密封。接触式密封有多种类型，大致分为端面式密封和填料式密封，其中填料密封是本文重点讲解的对象。为了保证离心泵能安全运作，根据不同环境填料密封分为了三个种类：膨胀石墨填料密封，碗式填料密封和软填料密封。填料式密封的工作原理就是在壳体与轴之间充当密封材料，因其具有一定的弹性能使填料在受到轴向力压紧后能贴在轴的表面上，所以就能有效阻止油料外泄，使密封空间与外界隔绝。下面针对不同种类的填料密封进行结构和特点分析。

（一）膨胀石墨填料密封

由于其消耗功率比一般填料密封低，所以能适用于密封压力不大于3.5MPa，工作温度为380摄氏度的环境下。油泵膨胀石墨填料与其他填料密封种类相比较要好得多，其耐热性、耐磨性、密封性、柔软性、弹性都很优秀，是不错的密封材料。

（二）碗式填料密封

碗式填料密封由于结构能简单制作，成本底下，且密封性不会太差，是一种比软填料密封好的密封材料。对泵轴的磨损小，能适用于旋转密封压强为5MPa，线速度不大于为3米每秒的场合。

（三）软填料密封

一般用于普通油料的或油料温度不高于250摄氏度的油泵密封。因密封软填料材质上与其他类型有所不同，密封腔内的油压不能大于3.5MPa，导致其消耗功率比其他材质的要大。且因其密封结构过于简单，紧力不足，线速度只能达到每秒20米的状态，所以靠近压盖处的填料会因为磨损过快而失去作用。相对于面端式密封的基本结构，填料式密封中一般由螺母、封油环、长扣双头螺栓、填料压盖和填料套构成。为了使填料密封的油料渗漏量控制在每秒六滴的范围之内，在填料式密封正常工作中，可以通过压紧填料的方式，减少泵轴处泄漏液体。需要注意在压紧填料的过程中不能用力过大，否则会造成轴和填料之间磨擦过多导致内部发热，降低泵的工作效率。就现阶段而言，填料密封还存在着一些缺点，如使用时间不能太长，日常维护频繁，密封效果还有待提高。

二、填料密封失效原因

（一）油封结构不合理

离心泵的填料密封结构在设计上就存在先天性的缺陷和隐患，主要是因为在油泵的轴向密封期间存在不合理性。首先泵的高压地方是油封最基本工作介质，其他地方渗入填料函的油压比它还要低，由于圈数少，只有5-7圈的填料相隔着，所以填料函上边的油封孔和填料压盖的距离比较近，导致容易引发高压密封油外泄。其次在补充添加填料在添加补充期间很容易会出现将油封环压入填料函内部的情况。此时密封的油无法扩散，导致油封孔外侧的填料压力上升，密封难度加大，油封环与泵盖上的油封孔错位，最终失去密封作用。同时，填料环安装在填料函的中央，填料环上的孔应与冲洗油孔相吻合，这就增大了更换填料的难度和工作量。

（二）侧向压力分布不均匀

填料的耗损过快，密封性能下降是侧向压力分布不均匀所造成的后果。在工作人员对填料压盖施加压力时，会导致出现反方向的弯曲、不规则扭转、断口等现象。这是因为在轴套和密封填料之间的侧向压力和密封间隙内的压力是会沿轴向分布的，这样很容易造成密封失败，使被密封的油料压力大于侧向压力。当出现这种情况的时候，如果填料再接近填料压盖，就会导致里面的轴套与填料之间阻力升高，产生出大量的热气，使填料硬度增强并开始变得脆弱起来，失去了原有的弹性，最终填料的磨损大大提升，泵轴机械性能下降。再这样继续下去，填料的密封效果将会越来越差，填料压盖的压力被再次加大，导致压盖处的工作状况恶化，如此循环下去，使得密封完全丧失其应有的稳定性。

（三）填料压盖压力失衡

填料函的中间一般有填料环，其中大概有五至十根的盘根。在一般使用过程中，由于没有压力显示扳手的辅助，通过人工控制螺旋的松紧程度是很难控制压力的。且人的力度难以掌握，在用力过大的情况下将会导致密封填料破损，使填料的侧向压力沿轴的分布不均匀，稳定性与可靠性大大下降。而用力过少却会造成密封度不足，导致油料泄露。在这种情况下可以先通过拧紧压盖两侧的螺栓产生预导压力来压实填料。

（四）密封的适应性差

泵轴主要受变应力的影响，过于巨大的变应力会对其造成损坏。严格来讲，普通填料不能有径向偏心量较大的旋转轴，由于存在着外界因素的影响，在不利条件的干扰下会导致旋转轴的偏心量超过一定的数值，这将会使轴套与填料之间产生间隙，大大增加泄漏的几率。因此为了安全起见，必须将径向偏心量规定在小于0.05毫米的范围内。

三、加强填料密封的措施

（一）减轻腐蚀引起的密封失效

在平时的离心泵定期保养工作中应做好检查，替换超过保养期限的密封件，对其他需要保养的零件进行清洗，涂上高纯度耐腐蚀的透平油能更有效地减轻腐蚀引起的密封失效。

（二）消除泵抽空和汽蚀

一方面，因为输送介质的温度有一个规定范围，工作人员必须对其进行控制，使温度保持在80摄氏度以下。其中还必须确保相连旁接介质罐体的液位要一直处于正常状态，不能高过安全标准。控制好离心泵进口的压力，尽量确保压力保持在0.2-0.4MPa之间；另一方面，为确保工作环境处于一个安全的状态，必须增加工作人数，加强员工的工作细心度。员工要认真学习好工作岗位的相关技能，在培训课程中要求员工把离心泵的操作规程牢记于心。最后还需要各单位做好沟通，在清管器到站之前将输管线清关期间与调度室的关系协调好，提前停止泵的运行。这样就能有效防止在离心泵开启之前出现入口阀没有开启，泵体没有放空和盘泵的状况出现。只要使填料密封在摩擦期间有润滑介质就能有效防止低级错误的发生。

（三）选择合适的材质消除摩擦 为了增强填料密封的寿命，采用的零件必须要耐磨耐腐蚀、摩擦系数小、端面比压小。耐磨性的材料可以使用碳化硅、氮化硅陶、堆焊硬质合金这类型的材质。改进零件的材质，可以更有效地提升工作寿命，降低磨耗。其中为了提高通过选材的改进，更有效地降低磨损，可以选择高速钢—碳化硅这种常见材料，因其拥有密封效率高的特性，对填料密封有着不错的效果。

（四）对密封圈的更换

由于填料密封过量工作，会造成密封圈的密封效果失去作用的情况出现。这时候一定要快速对密封圈进行更换，特别是在泵的二保规定期限到达以后，对密封圈的检查和替换更加频繁，为了防止密封圈的失效所带来的影响，使用有质量保证的密封圈也是必要手段。

参考文献

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[2] 农琪.高温介质离心泵机械密封失效主要原因与对策[J].广西轻工业，2010（12）

[3] 高武民.机械密封的失效原因分析及实际应用[J].石油化工设备技术，2002（2）

[4] 郭海峰，张玉梅.离心泵机械密封失效原因分析及消除措施[J].化学工业，2010（01）

篇2：离心泵填料密封失效原因及改进措施

概述：

茂名石化公司化工分部1＃高压聚乙烯装置C－4202二次压缩机是1＃高压装置的核心关键设备，是由意大利新比隆公司（NUOVO PIGNONE）设计制造。机组型号：8PK/2，设计压力269Mpa，属于超高压压缩机。机组由四个一段缸和四个二段缸组成，共八个气缸。分两段压缩，采用对置式结构。主要参数表1：

表1 机组主要参数

参数 设计值

介质 乙烯 排气量 kg/n 57659 电机功率 KW 10200 转速 r/min 214 一段入口温度 ℃ 40.6 一段出口温度 ℃ 99 二段入口温度 ℃ 38.9 二段出口温度 ℃ 78 一段吸气压力 MPa 24.24 一段排气压力 MPa 120 二段吸气压力 MPa 110 二段排气压力 MPa 250 该机组1996年8月投产，投产初期，二级气缸填料盘经常出现环向开裂，导致填料密封失效，后经专家系统和全面的分析研究并在实际中实践,填料盘开裂现象得到扼制.但由于填料盘磨损快,密封失效也经常发生,据统计2000到2004年因机组密封失效停车抢修次数就达到50次,平均每年达10次之多,给装置安、稳、长、满、优生产带来很大的影响。

1机组气缸的基本结构和填料密封结构及密封原理

1.1机组气缸的基本结构

如图－1所示(以二段为例)，由气缸座、气缸外套、气缸、填料函、气缸头、组合阀、气阀压盖等到组成.填料盘与气缸，气缸与吸排气组合阀之间的密封全

0 部采用金属与金属直接接触密封，其密封面为平面，表面采用特殊研磨处理，确保密封可靠，其压紧力由六条螺栓经液压拉伸紧固。

图1 机组气缸的基本结构

1.2 密封结构

如图2所示，从低压侧到高压侧中由0－8号盘共9个填料盘组成，其中8号盘内装节流环，7号盘内装导向环，6号—1号盘内装为三瓣直口密封环和三瓣斜口密封环。节流环、导向环、三瓣直口密封环、三瓣斜口密封环，均为耐热、耐压、耐磨的铜合金制成。1—6号盘中低压则为三瓣斜口填料环，高压侧为三瓣直口填料环。为使各切口相互错开一定的角度，两环之间通过定位销确定各自的位置。同时由于填料环是铜合金与柱塞之间有往复运动，需加注润滑油进行润滑，所以填料盘开有润滑油孔,注入润滑油润滑。为带走填料环和柱塞往复运动而产生的摩擦热，在填料盘的外部还设置了冷却系统进行冷却，避免填料环柱塞的温度升高。

图2 密封结构 1.3 密封原理

在每个密封单元中两填料环都是由弹簧提供径向压力而对柱塞表面产生预紧，填料环与填料函室间充满密封气体，形成第一密封面。在此条件下被密封的气体因不能通过柱塞与填料环的间隙，便进入填料环与环槽即填料函之间的侧隙，并充满背隙空间。侧隙内气体压力使填料环与下一道填料函的密封端面压紧，形成第二密封面，如图3所示。同时背隙中的气体压力作用于填料环的背面，又加强了第一密封面密封效果。第一密封面是填料环起密封作用的关键。如果第一密封面被破坏，填料环与柱塞之间出现间隙，气体就会直接从间隙处流出，那么环背压力就建立不起来，此时，填料环虽然仍然与填料函的端面接触，但此密封面不能起到密封作用。第一密封面是以填料环的弹性元件提供的弹簧力为基础建立的，该力与环背气体压力相比很小，后者是帮助前者加强密封的。如果弹簧的紧力消失，那么填料环与柱塞间就会出现间隙，气体可直接从该处短路泄出，环背压不能建立，此时密封失效。

图3 密封原理

填料环在理想的工作状态下，即第一密封面与第二密封面均密封良好，这时漏气的通道就只能是环的开口间隙处。气体首先从气缸流经柱塞和填料环的间隙，通过填料环侧隙空间，流入填料环的背隙空间，这时积聚在整个空间内的气体将通过各个开口间隙，沿下一道密封函与柱塞的间隙流出。

由于填料环存在开口泄漏，以及柱塞和气缸、密封环间的间隙，都会造成泄漏，因此利用一道密封环阻止泄漏是不可能的。该设备采用了多道密封单元，组成一个串联节流系统，使气体每通过一道密封环就产生一次节流，先节流后膨胀，2 当气体从填料函与柱塞间的间隙进入函室过程中，气体先在窄缝中动能增加，压力减小，在进入下级填料函时流束截面突然扩大后，气体在腔内形成强烈的漩涡，大部分动能再转变成热能，总压头下降，泄漏量也随之减少，在超高压力的气体经气体节流环减压后，再经5道填料环密封减压，最终压力由250 MPa降到0.5 MPa左右，泄漏量在0-50kg/h之间，从而达到阻止泄漏的目的。2 密封失效的主要因素

2.1填料盘密封面失效的主要因素

我们知道平面填料的密封有五处：(1)填料盘与填料盘接触面；(2)填料盘与气缸的接触面；(3)主副密封圈的内圆面与柱塞的外表面的接触面 ；(4)主密封圈切口之间的接触面；(5)副密封圈与主密封圈与填料盘之间的接触面。从失效密封拆卸发现，五个接触面都有不同程度的损伤。主要是气缸密封面及填料盘密封面，特别是高压端的4、5、6号填料盘，表面出现气蚀斑点、结焦，表面颜色发蓝，有很明显介质冲刷痕迹，甚至有的产生裂纹，碎裂。经认真分析研究认为填料盘气缸面的损伤主要是疲劳损坏、微动磨损和气体渗透所产生。

1）压缩机气缸、填料盘在柱塞往返工作状态下，要承受着高达250MPa以上的压力，每完成吸气和排气的一个过程，气体压力都将在110MPa－250MPa之间频繁波动，从而使密封面承受一个非常大的脉动压力。这样在每个循环过程中就使气缸、填料盘密封面产生非常大的交变压力作用下；填料盘密封面可能产生细微的裂纹，随着时间的延长裂纹逐步扩展、长大，形成宏观裂纹，最终贯穿填料盘，造成填料盘开裂，如图4所示。

图4 填料盘

2）由于相邻填料盘之间的密封函压差大,填料盘密封面工作时由于应力不同而产生滑动,产生微动磨损.如图－4所示：相邻二块填料盘之间由于有填料的节流,填料盘内圈承受的压力是不同的,特别是在压力较高的情况下,相邻二块填料 3 盘的压差就变得很大。因此，相邻二块填料盘由于内压而产生的变形就相差很大。而压缩机工作时，气体的压力是周期性波动的，所以填料盘的内压也将产生周期性波动，其径向变形也随压力的波动而变化。由于相邻二填料盘在压缩机吸气和排气时因内压而产生的变形之差不一样。所以，二填料盘就会在接触面处产生径向滑动，从而引起微动磨损。

由于以上气缸、填料盘密封面脉动引起的交变应力作用及填料盘之间压差大产生的径向滑移产生的微动而引起的磨损，而使气缸、填料盘密封面产生疲劳。加上填料盘密封室是气体聚集的地方，气体随着密封面磨损的微小间隙渗透进去，并发展到一定的程度，气体就贯穿整个密封面，导致填料盘的密封失效。2.2填料密封环损坏失效

经过对填料环的拆检，发现有的填料函结满一层厚硬的低聚物及焦垢，填料环磨损严重，有的产生疲劳裂纹、碎裂、结焦，干磨的现象，如图5所示, 经分析是缺少润滑油，润滑效果不好和填料环的应力腐蚀及低聚物的积聚引起，导致料环的磨损。

图5 断裂的填料环

1）润滑油的影响。从填料密封和润滑原理分析，由注油器向填料函输送的高粘度内部润滑油，在正常操作时填料函内各元件和柱塞形成的间隙空间充满油，在柱塞和填料表面形成油膜，同时还应很好地附在滑动表面并且有较高的粘度，以便于维护两填料函密封面独立的油膜。所以油量要充足，以保证各元件能形成油膜。经细致检查发现有的两个填料盘间注入油孔有错位现象，如图6所示。

图6 两个填料盘间注入油孔有错位现象

2）填料腐蚀问题。对失效的填料环进行检查发现，填料环表面有大小不一的浅沆，越接近内径越明显，还带有细小的裂纹，有明显的应力腐蚀和疲劳腐蚀现象，在高温下的腐蚀现象更严重。经分析这种现象为脱锡腐蚀，腐蚀产生黑色的沉积体积聚在填料环上，表面形成许许多多的凹坑处产生集中应力。在压缩压力的作用下，造成填料环由于强度不足而发生断裂。

3）低聚物的影响。填料函内积聚大量低聚物。在停车过程中若压力下降快，造成填料函中的高压乙烯急剧泄漏而发生节流膨胀。在填料函中产生制冷效果，冷冻后的低聚物非常坚硬。积聚在填料函中的低聚物占据填料函间隙空间，使填料函内部润滑油显著减少，润滑效果下降。低聚物还堵塞填料环与密封函的气体通道，使气体只能从柱塞表面高速冲过，将柱塞表面的油带走，形不成所需的油膜，加速了密封组件的磨损。3 预防及改进措施

1）检修时对填料盘进行着色探伤或磁粉探伤等方法对密封面进行定期检查，发现疲劳破坏或裂痕时应及时修复；

2）在密封面进行研磨修复时，要保证密封面的表面尺寸和形状精度，要求平面度误差不大于0.001mm，平行度误差不大于0.02mm，安装时密封面与柱塞轴线相互垂直；

3）选择满足技术要求的润滑油，将原来矿物油更改为具有粘—温特性好、无毒、乙烯熔解度小、粘压性良好的聚乙二醇合成润滑油；

4）保证内部润滑油所需的流量。检修时对注油孔错位现象，采取在两填料盘注油孔接合处倒角处理，如图7所示； 5）检修过程严格控制相关间隙尺寸，保证装配精度，填料修复时要消除棱角，保证过渡圆滑；

6）在工艺生产过程中，要求上游过滤器、高压分离器应控制在合适的操作温度。增加排低聚物的频次，减少低聚物积聚；

7）确保操作平稳，防止压缩机的压力突然升高而造成对压缩机填料密封的破坏。

8）在检修填料密封时，一定要认真检查油封。同时也要检修中心组合阀和出入口阀，以免出入口阀的泄漏而造成机组不必要的停机。

图7 改造后的注油孔 检修时的注意事项

1）认真按照检修规程进行操作，拆卸及组装填料密封和中心阀时，做到文明施工，一定要用专用工具进行施工；

2）对拆御下来的柱塞一定要注意保护。因为一段柱塞是表面覆加碳化钨，二段柱塞全部是碳化钨制作而成，对酸性腐蚀特别敏感。所以在各种情况下手都不能直接接触柱塞的表面。拆下来后应包裹好放在专用木盒里；

3）注意检修质量，各间隙一定要符合需求。对各密封面的平面度、平行度、垂直度、粗糙度达不到要求时，绝不能回装，表面不应有缺陷；

4）注意清洁，保证各密封面的干净。气缸填料盘安装时表面一定要用酒精清擦拭干净，再用压缩风吹干才能组装；

5）认真检查各油路的畅通，注油孔不得堵塞、有杂物。填料盘及气缸要确保对正、不能错位，0#盘必须入销定位；

6）注意检查各0型圈，在许可的情况下尽量每次更换；0型密封圈回装要 抹上凡士林润滑，防止切边；

7）液压紧固螺母时要分二次进行，第一次打压在要求压力的四分之一左右，第二次打压至要求的压力，确保紧固螺栓紧力符合要求。5 结论

通过对C－4202超高压压缩机的填料盘磨损及影响填料密封使用寿命短的问题，进行系统的分析研究，提出了解决对策，采取了一系列措施进行改进，收到了很好的效果，大大降低了填料盘和填料密封磨损频率。填料盘开裂现象近三年来没有再发生，使用周期已明显延长。现在二段缸一般都能使用一年多，有的已达到二年多时间。一段缸使用时间更长。下面是10年以来维修次数的统计图。

参考文献

篇3：离心泵填料密封失效原因及改进措施

关键词：离心泵,机械密封,泄漏

在化工生产中, 常常需要将流体从低处输送到高处、从低压输送至高压, 或沿管道送至较远的地方。为达到此目的, 必须对流体加以外功, 以克服流体输送过程中的阻力。为流体提供能量的机械成为流体输送机械, 根据工作原理的不同通常分为四类, 即离心式、往复式、旋转式及流体动力作用式。而离心泵即为流体输送机械中最为常见的一种动力机械。离心泵具有结构简单、流量大而均匀、操作方便的优点。而机械密封则是这种流体输送机械的轴封装置, 具有泄漏量小和寿命长等优点。

1 机械密封故障现象及分析

泵用机械密封种类繁多、型号各异, 但泄漏点主要有五处:轴套与轴间的密封;动环与轴套间的密封;动、静环之间的密封;静环与静环座间的密封;密封端盖与泵体间的密封。

一般来说, 轴套外伸的轴间、密封端盖与泵体间的泄漏比较容易发现和解决, 但需细致观察, 特别是当工作介质为液化气体或高压、有毒有害气体时, 相对困难些。其余的泄漏直观上很难辨别和判断, 须在长期管理、维修实践的基础上, 对泄漏症状进行观察、分析、研判, 才能得出正确结论。

1.1 安装静试时泄漏

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, 则动环密封圈存在问题居多, 泄漏介质向四周喷射或从水冷却孔中漏出, 则多为静环密封圈失效。

1.2 试运转时出现的泄漏

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。

引起摩擦副密封失效的因素主要有:

(l) 操作中, 因抽空、气蚀、憋压等异常现象, 引起较大的轴向力, 使动、静环接触面分离;

(2) 对安装机械密封时压缩量过大, 导致摩擦副端面严重磨损、擦伤;

(3) 动环密封圈过紧, 弹簧无法调整动环的轴向浮动量;

1.3 正常运转中突然泄漏

离心泵在运转中突然泄漏少数是因正常磨损或已达到使用寿命, 而大多数是由于工况变化较大或操作、维护不当引起的。主要有:

(1) 抽空、气蚀或较长时间憋压, 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) 回流量偏大, 导致吸人管侧容器 (塔、釜、罐、池) 底部沉渣泛起, 损坏密封。

2 机械密封失效原因分析与维修

2.1 周期性渗漏

(1) 泵转子轴向窜动量大, 辅助密封与轴的过盈量大, 动环不能在轴上灵活移动。在泵翻转, 动、静环磨损后, 得不到补偿位移。

对策:在装配机械密封时, 轴的轴向窜动量应小于0.1mm, 辅助密封与轴的过盈量应适中, 在保证径向密封的同时, 动环装配后保证能在轴上灵活移动 (把动环压向弹簧能自由地弹回来) 。

(2) 密封面润滑油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面。

对策:油室腔内润滑油面高度应加到高于动、静环密封面。

(3) 转子周期性振动。原因是定子与上、下端盖未对中或叶轮和主轴不平衡, 汽蚀或轴承损坏 (磨损) , 这种情况会缩短密封寿命和产生渗漏。

对策:可根据维修标准来纠正上述问题。

2.2 由于压力产生的渗漏

高压和压力波造成的机械密封渗漏由于弹簧比压力及总比压设计过大和密封腔内压力超过3MPa时, 会使密封端面比压过大, 液膜难以形成, 密封端面磨损严重, 发热量增多, 造成密封面热变形。

对策:在装配机封时, 弹簧压缩量一定要按规定进行, 不允许有过大或过小的现象, 高压条件下的机械密封应采取措施。为使端面受力合理, 尽量减小变形, 可采用硬质合金、陶瓷等耐压强度高的材料, 并加强冷却的润滑措施, 选用可用的传动方式, 如键、销等。

2.3 由于介质引起的渗漏

大多数潜污泵机械密封拆解后, 静环和动环的辅助密封件无弹性, 有的已经腐烂, 造成了机封的大量渗漏甚至有磨轴的现象。由于高温、污水中的弱酸、弱碱对静环和动环辅助橡胶密封件的腐蚀作用, 造成了机械渗漏过大, 动、静环橡胶密封圈材料为丁腈—40, 不耐高温, 不耐酸碱, 当污水为酸性碱性时易腐蚀。

对策:对腐蚀性介质, 橡胶件应选用耐高温、耐弱酸、弱碱的氟橡胶。

3 结论

以上总结了机械密封比较常见的泄漏原因以及维修对策。机械密封本身是一种要求较高的精密部件, 对设计、机械加工、装配质量都有很高的要求。在实际使用过程中, 应综合考虑机械密封失效的各种因素, 使装配的机械密封适用于离心泵的技术要求和工艺要求, 保证机械密封长期可靠地运转。

参考文献

[1]顾永泉.机械密封实用技术[M].北京:机械工业出版社, 2002.

[2]林峥.实用密封手册[M].上海:上海科学技术出版社, 2008.

篇4：离心泵填料密封失效原因及改进措施

【关键词】压缩机；主密封气；失效

在北I-2深冷、南八深冷装置中所使用的MCL526/2BCL418型离心压缩机均采用干气密封做为轴端密封。然而自装置投产以来因干气密封造成故障联锁停机22次，更换失效的干气密封8套，且对拆下的干气密封检查后发现密封面上均有不同程度的磨损。可见，离心压缩机干气密封能否发挥效用直接影响到深冷装置的平稳运行。因而，挖掘干气密封失效的原因，有针对性地采取有效维护措施，真正做到“对症下药”，业已成为天然气装置日常管理的重要内容。

1、干气密封概况

MCL526/2BCL418型离心压缩机采用单向螺旋槽干气密封。此类干气密封是一对机械密封，即流体通过动环和静环径向接合面上的唯一通路实现密封。动环和静环配合表面被研磨得非常光滑，硬质合金动环在其旋转平面上加工出一系列单向螺旋槽，随着转子转动，气体由外向内到螺旋槽的根部，根部无槽区称为密封坝，阻碍气体流动，产生压力，动环和静环分开动静环，形成稳定的气膜，使静环和动环间始终保持一个很小的间隙，形成机械端面不接触的密封。

2、干气密封失效的原因

2.1干气密封内进入液体导致密封失效压缩机运行时干气密封如果进入液体会导致密封失效，主要包括润滑油渗入干气密封和烃类物质进入干气密封两种情况：前者是由于未能及时排除天然气处理装置中氮气发生器发生的故障，或隔离气供气压力低于油压时，润滑油就会渗入到密封内，造成密封损坏；后者是由于主密封气气源组份重导致天然气处理装置中烃类物质进入密封面内破坏气膜，造成密封面之间干摩擦，进而损坏密封件。

2.2干气密封内进入固体杂质导致密封失效了进入固体杂质也是导致干气密封失效的重要因素，主要由如下三方面所导致：一是密封气体进入到密封前过滤不好，未经完全过滤的气体中杂质颗粒随气体进入密封腔后，会造成密封端面划伤，出现环形沟痕，严重时将导致密封失效，此外缓冲气、隔离气体的干燥、干净程度不达标也会缩短干气密封的使用寿命；二是拆装新管路时吹扫不彻底，附着在管线内壁的杂质，经气体不断冲刷随密封气进入密封组件，损坏密封；三是由于主密封气不足，压缩机缸体内部的工艺气体反串到干气密封中，工艺气体中夹带灰尘、杂质微粒导致密封损坏。

2.3密封面动静环干摩擦导致密封失效

2.3.1压缩机反转导致密封面干摩擦压缩机出口气体通过转子反向流动形成轴反转，会造成干气密封的动静环密封面间不能形成气膜，使密封面干摩擦继而烧损。反转是由于出口蓄存过高的压力气体势能所致。当压缩机停机后，驱动电机停止做功，正向驱动力消失，压缩机出口蓄存的高压气体流向低压区造成反转。此时不仅会损害设备本身，而且极易造成密封损坏、泄露。因为机组安装的是单向密封槽密封，轴在指定方向转动时，才能使动、静环密封面上形成刚性气膜，达到密封的目的。而反向旋转时则不能形成气膜，就会出现干摩擦。如果干气密封因意外原因在线速度大于5m/s的情况下反转运行，时间超过5分钟，就有可能出现干气密封损坏。

2.3.2干气密封低转速运行导致密封面干摩擦MCL526/2BCL418型离心压缩机干气密封动环平均线速度在2m/s时，会形成动压气膜使密封端面分开，从而大幅度降低密封端面间相对摩擦量，动静环基本没有什么摩擦，极大地延长了密封件使用寿命。倘若干气密封在较低速度下旋转时则不能在密封面上形成刚性气膜，所以技术上要求，不可以在转速低于1000r/min以下长时间运转。基于此，如果压缩机频繁启停便会对干气密封产生较大危害，极大地增加干气密封失效的风险。其原因在于装置停机或开车过程中都要对压缩机进行盘车，压缩机盘车时，轴转速只有16r/min（正常运行10344r/min），盘车转速过低，达不到形成的动压气膜的速度，会使动、静环密封面直接接触，导致磨损。

3、维护干气密封长期运行的主要措施

3.1防止干气密封内进入液体的措施

3.1.1避免密封内进入油类物质：为避免氮气气源压力过低，需将氮气发生器装置出口压力信号远传至中心控制室，增加低于0.4MPa报警提示，确保及时调整或排除故障。为防止在装置停运过程中润滑油渗入干气密封内。要保证在压缩机停机时不能过早的关断隔离气，需在油泵停运后，且高位油箱的润滑油完全退净，压缩机组回油看窗无油流时关闭隔离气供气阀。

3.1.2避免密封内进入烃类物质：将来自增压机出口分离器的干气密封气源管线上加装电伴热和保温，保持主密封气温度在20度以上，可以有效降低凝析液烃的产生。

3.2防止干气密封内进入固体杂质

3.2.1提高纯净度，保证密封气质量：主密封气过滤由两个粗过滤器、两个精过滤器并联组成，正常情况下各处于一开一备，连续过滤，过滤精度为1微米，以保证过滤后的气体能顺利通过密封端面而不会对端面造成损伤。运行时要记录好密封气过滤器压差，当压差升高时及时切换过滤器，并定时更换密封气过滤器的芯子，确保密封气质量。

3.2.2彻底清理气路内杂质：密封拆下后必须对管线进行吹扫。同时，在工程建设时要重点对各个密封气体管路进行彻底清理，冬季施工要清除掉凍结在管线内的杂质，防止运行时气路中的杂质进入密封内，损坏密封。

3.2.3保证充足的主密封气供给：主密封气启机前采用的是外输气管网干气压力为0.7MPa～1.0MPa，而高压缸主密封气压力要求为0.74MPa以上，因此，在压缩机启机后，应及时切换成增压机出口干气作为主密封气，其压力为3.6MPa～4.35MPa。另外，必须保证在工艺气进入压缩机气缸前先投主密封气，可防止工艺气夹带的杂质串入干气密封内，造成密封面损坏，密封失效。

3.3最大限度减少密封面干摩擦

3.3.1采取疏或堵的方式消除压缩机反转：疏，即在压缩机三级出口线加装紧急泄压阀，当压缩机停机时，可以将压缩机出口气通过紧急泄压阀泄放掉，进而避免因压缩机入口放空导致高压区气体流向低压区造成反转。堵，即在压缩机各级出口线上加装单流阀，当压缩机停机时单流阀可以阻止各级出口的高压气体反向流动，有效防止压缩机转子反转。实践证明，自2012年在压缩机一、二、三出口后加装单流阀后，经转速、振动及各级压力的历史趋势观察，至今压缩机停机再未出现反转现象。

3.3.2严格控制盘车时间和停机频次：在装置停机或开车过程中，对压缩机进行盘车是一项重要的设备维护措施。但由于盘车转速只有16r/min，为了减少对干气密封损害，盘车时间不得超过10分钟，并制定和切实贯彻标准化操作规程以及严格的监管、考核制度，确保操作人员严格执行操作规程。同时，装置运行过程中要尽最大可能减少停机频次，严格按照设备说明书和停机维护手册进行维护保养，对于突发性停机事件和故障停机，必须及时查找并彻底处理存在的全部问题，不得无故滞留便启机运行导致停机风险加大，从而确保最大限度减少干气密封由此造成磨损的机会。

参考文献

[1]王蕾.干气密封系统失效分析及运行维护探讨[J].化工管理，2013年11月

[2]张书波.离心压缩机干气密封系统泄漏的全面分析[J].设备管理与维修，2013年2月

篇5：机械密封失效改进措施

摘要：分析单级离心泵在日常运转中机械密封泄露的原因，并加以讨论消除和改进的措施，以保证其长期可靠而稳定的运转。

关键词：离心泵、机械密封、泄露、技术改进措施

在化工生产中，常常需要将流体从低处输送到高处，或从低压送至高压，或沿管道送至较远的地方。为达到此目的，必须对流体加入外功，以克服流体阻力及补充输送流体时所不足的能量。为流体提供能量的机械成为流体输送机械，根据工作原理的不同通常分为四类，即离心式、往复式、旋转式及流体动力作用式。而离心泵即为流体输送机械中最为常见的一种机械。

离心泵具有结构简单、流量大而均匀、操作方便的优点。而机械密封则是这种流体输送机械的轴封装置，具有泄漏量小和寿命长等优点。兰州石化公司化肥厂丙烯酸车间动设备中主要包括离心泵和屏蔽泵两大类型的泵，而离心泵占有绝大一部分的比例。因此在各类设备的故障当中，机械密封泄漏的检修占有绝大比例。故机械密封运行的好坏将直接影响到装置的平稳运行。

一、机械密封原理

机械密封是一种依靠弹性原件对动、静环端面密封副的预紧和介质压力与弹性原件压力的压紧而达到密封的轴向端面密封装置，因此又称端面密封。机械密封通常由动环、静环、压紧原件和密封原件组成，动环和静环的端面组成一对摩擦副。动环靠密封室中的液体压力使其端面压紧在静环端面上，并在两环端面上产生适当的比例和保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。压紧原件产生压力，可使泵在不运转的情况下，也保持端面贴合，保证密封介质不外漏，并防止杂质进入密封端面。密封圈起密封动环与轴的间隙、静环与压盖的间隙的作用，同时对泵的振动、冲击起缓冲作用。

机械密封原件在实际运行中不是一个孤立的部件，它是与泵的其他零部件一起组合起来运行的。通过其基本原理可以看出，机械密封的正常运行是有条件的，只有消除例如泵汽蚀或汽缚，动、静环密封面被挂损不能形成正常保护液膜；泵轴振动过大，密封O圈被腐蚀破坏或磨损变形等类似的外部条件，再加上良好的机械密封自身性能，才能达到理想的密封效果。

二、机械密封失效原因分析

1、离心泵的汽蚀和汽缚

离心泵工作时，在叶轮中心区域产生真空形成低压而将液体吸上。如果形成的低压很低，则离心泵的吸上能力越强，表现为吸上高度越高。但是，真空区压强太低，以致于低于液体的饱和蒸汽压，则被吸上的液体在真空区发生大量汽化产生气泡。含气泡的液体挤入高压区后急剧凝结或破裂。因气泡的消失产生局部真空，周围的液体就以极高的速度流向气泡中心，瞬间产生了极大的局部冲击力，造成对叶轮和泵壳的冲击，使材料受到破坏。把泵内气泡的形成和破裂而使叶轮材料受到破坏的过程，称为气蚀现象。汽蚀发生后，水力冲击带动密封做迅速的轴向振荡，使动静环及辅助密封圈等零件严重磨损，使机械密封装置损坏进而造成密封泄露。

泵在启动前没有灌泵或灌泵不满的情况下，泵壳内有空气，由于空气的密度远小于液体的密度，其所产生的离心力很小，而不足以使得叶轮中心处形成低压，液面与中心处的压强差很小，液面位于泵下面的液体不能在压强差的作用下被吸入泵内，这时泵具有空转而不能吸液，排出口不可能有液体排出，这种现象称为气缚。汽缚发生后，由于泵内液体不足，容易造成动静环摩擦副无法形成保护液膜，长时间运行后可使动静环密封面断裂，造成机械密封泄露。

2、泵轴弯曲和振动过大

机械密封（或端面密封）是一种旋转轴向的接触式密封。它是在流体介质和弹性原件的作用下，两个垂直与轴心线的密封端面紧密贴合、相对旋转，从而达到密封效果，因此要求两个密封面之间要受力均匀。在泵正常运转时可以测量发现，泵轴承箱的振动值不应超过0.06mm，否则便需要停泵进行检修。如果泵轴弯曲，泵开启后，在机械密封安装处将产生较大的挠度，可使密封面间受力不均匀，导致动静环分离，瞬间的分离在液膜压力的作用下将原本的平衡遭到破坏，密封面的破坏将造成泵的大量泄露。如果泵输送的的介质颗粒较大，则在瞬间较大颗粒的介质将进入摩擦副之间，使密封端面损坏，造成泵的大量泄露。拆开后会发现在硬密封面上有清晰的划痕，且密封O圈也会有所变形。

3、机械密封冲洗冷却系统的原因

机械密封的冲洗冷却系统也是非常重要的，在泵的正常运行时它可以有效的保护密封面，起到冲洗、冷却、润滑的作用。在泵长时间停运后，杂质将淤积在传动座的弹簧周围，堵塞弹簧。再次启动泵后，弹簧容易卡死，使其失去了原有的补偿作用，进而杂质进入摩擦副间破环密封面的光洁度，造成密封面的损坏引起泄露。

例如我车间T-2110塔釜泵P-2110A/B输送物料为丙烯酸（含80%左右）、甲苯（含18%左右）、醋酸和水（含有少量聚合物），由于丙烯酸物料高温易聚的特殊性，因此在泵正常运行中我们通常投用外冲洗线（外冲洗为纯甲苯），在正常开车中为开一备一。2010年5月，长时间正常运转的P-2110A突然泄漏，化工在操作切换至P-2110B时，未考虑到在两台机泵同时运转时入口管线吸入量是否充足，机封冲洗投入量是否满足两台机泵同时运转，也未先对P-2110B机封进行冲洗，结果导致在P-2110B开启不足一分钟内，P-2110B也发生泄漏。在P-2110A/B泵解体后发现，P-2110A动、静环密封面上粘有聚合物且密封面上有明显划痕现象、辅助密封O圈磨损变形；P-2110B传动座的弹簧周围有少量聚合物、静环辅助O圈磨损变形。除备件质量外，个人认为气蚀和机械冲洗是导致机械密封泄漏的两大主要因素。

三、采取的措施

1、消除离心泵的汽蚀和汽缚的措施（1）、清理进口管路的异物使进口畅通，或者增加管径的大小；（2）、降低输送介质的温度；（3）、降低安装高度；（4）、增加泵前贮液罐中液面的压力，以提高有效气蚀余量；（5）、减小泵前管路上的流动损失。如在要求范围尽量缩短管路，减小管路中的流速，减少弯管和阀门，尽量加大阀门开度等。

2、消除泵轴弯曲和振动过大的措施（1）、转子找正后需重新做动平衡，转子的径向跳动最大不超过0.03-0.05mm；（2）、调整泵与电机的同心度：轴向≤0.08mm，径向≤0.1mm；（3）、泵运转时振动恒值最大不超过0.06mm；（4）、及时更换磨损的轴套，避免加速轴的弯曲（5）、现场操作、维修、调节时，严格执行操作规程，消除振动源。

3、机械密封冲洗冷却系统方面的措施（1）、严格执行操作规程进行泵的正常开、停；（2）、没有冲洗系统的泵，在长时间停用后，准备开启时应拆卸检查机械密封的完整度。（3）、由冲洗系统的泵，在启动前应打开冲洗冷却系统，保证流量和压力的情况先对其进行冲洗。

四、结论

机械密封的失效，除去其自身原因外，还有工艺条件、运行状况和化工操作等其他方面的原因，应分析在用的机械密封的各种因素，通过观察运行状况和机械密封的磨损状况，根据具体实际情况进行原因分析，逐一消除各负面对其的影响，以保证密封的长期可靠运转。

参考文献：

篇6：离心泵机械密封失效原因分析

所谓“机械密封”又叫“端面密封”,指的是一种仰仗弹性元件对动、预紧密封副(静环端面)、压紧弹性元件和介质二者的压力等方式,进而获得密封效果的一种轴向端面密封装置。

在很多时候,密封元件、压紧元件、动环、静环等一起组成了机械密封。而动、静环的端面又共同构成了一对摩擦副,借助于液体(位于密封室)的压力,将动、静环端面彼此压紧,并且二者端面形成了一定比压,也形成了一层薄膜,实现了密封的目的,这种薄膜是一种液体膜。由压紧元件所形成的压力,就能够让处于不运转状态的泵,也可以维持端面的贴合状态,防止了介质外漏的问题产生,另一方面,还能够防止杂质进入到密封端面去。密封圈发挥的作用是不容忽视的,其可以密封轴间隙和动环、压盖和静环间的间隙,与此同时,其又能够对泵所受冲击、振动加以缓解。在实际的运作中,机械密封并不是一个单独的部件,它的工作需要与其他零件一起组合,才能够发挥作用。我们从这个工作原理可以发现,要想实现最优化的密封效果,就需要营造一定的机械密封正常运行条件,应当注意排除以下一些条件:泵抽空或者汽蚀,液膜难以如平时那般有效形成于摩擦副端面;机械密封处会造成密封端面受力不均、泵轴振动异常之类外部情况,有必要借助于机械密封质量来加以完善。

2 机械密封失效原因分析

(1)泵抽空或汽蚀造成离心泵抽空的主要因素在于介质大量汽化、液体不满进入、空气、启动前未灌泵之类,主要有出口压力接近零或者泵的入口压力等表现,干或者半干就会导致机械密封摩擦副发生摩擦失效。进行拆卸和检查之后可以发现,硬环表面有热回火色、橡胶圈老化、石墨环有环状沟纹之类状况。

如果出现太高的介质温度,往往会造成叶轮入口低压区介质气化、逸出的状况,但是一旦流向高压区的话,就会容易凝聚、气泡破裂之类不良现象,在短时间内,周围流体也会向原气泡空间高速冲击,并形成较大压强于冲击处——即所谓“汽蚀”。后者主要的“与众不同之处”在于能够在离心泵运转过程中形成较为强大的冲击,表现出大幅度的波动,加大了泵的振动。

(2)泵振动过大离心泵存在振动的原因,离不开制造和安装精度。其中较为主要的原因就是轴承意外故障、机泵不同心、转子失衡之类因素。量得最大振幅(轴承箱表面)应当不超过0.06毫米,一旦发现超过这个数值,就应当进行停泵处理的工作。振动可以以轴向、水平、垂直三个不同的方向对之加以分解,其中轴向振动是最易于危害密封的情况。在泵剧烈振动之际,就会出现动静环分离的情况。而在分离瞬间,密封面就会在液膜压力下开启以至于出现泄漏,如在此际有固体颗粒存在于摩擦副附近介质中的话,并且进到到密封端面间的话,那么就会造成密封端面的破坏。我们在拆卸检查的时候可以发现,明显的摩擦痕迹存在着硬密封面上,而进入到固体颗粒时也会造成各种形式的损伤。

(3)泵轴弯曲“端面密封”是机械密封的别名——其实际上是接触式动密封中的一种“旋转轴向”形式。其工作原理可以理解为两个密封端面(垂直在轴心线)在弹性和流体介质一起作用下的紧密结合,并进而出现相对旋转而获得密封效果的过程,故而可以由此了解到两个密封间必然会有着均匀的受力情况。在出现泵轴弯曲情况时,机械运转过程中密封安装处就会出现较大扰度,以至于密封面没有均匀受力,密封效果也因此大打折扣,并进而增大泄漏的发生概率。若出现了机轴弯曲的话,动、静环在轴旋转状态中并未保持平行,就往往会造成难以保证均匀受力的情况,从而造成源于密封面贴合不完全的泄漏。

3 应采取的措施

(1)消除泵抽空和汽蚀的措施这个层面的措施主要有下列三个方面的具体途径:第一,对介质的温度进行控制,在常压的状态下,温度应当不能超过80摄氏度。第二,就凝结水泵而言,可对其入口静压加以适当提高,从而保证超过1.5米的凝结水罐液位。第三,应保持0.2~0.4MPa的循环水泵入口压力。

(2)消除泵振动过大的措施第一,应限制转子径向跳动幅度在0.03~0.05mm这一范围内。第二,对“电机同心度”这一问题加以重视,在单独运转电机过程中,应限制振幅于0~0.03mm这一范围内;就泵、电机的同心度(工作温度下)情况而言,轴向不宜超过0.08毫米;径向不宜超过0.10毫米;第三,泵在运转的时候振动恒值在最高的时候不应当超过0.06毫米;第四,应当严格根据相关的操作规程,规范现场操作和维修等相关的工作,将振动源消除。

4 结语

通过本文的分析得知,机械密封失效的原因除了自身等内因外,还涉及到操作环境、工艺条件、运行工况之类一系列的外在方面原因,为此有必要深入分析各种机械密封的因素,深入观察机械密封受损情况和运行状况,针对其中的诸方面原因,将负面因素加以重点控制,如此方尽可能地确保密封有效地运转。

摘要：离心泵机械密封失效的原因一直是研究的热点问题,为此,本文主要分析了单级离心泵机械密封在实际工作中所发生的泄露问题,进而深入探究有效防止机械密封失效的对策,从而确保了机械密封长期地运作。

关键词：机械密封,离心泵,失效原因,对策

参考文献

[1]王伟平.离心泵机械密封失效的原因与对策探索[J].产业与科技论坛,2015,(07).

篇7：离心泵填料密封失效原因及改进措施

针对高压锅炉注汽泵用机械密封的失效问题，探析其原因，制定具体的措施，延长机械密封的使用寿命，保证设备平稳、安全、高效运行。

【关键词】机械密封 失效形式 失效原因 改进措施

1.机械密封失效的表现形式

机械密封失效在运行中表现为振动、发热、磨损，最终以介质泄漏的形式出现。

1.1密封端面失效

操作人员启动泵前没有按照规程操作，泵机械密封端面无冷却液体或因断液、抽空，密封端面发生干摩擦；泵前过滤器滤网失效或滤网孔径太大，介质里的杂质微粒进入到密封端面间，使密封端面磨损，致使密封端面失效。

1.2弹簧失效

在水处理泵打盐液时，氯化钠结晶后堵塞在弹簧与弹簧座之间，盐对弹簧产生腐蚀作用，导致弹簧腐蚀、失效。

1.3辅助密封圈的失效

装配时有掉块、裂口、碰伤、卷边和扭曲导致机械密封失效、泄漏。

机械密封轴套内部O型圈橡胶老化变质时，会使机械密封出现泄漏。

2.机械密封失效原因分析及改进措施

2.1机械密封振动原因分析及措施

2.1.1动静环端面粗糙。进货渠道不同，机械密封动静环端面粗糙度不达标，运转时出现振动、发热、磨损。因此要选用正规厂家的机械密封。

2.1.2动静环与密封腔的间隙太小，应增大密封腔内径或减小转动件外径，至少保证0.75mm的间隙。

2.1.3密封端面耐腐蚀和耐温性能不良时，应更改动静环材料，使其耐温，耐腐蚀。

2.2机械密封泄漏的原因分析及防范措施

2.2.1泵在停运时机械密封的泄漏

现场中，经常会遇到泵未启动机械密封就泄漏的情况，拆开后发现：

密封端面安装时被碰伤、损坏，密封端面清理不净，夹有颗粒状杂质，密封面没有完全贴合，压盖没有压紧，动静环V型密封圈方向装反，轴套漏，轴套密封圈装配时未被压紧等情况。装配时必须检查、清洗，严格按技术要求装配。

2.2.2周期性泄漏

现场多级离心泵打污水时会出现周期性泄漏的情况。

①泵长期使用后，泵转子组件轴向窜动量增大，有时机械密封端面不能很好贴合，出现泄漏时，应调整推力轴承，使轴的窜动量不大于0.25mm。

②周期性振动时，应找出转子组件振动原因予以消除。

③现场运行的污水泵的泵压随干线压力而波动，密封腔内压力随之变化，应及时协调保持干线压力平稳。

2.2.3经常性泄漏

2.2.3.1密封端面缺陷引起的经常性泄漏。

在现场使用中较为常见，拆检后发现有以下情况：

①机械密封压缩量太小。现场解体发现，机械密封套为普通45#钢材料，发生锈蚀，弹簧在机械密封套上卡阻，弹簧失效，造成机械密封端面不能正常压紧。用1Cr18Ni9Ti材料加工机械密封套，使用后，问题得以解决。

②密封端面严重磨损，补偿能力消失时，应更换动环和静环或更换机械密封。

③密封端面宽度太小，密封效果差时，应增大密封端面宽度和弹簧作用力。

④动、静环损伤或出现裂纹时，应更换有缺陷的动环和静环或更换机械密封，出现变形时，应更换有缺陷的或已损坏的密封环，与轴中心线垂直度偏差过大，动、静环密封端面相对平行度偏差过大时，应调整密封端面。

2.2.3.2由辅助密封圈引起的经常性泄漏。

密封圈的材料不对，耐磨、耐腐蚀、耐温、抗老化性能太差，以致过早发生变形、硬化、破裂等。轴套内部O型圈材质选用性能等级较高的Kalrez全氟橡胶，机械密封中面及静环辅助密封圈为聚四氟乙烯，改后半年未发生机封泄漏。

O型密封圈发生掉块、裂口、碰坏、卷边或扭曲变形时应注意清洗橡胶圈不要用汽油，装配密封圈时注意理顺。

2.2.3.3由于介质的问题引起经常性泄漏。

介质里含有悬浮性微粒或结晶，污水泵运行时，水中破损的树脂颗粒对密封端面高速磨损，因此，开泵前要先打开放空阀门、盘泵、开泵；在污水池中增加细密的过滤网，过滤机械杂质。

结语

机械密封本身是一种要求较高的精密部件， 对使用、装配质量都有很高的要求；价格贵、易损坏，使用不当就造成失效，导致漏失，影响生产。在工作中应了解机械密封的特性，找到造成机械密封失效的原因，针对不同的情况采取相应的措施，注重平稳安装；严禁电机反转，定期检查和清洗过滤器的过滤网，避免机械杂质进泵；教育员工严格执行设备操作规程。从而延长机械密封使用寿命，保证注汽设备平稳运行。

参考文献：

[1]武占.油田注汽锅炉.上海交通大学出版社.2008.8第一版.

[2]顾永泉.机械密封实用技术[M].机械工业出版社. 2001.8.

[3]平敏.化工泵用机械密封[J] .河北化工 .2005.2.

[4]王永超.浅析冷却回流泵机械密封泄漏原因及对策.四川人民出版社. 1982.

作者简介：

篇8：离心泵填料密封失效原因及改进措施

机械密封主要是运用弹性元件实现对静、动环断面密封副的预紧和介质压力与弹性元件压力的压紧而达到密封的轴向端面密封装置, 也称之为端面密封。所以, 机械密封通常包含静环、动环、压紧元件和密封元件几个基本的组成部分, 同时依靠在静环和动环之间的端面产生的摩擦副, 来将密封室中的液体压力进行控制, 使其保持在适当的比压值, 实现不同端面之间的贴合, 保证介质不会产生泄漏, 同时也能够避免外部的杂质对介质产生影响。在离心泵机械系统中, 密封圈的设置主要是为了保证密封环与轴之间的间隙获得有效填充, 这样便能够使得静环与压盖之间的间隙消除, 并且对离心泵的运转所产生的振动起到很大的缓冲作用。从某种意义上来说, 机械密封的存在与其他的零件是相互影响的一个整体, 其并不是孤立存在的, 只有与其他零件进行有效的协调, 才能够保证其有效的运行。所以, 机械密封失效对于离心泵整体的运行也有着十分重要的影响。

2 机械密封失效的原因分析

新的机械密封在投入使用时, 在允许的范围内会产生一定的泄漏量, 这与机械密封本身的结构有着一定的关系, 当机械密封使用的时间较长时, 很多机械密封就会产生失效, 这与机械密封的安装工艺、设备运行状况等多方面的因素都有关系, 笔者认为可以从以下几个方面分析:

2.1 泵抽空或汽蚀

离心泵抽空是由于其在启动之前没有进行灌浆, 所以液体介质中会进入一定的空气, 在泵出口处的压力就会随之减少, 这时便容易由于干摩擦的产生而导致密封失效。同时, 机械密封表面出现老化、硬化现象也会造成密封失效。当介质流入到低压地区产生老化或者是气泡破裂, 就会造成周围的流体以较高的速度溢出, 占据周围的空间, 就会产生较大的压强, 形成汽蚀现象。

2.2 密封面磨损造成的密封失效

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。由于原油输送过程中, 介质中包含大小不同的颗粒杂质, 会随着原油的流动而进入到系统中, 导致密封面磨损, 因此容易造成密封失效。密封面自身的密封作用会受到原油中含有杂质的影响, 当密封面受到杂质磨损后, 便会产生不同程度的痕迹, 经过长时间的磨损, 会产生大面积的裂痕以及裂缝, 在这种情况下, 原油流经密封系统时则会产生外泄, 不仅造成原油本身的浪费, 同时也容易由于原油中含有的颗粒杂质而导致密封面磨损更加严重。

2.3 腐蚀而引起的密封失效

经过离心泵机械系统输送的介质大多带有不同程度的腐蚀性, 对于机械系统本身会产生一定的腐蚀作用。由于受到腐蚀而引起的密封失效, 一般可以分为以下几个现象:第一, 由于密封面点蚀, 甚至穿透, 而造成机械系统受到腐蚀;第二, 由于碳化钨环与不锈钢底座焊接处产生的锈蚀而导致底座容易受到腐蚀;第三, 焊接金属管、弹簧的设备在介质的腐蚀作用下容易发生破裂, 这些都是容易造成机械密封失效的因素。

2.4 密封圈失效

当前密封系统在密封圈的使用上, 大多为橡胶材质或者是乙丙烯橡胶, 但是由于生产厂家在生产工艺以及选材等方面, 无法保证密封圈的质量, 无法保证其全部为橡胶, 当这种含有杂质的密封圈经过长时间的粘稠杂质的浸泡, 很容导致其失去弹性, 而产生硬化、老化, 以及原油流经产生的磨损, 因此容易造成密封圈失效而导致密封失效。

3 加强机械密封的措施

3.1 消除泵抽空和汽蚀

一方面, 要对输送介质的温度进行有效的控制, 使其在常压下维持在80℃以下;另一方面, 加强岗位员工的巡检质量, 需要注意相连旁接介质罐体的液位, 始终要高于最低安全液位, 而离心泵进口的压力也要进行有效的控制, 保证其处在0.2-0.4MPa之间为宜。再一方面, 认真做好员工岗位业务技能的培训, 熟练掌握在用离心泵设备的各项操作规程, 防止出现离心泵启动之前, 没有开启入口阀, 没有进行泵体放空和盘泵, 使得机械密封由于缺少润滑介质而形成干摩擦, 最终造成密封失效的低级失误。最后还要协调好长输管线清管期间和调度室及上下站的沟通, 在清管器到站之前提前停止泵的运行, 避免蜡泥、清管器产生的空气段造成泵的抽空和汽蚀。

3.2 消除摩擦引起的磨损

摩擦副所用的材料耐磨性差、摩擦系数大、端面比压 (包括弹簧比压) 过大等, 都会缩短机械密封的使用寿命。对常用的材料, 按耐磨性排列的次序为:碳化硅—碳石墨、硬质合金—碳石墨、陶瓷—碳石墨、喷涂陶瓷—碳石墨、氮化硅陶瓷—碳石墨、高速钢—碳石墨、堆焊硬质合金—碳石墨。通过选材的改进, 能够有效的降低磨损。同时, 高速钢—碳化硅也是当前一种较为常用的材料, 其在提高密封效率方面也有着十分重要的意义。

3.3 减轻腐蚀引起的密封失效

为了有效的减轻腐蚀引起的密封失效, 需要重视泵的定期保养工作, 达到保养期限时, 需要使用干净、高纯度耐腐蚀的透平油对密封件进行冲刷清洗来达到减轻作用。

3.4 对密封圈的更换

对于密封圈引起的密封失效, 应当及时的对密封圈进行更换, 尤其是在泵的二保规定期限到达以后, 必须要定期对密封圈进行检查和更换, 并且选择质量有保证的密封圈, 消除由于密封圈失效所引起的密封失效。

4 结束语

在实际的运行过程中, 引起离心泵机械密封失效的因素有很多, 除了其自身的因素之外, 在运行状况、工艺条件等方面也可能会引起机械密封失效, 因此必须要通过对机械密封的磨损状况以及离心泵的运行状况进行细致的观察, 对引起密封失效的原因进行全面的分析, 才能够采取有效的措施解决这一现象, 以此保证机械密封安全可靠。

摘要：近些年来, 经济的快速发展促进了我国机械工业的不断发展, 离心泵作为一种常用的设备, 其自身的性能受到了较多的重视。而机械密封是离心泵设备中一种重要的装置, 其具有泄漏小、使用寿命长等特点, 因此在油道运输中有着广泛的应用。机械密封失效是一种常见的问题, 如果机械密封失效则会引起泄漏等问题, 对离心泵的正常运行产生严重的影响。因此, 对于离心泵机械密封失效的相关问题进行分析是十分必要的。

关键词：离心泵,机械密封,密封失效,失效原因

参考文献

[1]王雅萌, 杜刚.机械密封失效原因及维护的探讨[J].化工设备与管道, 2009 (01) [1]王雅萌, 杜刚.机械密封失效原因及维护的探讨[J].化工设备与管道, 2009 (01)

[2]谢祯平.污水处理泵用机械密封失效分析与解决方案[J].福建轻纺, 2011 (02) [2]谢祯平.污水处理泵用机械密封失效分析与解决方案[J].福建轻纺, 2011 (02)

[3]孙秀丽.离心泵机械密封泄漏原因分析及处理方法[J].化学工程师, 2008 (03) [3]孙秀丽.离心泵机械密封泄漏原因分析及处理方法[J].化学工程师, 2008 (03)

[4]郭海峰, 张玉梅.离心泵机械密封失效原因分析及消除措施[J].化学工业, 2010 (01) [4]郭海峰, 张玉梅.离心泵机械密封失效原因分析及消除措施[J].化学工业, 2010 (01)

篇9：机械密封失效的原因及其改进策略

关键词：机械密封；失效；改进策略；探究

随着社会经济的飞速发展，机械设备被广泛应用到生活中的各个领域。机械设备在使用的同时不可避免的要对其进行密封，以确保设备的长久使用，降低企业的维修成本。机械密封是当前主流的流体机械和动力机械中不可或缺的重要的零部件，它对整台机器设备、整套装置的正常运行都有着重要的影响，甚至有的机械密封对整个工厂的生产工作的安全性都有巨大的影响。如果出现机械密封失效情况，会对机械设备造成损坏，提高维修成本，进而造成企业严重的经济损失。因此，加大对机械密封失效的改进措施的研究工作十分重要。

一、机械密封的发展进程

机械密封最早出现在英国，它的出现为机械制造业中转轴密封问题的解决提供了支撑。到上世纪三十年代，随着新工艺和新材料在机械装置中的大量使用，机械密封技术逐步开始应用到冷冻装置和内燃机水泵上。随着第二次世界大战的爆发，机械密封技术在世界范围内得到推广，其应用范围扩展到平衡型机械密封和中间环密封。渐渐地，随着社会经济的发展和人们环境保护意识的提高，机械密封技术的发展重点开始由结构重组和密封新材料逐步向密封原理的发展和控制理论的支持转移。我国机械密封技术应用始于1965年，至今也走过了三十多年的时光。前人的研究成果不仅为研究新型机械密封技术提供理论和实践参考，更为该领域的发展研究指明了方向。

二、机械密封失效的原因分析

（一）压力造成机械密封失效

压力造成机械密封失效的原因主要表现在以下三个方面：第一，高压引起的失效。其主要原因是当密封腔内的压力超过3MPa的临界值时，液膜会因密封端面的压力比过大而无法形成，此情况造成磨损加剧、热量增多，进而导致机械密封失效；第二，压力波动引起失效。其主要原因是因端面密封载荷的存在，在密封腔缺乏液体时启动泵而发生摩擦以及介质的压力低于饱和蒸汽压力，使端面液膜发生闪蒸，丧失润滑效果，另外由于端面摩擦及旋转元件搅拌液体产生热量而使介质的饱和蒸汽压上升，也会造成介质压力低于其饱和蒸汽压而使机械密封失效；第三，真空引起失效。造成这种情况的主要原因是密封腔内没有任何介质气体，出现干摩擦现象，从而因漏气导致密封失效。

（二）高温造成机械密封失效

在机械密封失效的诸多原因当中，密封过热也是常见的原因之一，密封过热是因为机械超负荷运行，导致热量无法及时散出，从而引发的密封失效。

（三）介质造成机械密封失效

介质造成机械密封失效主要表现在以下两个方面：第一，介质自身的强腐蚀性所引起的。若介质具有强腐蚀性，就会产生腐蚀现象，腐蚀的后果是使接触面变得粗糙，从而引起泄漏量过大、密封失效的情况出现；第二，因介质中含有固体颗粒杂质造成的机械密封失效。若介质内含有颗粒杂质，一旦机械密封装置开始高速运转，那么这些杂质不可避免地会进入密封端面，在高温情况下会划伤密封面或破坏液膜的连续性，从而降低密封的效果。

（四）管理力度不严格造成机械密封失效

在机械密封工艺管理中，导致机械密封失效的原因还有相当一部分是由人为因素引起。也就是说，由于管理人员的管理不严，同样可以导致机械密封失效。

三、机械密封失效的改进策略

（一）对压力造成密封失效的改进策略

若是因高压引起失效，采取的措施为调整端面受力分布，采用各种硬质或其他各种耐压强度高及刚度高的材料以减小零部件形变，还要注意冷卻装置、润滑措施和传动方式的选用；若是因压力波动引起失效，应当扩大密封介质的温度剧变，从而有效的避免这种现象的发生；若是因真空引起失效，采取的措施为采用双端面机械密封，该装置不仅具有双重保险的功效，还有助于改善润滑条件和提高密封性能。

（二）对高温造成密封失效的改进策略

解决高温引起机械密封失效的关键措施在于选取新型耐高温密封材料，提高其热传导效率。此外，还要提高辅助密封圈的耐热能力。金属波纹管机械密封装置具有机械密封追随性较好、耐高温幅度大、柔软性较好、缓冲能力强等优点。研究表明，当机械运转时的温度超过220℃时，使用金属波纹管机械密封，既可以解决高温失效的问题，还可以避免失弹现象的产生。

（三）对介质造成密封失效的改进策略

介质中含有颗粒是导致密封失效的最重要原因。因此，在机械生产过程中，应当仔细过滤介质，确定悬浮颗粒的来源，对密封端面进行彻底冲洗，减少悬浮颗粒在端而间驻留和沉积的机会。如果颗粒在密封区域受到冲洗时，应当向密封的管腔内适当注入温度合适的冲洗液，保证机械运行的正常。

（四）加强管理人员的管理和巡查力度

在工业企业机械管理当中，设备管理人员应当提高机械工艺的管理，确保工艺指标在生产过程中保持稳定。另外，防止由于工作压力、环境温度等不稳定条件的变化，引起机械密封的损坏，设备管理人员应当加强操作过程的监督和检查，认真填写检查记录，对需要及时冷却和修护的机械密封进行重点检查，确保冷却水的通畅无阻，如果发现问题，应当及时进行处理。

四、结束语

综上所述，机械密封失效会给机械正常生产造成严重影响，给企业运营造成困扰。如何对机械密封的失效进行有效的预防，是当前设备管理工作者面临的巨大挑战。由于引起机械密封故障的原因是复杂的、多方面的。因此，管理者在对机械密封失效的维修工作中，要在正确诊断失效原因的基础上，采取针对性的措施进行维修，并且要详细分析各种影响机械密封效用的因素，按照规定的使用条件和范围选用机械密封，才能有效保证机械密封的良好运行。

参考文献：

[1]赵昕.机械密封失效的原因及其改进策略[J].机械研究与应用，2011.

[2]李爱贤.机械密封失效的原因及其改进策略探究[J].机电信息，2011.