機泵機械密封泄漏的原因及解決策略

鐵寶峰

（中國石油廣東石化分公司，廣東揭陽 515200）

0 引言

機泵是較特殊的化工設備，機械密封是最為有效的密封方式，雖然這種密封方式下的作用時間相對較長，但同樣面臨密封泄漏的問題。機泵機械密封失效或者泄漏會影響機泵的正常運轉，引起生產(chǎn)停滯。隨著化工生產(chǎn)領域越來越依賴機泵，各個化工企業(yè)都應該重視機泵機械密封方面的問題，針對可能引起的密封泄漏原因，采取有效的預防與處理方式。化工生產(chǎn)現(xiàn)代化的過程中，對機泵機械密封的日常維護和管理正越來越重要。

1 機械密封結構分析

在機泵設備中，機械密封屬于動態(tài)的密封手段，這一密封原理是通過彈性元件的彈力與介質之間的軸向作用力，通過相互作用來達到平衡狀態(tài)，起到良好的密封效果。隨著機泵設備在生產(chǎn)領域的廣泛應用，機泵機械密封的種類越來越多，一些機泵采用的是小彈簧機械密封方法，部分采用的是波紋管機械密封。泄漏是機械密封最常見的問題，在動環(huán)端面和靜環(huán)端面位置、動環(huán)與輔助密封圈位置、靜環(huán)與輔助密封圈位置、軸套與動環(huán)之間等部位，機械密封泄漏的問題最為常見。

2 機泵機械密封泄漏的原因

2.1 設備質量問題

對于任何機械設備，設備質量和性能都是影響其可靠運轉的前提，只有保障了設備良好的性能和質量，才可以保持機械設備最佳的運行狀態(tài)。現(xiàn)階段在化工生產(chǎn)領域，機械生產(chǎn)取代了人工生產(chǎn)，各項工藝生產(chǎn)任務開展的過程中，都需要借助特定的機械設備來完成，機泵是化工生產(chǎn)領域的關鍵設備和裝置，機泵運行時的故障威脅更多地來源于機械密封泄漏。

機泵機械設備質量會造成密封泄漏，具體表現(xiàn)為：①設備生產(chǎn)制造商的制造工藝落后，生產(chǎn)人員操作不熟練，形位公差超出了標準限值；②機械密封處理時所使用的材料存在質量和性能缺陷，不合格材料的使用導致后期機械密封的耐高溫性和抗腐蝕性能較差；③機械密封設備的生產(chǎn)工作任務繁重，部分生產(chǎn)廠商為追求短期的經(jīng)濟效益會縮短制造時間，部分制造工藝和環(huán)節(jié)被省略。例如，密封材料安裝后依舊存在嚴重的應力釋放，加大端面變形的威脅，最終將會引起嚴重的泄漏；機械密封裝置在運行的過程中，所使用的材料存在質量缺陷，部分部件腐蝕嚴重，密封設備被損壞。

2.2 操作人員經(jīng)驗不足

機泵機械設備的操作和使用過程中，相關人員必須要嚴格遵守操作要點和要求，操作人員只有具備了良好的操作經(jīng)驗和技能，才可能最大程度發(fā)現(xiàn)機泵運行過程中存在的隱患。根據(jù)當前在化工生產(chǎn)領域機泵機械密封的實際情況，很多的機械密封泄漏是由不當操作引起的，如機泵啟停不規(guī)范等。為了避免由于啟停泵或者操作不規(guī)范所引起的機泵機械密封泄漏問題，在啟停泵環(huán)節(jié)需要嚴格遵循操作標準。機泵檢修結束后，往往經(jīng)歷一段時間的靜試過程，此過程也可能伴隨一定的泄漏情況。機泵啟動后存在離心力作用，此作用力對減弱泄漏有重要作用，如果在此時出現(xiàn)了嚴重泄漏，可能是由動靜環(huán)摩擦副磨損造成的，操作人員應及時停運，通知檢修人員進行維修和調(diào)整。

2.3 長期使用不檢修

在現(xiàn)代生產(chǎn)生活領域，化工產(chǎn)品的需求量日漸增加，各個化工企業(yè)都面臨著非常大的生產(chǎn)壓力，使得化工企業(yè)的機泵機械密封處于高強度、長時間的作業(yè)下，只有做好了定期的檢修與維護，才能夠及時處理其中的問題。市場上的部分化工企業(yè)存在重生產(chǎn)輕維護的思想，在長時間的機泵機械裝置使用中，缺乏在維護保養(yǎng)、檢修方面的投入，導致機泵機械裝置的相關問題未得到有效處理。例如，動環(huán)與軸之間存在非常大的磨損、密封圈老化，動、靜環(huán)磨損沒有及時得到補償，彈簧失效，泄漏將難以避免；機泵機械內(nèi)部循環(huán)裝置存在堵塞現(xiàn)象，導致循環(huán)液的損耗非常嚴重，動環(huán)密封面結垢形成卡阻，對輪緩沖膠墊不及時更換產(chǎn)生振動，密封端面干摩擦同樣伴隨著靜環(huán)損壞和密封泄漏等，都是長期不維護保養(yǎng)的結果。

3 機泵機械密封泄漏問題的處理對策

3.1 防范機械密封泄漏常見問題的措施

機泵機械密封泄漏的原因中，日常維護檢修不到位是關鍵性的問題，要避免由此類問題造成的機械密封泄漏，就需要定期開展嚴格的檢修與維護。對化工企業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)而言，機泵機械密封泄漏問題非常普遍，發(fā)生頻次較高，專業(yè)人員在實際工作中，必須要采取有效的防范策略，日常的檢修維護工作需從以下方面來開展。

（1）當存在發(fā)熱、磨損問題時，可能是端面寬度過大、動靜環(huán)端面粗糙、冷卻和潤滑效果不理想、端面耐高溫和腐蝕性能不足等造成的，可以采取以下的處理方式：①適當減小端面寬度以控制彈簧壓力；②提高端面光潔度；③改善冷卻和潤滑效果；④使用耐高溫和抗腐蝕性能較好的動靜環(huán)。

（2）當機泵機械密封為間歇性的泄漏時，可能是機泵操作時的穩(wěn)定性不足、氣蝕、壓力波動明顯所造成的，需盡量將機泵的操作壓力控制在比較穩(wěn)定的狀態(tài)下。

（3）當機械密封泄漏表現(xiàn)為經(jīng)常性泄漏時，可能是電機與泵不正、泵軸的異常振動、摩擦表面損傷或者不平、彈簧力度不足或者存在偏心現(xiàn)象、動環(huán)靜環(huán)相對不平、密封定位偏差等造成的，針對這種類型的泄漏，可以通過停車檢修來及時處理電機與泵不同心、泵軸的異常振動情況，及時更換摩擦面，對彈簧加以調(diào)整和更換，將密封定位偏差控制在合理的范圍內(nèi)來防范此種泄漏情況。

（4）如果密封泄漏問題非常嚴重，就可能是摩擦副的損壞斷裂、動環(huán)未沿著軸向移動、密封圈破損、防轉銷失效等引起的，可以通過靜環(huán)和動環(huán)、密封圈的檢查與更換，彈簧力和止推環(huán)的調(diào)整和檢查等來處理。

（5）抽空或氣蝕也會造成泄漏，要及時調(diào)整工藝，確保動靜環(huán)端面不進入雜質。

3.2 改進機械機泵密封裝置的設計

機泵機械密封裝置作為使用非常廣泛的設備，在整個設備運行時，彈簧和液體存在共同的作用力，使動環(huán)與靜環(huán)相對緊密貼合，同時實現(xiàn)磨損補償，呈現(xiàn)軸向移動的運行狀態(tài)。如果在機泵機械密封設計時，缺乏對端面液膜、密封圈摩擦力等因素的考慮，在裝置運行的過程中，動靜環(huán)密封端面比壓、密封端面內(nèi)外圓半徑、軸套直徑、彈簧壓力、液體壓力等參數(shù)之間存在著非常大的關聯(lián)性。正常運行狀態(tài)下，必須要將比壓控制在合理的范圍內(nèi)，一旦比壓過小，將會增大端面泄漏概率，而如果端面過大，將會引起異常振動、磨損和發(fā)熱。因此，對比壓值的控制是非常關鍵的，相關人員需結合生產(chǎn)時的設備運行標準，將比壓值控制在合理的范圍內(nèi)，在控制時，可以通過對端面寬度的調(diào)整、彈簧力的控制等來實現(xiàn)。機泵機械密封裝置運行時，動靜環(huán)之間的密封面在長期摩擦過程中產(chǎn)生一定的熱量，而溫度升高導致動靜環(huán)之間的液體被汽化，對液膜造成損壞，針對這一情況所造成的密封泄漏，可以通過優(yōu)化冷卻設計或增設自沖洗來實現(xiàn)。

3.3 加強機泵機械密封材料的質量管理

密封材料的選擇對于機泵機械密封的效果有著直接影響，根據(jù)機泵輸送介質選擇密封，只有選用了高質量的機械密封材料，才可以保障良好的密封效果，延長機泵機械密封裝置的運行壽命。一般情況下，動環(huán)和靜環(huán)最好選用樹脂石墨、碳化硅或硬質合金等材料。密封材料選擇時，要著重注意以下方面：綜合評估材料的強度、剛度、耐磨性和導熱性等各個性能指標，并在前期做好相應的材料性能和質量檢測，綜合評估材料的適用性。在機泵機械密封裝置的運行過程中，密切注意密封裝置的使用情況、密封圈與彈簧裝置的變化。

3.4 改進機泵機械密封裝置的安裝操作

機泵機械密封裝置的泄漏，也可由不當?shù)牟僮餍袨橐?，有關人員必須要嚴格遵循操作標準來開展規(guī)范化的操作。在機泵機械密封裝置的安裝過程中，要嚴格按照安裝規(guī)范和要求來開展，保障安裝質量，避免安裝不當所引起的密封端面不平、密封圈扭曲等各種安裝質量問題，一旦安裝質量不達標，將會增大密封泄漏概率。在正式的安裝操作前，有關部門必須結合機泵機械密封裝置的使用要求，制定完善的安裝操作規(guī)程，注意制定各個安裝操作要點，安裝操作人員需嚴格執(zhí)行此規(guī)程。

4 結束語

近年來，機泵機械密封泄漏問題頻發(fā)，為了保障機泵的可靠與穩(wěn)定運行，相關人員在實際的工作中，需分析密封泄漏原因，采取有效的預防與控制策略，從源頭上保障機械密封效果。