时间：2023-09-18 17:34:30
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇机械密封工作原理，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：机械密封；故障；因素；改善；策略
中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1006-4311(2012)02-0032-02
0 引言
机械密封因为泄漏量少、摩擦功耗低、密封可靠、使用周期长等优点，能够满足多种工况需求而被广泛的应用于泵、压缩机、反应釜等机械设备中。性能良好的机械密封能够为生产装置的长周期性安全平稳运行提高物质保障。在机械的运行过程中，受内外部因素的影响，很容易产生机械密封故障，严重的还会导致重大安全事故。因此，必须重视机械密封的故障问题，从根源上分析产生故障的原因，并以此提出改善措施，这样才能既延长机械密封的寿命，又节约资源。
1 机械密封的结构和工作原理
机械密封，或者称为端面密封，是一种限制工作流体沿转轴泄露的、无填料的轴封装置。机械密封由至少一对垂直于旋转轴线的端面在液体压力或者补偿机构弹力(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。机械密封的主要作用是将容易泄露的轴向密封改为难以泄露的端面密封，这也是机械密封的设计总原理。
机械密封一般由四部件组成：①主要部件是动环和静环。动环凭借密封室中的液体压力紧压在静环端面上，并随泵轴一起旋转。动环和静环紧密贴合形成密封面，防止介质泄露。②压紧元件。压紧元件主要是弹簧、推环、波纹管等，压紧元件能够产生压力，可以保证泵在任何状态下都保持端面贴合，防止介质外漏或者杂质进入密封端面。③密封元件。密封元件是指密封圈等。密封元件的作用主要是密封动环与轴之间的缝隙、静环与压盖之间的缝隙，同时能够缓冲压紧元件对泵的振动、冲击。④传送件。弹箕座及键或各种螺钉。
机械密封主要有弹簧式机械密封和焊接金属波纹管机械密封两种，弹簧式机械密封一直是机械密封的主流，然而，由于弹簧式机械密封存在着不可避免的缺陷，而随着微束弧等离子焊接工艺技术的发展，焊接金属波纹管机械密封极好的浮动性的优点日益凸显，显示出比弹簧式机械密封更为优良的性能，有逐步取代弹簧式机械密封的趋势。
2 机械密封的要求
机械密封在运行中是与其他零部件一起组合起来共同运作的，机械密封的正常运行不仅与其本身的性能有关系，而且与外部环境息息相关。然而，我们必须首先保证机械密封本身的部件性能、密封装置和安装技术的要求，这是机械密封能够运行的基础。
首先，机械密封对元件的要求必须得到保证。机械密封的最主要部件是密封环，即动环和静环，它们决定了机械密封的使用性能和寿命。密封环必须具备足够的强度、刚度、硬度和耐腐蚀性，在高温高压和滑动速度等不良工作环境下能保证不损坏、变形尽量小，在工作条件波动的情况下仍能保持密封性；密封环应具备较高的导热系数和较小的热膨胀吸收，在承受高热时不至于开裂，能够耐得住高热冲击；密封环应具备较小的摩擦系数和良好的自性，密封环的材料和密封流体还要具有良好的浸润性；在发生短时间干摩擦时不至于损伤密封端面；密封环要简单、对称并尽可能选择整体型结构或组合式，尽量避免用密封端面喷涂式结构。
其次，机械密封的安装要符合要求。在安装过程中避免出现偏差，遵循安装顺序，要先安装紧压盖，在联轴器上找正后再进行，螺栓应均匀上支，防止压盖端面偏斜，用塞尺检查各点，其误差不大于0.05毫米，上紧后还要检查压盖与轴或轴套外径的配合间隙，四周要均匀，用塞尺检查各点允差不大于0.01毫米：其次弹簧压缩量要按规定进行，不能过大或过小，过大会增加端面比压，加速端面磨损，过小会造成比压不足而不能起到密封作用。一般要求误差2.00毫米；动环安装后，将动环压向弹簧后应能立即自动弹回来。
再次，拆卸机械密封时，严禁用手锤和扁铲，以免损伤密封元件。若结垢导致拆卸不下时，应清洗干净后再进行拆卸：在泵两端都采用机械密封的情况下，拆卸时应主要互相照顾，防止顾此失彼：对于运行过时的机械密封，如果压盖松动，密封发生移动，那么接触面的密封性已经有极大可能遭到破坏，这种情况下动环和静环必须更换，不能重新上紧机械使用。
3 机械密封出现的故障分析
机械密封故障是机械密封运行中不可避免的问题。主要故障表现为振动、发热、磨损，最终出现介质泄漏。根据机械密封的结构和工作原理，结合生产实践分析，导致机械密封故障的因素主要有温度、压力、被密封介质等。
3.1 高温导致机械密封故障。当密封室内的温度超过一定的数值时，端面摩擦产生的热就不能够排出，这时密封端面的温度过高，产生干摩擦，密封环摩擦副环会因为干摩擦发生热变形和热裂。检修失效的密封环时，经常会发现有贯穿整个径向端面的裂纹和微沟，尤其是导热系数低的材料制作的摩擦副环更容易发生端面热裂。端面热裂产生的主要原因是密封端面的回转过程产生大量的摩擦热致使端面凹凸不平从而加速了磨损。热裂大多是径向的，加大了泄漏面积，改变了端面间的眼里分布，致使机械密封丧失了严密性，导致端面泄漏增加。
3.2 压力过大致使机械密封发生故障。影响机械密封的压力主要是密封室内介质的压力。当密封室内的压力超过一定数值时。会导致密封端面压力过大，液膜难以形成，密封端面会因此产生严重的磨损，发热量加大，进而导致机械密封故障。
3.3 密封室内介质引起的机械密封故障。被密封的介质对机械密封的影响很大，如含杂质、颗粒的介质进入密封室，会划伤密封面或者破坏液膜的连续性，使密封磨损严重，直接威胁机械密封的寿命。如果介质内的杂质在密封环、补偿环内沉淀，则会影响补偿环的浮动性，若杂质沉积在弹簧上，则会影响弹簧弹性，使弹簧失去作用。
3.4 两密封端面失去膜而造成的机械密封故障。膜的丧失会导致端面的抗摩擦性和抗热性极度下降，出现端面裂纹，产生机械密封故障。导致膜丧失的主要原因有：端面密封载荷的存在导致密封室内缺乏液体，启动机械时发生干摩擦；密封室内介质低于饱和蒸汽压力，使端面液膜发生闪蒸，丧失；密封室内的介质为易挥发性产品，在机械密封冷却系统出现结垢时，端面摩擦和旋转元件的搅拌液体产生热量导致介质的饱和蒸汽压上升，造成介质压力低于饱和蒸汽压的状况。
3.5 腐蚀引起的机械密封故障。腐蚀是威胁机械密封的一大不可忽视因素。腐蚀会使机械密封的零部件损坏，产生严重的机械密封事故。主要表现为：密封端面出现点蚀，甚至穿透；碳化钨环和不锈钢座等焊接，使用中不锈钢易产生晶间腐蚀；焊接金属波纹管、弹簧等在应力与介质腐蚀的共同作用下易发生破裂。
3.6 其他因素导致的机械密封故障。在机械密封使用过程中，存在机械密封在设计、安装质量等不符合要求的地方，这些都是导
致机械密封故障出现的不可忽视因素。
4 机械密封故障的改善策略
根据我国现阶段机械密封的使用现状，针对机械密封的结构和工作原理，在具体分析机械密封故障出现原因的基础上，本文认为，要对机械密封故障进行改善，首先要从机械密封设计上进行根本改善，然后针对出现的问题，采取具体措施解决。具体改善策略如下：
4.1 探索新形式，从根本上改善机械密封设计。焊接金属波纹管机械密封具有代替弹簧式机械密封的趋势说明，机械密封能够通过改善设计，采取新的形式，避免故障的出现。随着各种工艺技术的不断成熟，我们有信心能够找到更加优良的机械密封设计方案，从而改善甚至完全避免现阶段机械密封出现的各种故障。机械密封新形式的形成，一方面依赖于不断进步的高科技和各种工艺技术，另一方面需要机械设计人员不断的探索，创新思想观念，改变思维方式，以新的角度和新的方法去设计机械密封。
4.2 具体问题具体分析，根据故障寻求改善策略。对于机械密封故障的改善，应着手于故障本身，落实到具体故障改善策略上。
对于高温引起的机械密封故障，应采取冲洗措施以降低密封室温度，防止杂质的沉积，保证密封环不被固体颗粒磨损；安装冷却装置，保证密封室内的热能够及时传导出去，尽可能降低温度；选用耐高温的密封材料，建议使用聚四氟乙烯等有机材料；保持端面温度在介质汽化温度以下；有装配关系的地方应选取热膨胀系数相近的材料。
对于压力过大引起的机械密封故障，应尽量使密封端面受力合理，减少变形，减少端面宽度：采用高强度材料，尽量减少摩擦磨损：采用平衡性机械密封；选用可靠的传动方式，如键、销等连接方式。
对于介质引起的机械密封故障，应采取以下措施预防：保持两端面宽度相等，减少杂质在密封端面、补偿环等处的停留机会：采用高耐磨材料；定期内冲洗，避免杂质沉积；在机械密封进门口设置过滤器或者旋液分离器，防止杂质进入密封室内；采用波纹管结构防止泄漏颗粒在辅助密封圈处聚积，影响补偿环轴向浮动。
对于缺乏而导致的机械密封故障，一方面应保证密封室内有液体存在，避免产生干摩擦：另一方面密封室内介质不能低于饱和蒸汽压力，避免闪蒸现象的出现。此外，尽量不选用易挥发的介质。
对于腐蚀造成的机械密封故障，选用耐腐蚀的材料：定期对机械密封的零部件进行维护保养：注意机械密封装置的放置环境，尽量不放置于腐蚀性的环境中：对于焊接部位应着重进行保养，一旦出现腐蚀立刻进行修正；防止介质和外力共同腐蚀机械密封零部件。
在机械密封的设计、安装、拆卸过程中，一定要注意符合要求规范，不要违规操作，防止机械密封故障的发生。
机械密封对于现代工业的作用越来越重要。只有在了解机械密封结构和工作原理的基础上，才能针对其出现的故障采取改善策略。这样才能保证机械密封的使用效果和正常运转，保证生产活动的顺利进行。
参考文献：
[1]龙永强.机械密封的要求及故障处理措施[J].湖南农机，2010
[2]芦春影.机械密封常见故障处理技术[J].应用技术，2010
[3]周丽萍.影响机械密封的外部条件分析[J]科技论坛，2009
【关键词】干气密封 离心泵 非接触
1 前言
离心泵作为石油化工生产装置中最常用的动设备，约占机泵总用量的90%左右。机械密封是离心泵比较常见的轴端密封形式。由于泵输送的大多是容易燃烧、发生火灾爆炸、泄漏后对环境污染严重危险介质，因此对机械密封的要求就相对比较高，普通的接触式机械密封满足不了生产的要求，以保证安全、满足生产为目标，密封研究人员研发具有非接触、无磨损、低能耗等特点的新型机械密封就显得尤为重要。
新型机械密封具备干运转、动静环不接触、动静环之间利用工作时形成气膜来的特点，是对机械密封的另一种诠释。为了达到工艺介质的零逸出、零泄漏，新型机械密封采取“以气封气”或“以气封液”两种方式（表1）。
2 泵用干气密封的工作原理
由旋转环（动环）、静环、弹簧、密封圈以及弹簧座和轴套组成典型的干气密封形式，并在旋转环的密封面上加工流体动压槽并进行抛光打磨处理。工作原理如图1所示：旋转环被安装在机泵转动轴上，当转动轴转动时旋转环跟随一起转动，致使密封气体沿着动压槽由外沿向内运动，动压槽围堰的节流作用使进入动压槽内的气体被压缩，随着动静环之间气体压力的逐渐升高，在密封面之间形成气膜使动静环分开，由于气膜的压力是一定的，当动静环之间的距离达到一定程度时，气膜被破坏，压力开始降低，动静环之间的距离开始变小，当距离减小至开始条件时气体压力又开始升高，形成新的气膜。如此周而复始的重复建立新气膜、旧气膜被破坏的过程。这个过程时间极短以至于被密封的介质来不及发生泄漏。
3 干气密封静环受力分析
4 应用实例
某装置的液态烃泵（P-304AB）为一国产卧式单级离心泵。现场安装两台，一开一备。其作用是用液化气打进稳定塔上部，提供回流。液化气泵的运行条件为：介质名称：液化气；机泵入口压力：1.0Mpa：额定流量：44 m3/h ；机泵出口压力；1.68Mpa；密封介质：液化气；正常流量：29 m3/h；最小稳定流量8m3/h；入口温度：50℃；电机转速：2950rpm；密封轴径：43mm 。采用单端面波纹管式机械密封（此种密封在P-309发生过密封失效情况），2012年10月高危泵改造时将P-304AB改为串联式干气密封，第一级为平衡型机械密封，密封介质为液化气；第二级为干气密封，密封介质为干净氮气，氮气压力为0.3MPa左右，由于干气密封端面上加工有单向螺旋动压槽，因此密封只能单向运转，正常情况下，机械密封（介质侧即第一级密封）作为主密封起作用，干气密封（第二级）为辅助密封，其主要作用：第一：提高主密封的背压，减少密封面的磨损，延长主密封使用寿命；第二：当主密封失效时，干气密封可以短时间起到备用密封的作用，同时干气密封腔出口压力表达到0.5MPa时，DCS显示压力高报，说明内侧主密封泄露过大，需检修更换；防止意外事故发生，增加了安全系数。
5 结语
从P-304AB改造为串联式干气密封的运行情况可以看出，此类串联式干气密封完全可以满足具有易气化、易挥发、危险性大的液态烃泵的运行要求，从而保证装置长周期安全运行，实现被密封介质的零逸出与零泄漏。
泵用干气密封在日常操作中应注意：
（1）启动安装串联式干气密封的离心泵时，启动前必须先充入氮气，与密封腔内被密封的液体介质压力相比充入氮气压力要高出0.2-0.3Mpa ，根据机泵本身的结构、轴向力平衡方式等条件计算密封腔内被密封的液体介质压力；
（2）当介质侧主密封损坏，液化气大量泄露时，应立即停泵并打开限流孔板旁路阀，将介质快速泄放至火炬系统；
（3）机泵停止运转氮气不能停止，确保正常供气。机泵检修时先放完泵内介质，然后关闭氮气。
（4）若泵出现汽阻等现象造成流量压力发生大的波动，应立即处理，严禁干气密封腔压力高于介质压力，反压导致主密封加速损坏，带来大的风险。
参考文献
[1] 顾永泉，零逸出密封技术[J].流体机械，1997，25（6）：31-33
[关键词]机械+浮环的组合式密封；改造；应用
中图分类号：TE248 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）41-0265-02
前言
氨压机（A-GC602）是中国石化九江分公司化肥合成氨装置的关键设备，是透平驱动的多级离心压缩机，其操作参数如下：
1、低压缸（型号7H-7S）：
入口压力：0.098MPa（A）出口压力：0.244MPa（A）
入口温度：-33.3℃出口温度：36.7℃
介质：氨分子量：17
工作转速：8556r/min最大连续转速：8984r/min
2、高压缸（型号7H-5）：
入口压力：0.244MPa（A）出口压力：1.726MPa（A）
入口温度：10.4℃出口温度：128.8℃
介质：氨分子量：17
工作转速：8556r/min最大连续转速：8984r/mi
原来机组采用的浮环密封，其内泄漏较大，停车时密封作用很差。不仅对机组运行有很大影响，也不符合现代企业对环保及节能降耗的要求，因此这就需要我们在密封上加以改进。
一、工作原理
1、机械密封
所谓机械密封是指一种靠介质压力对静环的压紧和动环端面密封副对弹性元件的预紧来达到密封效果的装置，具有性能稳定、密封效果好，内泄漏低而且对轴无磨损的特点。在国内已经有近四十年的历史，在机泵的轴封中已得到了广泛的应用。
1）泄漏量少
在主密封的表面粗糙度、平直度、材料耐磨性达到要求的基础上，机械密封的泄漏量就很少。
2）运转中不用调整
由于机械密封靠弹簧力和介质压力使摩擦副贴合，在运转中自动保持接触，装配后就不用调整压紧。
3）使用寿命长
在机械密封中，主要磨损部分是密封摩擦副端面。因为密封端面的磨损量在正常工况下，一般设计使用寿命为3年。
4）使用P比V值高
机械密封可以采用非平衡型密封、平衡型密封、流体静压型密封、流体动压型密封及多级组合式密封，使P比V值达到很高，现已可达到1000MPa・（m/s），随着现代科学技术的发展和材料技术的提高，而且P比V值还在不断提高。
2、浮环密封
浮环密封的工作原理是，密封油从内外环之间注入，注入的密封油压力比气体介质高0.04～0.06MPa.当轴旋转时，由于浮环只能浮动不能转动，根据滑动轴承工作原理，在偏心圆柱间将形成油膜，产生流体压力将浮环托起，密封油通过浮环与轴之间很小的间隙，沿轴向左右流动，分别限制内泄漏和外泄漏。内浮环压差小，通常间隙也较外浮环小些，故内泄漏远比外泄漏小。流向气体介质侧的回油形成油气混和物，先进入油气分离器分离，再经脱气槽脱出腐蚀性气体，剩下的密封油流回油箱。流向大气侧的密封油没有同工艺介质接触，因此可以通过回油管直接返回油箱，浮环密封产生的热量也主要靠这部分回油带走。
浮环密封属于液体节流式非接触密封。虽可用于高速高压条件，但其内泄漏通常较大，停车时密封作用更差。
二、机械+浮环密封的主要结构说明
改造后的机械+浮环的组合式密封结构见图2。即将原工艺介质气体侧的浮环密封改造为机械密封；在大气侧仍然采用浮环密封。
1、在工艺介质气体侧采用机械接触密封
机械密封的特点是泄漏量小，寿命长。在工艺介质侧压差较低，适合采用非平衡型机械密封。为了保证压缩机密封有良好的密封性能和较长的使用寿命，组合密封在靠近介质侧采用机械密封，通过对密封油的压力比介质气体压力高0.25～0.35MPa，控制并确保了密封工作的可靠性，减少了密封油对气体介质的污染。
2、在大气侧采用浮环密封
如密封油压力较低，大气侧密封也可采用机械密封，双端面机械密封可保证较少的外漏量，减少了密封油泵负荷，降低了功耗，提高了系统的效率。但机械密封封油系统循环需要形成一个回路，端盖上只有一个封油孔，没有回油孔，机械密封工作时产生的热量不能及时带走，会造成密封端面温度过高，影响机械密封正常工作。若在端盖上钻孔，则改变了机组本身的结构，这对于改造则是不允许的，一旦改造不成功，则可能难以恢复原来的状况。而浮环密封只需要一个封油孔，浮环间隙会产生泄漏，较大的泄漏量带走了密封高速运转所产生的热量，确保密封稳定可靠工作。虽然浮环密封的泄漏量较大，但它作为外泄漏未被污染，泄漏出的油可通过系统收集回流至油箱循环使用。机械密封所能承受的压差有限，而浮环密封具有耐压高的特点，所以当密封油压力较高时，在大气侧仍采用浮环密封，这样既节省了改造成本，又能保证正常的安装使用。针对该机组，浮环密封采用了在浮动环内表面带螺旋槽泵送效应的结构型式。
三、设计计算
1、机械密封P比V值计算
端面比压：P比=P弹+ΔP介（K-λ）；磨擦副平均线速度V=πn（D2+D1）/120：
P弹=F弹/A；K=（D22-D02）/（D22-D12）；A=π（D22-D12）/4；D2---磨擦副外径152.5mm；D1--磨擦副内径147.5mm；D0--平衡直径150mm；A--端面面积；F弹--弹簧力；ΔP介--密封承受的压差；λ--反压系数；K--载荷系数；n--轴的转速8556r/min；计算得到P比=0.24Mpa；V=67.2m/s；P比V=6.1Mpa.m/s.
由计算得知：P比在0.15～0.25MPa之间，符合高速密封比压的设计规范，既保证了密封的低泄漏量，又降低了密封表面的摩擦功耗及磨损。
2、机封及浮环的发热量
机封端面发热量Q1=fP比VA
浮环的发热量Q2=102N+0.102ΔP封M
摩擦功率N=1.72x10-5d3n2Lμ/δ
其中：f--摩擦系数0.2～0.3；ΔP封―浮环承受的压差；M--封液的流量；d--浮环处的轴径；L--浮环的节流长度；μ--封液的粘度；δ--浮环的直径间隙；P比V，A同前。
由于机封的搅动热和振动热比较复杂，故在此不计算而是在计算机封端面发热量时把摩擦系数取的大一些，加以修正。
3、浮环处的封液流量计算
此组合密封的浮环带有螺旋槽，而且起的作用是正输作用。故浮环处的封液流量由三部分组成：
泵送流量：M1=（πdK1+sinβcosβhUt）/2
K1=a/（a+b）
沿螺旋槽的泄漏量及超过螺旋槽的泄漏量：M2=πdε3ΔP封cos2β{1+K1（K1-1）K22tan2β}/12μL（K1-1）
K2=1+h/ε
其中：Ut--螺纹周速；β--螺旋角；a--槽宽；h--齿高；b--齿宽；μ，L同前。
因为封液回油是通过浮环的间隙完成的故：M=M1+M2
而封液的流动也将机封和浮环产生的热量带走，保持一种热量平衡。故
Q1+Q2=ρcΔtM
ρ--封液的密度
c--封液的比热
Δt--封液的温升
这样就可以发现：机械密封和浮环的结构一经确定，那么发热量就会恒定，如果我们要求封液的温升为15度，封液的流量就可以确定，进而就可以确定浮环的间隙。
经过计算机模拟计算以及实验室试验，得出结论当浮环直径间隙为0.28～0.32mm效果最佳。
4、摩擦工况及机械密封端泄漏量
判断密封运行时的摩擦工况：G=μbV/W（μ--封液的粘度22cst；V--磨擦副平均线速度67.2m/s；b--磨擦副端面宽度2.5mm；W--磨擦副端面承受的轴向载荷282.7N）得：G=12.6×10-6
当G>1×10-6时，密封工作在全液工况下。
全液工况下，密封端面的泄漏量为：Q=cπDΔP（μbV3/P3比）1/2ml/min
其中（c--流通系数0.003；b--摩擦副端面宽度2.5mm；D--端面平均直径150mm；V--磨擦副平均线速度67.2m/s；ΔP--密封油气压差0.25MPa；P比--密封端面比压0.24Mpa；μ--封液的粘度22cst）
计算可得：Q=0.09ml/min
由于工厂的运行工况与试验台的条件之间存在差异，实际泄漏量与理论值会产生偏差。
5、密封功率消耗
整个组合密封消耗的功率由端面磨擦功率，动环搅拌功率，以及浮环摩擦功率组成。
端面摩擦功率：N1=πμDmbP比V/8556
搅拌功率：N2=4.07x10-5ρπ-5n-5D-5
浮环摩擦功率：N3=1.72x10-5D3nn2Lμ/ρδ
（P比--密封端面比压；μ--封液的粘度；V--磨擦副平均线速度；b--摩擦副端面宽度；δ--浮环的直径间隙；L--浮环的节流长度；n--轴的转速；D--动环外径；Dm--摩擦副平均直径；Dn--浮环内径；ρ--封油密度）带入数据得出：N1=3.4kW；N2=0.42kW；N3=7.35kW。
这组合密封的功耗为：N=N1+N2+N3=11.17kW
四、改造前后运行情况总结
1、改造前运行情况
该机组原采用的浮环密封属于非接触式密封，相对于接触式机械密封其泄漏量偏大。为减小其内漏量，通常其油气压差一般为0.05MPa左右。在此压差下机组内泄漏量为30～40升/天，内漏的过多酸油使油气分离器的负荷较重。特别在环境温度较低时，油气分离器需用蒸汽加温进行油气分离，脱气槽平均2～3天排放一次酸油，造成现场卫生状况十分差。而且，过低的油气压差使密封的可靠性下降，压力的波动容易造成报警甚至停车。
2、改造后运行情况
改造后的密封及密封系统于2005年12月底检修期间顺利安装完成，并于2006年1月一次试车成功，达到了良好的密封效果，且运行非常稳定。将其改造为机械密封后，将油气压差增加至0.25MPa以上。在增加了可靠性的同时，又给密封提供了良好的条件，便于自控系统监控，使密封更趋于安全可靠。从目前运行情况来看，该密封内泄漏量很小，仅不到20ml/h，油气分离器负荷小，脱气槽平均2～3个月才排放一次酸油。
五、结论
机械+浮环的组合式密封在氨压机（A-GC602）上的改造设计在理论上是合理的，在实际使用上是成功的，从根本上解决了因油质污染引发的各类故障，使得机组的运行可靠性得到了很大的提高，达到了预期的应用效果，同时大大降低了维修费用，减轻了检修人员的劳动强度，保证了机组的安全、稳定、长期、满负荷、优质运行。
参考文献
关键词：化工厂； 常用； 机械密封 ；失效分析； 装配质量 ；控制
Abstract: with the development of society, the society for chemical mechanical seal structure design standards and standardization degree of demand is higher and higher, based on this, this paper the author of chemical plant commonly used shallow failure analysis and mechanical seal assembly quality control.
Keywords: chemical plants, Commonly used; Mechanical seal; Failure analysis; Assembly quality; control
中图分类号：O213.1文献标识码：A 文章编号：
随着经济的发展，环境的问题受到社会的广泛的关注，绿色制造的观念被提出。在化工企业中，环境问题变得越来越重要。化工产品的滴漏问题逐渐成为各个企业重点关注的问题。目前化工厂动设备使用的密封方式一般是机械密封，机械密封具有密封性好、性能稳定、泄油量少、摩擦功耗低以及对轴的磨损小等优点。机械密封的良好的密封性能为化工厂的生产装置的安全和长期的运行打下了良好的基础。虽然机械密封在实际的生产中不断的被改进和完善，在社会的生产中也得到广泛的应用。但是由于各种因素的影响，机械密封的使用寿命不一，长的可以达一到两年，而短则只有两三个月甚至是几个周的时间。因而笔者将结合实际，分析机械密封失效的原因，并提出对应的改进措施。
1、机械密封的结构与工作原理
机械密封是一种旋转机械的轴封装置，是由至少一对垂直于旋转轴线的端面、在液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。机械密封主要作用就是把容易泄漏的轴向密封改变成比较难泄漏的端面密封，其结构包括动密封环、静密封环、弹簧加载装置和静密封元件等。
在机械密封过程中，两个密封端面是紧密贴合在一起的，这就使得密封端面之间的分界形成一微小间隙，当有压介质经过这一间隙时，就会形成极薄的液膜并产生阻力，从而阻止介质泄漏，这种原理还能够使端面变得，因而能够达到长期的密封效果。
2、机械密封失效分析
机械密封一旦失效，就会伴随着出现间歇性、持续性或严重泄漏现象，加快磨损等，下面分析机械密封失效的原因并提出相应的解决措施。
2. 1机械密封出现间歇性泄漏
间歇性的泄漏现象主要原因是泵的转子轴向窜动量太大，动环不能够及时的补偿位移或者是由于泵本身操作出现不平稳，造成压力变动。
处理措施：及时重新调整轴向窜动量；稳定泵的操作压力。
2.2机械密封持续性泄漏
对于机械密封持续泄漏问题首先要判断泄漏源。出现端面密封问题，可能是由于端面不平、裂纹、破碎、出现热变形或机械变形，零件安装时受力不均等原因造成的。需要及时的检查安装尺寸是否合理，密封和材质是否能够适于使用工况，密封垫是否压紧，有无安装损伤等。然后在检查密封腔装配面和其它有关元件对轴线的垂直度。如果出现密封圈与动环未贴紧现象，则检查或更换密封圈；如果是弹簧力不够或弹簧力偏心，需要调整或更换弹簧。安装辅助密封元件过程中可能会出现被压伤或擦伤，造成介质从轴套间隙中泄漏，O形圈老化等现象。检查密封槽和倒角是否正常，同时要去除毛刺。
2.3机械密封出现严重泄漏
出现机械密封严重泄漏的主要原因及对应措施如下：
（1）摩擦副元件出现断裂现象，需要及时拆开检查更换动、静环。
（2）动环不能沿轴向浮动，需要检查弹簧力是否不够或是否出现卡住或止推环有无被卡住等。
（3）弹簧失效。则需要及时的更换新弹簧。
（4）防转销出现问题，如断掉或失去作用。需要及时的拆开更换防转销。
（5）泵猛烈抽空。当离心泵突然出现抽空时，泵腔内内部就会瞬时出现负压现象。一旦机械密封的弹簧力不能够支持住这个压差，则就会造成动、静环一起作轴向位移。这时就会使得静环防转槽脱离防转销，同时动环带动下静环会自动的旋转到某一角度。一旦抽空停止后，防转销与槽不能恢复到原来的配合位置，则防转销就会顶住静环，造成静环倾斜进而破坏了机械密封。如果泵出现汽蚀时，抽空次数就会增加。解决这类离心泵的机械密封严重泄漏问题必须考虑到防抽空破坏的措施。即在泵抽空时通过一定措施制止防转销脱出防转槽，即限制动环轴向位移，使之小于防转销伸入防转槽内的长度。并且在操作过程中要尽可能的防止泵抽空。
2.4机械密封在停用后重新开启时泄漏
机械密封在停用后重新开启时泄漏的原因及对应的解决措施：
（1） 摩擦面有脏物，例如结晶物或水垢等。需要及时的拆开清洗密封件。
（2） 弹簧间存在结晶物或固体粒子造成动环或推环卡住等。同样需要及时的拆开清洗消除。
2.5机械密封的摩擦副表面磨损过快
造成机械密封的摩擦副表面磨损过快的原因及应对措施：
（1）弹簧力过大造成端面比压过大。需要及时更换合适的弹簧。
（2）密封介质的清洁力度不够，需要加强对密封介质的过滤。
（3）弹簧压缩量太大。调整弹簧。
2.6 机械密封在工作时发生尖叫
机械密封在工作过程中会发出尖叫的原因是密封端面不佳的原因，需要及时的加强密封冷却，消除摩擦热、改善条件。从理论上讲最适宜的的状态是摩擦副端面间的处于半液体摩擦状态。
3、机械密封的装配控制
机械密封部位在制造精度上和安装精度上都有很严格的要求。安装机械密封部件时，重要的是了解并掌握正确的安装步骤。
3.1安装前必须检查零部件是否符合达到了技术要求：
动环、静环的接触端面的平直度和光洁度是否符合技术要求。检查端面光洁度；与辅助密封圈接触处光洁度。端面不平直度要求：对液体介质密封为0.0006到0.0009mm。b.轴的轴向窜动量的要求通常是小于0.5mm。如带轴套时，不允许轴套转动。c.安装机械密封部位的轴或轴套。装机械密封圈处的表面不能够有锈斑、裂纹等缺陷，同时其光洁度需要能够达到要求。d.弹簧压缩后的工作长度也要能够符合设计要求，其允差为2mm左右。e.机械密封的弹簧旋向（ 主要指使用一只大弹簧且承受扭力的情况）应与泵轴的旋转方向相反，以使之越旋越紧。
3.2动环安装过程中，必须确保它在轴或轴套上能够灵活移动。检查每个密封零件及辅助元件的型号、规格和配合尺寸保证全都符合要求。检查零件有无碰伤、变形、裂纹等缺陷，当所有的都合格后就可以可使用。
3.3检查轴或轴套表面的光滑性。避免上面有沟痕或杂物附着。
3.4 检查轴的窜动量和摆动量能否达到技术要求。
3.5安装和装配过程中要尽可能的保持清洁，避免动、静环的密封面被划伤碰坏，防止用工具敲打密封元件。
3.6压盖应在联轴器找正位置以后再拧紧，压盖螺栓要尽可能的均匀拧紧，避免出现压盖偏斜现象。
3.7机械密封装配完成以后，需要打开密封水阀对机械密封是否泄漏进行检查。用手盘动联轴器看轴转动看是否有松动，如果盘不动或很吃力，还需要进一步检查有关装配尺寸是否合格。
总而言之，化工厂中机械密封的结构设计不仅仅是一门专业技术性，也是一门艺术。通过合理优化和规范密封结构，能够有效的保证密封的有效性，从而增加密封的使用周期，降低生产的成本，实现化工企业的生产的安全性、稳定性，给企业长期的运行提供保障。
参考文献：
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[2].来永斌 陈秀.机械密封失效的原因分析及装配.[J].与密封.2005(2):163
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[4].刘海光 由文立.对转螺旋桨机械密封故障分析及检修.[J].液压气动与密封 .2009(3)
[关键词]密封技术；水泵；维修
中图分类号：TG903 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）20-0061-01
一、机械泄漏原因分析的原则
对于每一套机械密封，无论因何失效，都应进行详细的分析研究，并做好有关的数据记录。当密封件损坏后，不能仅局限于从被损件本身查找失效原因，而应将拆卸下来的机械密封妥善地收集起来，并清洗干净，按照静止和转动两大部分分别放置。一般检查的顺序是：首先，分析受损伤的密封件对密封性能的影响，然后依次对密封环、传动件、弹性元件、辅助密封圈、紧固螺钉等的磨损痕迹进行仔细检查。对于附属件，如压盖、轴套、密封腔体以及密封系统等也应进行全面的检查。此外，还要了解泵的运行环境和工作条件，以及以往密封失效的相关记录。在此基础上进行综合分析，就可快速找出导致密封失效的根本原因。
二、机械密封的结构组成及工作原理
机械密封亦称端面密封，其至少有一对垂直于旋转轴线的端面，该端面在流体压力及补偿机械外弹力（磁力）的作用下，加之辅助橡胶或氟塑料密封的配合，与另一端面保持紧密贴合并相对滑动，从而构成有效防止工作介质泄漏的密封结构。由于两个密封端面的紧密贴合，使密封端面之间的交界（密封界面）形成一微小间隙，当有压介质通过此间隙时，形成极薄的液膜，造成阻力，阻止介质泄漏，又使端面得以，由此获得长期的密封效果。机械密封与软填料密封相比具有：密封可靠、使用寿命长、摩擦功率消耗小、维修周期长、抗振性好等优点。但机械密封存在结构较复杂，零部件加工制造要求高，安装与更换比较麻烦，要求操作员工有一定的技术水平，特别是当机械密封在运行中出现偶发故障时，处理比较困难。当前常见的机械密封主要由静止环、旋转环、弹性元件、紧定螺钉、辅助密封件、压盖等零配件组成。根据泵用机械密封国家标准（GB6556―86）规定，常用的有两种型式，分别是单端面机械密封和双端面机械密封，对于在机械密封中起关键作用的旋转环和静止环，由于它们是机械密封中最主要的零配件，其性能好坏直接关系到密封效果和寿命，因此，对密封环的材料、结构、形状、尺寸以及表面加工质量等都有较高的要求。
三、泄漏原因分析及判断
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。此外，泄漏通道也可同时存在，但一般有主次区别，只要观察细致，熟悉结构，一定能正确判断。
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：（1）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；（4）静环密封圈过松，当动环轴向浮动时，静环脱离静环座；（5）工作介质中有颗粒状物质，运转中进人摩擦副，探伤动、静环密封端面；（6）设计选型有误，密封端面比压偏低或密封材质冷缩性较大等。上述现象在试运转中经常出现，有时可以通过适当调整静环座等予以消除，但多数需要重新拆装，更换密封。
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。（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，导致吸入。（4）对较长时间停运，重新起动时没有手动盘车，摩擦副因粘连而扯坏密封面；（5）介质中腐蚀性、聚合性、结胶性物质增多；（6）环境温度急剧变化；（7）工况频繁变化或调整；（8）突然停电或故障停机等。离心泵在正常运转中突然泄漏，如不能及时发现，往往会酿成较大事故或损失，须予以重视并采取有效措施。
4.周期性渗漏。周期性泄露有一下及格原因：（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。（2）密封面油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面。（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。
5.因其他问题引起的机械密封渗漏。机械密封中还存在设计、选择、安装等不够合理的地方。（1）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，误差±2mm，压缩量过大增加端面比压，摩擦热量过多，造成密封面热变形和加速端面磨损，压缩量过小动静环端面比压不足，则不能密封。（2）安装动环密封圈的轴（或轴套）端面及安装静环密封圈的密封压盖（或壳体）的端面应倒角并修光，以免装配时碰伤动静环密封圈。（3）水泵壳体变形对机械密封影响严重。
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。在使用机械密封时，应分析使用机械密封的各种因素，使机械密封适用于各种泵的技术要求和使用介质要求且有充分的条件，这样才能保证密封长期可靠地运转。因此，检修装配人员在安装使用机械密封时，应分析使用机械密封的各种因素，使机械密封适用于泵的技术要求，具备充分的条件，这样才能保证密封长期可靠地运转。机械密封的泄漏处理，须在长期巡检、维修实践基础上，对泄漏症状进行观察、分析、判断，才能得出正确结论。
参考文献
[1] 原学礼.化工机械维修管钳工艺[M].化学工业出版社，2006，4.1.
关键词：离心泵 机械密封 失效 措施
机械密封是一种应用广泛的旋转轴动密封，具有密封性好、使用寿命长、运转中不用调整、功率损耗小、密封参数高等优点，是旋转设备上最主要的轴封方式。因此机械密封的运行好坏直接影响泵的可靠运行及装置的连续生产。
一、机械密封工作原理及基本结构
机械密封是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。（图1）
1—静环；2—动环；3—弹性元件；4—弹簧座；5—紧定螺钉；6—动环密封圈；7—防转销；8—静环密封圈；9—压盖
机械密封主要由静环、动环、弹性元件及辅助密封机构组成。静环和动环组成一对密封端面（摩擦副），动环靠密封室中液体的压力使其压紧在静环端面上，并在动环与静环端面上产生适当的比压和保持一层极薄的液膜而达到密封的目的。弹性元件产生压力，可使泵在非运转情况下也保持密封端面贴合。保证密封介质不泄漏，并防止异物进入密封面。辅助密封起密封动环与轴的间隙、静环与压盖的间隙及压盖与壳体间隙的作用，同时对泵的振动、冲击起缓冲作用。机封在实际运行中是与泵其它零件一起组合运行的。通过机械密封原理看出，机封的正常运行是有条件的。只有消除如：泵抽空或者气蚀，摩擦副端面不能形成正常的液膜或者液膜的稳定性不好；机械密封处的轴振动过大，密封端面受力不均等原因。才能达到良好的密封效果。
二、机械密封失效原因分析
机封投入正常运转时，机封的泄漏量应该在允许范围内。在其本身结构、质量、安装和使用等方面无问题的条件下，其使用寿命应该在24000小时左右。在实际工作中，机封的使用寿命在没达到该值的情况下就已失效，这是由于工艺条件、设备运行状况、操作条件和安装质量存在一定问题造成的。
1.泵抽空或汽蚀
抽空现象是由于泵在启动前没有灌泵或者灌泵不充分、不满液或介质大量汽化，在性能上表现为出口压力趋近于零，摩擦副因干或半干摩擦而产生磨损失效。拆卸时发现动静环表面有环状沟纹、密封圈老化等现象。
由于介质温度过高，介质在叶轮入口的低压区气化或气泡逸出，当气泡随液体流至高压区时又产生凝聚或气泡破裂，瞬间内周围的液体以极高的速度冲向原气泡所占的空间，造成液体互相撞击，在冲击点处形成极大的压强。这种现象称为汽蚀。其特点是离心泵运转中产生激烈的水力冲击，表现泵出口压力有较大幅度的波动。汽蚀发生后，水力冲击带动密封做迅速的轴向振动，使动静环及辅助密封等零件严重磨损。拆卸检查时发现，弹簧卡住、静环离位、辅助密封圈损坏、密封端面严重磨损及石墨环断裂的现象。
2.泵振动过大
由于制造和安装精度等原因，所有离心泵都存在着振动。振动原因主要为转子不平衡、泵与电机不同心等振动可分解为垂直、水平和轴向，其中以轴向振动对机封的危害最大。当振动加剧时，动静环之间分离。瞬间的分离在液膜压力作用下致使密封面开启，出现大量泄露，如果在这瞬间摩擦副附近介质中含有固体颗粒，进入密封端面间，会导致密封端面损坏。
3.泵轴弯曲
机封是一种旋转轴向的接触式动密封。它是在流体介质和弹性元件的作用下，两个垂直于轴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。如泵轴弯曲，运转时在机械密封安装处产生较大的挠度，使密封面之间的受力不均匀，导致密封发生泄漏。
4.辅助系统方面
机封的辅助冲洗系统可以有效地保护密封面，起到冷却、等作用。如果泵运行后，冲洗系统没有进行投用或者密封冲洗液水量不足，密封端面处于干摩擦状态，导致机封严重损坏。
5.操作方面原因
启动离心泵时，如果没有灌泵或者排气不充分，冲洗系统不正常投用，都将会导致机封失效损坏。
三、采取的措施
1.消除泵抽空和汽蚀的措施
1.1降低介质温度保证介质不大量汽化。
1.2对于凝结水泵，提高泵入口静压，保持不低于凝结水罐液位的1/3。
2.消除泵振动过大的措施
2.1转子部分
转子径向跳动量不超过0.03～0.05mm.
2.2与电机的同心度
电机单独运转时振幅不超过0.03mm；工作温度下泵与电机的同心度。轴向≦0.08mm，径向≦0.10mm.
2.3泵运转时振动值最大不超过0.06mm。
2.4操作维修调节时，严格执行相关规程，消除振动源。
3. 消除泵轴弯曲的措施
3.1转子做动平衡，无法校正的更换新轴。
3.2及时更换磨损轴套，避免加剧轴弯曲。
4. 消除辅助系统方面的措施
4.1对于没有冲洗系统的泵，经过长期停用，在再次启动前，应拆卸检查机封有无卡阻现象，清洗后在使用。
4.2有自冲洗的机械密封，应定期检查冲洗管路，如有堵塞情况，及时清理。
5.消除其他方面的措施
5.1严格执行设备操作规程，按照规程进行操作。
5.2有外冲洗的机械密封，在启泵前一定要打开冷却水，保证流量和压力。
四、结语
机械密封失效，除自身原因外还有工况条件、运行状态和操作安装等其他方面的原因，在实际生产中，通过观察机封的运行及磨损情况，详细分析原因，逐一消除，这样才能保证密封长期可靠地运转。
参考文献
[1]袁周 黄志坚主编.工业泵常见故障及维修技巧.北京：化学工业出版社，2008.
关键词：机械 密封 泄露 结构 压力 性能
中图分类号：TD407 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（c）-0000-00
1 机械密封的工作原理及特点
机械密封是一种轴用动态密封，其安装位置在轴上，靠近泵或搅拌器一侧。弹簧和密封介质的压力在它和旋转的动环和静环之间的接触面形成油膜，然后通过适当的压紧力达到两个端面紧密贴合的目的来阻止介质泄露。以泵为例，机械密封一般安装在轴的端部，与泵构成一个完整的整体，如图1所示。
图1.泵的机械密封
由于机械密封特殊的结构形式， 使其具有耐高温，耐磨，寿命长及适应作业模式广等特性。与普通的垫片和填料密封相比，机械密封的泄露率远低于普通垫片和填料密封。所以，当今世界上许多重要设备都采用机械密封。但是机械密封的安装精度和制作相对要求较高，结构也比较复杂，这就提高了成本，另外对维修工程师来讲要求的技术也要过高，过硬。因此，延长此密封的使用寿命就是一项艰巨的任务。
2 机械密封的结构特点
机械密封主要由由动环和静环组成的密封端面；辅助密封圈；以弹性元件为主要零件的补偿机构五部分组成（弹性元件一般有弹簧和橡胶波纹管两种，参见图2）；使动环随轴旋转的传动机构和机械密封壳体。下图2图示了机械密封的主要构成。
图2.机械密封的结构
1-静环 2-动环 3-弹性元件 4-弹簧座 5-固定螺栓 6-动环密封圈 7-防转销 8-静环密封圈 9-壳体
1.动环和静环，是构成机械密封的主要元件，动环和静环的质量直接影响机械密封的使用性能。
2.动环和静环或者静环和压盖之间的两个密封是机械密封的辅助密封圈。辅助密封圈的材料大多是合成橡胶或柔性石墨或聚四氟乙烯，辅助密封圈采用什么材料取决于输送介质的化学特性。如辅助密封圈的材料选择不当，可能会造成介质泄露或降低机械密封的使用寿命；安装质量也是影响机械密封寿命的重要因素，当密封端面和轴的中心线不垂直时会加速机械密封的失效。
3.补偿机构， 主要由弹性元件构成，如弹簧或波纹管，采用那种材料作为弹性元件取决于设计要求，如工作温度和介质的化学特性等。补偿机构的作用是保持密封端面在动态下贴合，阻止液体泄露。
4.传动机构， 主要由轴套和固定元件构成。轴套可在轴上滑动，当轴套磨损或锈蚀时，会增加轴套的移动阻力，影响轴套滑动的动态性能。当弹簧或波纹管的弹性力不足以克服轴套移动阻力时将产生泄漏。
5. 机械密封壳体，用以保护工作元件。
3 机械密封常见故障及处理
1.杂质进入密封面导致泄露
当杂质进入机械密封动静环之间的密封面时，会加速机械密封面的磨损，严重时会导致机械密封失效，造成液体泄露。保持机械密封良好的工作环境有助于延长机械密封的使用寿命。发现机械密封工作异常时，应及时停止设备运转， 查找原因。 如发现有杂质进入机械密封， 应及时清理，并采取措施避免杂质再次进入。
2.弹性元件工作状态失常导致泄露。
根据机械密封的工作状态，通过调整弹性元件来调整机械密封的端面比压。适宜的端面比压有助于阻止泄露和延长机械密封的使用寿命。机械密封端面比压P？可按下式计算：
P？=P？+（K-λ）P
式中：P？-端面比压；P？ 一橡胶波纹管或弹簧的弹性力；K-载荷系数；λ一反压系数；P一密封流体压力。香蕉波纹管或者弹簧的弹性力Ps将动环密封端面直接推动紧贴到东环表上，以此保证动环和静环之间的密封。密封端面间流动体膜平均压力相对于密封流体压力的比就是反压系数λ。端面比压P？ 与橡胶波纹管或弹簧的弹性力P？、载荷系数K 成正对应关系都可以从上式推出。而载荷系数K值主要指密封流体压力相对动环，作用在静环上趋于贴合的有效作用面积与密封端面面积之比。
3.机械密封安装不当导致泄露
动环密封圈不能过紧，否则有害无益，其一，会使密封圈和轴套间的磨损加剧，缩短机械密封寿命，泄漏提前；其二，动环轴向调整、移动的阻力变大，会无法适应变化频繁的工作状态去进行轴向补偿和调整；其三，过度疲劳易导致弹簧损坏；其四，会造成动环密封圈变形，密封效果受影响。
因为静环密封圈一本是静止状态，所以密封效果相对较紧，但是过紧仍将产生不良后果。其一，导致静环密封变形，密封效果受影响；其二，静环多以石墨为材质，比较脆，受力过度会产生碎裂；其三，过紧导致的安装拆卸困难等问题易损坏静环。所以，一般静环的内径都会较轴颈稍大，以涂上剂后的密封圈双手能用力压入的松紧状态为准。手轻松压入则过松，双手用力都压不进则过紧。
4.工况变化导致泄露
如泵进口压力的波动可能会引起泵的出口压力出现波动，使泵体转子的轴向窜动量增大。由于静环密封面来不及补偿位移，可能会导致发生泄漏。
5.端面温升过高导致机械密封热损失效
当使用温度超过橡胶波纹管许用温度（约120℃）后仍继续使用，橡胶会迅速变硬失弹导致密封失效；静环石墨环超过约180℃（许用温度）后表面会析出树脂，摩擦面附近树脂发生炭化，也会使密封面失效。
机械密封在工作时会产生端面温升Δt，端面温升主要是静环、动环密封端面相互滑动产生的大量摩擦热。
式中：-静环，动环端面间的摩擦因数
-端面平均滑动速度
G-散热系数
根据公式，端面温升主要与端面比压Pc、端面平均滑动速度 v有关系。现场要控制端面温升，必须控制端面比压大小。而控制端面比压大小，主要是控制弹簧的弹性力或橡胶波纹管的弹性力。当然，也取决于载荷系数 值的大小，也就是通过静环密封端面内外径d？ 、d？ 尺寸的变化来调整端面比压的大小。当端面温升时应采取措施保护机械密封。
6.泵抽空。由于操作不当，水泵被抽空导致泵体内没有液体，此时密封处于干摩擦状态，造成石墨环表面磨损出现深且粗的环状沟纹，硬环出现径向裂纹或断裂，辅助密封圈老化、龟裂、变色、粘结，热装式密封环硬质合金松脱。泵启动前，应仔细检查泵的吸入管，避免抽空。
7.机械密封本身质量问题而引发的泄漏
A.密封面的精度不够。更换机械密封时，要认真检查所更换的新机械密封，特别是动静环的密封面的光洁度是否良好。一般来说，动环、静环的密封面的平面度应在0.5 mm以内。
B.静环的弹簧是否完好。应注意静环的弹簧压缩比是否适当，端面宽度是否合理以及摩擦副的配对情况等。
4 日常检修中的安装、维护
4.1 机械密封安装使用的一般原则
（1）弄清设备的情况。要了解设备转轴的转速、轴径；要对设备制造精度及密封腔尺寸，设备本身的使用寿命以及设备在生产工艺中的地位等方面做全面均衡的考虑。
（2）弄清密封介质情况。要了解密封介质的状态，输送介质是气态还是液态，介质是否含颗粒及颗粒状况；了解介质的性质、温度及粘度，以便合理选型及采取必要的冷却、冲洗、措施。
（3）弄清密封介质的压力。泵的密封腔压力一般不是泵的出口压力，而是低于泵的出口压力。
4.2 机械密封安装使用的技术要求
（1）安装机械密封部位的轴或轴套的径向跳动公差应符合表1。轴或轴套的表面粗糙度应符合技术要求。
表1.径向跳动公差mm
轴或轴套外径
径向跳动公差
l0～5O
0.04
大于50～120
0.06
（2）传动轴的轴向窜动量不宜超过0.2mm。
（3）密封腔体端面对轴表面的跳动公差应符合表2。
表2.密封腔体端面对轴表面的跳动公差mm
轴或轴套外径
端面跳动公差
l0～5O
0.04
大于50～120
0.06
（4）当输送介质温度偏高、偏低或含有杂质颗粒、易燃、易爆、有毒时，应采取相应的阻封、冲洗、冷却、过滤等措施。
4.3 机械密封的安装方法及注意事项
机械密封部件无论从制造精度上或安装精度上要求都很严格。如果安装不当，就会影响密封的寿命和密封性能，严重时将会使密封迅速失效。
（1）安装前的准备工作及安装注意事项
A.检查要进行安装的机械密封的型号、规格是否正确无误，零件是否缺少。B.检查机械密封各元件是否有损坏，特别是动环和静环的密封端面是否碰伤。C.轴或轴套表面及密封腔内壁、密封端盖内表面是否有毛刺、沟痕等。D.不要用不干净的布或棉纱布擦洗动环和静环表面，应使用干净柔软的纱布、脱脂棉之类的东西擦洗。
E.装配过程中应保持清洁，保证动环、静环的密封端面不被划伤、碰破。
（2） 装配顺序
A.机械密封静止部件的组装B.机械密封旋转部件组装。将机械密封的旋转部件依照先后次序逐个组装到轴上。C.端盖装在密封体上，并用螺钉均匀拧紧。E.盘动试车是否轻松，若盘不动或吃力，则应检查装配尺寸是否正确。
5 结束语
虽然，机械密封技术含量高，结构复杂，但只要做到正确的使用和维护就能够大大提高设备的性能，保证设备的正常运行。
参考文献
关键词:离心泵机械、密封泄漏、安装维护
中图分类号：TH311 文献标识码：A
在离心泵中，机械密封得到广泛的使用，其整机运行直接受到机械密封的密封效果的影响，特别是在电力生产的过程中，由于连续生产，导致机械密封出现泄漏，在一定程度上严重影响生产的运行。本文通过详细分析离心泵机械密封出现泄漏的原因，归纳总结离心泵机械密封泄漏的安装维护方法，对提高离心泵机械密封的安装维护水平有一定参考作用。
一、机械密封出现泄漏的原因
机械密封的工作原理及主要泄漏点机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件四部分组成，其中，密封是靠动环与静环的接触面在运动中始终保持贴合实现的。运行的过程中，动环和静环通过在端面产生比压进而形成一层极薄的液体膜，从而起到密封的效果。机械密封的泄漏点包括：①轴套与轴间的密封。②动环与轴套间的密封。③动、静环间密封；动静环与静环座间的密封。④密封端盖与泵体间的密封。在上述漏点中，轴套外伸的轴间、密封端盖与泵体间的泄漏比较容易发现，漏点解决相对也比较容易。对于其余泄漏点，在直观上辨别和判断比较困难，需要通过长期、丰富的实践经验，才能得出正确结论。
二、分析机械密封泄漏的原因及判定
1、静试时出现泄漏机械密封安装调试好之后，需要通过静试进行检验，并观察其泄漏量。在静试的过程中，当泄漏量较小时，需要对动环或静环密封圈进行检查;当泄漏量较大时，需要对动、静环摩擦副进行检查。通过初步观察泄漏量，初步判断泄漏部位，然后借助手动盘车做进一步的观察，在静试时如果泄漏量没有明显的变化，可以判断时静、动环密封圈出现问题;在盘车的过程中，如果泄漏量变化比较明显，可以断定动、静环摩擦副出现问题。
2、试运转时发生泄漏离心泵在高速旋转时会形成强大的离心力，通过采用静试试验方法对机械密封进行检查，介质的泄漏现象在一定程度上得到有效的遏制。所以，机械密封泄漏产生原因排除轴间及端盖密封失效之后，其大多数情况下都是由于动、静环摩擦副遭到破坏多导致的。造成摩擦副密封失效的原因，通常情况下有:①在安装机械密封的过程中，因压缩量过大，磨损和擦伤摩擦副端面。②因动环密封圈过紧导致无法调整自身的轴向浮动量。③当静环密封圈出现过松的情况时，因动环轴向浮动导致静环与静环座彼此脱离。④颗粒状的物质存在于输出介质中，在离心泵高速运转的作用下导致颗粒状的物质进入摩擦副，进而擦伤动、静环密封端面。⑤操作中，动、静环之间的接触面轴向力变大出现彼此分离。综上所述，通过对摩擦副密封失效的原因进行分析，在试运转过程针对上述现象，通过采取调整静环座等措施；密封失效是可以排除解决的。假如通过上述方法不能解决，只有通过重新拆装，进而更换新的密封。
3、正常运转中发生泄漏离心泵在正常运转过程中突然出现泄漏，通常情况下是因为正常磨损、密封使用时间过程达到使用期限、工况发生较大的变化，以及维修、操作不到位造成离心机发生泄漏。①通常情况下，因离心泵输出量偏小，导致在泵内出现大量介质的循环，进而出现热积聚，最终使得密封失效。②离心泵停运较长时间后，在重起时没有手动盘车，因摩擦副粘连进而导致密封面被扯坏。③抽空、气蚀或憋压的时间较长进一步破坏密封。④工况出现频繁变化或者经常性的调整。⑤环境温度发生剧烈变化。⑥因突然停电或故障导致离心机出现被迫停机等。
三、机械密封的安装与维护
1、安装原则：①熟悉设备情况。安装机械密封之前，对转轴的转速、轴径等都要进行熟悉;考虑机械密封的制造工艺、密封腔的相关尺寸、设备的服务时间、生产设备的职工水平等。②对介质的压力进行估算。离心泵的密封腔压力通常情况下要低于泵的出口压力。③熟悉密封介质。安装机械密封之前要熟悉密封介质的状态，所含颗粒情况；熟悉介质的相关物理特性，以便为后期的冷却、冲洗、等做准备。
2、安装机械密封的技术要求为了确保机械密封正常工作，保持密封性良好，安装机械密封要符合技术要求:①轴或轴套的径向跳动公差如表1所示。②密封腔体端面对轴表面的跳动公差如表2所示:③控制传动轴的轴向窜动量为0.2mm。④通过采取阻封、冲洗、冷却、过滤等措施，对输送介质的温度进行控制。⑤安装弹簧传动的机械密封时，保持轴旋转方向应使弹簧越来越紧。
3、安装机械密封的方法为了保持机械密封的正常使用功能，严格遵守相关的要求进行安装，防止机械密封失效。
3.1安装准备工作①进行机械密封安装前，首先要核实机械密封的型号和规格。②检查机械密封的完整性和整洁性，确保动环和静环的密封端面不能出现损伤。③对容易出现毛刺和沟痕的部件和部位如轴、轴套、密封腔内壁、密封端盖内的表面等进行检查，发现毛刺、沟痕要进行处理，保持表面的整洁。④使用干净柔软的纱布、脱脂棉之类的东西对动环和静环表面进行擦洗，保持其干净。⑤在安装机械密封的过程中零部件要保持干净、整洁，动环、静环的密封端面不能出现划痕，以及碰破等。另外，为了装入方便，安装机械密封时，在轴或轴套表面、压盖与密封圈配合表面涂抹机油，在一定程度上避免启动时出现干摩擦现象。
3.2安装顺序①对机械密封的静止部件进行安装:首先，将防转销装入密封端盖相应的孔内位置；其次，根据顺序在静环上装入静环密封圈，然后在密封端盖内装入静环，在组装过程中避免防转销进入静环凹槽内。最后，在安装过程中，避免静环与轴之间发生碰撞。对于螺栓要分几次均匀拧紧。②对机械密封旋转部件进行组装。在轴上按照先后顺序将机械密封的旋转部件进行逐个组装。对于轴套，把机械密封的旋转部件按照顺序在外面组装到轴套上，然后将机械密封旋转部件的轴套安装在轴上。③在密封体上安装端盖，并用螺钉固定。④盘动试车是否产生轻松。
3.4、机械密封的维护
3.4.1离心泵启动前检查①在启动离心泵之前，首先检查其机械密封以及附属装置是否齐全，是否存在不符合技术规定的部位。②通过静压试验对机械密封进行检查，查看离心泵是否存在泄漏的部位。对于出现泄漏的离心泵需要及时做出检查，查找泄漏的原因。③借助盘车检查机械密封的均匀性。在盘车时，如果出现盘车吃力或发生不动现象，需要核实装配尺寸，检查是否存在错误，安装是否到位。④启动离心泵之前要将密封腔内充满液体，排出腔内的空气。
3.4.2运行维护:①离心泵启动后出现轻微的泄漏，需要对泄露做进一步观察。果泄露持续4h，并且泄漏量不见较少，这种情况下需要做停泵检查。②为了避免密封面干摩擦而损坏密封，在运转过程中，应防止出现抽空现象。③对密封情况进行经常性检查，当泄漏逐渐严重时，需要进行停泵检查。④为了避免因操作不当划伤密封面、损坏密封圈等问题，因此，在更换机械密封时，要注意动环、静环的密封面，以及动环、静环的密封圈。
总之，机械密封作为一种精密部件，对其装配工艺要求比较高。为了确保机械密封长期稳定运行，在机械密封使用过程中，根据实际情况对机械密封泄漏的因素进行分析，按照规范要求对机械密封进行安装和维护，确保机械密封符合离心泵的技术规范和使用要求。
参考文献:
[1]成大先.机械设计手册--与密封[M].北京:化学工业业出版社.2011.
[关键词]干气密封；结构原理；失效原因
中图分类号：TE973 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）22-0304-01
前言
干气密封是由机械密封改造而来的一种新型轴端密封，与传统机械密封相比，干气密封有对机械的磨损小、机械寿命长、消耗能量低、操作简单、不易损坏、被密封气体不易受污染等优势，因此，干气密封被越来越广泛地应用于压缩机领域，但干气密封失效是个非常致命又易出现的问题，它会导致大量气体外泄，极易造成火灾、爆炸和中毒等问题，因此，对干气密封失效原因的分析是个值得探究的问题。
1.干气密封方式
1.1 干气密封基本工作原理
目前绝大多数压缩机都是由干气密封簧、弹簧座和轴衬套等组成，同时配以碳化钨制的封严件的旋转元件，为配合压缩机组成结构，一般干气密封由动环 、静环 、弹簧 、密封圈以及弹簧座等组成，其表面从外圆周到密封面内侧一定距离的内圆周通常刻有流体动压槽图案，主要形式有如螺旋槽、圆弧槽和 T形槽等，一般深2.5～10 μm。其工作原理：工艺气体进入压缩机内侧时大部分都损耗掉了，而进入干气密封凹槽内的小部分气体经过螺旋槽时收到靠近凹槽根部的密封堰节流作用，从而被大幅度的压缩，而被压缩的气体会在干气密封的内侧和外侧凹槽的双重压力之下被压缩成一层极薄的气膜，其厚度1μm到3μm不等，由牛顿第一定律可得，要使气膜厚度稳定在一固定值，气体产生的静压与弹簧的合力和气膜的反力矢量和必须为零为零，即两力大小相等方向相反，稳定的气膜会使一部分气体通过封严件，使封严件的温度稳定在室温，配合环、轴衬套、主环、静止元件、挡盘和销钉可以看作一大部分，这一部分是为了保证在轴没有旋转的情况下压缩机内的气体也不会泄露。
1.2 干气密封的几种形式
干气密封有多种形式，但原理都是同样的，控制系统也只有两种，即差压控制系统和流量控制系统。差压控制系统通过差压控制阀控制密封气体的气压，进而对气流进行控制，使内侧迷宫中吸收大部分气体；流量控制系统通过密封上部的孔板控制密封气的供给流量，一般借助差压控制阀监测两端压力。目前应用最为广泛的干气密封形式是串联式干气密封，这种干气密封方式分为两级操作，第一级以液B烃作为介质，采用机械密封，第二级才是干气密封，一般用纯净的氮气作为密封介质，这种机械密封与干气密封串联应用的干气密封方式根据有无内部迷宫分为不带中间迷宫密封的串联密封结构和带中间迷宫密封的串联密封结构，需要特别注意的是，由于干气密封端面上的螺旋型动压槽只允许单向旋转，所以不论是哪一种串联密封结构，其旋转方向都必须与螺旋槽的旋向一致。不带中间迷宫密封的串联密封结构直接在两个单端面密封前后串联放置形成两级密封，这两级密封不仅承受了密封气与火炬气之间的全部压差，还充当了安全备用密封的角色，操作较简单，成本也较低，但与带中间迷宫密封的串联密封结构相比，其应用范围较为狭窄，因为带中间迷宫密封的串联密封结构在串联结构的两级密封间增添了迷宫密封，保证了迷宫密封出口处连续不断的气流，使之可以应用于多种气体充当密封介质的压缩机。其他干气密封形式还有单端面密封结构和双端面密封结构等。
1.3 干气密封的选用原则
干气密封有多种形式，在实际工作操作中对干气密封形式的选择要考虑密封介质的组分、压力、温度以及压缩机转速等多种因素。其具体原则为：当被输送的工艺气体有有害、有毒、易燃、易爆、不能泄露这些特点之一时，对干气密封方式的密封等级要求较高；考虑工艺气体的温度范围和压力范围；考虑干气密封的工作环境，如果其工作环境周围有易燃易爆介质或易燃易爆物品时对干气密封方式的密封性能要求也很高；压缩机工作时的实际转速对干气密封形式的选取也有很大影响，只有根据压缩机的转速选取最适合的干气密封才能最大限度延长干气密封设备的寿命。例如双端面密封一般会泄露出一定质量的气体，所以只能用于压力较低的压缩机，尤其是各种冷冻压缩机，并且这种密封必须使用氮气，而带中间迷宫的串联密封结构能适用所有场合，但其造价较高，一般可以有其他干气密封替代时不考虑这种结构。
2.干气密封失效原因
2.1 设备的设计和设置不合理
经多次实践证明，干气密封实现设备的设计和参数设置对干气密封效果有很大的影响，设计的不合理很容易导致干气密封失效，这里说的设计不合理是指设备启动和结束时密封气体的连续性不足以及设备的实时监控系统不到位两方面。密封气体的连续性不足主要是因为系统缺乏一项提供辅助能量以使设备顺利启动的气源，而实时监控不到位是指系统缺少一个能实时监测气压和流量的部件，这就会导致压缩机开启时易发生干气密封失效，并且当密封失效时工作人员不能及时发现的情况。为解决这一问题，可以引入辅助气源、设置流量和气压检测表。设置不合理是指设备的参数设置和力的控制不合理，比如阻挡密封通错位置、密封气体的供给压力不符合实际工作要求、压缩机转速过快或过慢等，这些因素都会导致干气密封失效，只有严格按照使用要求和工作流程使用设备，才能减少这些问题发生。
2.2 密封气源质量不合格
干气密封失效的最常见表现是动静环的磨损，而动静环的磨损是密封气源的质量不合格造成的，而影响密封气源质量的原因无外乎前期处理不合格和后期使用不规范。前期处理主要在两个方面，即介质气体的通入和密封气体，当介质气体内部大幅度流动时，不可避免的会和密封环面接触，这就会导致介质气体污染；当密封气体不够洁净干燥时也会导致干气密封失效，一般来说，密封气体中含有大于3μm的颗粒时判为不够干燥。后期使用中出现的问题也包括两方面：轴承油造成的污染和主排放口和二级排放口造成的污染，前者易发生在隔离密封失效时，此时轴承油会先后流入干气密封的二级密封和主密封，造成干气密封失效；顾名思义，主排放口和二级排放口造成的污染发生在排放口，这就会导致气体回流至干气密封，导致干气密封失效。
2.3 控制系统出故障
干气密封的控制系统包括密封气的过滤 、密封气体流量控制、 隔离气体压力控制、转速 、密封性能监控、扭矩的测量控制等，无论其中哪一部分出现问题，都会导致干气密封失效。比如一旦密封性能的监控一旦出现事故，不论是超过其上限还是低于其下限，都会使控制系统突然关闭或是突然打开，进而使工艺气与环面直接接触，导致气源污染。另外，当二级静环不发生浮动时，它很有可能已失去浮动性，这是要及时维修或更换二级静环，否则很快就会出现干气密封失效的路况。
3.结语
作为化工企业的重要设备之一，离心压缩机的安全性必须要有确切的保证，而干气密封是保证压缩机中化学反应气体介质不会泄露的最重要保证，虽然工作原理相同，但干气密封有很多种方式，在实际工作中，要根据实验需要选用最合适的干气密封方式，本文分析了干气密封失效的原因，要实现压缩机安全、可靠的运转，就要根据这些失效原因研究出相应对策，以免再出现干气密封失效事件。
主题词：抛丸机；结构；钢丸
中图分类号：TD611+.2 文献标识码：A
1 概述
1.1 设备功能
表面喷丸强化技术被广泛应用于航空发动机制造领域，喷丸强化工艺有气动和机械等丸粒加速的方式。本文介绍的抛丸机采用机械方式将一定直径的钢丸加速，使钢丸高速打击被强化零件，在零件表面产生塑性变形，达到提高零件疲劳强度的目的。
1.2 设备的技术性能
工作介质：钢丸(φ0.3mm)
打击速度：50m/s
弹丸流量:180kg/min
同时可加工零件数量:8
2 设备的结构及其工作原理
2.1 设备的工作原理
抛丸机通过旋转叶轮将钢丸加速到规定的速度,打击待强化的零件表面，达到规定的强化值。工作过程为：利用压缩空气，通过吸料喷嘴将料斗中的钢丸吸出，经气动传送装置将钢丸输入钢丸分选器，空气和灰尘由通风装置排出，钢丸则进入高速旋转的转子被加速，达到预定打击速度的钢丸从喷向工件完成对零件表面的强化。工件被安装在夹具上缓慢旋转，使工件的各表面均被强化。钢丸打击零件后经仓壁阻挡返回到料斗中，再被吸出重复前述过程，达到工艺规定的强化时间后即完成一批工件的强化工作。
2.2 设备的总体结构
抛丸机由壳体、转子、钢丸输送、钢丸分选、动力、控制等部分组成。壳体安装在底座上，壳体内装有转子。壳体上部装有钢丸分选器、传动部分、钢丸输送装置。控制柜固定在工作台踏板上（见图1）。
2.3 钢丸分选器
钢丸分选器（见图2）用于钢丸的分选。分选器由外筒、内筒及螺旋通道组成。压缩空气和钢丸混合流沿气动传送装置的输送通道进入钢丸分选器，合格钢丸因离心力的作用流向外筒并落到其底部。空气沿内筒进入通风系统，不合格的钢丸被分离出来。分选器底部设有滤网和锥形体，合格的钢丸通过锥形体输送到分选器出丸口。分选器外筒壁上设有观察窗，用于观察分选器中钢丸的状况，清除废丸。
气动传送装置用于把钢弹丸从壳体中输送到螺旋分选器中。其下部为喷嘴(见图3)，上部为输送管路。喷嘴通入压缩空气，产生的负压将钢丸吸入，压缩空气的流速应足以使钢丸被输送到一定高度，以完成钢丸的输送。
2.5 转子
转子由电机带动旋转。转子的壳体上装有叶片，钢丸从转子中心进入叶片并被旋转的叶片加速，在离心力及圆周运动的共同的作用下，钢丸从叶片外部的抛射口被抛出(见图4)。抛射速度V由抛射口旋转线速度V1与离心力作用下钢丸的径向速度V2合成（计算略）。抛射速度根据强化工艺需要调整。
2.6 空心轴
空心轴(见图5)用于带动被加工零件旋转。空心轴由齿轮传递旋转动力，通过齿轮啮合，工作时八个空心轴同时等速旋转。空心轴上部设有端盖，防止钢丸外泄，端盖下部装有夹具，用于装夹零件。空心轴下部设有机械密封及填料密封装置，防止钢丸进入轴承。
结论
经过试用，抛丸机各系统工作稳定可靠，设备技术指标满足工艺需要。用抛丸机强化加工后的零件，疲劳强度大幅提高，达到预期设计效果。
参考文献
[摘要]离心泵是油田放水站常用的注水设备；在油田开发中随着长期运转，泵效率逐渐降低，表现为流量减少，能耗增加、噪音加大、故障频发等现象。本文通过介绍油田放水站离心泵的常见问题和维修方法， 对其故障类型及其产生原因进行了研究，并给出离心泵的日常维护及保养规程，力争达到延长设备使用寿命，提高泵效率，减少维修费用，为现场维修工作提供借鉴的作用。
[关键词] 放水站 离心泵 维护 保养
中图分类号：TH311 文献标识码：A 文章编号：
离心泵泵主要的工作原理是：驱动机通过泵轴带动叶轮旋转产生离心力，在离心力作用下，液体沿叶片流道被甩向叶轮出口，液体经蜗壳收集送入排出口。液体从叶轮获得能量，使压力能和动能均增加，并依靠此能量将液体输送到工作地点。
1 泵体 2 叶轮 3 轴 4 轴套 5 密封环 6 泵盖 7 填料密封 8 悬架部件 9 悬架支架 10 叶轮螺母11 机封轴套 12 机械密封 13 密封垫 14 机封压盖
1离心泵的常见问题及维修方法
离心泵一般容易发生下列故障：
1）泵不能启动或启动负荷大。原因及处理方法如下： （1）原动机或电源不正常。处理方法是检查电源和原动机情况。 （2）泵卡住。处理方法是用手盘动联轴器检查，必要时解体检查，消除动静部分故障。 （3）填料压得太紧。处理方法是放松填料。 （4）排出阀未关。处理方法是关闭排出阀，重新启动。 （5）平衡管不通畅。处理方法是疏通平衡管。
2）泵不排液。因及处理方法如下： （1）灌泵不足（或泵内气体未排完）。处理方法是重新灌泵。 （2）泵转向不对。处理方法是检查旋转方向。 （3）泵转速太低。处理方法是检查转速，提高转速。 （4）滤网堵塞，底阀不灵。处理方法是检查滤网，消除杂物。 （5）吸上高度太高，或吸液槽出现真空。处理方法是减低吸上高度；检查吸液槽压力。
3）泵排液后中断。原因及处理方法如下： （1）吸入管路漏气。处理方法是检查吸入侧管道连接处及填料函密封情况。 （2）灌泵时吸入侧气体未排完。处理方法是要求重新灌泵。 （3）吸入侧突然被异物堵住。处理方法是停泵处理异物。 （4）吸入大量气体。处理方法是检查吸入口有否旋涡，淹没深度是否太浅。
4）运行中功耗大。原因及处理方法如下： （1）叶轮与耐磨环、叶轮与壳有磨檫。处理方法是检查并修理。 （2）液体密度增加。处理方法是检查液体密度。 （3）填料压得太紧或干磨擦。处理方法是放松填料，检查水封管。 （4）轴承损坏。处理方法是检查修理或更换轴承。 （5）转速过高。处理方法是检查驱动机和电源。 （6）泵轴弯曲。处理方法是矫正泵轴。 （7）轴向力平衡装置失败。处理方法是检查平衡孔，回水管是否堵塞。 （8）联轴器对中不良或轴向间隙太小。处理方法是检查对中情况和调整轴向间隙。
5）轴承发热。原因及处理方法如下： （1）轴承瓦块刮研不合要求。处理方法是重新修理轴承瓦块或更换。 （2）轴承间隙过小。处理方法是重新调整轴承间隙或刮研。 （3）油量不足，油质不良。处理方法是增加油量或更换油。 （4）轴承装配不良。处理方法是按要求检查轴承装配情况，消除不合要求因素。 （5）冷却水断路。处理方法是检查、修理。 （6）轴承磨损或松动。处理方法是修理轴承或报废。若松协，复紧有关螺栓。 （7）泵轴弯曲。处理方法是矫正泵轴。 （8）甩油环变形，甩油环不能转动，带不上油。处理方法是更新甩油环。 （9）联轴器对中不良或轴向间隙太小。处理方法是检查对中情况和调整轴向间隙。
6）轴封发热。原因及处理方法如下： （1）填料压得太紧或磨擦。处理方法是放松填料，检查水封管。 （2）水封圈与水封管错位。处理方法是重新检查对准。 （3）冲洗、冷却有良。处理方法是检查冲洗冷却循环管。 （4）机械密封有故障。处理方法是检查机械密封。
7）转子窜动大。原因及处理方法如下： （1）操作不当，运行工况远离泵的设计工况。处理方法：严格操作，使泵始终在设计工况附近运行。 （2）平衡不通畅。处理方法是疏通平衡管。 （3）平衡盘及平衡盘座材质不合要求。处理方法是更换材质符合要求的平衡盘及平衡盘座。
2离心泵的日常维护保养
2.1日常维护
1）定期应检查泵的出口压力、电流、轴承温升及振动情况，按时填写运转记录和设备巡查记录。2）定期应检查冷却水的温度及水量，并做好记录。3）定期应检查油杯内是否充满油，并按设备要求做好油的添加或更换工作。4）停用泵八小时内必须盘车3～5圈，并做好记录。5） 检查设备、工艺管线的静、动密封点有无泄漏现象。6）定期应检查主机运转是否平稳，有无异常声响，各部连接螺栓与地脚螺栓有无松动现象，作好设备日常检查维修记录。7）及时处理发现的各种设备缺陷并做好记录，处理不了的及时报告。8）每班做好设备的清洁工作。
2.2离心泵保养
例行保养主要内容：正常运行的离心泵每 8h 保养一次；每 2h 巡回检查一次泵和电动机运行情况；检查设备用油是否符合要求，有问题及时加注或更换。确保各部位工作正常；检查和调整填料函。盘根泄漏量检查。检查并确保各固定、连接螺栓无松动；检查机组振动运转无异常响声；检查各仪表动作灵敏、准确；处理一般设备渗漏并做好机组清洁卫生工作。
―级保养主要内容：正常运行的离心泵每运转 1000h±8h 保养一次；检查、调整前后盘根及盘根压盖。必要时更换盘根；检查轴承或清洗轴瓦。更换油或机油；检查联轴器减震胶圈是否完好，连接螺栓松紧一致，受力均匀，无松动滑扣；清洗检查机油滤清器并保证清洁畅通，滤网无损坏；检查保养冷却系统，冷却水畅通。各阀门无锈蚀、渗漏；检查校对各种仪表。
二级保养主要内容：正常运行的离心泵每运转 3000h±24h 保养一次；检查端盖螺栓、泵壳拉紧螺栓、底座螺栓及轴承支架螺栓，确保无松动滑扣；测量轴瓦间隙，调整轴承托架；检查联轴器中心允差，径向允差及轴向允差 0.06mm， 间隙 4 mm～6mm，胶圈是否可靠；检查轴串动量，用轴向位移指示器检查转子位移量。总的位移量不大于4mm～6mm，工作位移量是总的位移量的50%减0.5mm，否则调整并消除。检查平衡盘磨损间隙。测量电动机绝缘；测量机组震动情况，转速 1500r/min 以下的泵运行时，振幅不大于 0.09mm，转速 1500r/min；以上的泵运行时，振幅不大于 0.06mm；检查设备的电器接线、接地线等电气系统，确保符合工作及安全要求。
3.几点认识
1）操作人员了解离心泵的工作原理，对判断和维修故障有很大帮助。
【关键词】强制式搅拌机;轴端密封
近年来，单双卧轴强制式混凝土搅机发展很快，已充分体现出它的生产效率高，搅拌质量好的优势，它将逐渐取代双锥形搅拌机，因此该种形式的搅拌机很有发展前途，但砂浆容易顺着搅拌轴侵入轴端密封使密封面产生剧烈磨损，使搅拌轴滚动轴承等零件加速损坏，故本人经过设计JS1000和JS1500双卧轴型后，对轴端密封进行了研究，认为卧轴式混凝土搅拌机能否有好的前景，一个很重要的因素就是要解决好轴端密封问题，彻底解决漏浆问题，而改进和完善轴端密封，一直是工程技术人员最为关心的问题。下面就本人多年来实践经验探讨一下几种轴端密封形式的设计。
1 浮动密封特点
浮动密封属于端面机械密封的一种特殊形式，其结构简单，端面密封压力能自行补偿，砂浆不易浸入，脂油不外泄，密封效果好，适合在低速重载作业条件恶劣处使用。
2 浮动密封的构造
浮动密封是由两个金属浮封环和两个C型密封橡胶圈组成，金属浮封环用合金铸铁或粉末冶金等材料制成，其外形为圆锥体。
3 浮动密封的工作原理
在转动的浮动环与转动之间及固定的浮封环与固定毂之间的锥形体处各放置一个大截面O型密封橡胶圈，当转动毂和固定毂相互压紧后，两个密封圈就产生弹性变形，而被压扁成椭圆形断面，这样，既密封了圆锥体外的空间，又因密封圈所产生的弹性使两个浮封环产生相对的轴向力，使两个磨擦接触端面互相贴得很紧，从而保证了足够的密封作用，而当两个接触的端面磨损后，密封橡胶圈的弹性可起一定的补偿作用，仍然能保证两者端面的互相贴紧，继续保持良好的密封效果。
4 轴端密封
轴端密封是卧轴强制式搅拌机的特殊结构和重要部分，它由搅拌轴支承及轴端密封（包括骨架，油封，轴承，支承座，浮动密封环等组成）它的作用就是：保护轴端处的支承轴承不受砂浆侵蚀，防止轴端处漏浆，以延长轴承、主轴等零件的使用寿命，确保搅拌系统的正常工作，两种结构形式的密封装置如图（7，8）所示：原理是：（1）外油道密封：它是起第一道密封作用，通过手动或机动油泵连续供油输送一定压力的脂，所供之油脂一方面作为相对滑动面的油之用，另一方面供转动零件的间隙形成外油道密封，此处油脂向外缓慢流动，通过环形缝隙C使油少量渗出以抵住砂浆向转动处的缝隙内渗入保护内部零件不受磨损，这就是搅拌轴轴端密封所独有的密封特点。（2）浮动密封：它是第二道密封，当第一道密封受到砂浆的渗入后，浮动密封将起到长期而主要的密封作用。
浮动密封中的两个浮动环相互接触面在一定压力下转动而产生摩擦，为了减少磨损保持良好的密封状态，经手动或机动供油器输送一定压力的脂，使两环相互接触端面有较好的，从而延长了使用寿命，又长期保持良好的密封效果。
5 轴端密封装置的两种结构形式
（1）封闭式结构
其特点是：（A）外形尺寸紧凑（B）外界灰尘不易侵袭（c）不足之处是：若操作者不重视按时向轴端密封注油（指手动加油脂），则易使砂浆对轴承侵蚀，导致轴承和轴损坏。
（2）外置隔离结构
其特点是：（A）安装浮动密封一需专用工具（B）省去止推轴承（C）当浮动密封鹰损而漏浆容易发现（D）当浮动密封座损已出现漏浆，决不会侵袭到支承轴承（E）安装和修理方便（F）不足之处是：外形尺寸稍大一些。
根据以上两种轴端密封结构的特点，可以看出：外置隔离式结构可弥补封闭式结构的不足之处，经实践也证明，外置隔离式结构是优于封闭式结构。但是上述轴端密封，虽然具有一定的可靠性，但结构较复杂，加工工艺繁锁，制造装配困难，砂浆易进入，成本高，为了克服上述缺陷，寻求一种简单可行，安全可靠的轴端密封是十分必要的，因此，我经过调查分析研究先后设计了三种轴端密封结构，第一种如图7所示：它的工作原理是：A，B两孔为油脂的注入，它通过输入油管与手动油泵（图中未显示）相联接经B孔注入的油脂可抵达浮动密封环5的内腔，主要起着作用，以减少浮动密封环端面间的磨损。经A孔注入的油脂经转动壳3的环形缝隙抵达挡浆环2的内端，这些充满缝隙的油脂，不仅可阻挡砂浆向它的内部侵蚀，还可将侵入的砂浆挤出来（因为手动油泵可以0―10MPa的压力推动油脂向前运动）。第2道密封是由O形密封圈4和浮动密封环5等零件所组成，这是最主要的一道密封装置。其原理是：当O形密封圈4被转动壳3和滑动壳6压紧之后，它不仅可以起到密封的作用，而且还具备了加压的功能，使动环和静环的端面产生一定的工作压力，在这个压力的作用下，两端面紧密贴合，形成了可靠的密封。当两端面磨损之后，在这个压力作用下，使动环和静环作轴向移动，因而能够实现自动补尝磨损，使密封很可靠。油封8和油封10分别组成了第3道和第4道密封，当前两道密封磨损之后，这两道密封可阻挡砂浆的渗透，起倒保护滚动轴承11的作用，以免发生更多的砂浆进入轴承内。
在一般情况下，上述浮动密封还是比较可靠的，其维修周期和使用寿命都较长，从用户使用返馈信息表明，轴端漏浆的问题较少。在第一道密封中，起着着封堵砂浆作用的油脂是糊状的，从图7可以看出，由于油脂所处的环形缝隙为开放型，因此在工作时这些油脂会逐渐流失，导致砂浆随之向轴承内渗入，因此，第一道密封并非完全可靠。
从原理上讲，第二道密封是安全可靠的，但是一旦砂浆突破第一道密封之后，第二道密封将处于砂浆包围之中，促使第二道密封急剧的磨损，另外，在第二道密封中，其动环和静环端面间的工作压力，直接关系着密封的效果，压紧力过大，将使端面间磨损加剧，发热，甚至咬死，压紧力过小，密封效果显著降低，甚至漏浆，从图7可以看出，压紧力的大小是受着转动壳3、滑动壳6以及搅拌轴和拌筒体尺寸和装配尺寸的影响，因此对这些零件的加工精度要求较高。除此之外，第三道密封使浮动密封环内腔密闭，这虽然有利于，但也阻挡了砂浆的泄漏，只有在前三道密封均被破坏之后，漏浆孔才有砂浆显示出来，这时整个部件已损坏相当严重了。
图8所示是第二种型式的可自动补偿的轴端密封，动环2靠紧定螺钉固定在搅拌轴上，螺栓6将静环3、橡胶圈1和内压板5联为一体，静环3的端面因受压簧9的压力而与动环2紧密贴合，当动环和静环两端面磨损之后，在压簧9的作用下，静环可走作轴向移动，使两端面始终靠紧。因此砂浆很难从此渗入到轴承内。
工作时动环、静环两端面间的磨擦热被循环搅拌的砂浆冷却，渗入两端面缝隙的液体可起到作用。在轴承座8的下方，设置有较为大的漏浆孔，以便观察磨损情况。当第一道密封损坏之后，作为第二道密封11可以阻挡住砂浆对滚动轴承的侵蚀，使砂浆从漏浆孔卸漏出去。为了延长橡胶圈的使用寿命，故在内压板5的背面安装了2个销4，在销4的下插入轴承 座孔的相应孔中，这样橡胶板只作轴向移动，不能在径向扭转，防止了橡胶的撕裂。
图9所示是第三种型式轴端密封，我公司在不断总结以上两种密封实践经验，改进设计出的，它的特点是用了三道密封防线比图7中密封又多加了一道密封防线，即在密封座前加了两层橡胶密封垫，由于橡胶是具有弹性故它能紧密贴在转动毂之上，使砂浆不能从G点处间隙进入密封座（转动毂）内，密补了砂浆会从两个零件之间装配间隙进入主轴轴承可能性发生，有效防止砂浆无孔不入特点，此种形式轴端密封已在我公司生产的各种强制式搅拌机中应用，经多年产品工业性考核，和收集了用户反馈意见效果都很好，并值得推广应用。
三种轴端密封（图7、图8、图9）结构如下：
6 结论
通过对卧轴式搅拌机轴端密封研究分析可得出以下结论：
（1）三种轴端密封效果、使用寿命和可靠性方面都很好、各有好的特点之处，特别是最后一种轴端密封结构紧凑、工艺简便、制造和安装都较为方便、防砂浆进入效果显著并可降低制造成本，我认为很有一定推广价值。
（2）装浮动密封圈的座腔尺寸和相对位置一要设计合理、这个座腔尺寸是关键性的，它将对浮动密封的可靠性起着很大影响，也是密封处的成功与否的关键之处，在此座腔的尺寸设计自已也探索出一些经验数据。如图9所示：经实际工况实践验证收到了很好效果。总之，轴端密封结构设计有待于大量的试验数据和实际使用经验来确定。
（3）轴端密封处供油系统要求进油口设计应合理，油管长度的布局应尽量短并靠尽进油口，油泵规格不易太小否则不能有较好向密封腔输送一定压力的脂，同时，就达不到对浮环相互接触面有较好的作用，也不能将进入密封腔内的砂浆迅速排除。
以上的理论分析和结论的推出，都是自已多年来依据实践经验和机械摩擦学原理、机械学、机械密封原理等理论知识总结分析得出的，并经过长期工业性考核，收到了很好效果，目前我公司强制式搅拌机都采用以上三种密封形式实践证明效果都很好，以上提出的一些观点和经验设计仅供大家来探讨研究。
参考文献：
[1]东北工学院编.机械基础.冶金工业出版社.
