时间：2023-09-19 16:26:05
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篇机械密封原理与结构，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】化工;机械密封;泄漏
机械密封具有效果明显、可靠性高、互换性好、结构简单而紧凑、检修方便等特点，广泛应用于石油、化工企业各类机械设备中。随着化工企业流程化、自动化水平的不断提高，其配套机械设备的平稳运行显得尤为重要，密封效果的好坏早已成为评定机械产品质量和稳定性的一个重要指标。
1 机械密封
机械密封是依靠固定在泵轴上动环和固定在泵壳上的静环，动、静环的两端面间在弹簧力作用下保持紧密贴合接触，达到阻漏的密封装置。在化工行业多用于各类泵、釜、压缩机等设备的旋轴的端面密封。
1.1 机械密封结构组成
机械密封的基本元件是由静止环、动环、压盖、推环、弹簧、定位环、轴套、动环的密封、静止环的密封等组成。一般机械密封的静止环用软材，动环用硬材。由单端面机械密封和双端面机械密封两种结构形式组成。
1.2 机械密封工作原理
机械密封工作原理是补偿弹性构件和流体压力的作用下，在平面摩擦副的贴合面之间形成一层液体薄膜，配以辅助密封达到端面密封的效果。这层液体薄膜起到了平衡动压力、静压力和的作用。图1是机械密封的示意图。
图1 机械密封结构原理
1.3 机械密封特点
机械密封具有以下工作特点：
（1）基本可以达到完全密封，在输送有爆炸危险或有毒介质时能保证安全;
（2）机械损失少，大幅提高输送效率;
（3）安装面确定后，端面密封装置能自动调整，对操作与维护的要求不高;
（4）结构紧凑，外观尺寸小，特别是在高压下更为明显;
（5）加工制造精度高，结构复杂。
2 机械密封的泄漏
正常工况条件下，化工机械密封的泄漏量控制在0.2～3mL/min之间。但是大多数化工机械密封由于各种突况、人为误操作、冲洗失效、工况改变等不可克服的原因，都可能造成泄漏改变。
2.1 泄漏点的观察位置
一般出现泄露点位置是：
（1）静密封环端面（密封圈）的泄露;
（2）平面摩擦副贴合面的泄露;
（3）动环与轴套密封的泄露;
（4）压盖与壳体接触面密封圈的泄露;
（5）轴套密封圈的泄露。
2.2 泄漏量的计量判断
一般来说，泄漏量的大小与机械密封的轴径成正比。转轴直径dQ50mm时，，漏泄量tQ3mL/min;转轴直径50QdQ120mm，泄漏量tQ6mL/min。但是在实际工作中，毫升比较抽象，难以计量和判断的，取而代之的是“每分钟多少滴”，直观实用。例如：化工器械密封轴径对化工输油泵机械密封，要求高压端泄漏量tQ30滴/min。
2.3 密封端面对泄漏量的影响
密封端面直接影响着泄漏量的多少，因此其加工工艺、加工质量要求非常高。安装机械密封时务必严格控制压紧力，保证其单位面积上受到的压紧力在规定的范围内。如若压紧力过大，泄漏量减少，导致系统故障，加剧端面磨损;反之则泄漏量加大。
3 机械密封失效的原因分析
3.1 机械原因导致密封失效
（1）关键件的机加工精度不合格;
（2）泵转轴与轴套之间的配合（过盈或间隙）精度不合格;
（3）安装联轴器时不同心、平行度较差，导致径向力过大;
（4）轴向力偏大;
（5）其它零部件安装不合格并产生振动，增大机械密封的振动。
3.2 机械密封磨损超差
（1）密封圈受力不均、厚薄不匀、老化变型或压偏;
（2）机械密封压盖位置偏移，静环密封圈损坏;
（3）机械密封弹簧压力不匀;
（4）机械密封摩擦副端面损伤;
（5）机械密封固定螺钉折弯变形或断裂失效。
3.3 其它原因
（1）泵入口堵塞，有抽空现象、汽蚀现象严重、泵体长时间憋压，导致密封破坏;
（2）冷却水、油由于冷却系统管路堵塞、损坏等故障，致使供应不足或中断，从而导致密封破坏;
（3）启泵前未按照操作规程将泵体排空、盘车，导致密封破坏;
（4）密封腔内有空气，导致密封破坏;
（5）有化学腐蚀性强和颗粒介质通过吞化系统进入摩擦副，导致动、静环的密封端面损坏;
（6）人为操作不当、机械故障，其它设备（例如各种保护）误动作，导致密封破坏;
（7）突然停电或外因停机，导致密封破坏。
4 优化运行提高密封效果
4.1 连续平稳运行
正确的操作和日常维护保证化工企业设备在高（下转第114页）（上接第59页）效工作区的平稳运行，为机械密封提供了良好运行的环境，做到“一点一案、一点一记”，从而最大限度延长密封寿命。
4.2 观察泄漏量
定时、定人有针对性的检查化工机械密封泄漏，并认真记录并分析冲洗介质的压力、流量、温度等技术参数，通过日常积累提高员工的故障预判能力。
4.3 技术革新
根据设计要求及时新旧密封更新，利用密封拆修的时机组织技术人员学习，积极改良设备优化运行，不断技术革新。
4.4 计划检修
充分利用每年两次的春、秋检，保证机械密封在检修间隔期内的正常运行， 实现密封严密可靠，从而能保证化工机械的寿命。
5 结论
随着机械产品技术水平的不断提高，许多新技术、新观念广泛应用于化工企业的新型设备之中，机械密封仍然起到举足轻重的作用，这就要求广大的企业员工在日常的使用、维护工作中多检查、多留意、多分析，本文总结化工机械密封常见故障原因分析和处理措施，同时通过员工技术培训、经验交流、实操演练最大限度的保证企业设备安全、平稳、经济、高效的运行。
【参考文献】
[1]陈德才，崔德容.机械密封设计制造与使用[M].机械工业出版社，1993.
[2]孙见君.机械密封泄漏预测理论及其应用[M].中国电力出版社，1997.
[3]赵林源.机械密封实用方法与技巧[M].石油工业出版社，2009.
关键词：机械设备机械密封
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的作用及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成避免流体泄露的装置。机械密封在在旋转机械中的使用是非常广泛的，这是由于其具备良好的密封性和稳定性，而且泄漏量较少，摩擦功耗低，使用周期长，对轴(或轴套)磨损很小，能满足多种工况要求等特点。但是其密封结构复杂，使用条件苛刻，若使用不当就会直接影响到机械设备的性能与使用寿命，因此，探讨机械密封失效的原因，并采取有效措施及时予以改进，才能有效提升机械设备的使用寿命。
1、机械密封的典型结构与原理
机械密封是指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）的作用下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。机械密封一般多用于离心泵、离心机、反应釜、压缩机等旋转机械设备上。
1.1 机械密封的典型结构
机械密封主要有三类部件组成：(1)密封端面：动环、静环──摩擦副；(2)缓冲补偿机构：由弹性元件（圆柱弹簧、圆锥弹簧、波片弹簧、波纹管等）构成；(3)辅助密封圈:包括动环密封圈、静环密封圈等，有各种形式,如O型圈、V型圈、楔形圈等。
1.2 机械密封的原理
机械密封就是通过一系列零件将径向密封转化为轴向密封，在弹簧和介质压力共同作用下，对由于设备运行所造成的轴向磨损可以及时补偿，使轴向密封面始终保持贴合。由于机械密封（轴向密封）在运行中可以对轴向磨损进行补偿，而填料密封（径向密封）不能对径向磨损进行补偿，故机械密封比填料密封寿命长。
2、机械密封失效的原因分析
常见的机械密封失效原因有动作性损坏、密封面平面度损坏、密封面性破损及多因素叠加作用引起的失效等。
2.1 动作性损坏失效
动环与静环随轴的旋转而频繁重复运动，不仅改变了密封端面，也增加了轴向移动量，特别是热及压力变化的积累，逐渐降低了机械密封的精度。长此以往就引起密封端面、销、轴套、螺栓及弹簧等部件损伤或变形，失去随动性，造成密封失效。
(1)颗粒物质进入堵塞使弹簧作用受限、滑动部件动作失调、密封面表面磨损，破坏了密封性。既使仅有微量浆料填积，也会严重影响机械密封的动作性；(2)滑动密封面磨损、硬化、老化，使轴及轴套损坏、弹簧座磨损、弯曲等；(3)附着高油油类分解焦化或碳化物颗粒附着溶液中析出馏分的结晶物造成微量泄露粘合。
2.2 密封面平面度损坏失效
密封面平面度损坏多为不均性滑痕或面部切断痕。引起摩擦副密封失效的原因主要有：
(1)操作中因抽空、气蚀、憋压等，引起较大的轴向力，使动、静环接触面分离；(2)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，运转中进入摩擦副，损坏动、静环密封端面；(6)滑动件热装时，温度变化与热膨胀差引起的密封面变形。会使密封性因紧同件儒变、松动，结构热应力过高及热变形过大而损坏。导致失效。
2.3 密封面性破损失效
端面密封不仅靠端面液膜的密封功能达到密封目的，还借端面液膜的作用而正常运行。
(1)端面液膜破损会导致干摩擦，使密封面变得粗糙和磨损加速，甚至会使碳化硅与超硬质合金等硬质耐磨材料产生裂纹。(2)滑动摩擦面温度急剧上升时，未能及时除去的热积累会导致密封面间的密封液蒸发，膜消失后的干摩擦。加速了密封面的损伤，易引发突然失效。
2.4 多因素叠加作用失效
高粘度液体和起停返复操作的机械易发生以“碳疤”(密封面上隆起的微细“泡疤”)为起点，辐射状生长裂纹、剥离、脱落等多种缺陷。而干摩擦、滑动不良、平面度变形和相对侧硬质滑动环变形等多因素叠加作用也会造成失效。这些泄露现象多为局部的面压力上升和液膜破坏、热循环及疲劳所致。
3、防止密封失效的有效措施
(1)根据转动设备使用条件和工况进行适当的选型，设置必要的辅助设施，比如，高温情况下宜选用耐高温材质的石墨、钴基碳化钨等密封环，以提高高温使用性能，同时设置密封冲洗设施，起到冷却、、净化的功能。
(2)加强日常的规范使用和维护保养。在机械密封工艺管理中，有相当大一部分导致机械密封失效的原因是人为引起的，也就是说，由于管理不严，同样可以导致机械密封失效，所以，在机械管理当中，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，还要依照使用规程正确使用转动设备，加强日常巡检，时刻关注转动设备的运行状况。
(3)提高机械密封的检修质量。机械密封是一个零部件，所以，除了关注机械使用、运行的环境之外，我们还必须从源头入手，做好机械密封的安装步骤，日常检修中要注重检修质量，在密封装配过程中要轻拿轻放，保持密封元件的完整清洁，按照检修规程合理调整间隙与配合。
(4)提高机械密封的完好程度。众所周知，一台机械设备的完好程度不仅影响机械工作的效率，也会影响机械零部件的使用周期，所以，要想有效提高机械密封的使用寿命，就必须保证机械的完好程度，当一台设备的运转振动频率较小，运转较为平稳，那么将会大幅度提高机械密封的使用寿命。
此外，随着材料和制造技术的进步，机械密封的可靠性有了极大的提高，现在机械密封本身无故障运转多年已很常见，所以不能单纯从机械密封本身寻找失效原因，一定要综合考虑机械密封的安装精度、操作运转条件、机封装配精度等因素，查清原因，有针对性的解决存在的问题。这样才能真正提高密封质量，减少密封失效现象的发生。
4、结语
机械密封失效原因具有多样性、复杂性，只有不断在实践当中发现问题，总结经验，才能迅速找到机械密封失效的原因，并及时采取有效解决予以解决，才能最大限度保障机械装置整体的安全、稳定、高效运行。
参考文献
关键词：巴西坎迪奥塔1×350MW火电机组、60HZ、凝结水泵机械密封、泄漏
Abstract: Brazil Candy Horta 1 ×350MW units in condensate system design with 2 sets of condensate pump, during the normal operation of a preparation; according to the Shanghai KSB manufacturers design, condensate pump cylinder body is a vacuum sealing water system design, use of mechanical seal.
Key words: Brazil Candy Horta is 1 × 350MW, 60HZ thermal power unit, condensate pump, mechanical seal leakage
中图分类号：TM3 文献标识码：A 文章编号：
机械密封各个接口功能说明如下表：
凝结水泵机械密封密封水系统主要流程特点及密封原理介绍：
1、为保证可靠性，进水管路有两路水源，一路是凝泵出口母管，另一路是电厂的除盐水母管。
2、除盐水母管供水管路有两个作用，一是机组启动前，由于凝结水母管没有压力，用除盐水母管水源作为启动用水；二是当机组运行中，运行凝泵如果突然跳闸，凝结水母管压力下跌，此时作为事故用水3、根据厂家设计，进水压力控制在0.2-0.6MPa左右，压力过高，超过机械密封的密封压力，将使轴封向外漏水。
凝结水泵机械密封现状：1、机组运行1年后，密封水进、出水压力表现异常，具体运行情况如下： 1.1、机组真空建立前，通过调节机械密封入口密封水手动阀门，可以保证运行凝泵和备用凝泵的密封水入口压力在0.2-0.6MPa、出口压力在0.1-0.15MPa，符合设计要求； 1.2、机组真空建立后，运行、备用凝泵机械密封的密封水进出口压力降至0，经多次调节密封水进出口阀门，运行凝泵机械密封进口密封式压力最高达到0.1MPa，而其余压力均为0，不符合设计要求的压力范围。
1.3、运行凝泵机械密封漏水、备用凝泵机械密封漏气，严重影响凝结水泵的出口流量和压力参数，造成泵出力不足，尤其是当负荷在280MW以上时，不得不投运2台凝泵。
密封水压力表现异常原因分析因Q、D接口仅作为冲洗水，与密封水压力没有直接关系，在此撇开不予讨论。密封水进出水压力低甚至降至0，必然是因为在机组真空建立后、密封水需求流量增大造成的。为此需要分析，厂家设计的密封水系统还有哪些可改进之处，可以降低密封水的需求量，以达到机械密封处密封水进出口压力平衡。
通过查看凝泵图纸，并对照现场情况，发现机械密封上除了Q、D、F、F'的四个接口，还有两个不明接口与水泵本体有连接，
结构多出的两个接口，根据凝结水泵总图和工作原理分析，A接口使密封水腔室与次级叶轮出口相连，作用是使运行泵的轴封水由自身供给；B接口使环形回水腔室与泵入口侧（即负压区）相连。
改进方案1、接口B口径为DN32，虽然在轴封盒内部有回水节流孔（如上图所示），但经计算，节流孔总通流面积已大于DN25的通流面积，无法起到节流作用。如在接口B处进一步节流，将明显降低密封水用量。节流方式通常有加装节流孔板，或加装阀门调节，为方便起见，此处加装一只DN32球阀进行节流。2、根据实际运行密封水压力低甚至降为零的情况，密封水从接口B流入泵内，通流量已经偏大，因此，再设置接口F'作为第二个密封水回水通道显得多余，因此取消F'出水管路，将此接口仅作为测量轴封盒腔室内部压力检测用。此出水管路取消，进一步简化了密封出水回收问题。3、接口A是泵利用自身次级叶轮出口供密封水，由于密封水从接口B处流入泵内的流量已考虑用阀门进行有效控制，因此密封水供水量不足已不再成为问题，为便于密封水压力调节，此管路也加装DN32球阀以方便平衡。
为方便监视机械密封进出口密封水管道压力，需在密封水进、出口管道阀门后分别安装量程为1MPa和0.6MPa的压力表。
运行情况及调整要点 密封水系统管道改进后，密封压力能满足厂家技术要求，消除了运行隐患。根据运行调整过程中的压力变化特征，提出如下运行调整原则和重点注意事项： 1、运行凝泵应以监视控制密封水出口压力为主，控制在0.1-0.15MPa范围内。接口F'是距离密封水进水接口F最远的部位，因此也是轴封盒腔室内部压力最低的部位。此处压力控制在0.1MPa以上，则表明轴封盒腔室各处均已处于正压，这样，就杜绝了凝泵轴封处向内漏空气的可能。 2、运行凝泵机械密封入口密封压力仅作为观察参考，注意不宜过高即可，控制在0.2-0.6MPa。密封水进口压力越高，机械密封向外漏水的可能性就越大。此外，压力过高还会使泵组向下的轴向推力增大，导致泵组推力瓦温升高。 3、运行凝泵停止转备用后，如局部结构示意图所示，节流套处由正压变为负压，注入轴封盒的密封水将有一部分从节流套与节流衬套间隙处进入泵内，使密封水供水量减少、泄水量增大，因此密封水出口压力会从0.1-0.2MPa变为负压。为了使轴封盒腔室压力恢复到正压，势必要开大密封水进口阀门，或关小B接口至泵入口管道阀门，由于阀门开度发生变化，这样到下一次泵启动时，密封水进口管道压力会超出设计值0.2-0.6MPa较多，有可能会超过压力表量程导致压力表损坏。因此运行泵转备用后，不必使密封水出口压力恢复到设计值0.1-0.15MPa，根据经验，恢复到0-0.1MPa即可（具体视机械密封的严密程度而定，以保证凝水溶氧不明显上升为原则）。 4、运行人员对机械密封冲洗水路（接口Q、D）的结构原理要有正确认识，不要将其视为“第二道水封”，其水封作用是很有限的，应对冲洗水量加以控制，有少量滴出即可，开大了会造成无谓的浪费。
结论
对于抽送负压介质的泵，只要相关密封水辅助系统配置得当，采用机械密封完全可以保证密封可靠，避免影响溶氧指标和泵出力不足的隐患。
凝结水泵轴封结构优化设计、采用机械密封的做法是成功的，解决了凝结水泵轴封泄漏问题，提高了设备可靠性和技术装备水平。
与填料密封结构的凝泵相比，机械密封结构的凝泵几乎没有除盐水损耗，按每台泵减小轴封泄漏量1.25t/h、年运行8000小时计算，每台机组年节约除盐水量20000吨，十分可观。另外机械密封的磨擦阻力损失比填料密封小得多，使得泵浦效率得到一定的提高，因此也有一定的节电效应。
参考文献
（1）巴西项目凝结水泵设备供货合同CCE-013
【关键词】油浆泵 机械密封 改造
油浆泵是某公司催化裂化FCC装置用以输送含有催化剂颗粒的塔底泵。该泵型号为100PYS2130，单级悬臂离心泵，轴功率75kW，流量45.5m3/h，扬程130m。输送介质为油浆，介质温度370℃，泵吸入口压力为0.2MPa。虽然该泵一直使用的是焊接波纹管机械密封，但由于工况介质等诸多因素的影响，该泵在实际使用过程中，机械密封经常发生泄。据统计，机械密封使用寿命最短的时间为15天， 平均使用寿命为4个月左右， 严重影响了工艺装置的正常生产。为彻底消除隐患，笔者对该泵的机械密封系统进行了分析及改造，提高了机械密封的运行周期，确保了装置平稳生产。
一、故障原因分析
催化油浆泵中的机械密封是DBM290焊接波纹管机械密封，该密封结构特点为： 静止式金属波纹管结构； 动环与轴套法兰、螺钉连接； 动环摩擦副低膨胀合金镶嵌，静环摩擦副为浸锑石墨； 叶轮压紧轴套实现轴套密封垫的密封。油浆泵的工作介质为催化油浆，介质温度高且含有催化剂等固体颗粒，运行工况比较恶劣。通过数次检修及对原机械密封的解剖分析，发现机械密封失效泄漏的原因主要有以下几个方面。
摩擦副磨损。DBM290焊接波纹管机械密封静环摩擦副采用的材料是浸锑石墨，拆检发现静环摩擦副磨损严重且内外缘有缺口。通过试验发现， 机械密封的端面比压受波纹管的有效直径的影响，而有效直径是随压力的变化而改变。由于压力过大，导致摩擦副过度磨损引起泄漏。同时油浆中含有固体催化剂颗粒其含量为一般不大于6g/L， 生产不正常时为12g/L 左右， 在操作中工艺条件稍有波动， 催化剂颗粒会进人密封面内，划伤了动环密封面，并破坏了液膜的连续性，从而引起泄漏。正常密封时，密封面处于边界或半液体状态，两表面被一层边界膜分开。当密封面间混有催化剂颗粒或静环密封面上有磨损时，两密封面间液膜厚度明显增厚，从而导致了油浆大量泄漏。
摩擦副表面热裂纹。拆捡发现摩擦副的硬质合金环出现由硬面中心向外发散的许多粗细不一的径向裂纹。焊接波纹管的硬质合金环与环座两种材料的膨胀系数存在差别，在机械密封冷却水压力不稳定或温度发生较大变化时容易产生局部高温，从而导致局部热应力过大，合金环表面热裂引起密封失效。
波纹管内侧波谷部位的软焦块。温度高、密度大、含有固体颗粒是油浆生成软焦块主要原因。该泵在370℃的工况下使用，油浆会慢慢沉淀或凝固在波纹管的缝隙中形成软焦块。随着时间的推移，波纹管缝隙内的软焦块使得波纹管不能进行轴向拉伸、压缩，失去弹性。这样，波纹管就无法提供随介质压力变化的轴向作用力，起不到补偿作用，使端面液膜压减小，造成液膜反压系数下降， 以致于端面比压下降， 引起密封失效。
轴套密封垫易发生泄漏。DBM90密封传动方式为键传动，轴套密封是靠叶轮压紧轴套内的轴套垫来实现的。造成轴套密封垫泄漏的原因主要有：a. 叶轮发生反转或泵体预热温度过快造成叶轮锁紧螺母松动，使得密封垫无法压紧而泄漏；b. 在安装过程中，轴套密封垫内进入杂质，使其密封性能失效而泄漏。
二、解决措施
开槽斜面挤紧轴套式密封结构。针对密封轴套垫的泄漏，采取了开槽斜面挤紧轴套式密封结构。这种定位传动可靠，安装、拆卸方便且不伤轴。另外，还设置了限位板，便于泵外调整密封的压缩量。波纹管内径一处设一45°斜角，以分散应力，延长波纹管寿命。辅助密封采用柔性石墨替代其他密封材料，可以承受高达425℃的高温。
采用耐磨摩擦副材料。由于油浆泵介质含有固体颗粒， 所以在摩擦副动环表面喷涂了氧化铬（Cr2O3 ） ，静环材料选用YG6，该配合属于“硬质合金-硬质合金”形式。由于二者硬度不同，既可防止动静环密封面同时损伤，又避免了产生热裂现象。针对高温环境下密封环镶嵌结构容易脱落的现象，改用整体结构密封环。密封压缩量定为3.4mm，有效降低了密封面过多的摩擦热。
金属波纹管作为旋转动环。原来所用的机械密封为静止式结构，油浆极易在波纹管缝隙生成焦块。为了防止机械密封波纹管缝隙结焦，笔者将金属波纹管设计成旋转型结构。旋转式波纹管密封在旋转离心力作用下可以自身清洗波纹管，减少波纹管沉积和内侧结焦，并能防止因急冷造成的波纹管变形。
改善密封的冷却、冲洗效果。高温油浆泵由于介质温度高，加之短时间的机械负荷或热负荷的作用，使得密封面间稳定液膜转变为蒸汽状态，这转变过程中的温差产生了辐射状径向小裂纹。为了改善密封摩擦副的冷却效果，将循环水冷却改用轻柴油冷却并将原来密封压盖的进、出冷却孔直径增加2mm，这样避免了冷却介质的汽化且流量增加一倍，大大改善了冷却效果。为了避免催化剂颗粒粘结，堵塞冲洗管通道，将冲洗孔直径由5mm增大到7mm，冲洗压力控制在0.5MPa。通过自冲洗的改进，有效地控制了密封端面温升，增大液相面积，改善了摩擦状态。
三、结束语
通过对油浆泵机械密封的失效原因分析，从其材料及结构等方面进行了有效改进。目前，改造后的油浆泵已应用于工业生产中。改造前该泵有效运行时间平均为4个月左右，改造后，该泵连续运行最长可达8 000h，期间经过长周期高负荷运行和频繁的切换运行而无泄漏故障。通过对油浆泵机械密封的改造及应用，不仅解决了影响装置稳定运行的难题，而且还产生了较大的经济效益。由此可见，催化装置油浆泵机械密封的改造是成功的。
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，2005.
关键词：石油机械密封；工作原理；失效；对策
中图分类号：TS653 文献标识码：A 文章编号1672-3791（2014）01（b）-0000-00
在实际的石油化工生产中，常会有一些有害流体产生，为了防止这些有害流体外流，往往会把它们封装在专门的装置中。在石油化工生产中机械密封装置因其所存在的优势而被普遍应用，机械密封是接触式密封的一种，保证机械密封的正常运转是系统装置与设备进行安全生产以及长周期运行的重要前提基础和保障。为了保证石油机械密封能够更好的运行，就应该对其工作原理进行分析，不断的改善机械密封装置，促进石油化工事业的持续稳定发展。
1石油机械密封的工作原理及特点
1.1石油机械密封工作原理
机械密封，通常被形象地称为“端面密封”，其是一种避免有害流体流出的装置，在工作原理上，主要是借助于流体的压力和磁力的作用提高密封效果，使垂直于旋转轴线的端面保持贴合并且相对滑动，从而提高了密封的质量。在石油领域中所使用的机械密封在原理上与普通的机械密封基本一致，是在弹簧力与介质压力的作用下，非旋转环紧密地贴合到旋转环上，在旋转的过程中，双方实现相对性地滑动，介质的径向流动就会被阻止，此时所形成的摩擦副即为机械密封的主密封。弹簧与介质压力的向下推动，会对于摩擦副经过摩擦所受到的损害进行补偿，从而能够保持密封端面之间紧密接触的持久性。机械密封的密封圈作用，还可以对于环和轴之间所产生的缝隙进行补偿，以避免有液体从缝隙泄露。在非补偿环和压盖之间所采用的是非补偿环辅助密封圈，其可以避免介质从这里流出。在实际的应用中，石油机械密封的辅助密封圈并不会有相对的运动状态，属于是静密封。另外，在密封圈的选择上，一般会选择使用“O”形圈，也可以使用垫片来进行处理。
1.2石油机械密封特点
机械密封主要由四部分组成，即：密封端面（动环和静环组合）、辅助密封圈、缓冲补偿部分（以弹性元件组成）、促使动环能够随着轴旋转的传动部分。从石油机械密封的特点上来看，主要表现在其使用寿命较长、可靠性高、泄露量小、功耗较低，并且不必经常进行维修，对轴的磨损小，能够很好的适应实际生产过程中较高的密封要求，例如高温、低温以及真空的环境状态下，或者是各类腐蚀性强的物质，都要采取特殊的密封措施。对于设备装置的密封，机械密封是最为关键的，但是由于其机械密封结构相对复杂，所以，即便是存在着很多的密封优点，鉴于其在制造和安装的过程中，对于精准度的要求很高，导致了成本提高，而且对于维修人员的技术要求也会很高。因此，保障密封工作的可靠性，对于延长石油机械密封的使用寿命是非常必要的。
2石油机械密封失效的原因及对策
2.1失效原因分析
2.1.1由于压力导致机械密封失效
在机械密封中，若密封压力腔内的压力超过了其可承受的范围，则其密封端面比压，从而导致液膜难以更好的形成，甚至会出现端面磨损严重的现象，与此同时，也会使发热量增多，致使机械密封零件变形。当工作压力出现波动的现象，会使弹性变形量以及密封效果带来一定的负面影响，泄漏量也会随着压力的变化而变化。
2.1.2因为介质腐蚀引起机械密封失效
首先，机械密封的表面在腐蚀性介质的作用下遭到严重的腐蚀作用，在强烈的腐蚀作用下，并且时间上延续较长，就会将石油密封机械的某些密封部件穿透，从而导致泄露现象发生。其次，在介质腐蚀与应力的共同作用下，弹簧和金属波纹管会出现破裂的现象；第三，机械密封装置上的碳化钨环一般是要焊接到不锈钢座上面的，在使用的过程往往会出现不当操作，就会导致不锈钢座出现晶间腐蚀。
2.1.3高温致使机械密封失效
第一，导致机械密封失效的一项重要因素是常高温油泵，诸如减压塔底泵、油浆泵、回炼油泵等出现热裂。在干摩擦的作用下，或者抽空、冷却液中断、以及密封面中混入杂质等因素，都会造成密封面的环表面出现径向裂纹。第二，密封机械的常用部件碳-石墨环，很容易出现石墨碳化，从而造成了机械密封失效。这主要是由于碳-石墨环必须在零下105到250摄氏度之间进行工作，一旦超过了这个温度范围，就会发现有树脂从碳-石墨环的表面析出，进而在高温状态下，摩擦面周围的树脂就很容易被碳化，当有粘结剂出现，就会因发泡软化而导致机械密封失效。第三，对于一些橡胶辅助密封件，诸如氟橡胶、全橡胶以及乙丙橡胶等，如果超出了被允许的温度范围，就会由于老化而失去弹性，从而出现了变硬、龟裂的现象，机械密封失效。目前所使用的机械密封主要是以柔性石墨为主要材料，其具有耐高温、耐腐蚀的性能，但由于回弹性较差，很容易在外在环境的影响喜爱发生脆裂，使机械密封失效。
2.2相应的解决对策
1、对于密封机械的选型，要根据转动设备的作业环境和工况来选择，一些辅助设施是必不可少的。例如，在高温的环境条件下作业，所选择密封环就要具有耐高温性，石墨、钴基碳化钨等都是较好的选择。此外，还要配置必要的密封冲洗设施，以起到冷却、、以及净化的功能。
2、对于石油机械密封的日常使用，要按照规范，并注意维护及保养。介质和工作环境对于对机械密封具有一定的影响力，那么，在日常的使用过程中，就要按照规程正确操作，做好设备的密封巡检工作，对于转动设备的运行状况时时关注，严格控制介质的特性指标，以免机械密封使用环境的工况发生变化。
3、加强机械密封的检修质量。对于密封配置要进行常规检查。重视检修质量，在密封配置过程中，对于保持密封元件要轻拿轻放，保持清洁完整，依照检修规程来合理的调整间隙及配合。比如，机械密封面间隙以及弹簧比压等，此外，还要注意避免使泵的振动幅度过大，尤其要注重转子的动平衡及对中找正。
3总结
伴随着社会经济的持续快速发展，无论工业生产还是日常生活，对石油的需求量日益增多，在石油化工领域中，机械密封显得日益重要。石油机械密封在实际的工作中，其工作环境可能是气态、液态、或者汽液态，若机械密封介质的沸点较低，当机械处于运行状态的时候，就会升高温度，密封介质就会被挥发，此时，密封的作用就很难发挥出来。注意选择石油机械密封，并按照的相关的规范进行操作，只有这样才会让石油机械密封能够安全可靠的运转，延长其使用寿命。同时，相关的工作人员要熟练掌握机械密封的工作原理及其自身的特点，促使机械密封在石油化工领域充分发挥其自身的优势，更好的促进石油化工事业的持续稳定发展。
参考文献
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[关键词]污水泵 填料密封 机械密封 改造
污水处理工程是环境保护的重要项目,而污水泵作为污水处理工程的主要配套设备被广泛应用于城市排污、矿山、冶金、电力以及石化等污水处理作业,发展前景广阔。污水泵产品除了要求技术性能好之外,密封是污水泵的关键,必须可靠性高,污水泵无故障运行时间长。污水泵在工作中,密封一旦失效,外部介质或油室中的油便会进入电机腔,引起潜水电机缺相、短路、漏电、烧坏电机,甚至影响人身安全。因此,为了进一步提高污水泵使用的安全性、运行可靠性以及提高污水泵无故障运行时间,有必要对污水泵通常使用的机械密封进行结构分析,实行改进。
一、常用的密封形式及不足
目前,污水泵产品常用的密封形式有两种:填料密封和机械密封。填料密封,如图1所示,是最古老的一种密封结构,发源于工业革命之前的传统密封装置,有着100年的材料工艺、剂系统和制造方法,并保持持续进步,目前很多的应用场合。经分析,该软填料密封结构存在如下缺陷:
1.密封介质含有的杂质严重影响密封性能。杂质进入软填料密封内部,进一步增大了填料密封和轴套之间的摩擦、磨损。虽然材料耐磨性较好,但是使用效果仍然不佳,泄漏频繁。另外由于没有采用封液对填料密封进行冷却,也加剧了填料与轴套之间的磨损。
2.工作状态不稳定需频繁调整和更换填料。由于软填料自身具有的粘弹特性,在工作状态下会出现明显的应力松弛。为保持其正常的密封功能,需不断地通过压紧压盖来增大填料与轴的径向接触力,同时也增大了软填料与轴的磨损,因此不得不经常更换(或添加)填料,维修工作量和费用大大增加。
3.磨损严重致使能耗量大。根据软填料密封的工作机理,填料密封与轴(或轴套)之间必须保持较大的径向接触压力以维持密封,因此填料和轴(或轴套)的摩擦、磨损都很严重,在密封很快失去工作能力的同时,造成相当大的能耗浪费。
机械密封具有摩擦功率损失小、寿命长、不泄漏等诸多优点,目前已在水泵上广泛应用。要把填料密封结构的水泵改造成机械密封结构需从设计、结构和加工几方面考虑。
文献讨论了污水泵工况时软填料密封的失效原因,并提出了改进的方案,有一定的借签和实用价值;机械密封亦称端面密封,其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的作用下,依赖辅助密封的配合与另一端保持贴合,并相对滑动,从而防止流体泄漏。
污水泵中常用的机械密封结构有两种形式:一种方案是在潜水污水泵的油室里安装一套双端面机械密封(见图2);另一种方案是在污水泵油室里设置一套单端面机械密封,而另一套设置在泵腔,使用在所抽送的污水介质中。
1—轴套;2—动环辅助密封圈;3—动环;4—密封垫片;5—静环;6—静环辅助密封圈图机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件组成。其中动环和静环的端面组成一对摩擦副,动环靠密封室中液体的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压和保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。压紧元件产生压力,可使泵在不运转状态下,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。图2所示为双端面机械密封,水泵侧与电机侧两道密封端面都是靠弹性构件-弹簧和密封介质的压力在旋转的动环和静环的接触表面上产生适当的压紧力,使这两个密封端面紧密贴合,端面间维持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。其中水泵侧密封端面与电机侧密封端面结合处B,是密封点,防止所抽介质进入油腔,防止油腔内的油进入电机腔;6为静环与压盖端面之间密封点, A处是动环与轴配合面之间的密封点,C是箱体间的密封。
图2中,A、B、C所示结构机械密封最容易出现泄露现象,由于使用介质的复杂性,易使抱轴橡胶老化,一旦出现老化就直接影响弹簧传动而使得密封失效,同时,两端面密封都得靠同一个弹簧产生压力,若其中一边端面接触失效,整套密封也就失效。因此,这种机械密封一直存在失效快、返修率高的不足之处,直接影响到泵使用寿命。
机械密封在实际运行中不是一个孤立的部件,它是与泵的其它零部件一起组合起来运行的,同时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,例如:泵轴的窜量不能太大,否则摩擦副端面不能形成正常要求的比压;机械密封处的泵轴不能有太大的挠度,否则端面比压会不均匀等等。只有满足类似这样的外部条件,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。
因此,在实际应用中,以机械密封来代替填料密封的情况越来越多。
二、填料密封的机械密封改造
1.改装方法
污水泵填料筒的径向尺寸和轴向尺寸较小,影响了机械密封的安装。在满足强度的情况下,将填料筒的内径相应地扩大;若有轴套,可将轴套的外径相应地缩小或将轴套拆除。
2.主要尺寸确定
(1)确定传动套或弹簧座在轴套上的位置。如图3所示。为了防止传动套或弹簧座同填料内套端面碰,把安装机械密封的起点尺寸定为[H-K=5~15mm]。
(2)确定轴套总长度。轴套的总长度一般比原来的总长度稍稍长一点。因为考虑到轴套尾端部分要伸出密封压盖5~10mm左右,以利于安装方便。尺寸根据设计的密封压盖厚度而定。
(3)确定传动套或弹簧座在轴套上的定位尺寸D:D=L-[H-K-(5-10)+l]。
1.填料箱平面 2.填料箱壳体 3.填料内套 4.轴套 5.轴 6.密封圈 E.内套端面 H.填料箱深度 L.套筒长度
(4)轴套与轴的密封。轴套与的形圈轴的密封可采用聚四氟乙烯车制成直径为3mm的O形圈来进行密封。安装机械密封的轴套,要求具有良好的抗腐蚀性和耐磨性,对于放置动环密封圈的轴套表面要求镀铬处理,表面粗糙度为0.8。
(5)密封压盖结构尺寸的确定。机械密封的静环装在压盖上。压盖上安装静环的各种配合尺寸均按静环的几何尺寸进行设计,结构可参照机械密封有关资料。
3.改造技术要求
(1)安装机械密封部位的轴或套。轴或套的径向跳动0.04~0.06mm;表面粗糙度不低于0.8,轴或套外径尺寸公差为h7;密封轴套端部必须做倒角并修光滑。
(2)密封压盖。密封压盖应有足够的厚度,防止在液体压力作用下产生变形;密封压盖固定螺栓不少于3个;与静环密封圈接触部位的表面粗糙度不低1.6,其接触面对轴中心线跳动允差±0.04mm;安装静环密封圈的端部必须做倒角并修光滑。
(3)转子。瞬时轴向窜动量不超过±0.15mm;轴向游动量不超过±0.1mm轴振动量不超过±0.05mm。
(4)密封腔。密封腔与密封压盖配合的止口跳动允差为0.04~0.08mm;密封腔与密封压盖配合的端面跳动允差为 0.06~0.08mm。
三、机械密封结构改造
将图2中C处密封面是机械密封最容易发生泄露处,而锥面机械密封特别适合于含有固体悬浊物的泵送设备,因此将C处改为锥面密封,如图4所示。静环材料为填充聚四氟乙烯,动环材料为不锈钢,锥面喷涂碳化钨。其主要特点为:
1.锥面机械密封的动环为一锥环,其半锥角为α;静环的内径
在设计中注意G与接触母线T的关系,当锥面机械密封的静环磨损后,接触母线长度T不断增加,使得载荷系数G不断减小。图5所示为接触母线长度T与载荷系数G的关系曲线,运转过程中,静环磨损和G值降低所造成的卸载,使密封比压pc降低。由此而产生泄漏时,必须通过调节弹簧压缩量(弹簧加载)来维持足够的密封比压。
机械密封在运转中,弹簧一般不再进行调整。弹簧在锥面机械密封中起着补偿密封环磨损卸载和G值降低卸载双重作用,设计中正确确定弹簧比压是保证密封性能和使用寿命的重要一环。
四、结束语
改造后的密封结构,密封可靠,泵在运转中基本不漏,调节维护方便。提高了密封性能,延长了运行周期,节省了检修费用。经过上述改造之后的污水泵运行良好,延长了设备的连续运行时间。
参考文献:
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关键词：离心泵 机械密封 故障 措施
离心泵的端面密封方式一般有机械密封、填料密封和动力密封三种，目前石油化工行业泵一般均设计成机械密封的形式。机械密封通常被人们简称为“机封”，它是一种旋转轴密封，又称之为端面密封。机械密封性能可靠，泄露量小，使用寿命长，功耗低.毋须经常维修，且能适应于生产过程自动化和高温，低温，高压，真空，高速以及各种强腐蚀性介质.含固体颗粒介质等苛刻工况的饿密封要求.机械密封是靠一对或几对垂直于轴作相对润动的端面在流体压力和补偿机构的弹力作用下保持接合并配以辅助密封而达到的阻漏的轴封装置。但机械密封结构复杂，制造与安装精度高，备件费用较高，对检维修人员的操作水平有一定要求，所以，分析机械密封故障原因及控制措施，保证机械密封的工作可靠性，对延长机封的使用寿命就非常重要。现从机械密封的内外部条件简要分析密封失效的几种因素和应采取的预防措施。
一、机械密封的原理及要求
机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件等组成。其中动环随泵轴一起旋转，动环和静环紧密贴合组成密封面，以防止介质泄漏。动环靠密封室中液体的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压，保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。压紧元件产生压力，可使端面在泵不运转的状态下也保持贴合，保证密封介质不外漏，并防止杂质进入密封端面。密封元件起密封动环与轴的间隙、静环与压盖的间隙的作用，同时弹性元件对泵的振动、冲击起缓冲作用。机械密封在实际运行中是与泵的其他零部件组合起来发挥作用的，其正常运行与自身性能、外部条件都有很大的关系。但是我们要首先保证机械密封的自身零件性能、辅助密封装置和安装技术达到要求，使它发挥应有的作用。
二、机械密封的常见故障及处理方法
1.机械密封泄漏
在使用过程中，机械密封故障的问题主要集中在泄漏问题上。机械密封本身质量好是避免泄漏发生的必要前提，这就对机封动静环摩擦面出厂的光洁度提出了较高要求。另外，离心泵泵体其他部件的加工精度也对机械密封的使用起着关键作用。现就从以下几种情况探讨机械密封泄漏的具体原因和处理方法。
1.1安装过紧。观察机械密封的动静环平面，如有严重烧焦现象，平面发黑和很深的痕迹，密封橡胶变硬，失去弹性，这种现象是由于安装过紧造成的。安装过程中调整安装高度，叶轮安装后，用螺丝刀拔动弹簧，弹簧有较强的张力，松开后即复位，有2-4MM的移动距离即可。
1.2安装过松。观察机封动、静环平面，其表面有一层很薄的水垢，能够擦去，表面基本无磨损，这是弹簧失去弹性及装配不良造成，或电机轴向窜动造成。
1.3机械密封冲洗介质差含颗粒。由于水质差，含有小颗粒及介质中盐酸盐含量高，形成磨料磨损机封的平面或拉伤表面产生沟槽、环沟等现象。安装过程中需要
改进水压或介质，增加过滤器或更换机封。
1.4泵运行过程中缺水运行造成干磨损坏。此现象多见于底阀式安装形式进口处负压，进水管有空气，泵腔内有空气，泵开机后，机封的磨擦高速运转时产生高温，无法得到冷却，检查机封，弹簧张力正常，摩擦面烧焦发黑，橡胶变硬开裂。正确的处理办法是排尽管道及泵腔内空气，更换机械密封。
1.5由于介质是热水，会产生汽蚀现象，水温过高产生蒸汽，管道内的汽体进入泵腔内高处，这部份的汽体无法排除，从而造成缺水运行，机封干磨失效。
1.6安装泵盖时，可能没有装平，造成轴与泵盖不垂直造成动静平面不能吻合，开机时间不长，造成单边磨损而渗水。也有可能在安装动静环时，将橡胶件损坏，或动静环表面碰伤，处理方法是安装过程中检查泵盖是否装平。
1.7橡胶件的老化、变形，主要表现的现象为水温过高，介质溶解橡胶。从外观上看橡胶件表面疏松、毛糙，失去弹性，从而使橡胶失效，此时需要更换合适材质的密封圈。
1.8静环室内孔加工尺寸误差大，表面毛糙。表现的现象为从轴向喷水，静环与内孔之间存在间隙，或者内孔粗糙，静环跟转，橡胶磨损。处理办法是更换泵盖。或用生料带缠绕静环外圈，或加密封胶作应急处理。
1.9轴套或轴颈加工精度差、尺寸小、粗糙及轴颈锈蚀的原因，处理方法是锈蚀表面用砂纸打光，用生料带缠绕后，放入动环作应急处理，最好的方法是换轴，或轴镶套后加工恢复到原轴的尺寸。
三、提高机械密封使用效果应采取的合理措施
1.消除泵轴窜量大现象
安装平衡盘和轴向止推轴承，由平衡盘平衡轴向力，由轴向止推轴承对泵轴进行轴向限位。
2.增加辅助冲洗系统
由于泵抽取的介质含有颗粒、杂质，为避免这些杂质沉积在密封腔内腐蚀、粘结机封，加速机封的老化，破坏摩擦副，必须进行冲洗。增加辅助冲洗系统可以有效保护密封面，并起到冷却、作用。
3.加强日常巡检和维护工作
严格按操作规程执行日常巡检和维护工作，杜绝抽空和气蚀，防止介质流速过快使密封环受到冷激或热激而破裂。在切换泵时应遵循先开冷却液，后启动泵：先停泵，后停冷却液或宁可不停冷却液的原则，以保证机泵在运转中有足够的冲洗冷却液。对长期备用的泵要及时将液体排空，防止生成锈蚀物而将密封摩擦副腐蚀，且在启动前一定要先手动盘车。
四、机械密封的检修误区
在泵用机械密封的检修工作中，常存在以下误区：
1.弹簧压缩量过大使弹簧失去调节能力，致使密封失效。
2.动、静环密封圈过紧，影响密封效果。
3.叶轮锁母太紧产生自锁现象。
4.拆修总比不拆好。一旦密封泄漏就急于拆修，其实，有时密封并没有损坏，过了磨合阶段经自动调整，密封仍可运行很久。
五、机械密封拆装要点
拆装机械密封时，动、静环要清洗干净，并在摩擦副面上涂抹少量清洁的油，要兼顾高压端和低压端，严禁磕碰。静环压盖安装时用力要均匀，防止压偏。用塞尺检查，上下左右位置的偏差不大于0.05ⅡⅡn；检查压盖与轴外径的配合间隙，四周要均匀，各点允许偏差不大于0.1HⅡn。安装机械密封部位的泵轴径向跳动不应超过0.05I啪。安装泵盖和密封端盖之前，要认真复核机械密封的安装定位尺寸，如果定位尺寸不符合要求，可在轴套间用钢垫调整，但钢垫精度要高，厚度差不能超过0.01mm。测量机械密封套的径向跳动和密封面的端面跳动，二者均应符合要求。动环安装完毕，将其压向弹簧后应能自动弹回来。拆卸机械密封时要仔细，严禁动用手锤和扁铲，以免损坏密封元件。
六、结束语
总之，机械密封本身是一种要求较高的密封部件，对设计、机械加工、安装技术都有很高的要求，因此，要提高工艺人员现场操作水平。对使用机械密封时所出现的各种故障，要充分分析其产生原因。这样才能确保机械密封使用的稳定性、长期性，从而保证离心泵安全高效运行，提高经济效益，并为社会节约能耗。
参考文献
[1]薛敦松《石油化工厂设备检修手册》1998.
关键词：机械密封；安装；使用；失效；泄漏
1.机械密封的工作原理
1.1.机械密封的定义
在国家有关标准中的定义：由至少一对垂直于旋转轴线的端面组成，在流体压力及补偿机构弹力（或磁力）共同作用下，以及辅助密封圈的配合下， 该对端面保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。按照补偿机构运动状况分为旋转式和静止式机封；按照静环安装位置可分为内装式和外装式机封；按照密封面上介质载荷的作用情况可分为平衡型和非平衡型机械密封。
1.2. 机封的基本结构：
机械密封一般有4个密封点，如图1所示A、B、C、D点。
A点为端面密封点。这是一个动密封点，它靠弹性元件（弹簧、波纹管或波纹管加弹簧）和密封流体压力，在相对运动的动环和静环的接触面（端面）上，产生一个适当的压紧力（比压），使这两个光洁、平直的端面紧密贴合而达到密封目的。
B点为静环与压盖端面之间的密封点。这是一个静密封点，用橡胶或聚四氟乙烯密封圈来防止液体从静环与压盖之间隙的泄漏。
C点为动环与轴（或轴套）配合之间的密封点。这也是一个静密封点，当动、静环端面磨损时，辅助密封圈与动环应能补偿磨损的轴向移动。
D点为压盖与机体（密封箱体）之间的密封点，这也是一个静密封点，用螺栓压紧密封圈或密封垫片，实现无泄漏。
2. 机械密封的安装和使用
2.1. 下表是根据我厂13年对70套损坏机封统计的数据：
从统计数据得出：因使用和安装因素造成机封损坏占到总数的88.6%，因此，必须高度抓好安装和使用的的各个环节。
2.2 . 安装密封前的准备工作：
安装前的准备工作是整个安装过程的关键，准备越充分，设备开起后机封使用的可靠性越高。
2.2.1.检查机械密封包装盒上标注的型号是否和泵的使用要求一致，对于非平衡机封还要检查密封面，辅助密封圈等有无损伤、变形、裂缝等现象，若有缺陷，必须更换。对于集装式结构的机械密封，不必拆开检查。
2.2.2.检查机械密封轴套的长度、内径，最可靠的办法是将其与拆换下的旧机械密封的尺寸做比较，也可采用机械密封与轴试装的办法检查轴套。
2.2.3.检查机封箱与机械密封的配合尺寸以及螺钉连接尺寸，做到安装心中有数，避免错误安装造成机封损坏。
2.2.4.如果因振动造成的设备损坏，要进行泵轴的窜动量、径向跳动度、同轴度是否符合技术要求，一般情况下将各结合面清理干净即可满足安装要求。
2.2.5.装入前必须将轴或轴套、机封箱体、密封端面及机封本身清擦干净，防止任何杂质进入机封箱内，切记不允许用不清洁的不檫拭密封端面。
2.2.6.不允许用工具敲击密封端面，以防止密封件被损坏。
2.3. 机械密封的安装
2.3.1.在机械密封橡胶O型圈和轴套或轴表面涂一层机油，便于安装。特别注意的是：乙丙、丁基等材料的橡胶圈不能与油或脂接触，推荐采用动物油或肥皂。
2.3.2.将静环密封圈套在静环上并涂上剂，并将静环的防转销对准机封箱上的凹槽，检查其能否满足技术要求，之后把静环组合件、密封圈等旋转件一同套在轴上相应位置，最后安装上带静环的压盖。在安装机械密封的紧定螺栓和连接螺栓时，每组螺栓应采用对称拧紧的办法，防止安装偏差。
2.3.3.在未固定压盖之前应检查是否有异物粘附在摩擦副的端面上，用手推补偿环做轴向压缩，松开后补偿环能自动弹回无卡滞现象，最后才能将压盖螺栓均匀紧固。
2.3.4.安装叶轮时，应一边盘车一边观察安装核实尺寸，检查压盖、静环与轴是否有摩擦，感觉应均匀；机封轴套有卡环时，应保证卡环与压盖的间隙尺寸2～3mm，如有超差应调节泵轴予以保证，否则容易引起卡环与压盖的摩擦影响使用。
2.3.5.检查进出冷却水管路是否畅通，接上机封的冷却水，检查机封有无泄漏。
2.3.6.按照旋转方向手动盘车，检查转动是否灵活，泵腔内有无不正常声音，若有异常必须检查调整。
2.3.7.打开泵进口阀门，引入物料进行静压实验，检查泵壳等处的密封状况。无问题后开启电机，缓慢调节变频器频率至15Hz，一方面检查泄漏情况，另一方面排出密封腔中气体，最后等待开车。
3.机封出现泄漏原因分析及对策：
机封出现泄漏的原因很多，以下几点使我们在生产中经常遇到的机封泄漏，供大家交流借鉴：
3.1. 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。
3.2. 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：
3.2.1.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，这点要求我们在试运转时频率不能调的过高，一般在15Hz左右，试车五分钟以内。
3.2.2.动环密封圈过紧，弹簧无法调整动环的轴向浮动量；
3.2.3.工作介质中有颗粒状物质，运转中进人摩擦副，损伤动、静环密封端面，试车前要先把冷却水开启，形成机封腔内正压。
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。
3.3 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。
3.3.1.抽空、气蚀或较长时间憋压，造成机封使用工况发生变化，导致密封破坏；
3.3.2.泵的实际输出量偏小，大量介质泵内循环，热量积聚，引起介质气化，导致密封失效，出现这种情况，说明泵没有工作在效率区间，应及时调整输出量，如出现长时间运行还容易出现断轴。
3.3.3.对较长时间停用的泵，重新起动时必须先手动盘车，防止摩擦副因粘连而扯坏密封面。泵长时间不运行，要把机封的冷却水管拆下并串联起来，把机封内的冷却水吹出，避免机封腔内结垢。
3.3.4.工况频繁变化或调整；
离心泵在正常运转中突然内泄漏，如不能及时发现，极易造成冷却水系统污染，往往会酿成与之并用的泵类设备机封损坏，日常巡检中要加大对机封水槽水质检测，发现水质变混要及时置换机封水。
参考文献：
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关键词：化工：机械密封：故障：对策;
中图分类号：F407.45文献标识码： A
工业革命带来了一系列机械旋转设施投入生产应用，然而在该类设施的运行中，必然要对齐进行相关的密封工作，这样做的目的是降低这些设备的输入轴动力，也就使得机械的能量消耗得以降低，增加了单位产出和效率，最终延长机械的使用年限。我们都知道，机械密封即是端面密封，它大多被泵、液压传动、密闭反应以及其他设施旋转装置的相关密封化工产品所利用。随着现代技术的发展，新的密封用材及新的工程技术大量涌现，从一定程度推动了机械密封相关理论的不断前进和更新。
1.机械密封的种类与原理
首先，对其结构进行了解，可以将机械密封分为不同的种类。
1.1按弹簧元件的角度讲，它分为旋转型以及静止型。这两种类型都有着独特的地方，比如在腐蚀性较强的环境中，旋转型就会显现出其缺点，它不耐腐蚀，然而静止型却不担心该环境条件，耐腐蚀抗性强。
1.2按结构形式来区分，可分为平衡式和非平衡式。机械密封密封腔中的压力作用在动环上形成了闭合力，端面间的液膜形成开启力。当载荷系数K>1，密封为非平衡型机械密封。一般非平衡型机械密封只能用于低压。当压力大于一定的限度，密封面间的液膜就会被挤出。在丧失液膜及高负荷的作用下，机械密封的密封端面会很快损坏。非平衡型机械密封不能平衡液体对端面的作用，端面比压随流体压力的上升而上升，当机械密封腔压力上升时，会将密封端面间的液膜挤出，使机械密封的密封面很快损坏。当载荷系数K
1.3按装配方式来区分，可分为内装式和外装式。内装式机械密封是指机械密封安装在密封腔内，外装式机械密封是指机械密封安装在密封腔外。由于内装式机械密封的受力情况好，比压随介质压力的增加而增加，内装式机械密封的泄漏方向与离心力方向相反，因此一般情况均选用内装式机械密封。只有当介质腐蚀性极强时，且又不想考虑用有压双重机械密封时，才考虑选用外装式机械密封。
机械密封的工作原理相对简单，它的传动轴上有着最核心的传动元件动环，并且可以与轴一起转动，而静环的作用是利用防转销来防止转动，它与动环属于动密封元件。在机械设备的运转过程中，动环会伴随传动轴而动，然而静环则不会转动，位置不会变动，由于弹簧以及密封液体的影响，使得动环与静环紧贴起来，随着转动而相对径向转动，转动时在密封圈内的两端面形成两个油膜，便产生密封的功能。一般动环内含有动环辅助密封圈，当压缩量达到十分之一时，它能够防止动环与传动轴之间液体泄露出来，从而起到优良的辅助密封的功能。
2.机械密封发生故障的原因
机械密封多采用内装式, 一般根据经验、现场勘察及仪器测量来确定密封失效的具体原因。在该过程中，机械密封不能被看作一个独立的元件，而是与泵的其它零部件作为统一的系统来运转的。从具体情况来看，我们可以分为以下几种故障来讨论：
2.1 机械磨损
机械的长期磨损使得密封环的正常组合关系遭到破坏,如果端面显露出一定程度的摩擦损坏,传动轴每转一周，密封元件都要偏离原有规律的运行轨道。从磨损痕迹能够看出具体的运动情况和磨损程度。经过仔细勘察也可以分析密封失效的成因。举例来说，如若密封在最初阶段已经发生泄漏,且不宜看到摩擦端面的磨损轨迹,该类问题的原因有可能是旋转环的原因，它不再旋转或打滑, 从而进一步使得防转销失效。
2.2 摩擦过热
过热会产生一系列严重的问题，例如它会导致元件变形损毁，或者产生热裂和疱疤。一般情况下, 程度较强的热应力会导致密封环表面显现出径向的断裂痕迹, 该现象称为热裂。为了避免热裂这一问题,需要了解材质的机械物理性能,在设计生产阶段要充分注意到热裂出现的可能性。介质的低性、短时间内高负荷、环境温度高以及搭配材料组合不符合条件等或者以上几个原因的综合叠加，都会发生巨大的摩擦热量，进一步便会产生热裂纹,使得机械密封失效。
2.3 化学腐蚀
机械密封与腐蚀性介质接触便会产生表面腐蚀, 如果程度深一些，会在表面腐蚀的基础上导致点蚀。腐蚀对机械密封性能的影响作用明显。一般密封的部件比主机的其他零件形状小,而且更精密,所以在选材取材的时候，采用更耐腐蚀的材质。大量的实际情况显示，运转压力、外界温度和滑动速度都是造成腐蚀程度加深的重要因素。密封件的腐蚀率随温度的增加而不断提高。
2.4 机械密封的辅助冲洗系统
机械密封的辅助冲洗系统作为关键的辅助清洗系统，发挥着至关重要的功能，它有着诸多作用，例如保护密封面，冷却、、冲洗等各种环节。一个恰当并且合理的辅助冲洗系统可以很好地将机械的密封效果达到最优，比如，冲洗液里含有杂质成分，或者压力不足等原因，会使密封发生故障，因此，一旦机械密封出现失效，及时监测检查辅助冲洗系统是不可忽视的。
2.5操作失误导致机械密封失效
在人为操作环节，由于各种异常情况导致动静环运转失常；压缩量控制不当，导致磨损程度高；在机械的正常运行时如果有杂物进入设备之中，会致使机械运转失常，摩擦损伤等。
2.6 密封零件失效
机械密封零件失效比较多见，这大多是由于辅助密封圈的失灵导致的, 机械密封由于泄漏而导致工作失常的一个重要因素也是由于圆形圈异常造成的。圆形圈异常通常是老化、永久性变形，扭曲及挤出损伤。因此,在选用圆形圈时应综合分析合成橡胶的合适使用温度,最好采用截面积大，硬度高的橡胶材质。并且在装配样式方面多使用沟槽式，也可以选择选用复合材料等。
3.机械密封故障问题的解决对策
在分析和进行故障判断时,应恰当和全面地记下发生故障的现象(尤其是做好记录、保存好损坏的密封元件),要做到有目的性地拆开密封箱进行检查和监测。通过以上介绍和分析，我们了解到机械密封的端面通常存在着端面膜，正是它对密封的质量高低有着至关重要的作用。在现实情况中，由于各种各样的环境条件，机械密封端面间的端面膜也有着不同的存在形态，一般分为液态、气液混合态与气态这三类型式。然而端面膜的某一形态不是稳定不变的，随着具体条件的变化，它的相态会发生变化，一旦发生变化, 膜的反向弹力也会随着发生较大幅度的改变,从而导致机械密封失效。从以上论述问题来看，解决该情况的关键在于使得机械密封的端面膜具有稳定的相态，即是稳定膜。
4.结束语
机械密封自诞生之日到今天已经有着100多年的历史了，它作为一个密封生产产品,不断自我发展，逐步完善提高,并且伴随着现代科技的进步,这种密封产品还有着很大的潜力和空间，由于它在化工产业中的重要地位，以及当前阶段尚无其他替代品，使得它的发展势头依然迅猛。通过科技人员的不断探索，在设计以及投入使用等方面的不断投入和共同努力, 来使得机械密封技术水平得到更加长足的进步。
参考文献：
[1] 王雷 国内机械密封生产概况及发展趋势[J]化工设备与防腐蚀, 2002,(04)
[2] 左孝桐, 王新霖机械密封 PV 值的试验研究[J]流体机械, 1986,(11)
[3] 陈建鑫, 杨林娟机械密封技术最新进展[J]南通职业大学学报, 2004,(04)
[4] 杨炜明，周志平． 机械密封的失效因素分析及措施［J］． 与密封，2006( 6) : 192 －194．
【关键词】 机械、密封、选择
一、机械密封的工作原理
机械密封是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。
二、机械密封常用材料的选用
净水（常温）：（动）9CR18，1CR13堆焊钴铬钨，铸铁；（静）浸树脂石墨，青铜，酚醛塑料。
河水（含泥沙）（常温）：（动）碳化钨，（静）碳化钨
海水（常温）：（动）碳化钨，1CR13堆焊钴铬钨，铸铁；（静）浸树脂石墨，碳化钨，金属陶瓷；
过热水（100度）；（动）碳化钨，1CR13堆焊钴铬钨，铸铁；（静）浸树脂石墨，碳化钨，金属陶瓷；
汽油，油，液态烃（常温）：（动）碳化钨，1CR13堆焊钴铬钨，铸铁；（静）浸树脂或锡锑合金石墨，酚醛塑料。
三、密封材料的种类及用途
密封材料应满足密封功能的要求。因为被密封的介质不同，以及设备的工作前提不同，要求密封材料的具有不同的适应性。对密封材料的要求一般是：
1、材料致密性好，不易泄露介质；
2、有适当的机械强度和硬度；
3、压缩性和回弹性好，永久变形小；
4、高温下不软化，不分解，低温下不硬化，不脆裂；
5、抗侵蚀机能好，在酸，碱，油等介质中能长期工作，其体积和硬度变化小，且不粘附在金属表面上；
6、摩擦系数小，耐磨性好；
7、具有与密封面结合的柔软性；
8、耐老化性好，经久耐用；
9、加工制造利便，价格便宜，取材轻易。
四、机械密封安装、使用技术要领
1、必须按工况条件与主机情况选择适宜型号的机械密封与材料匹配，才能确保机器密封正常运转及使用寿命。
2、设备转轴的径向跳动应≤0.04毫米，轴向窜动量不答应大于0.1毫米。
3、安装机械密封静止环的密封端盖（或壳体），定位端面对轴的垂直度≤0.04mm。
4、安装静环压盖时，拧紧螺丝需受力平均，保证静环端面与轴心线的垂直要求。
5、安装后用手推动动环，能使动环在轴上灵活移动，并有一定弹性；用手盘动转轴、转轴应无轻重感觉。
6、在安装过程中严禁碰击、敲打，以免使机械密封摩擦付破损而密封失效。
7、设备的密封部位在安装时应保持清洁，密封零件应进行清洗，密封端面完好无损，防止杂质和灰尘带入密封部位。
8、设备在运转前必需布满介质，以防止干摩擦而使密封失效。
9、机械密封在安装时，必须将轴（轴套）、密封腔体、密封端盖及机械密封本身清洗干净，防止任何杂质进入密封部位。
10、当输送介质温度偏高、过低、或含有杂质颗粒、易燃、易爆、有毒时，必须参照机械密封有关标准，采取相应的阻封、冲洗、冷却、过滤等措施。
11、机械密封安装时，应有适当的。按产品安装说明书，保证机械密封的安装尺寸。
12、设备在运转前必须充满介质，以防止干摩擦而使密封失效。
13、单弹簧传动的机械密封，应合理选择弹簧旋向，一般从静止环端看，轴转向为顺时针时，应选右旋弹簧。反之则选左弹簧。
14、对易结晶、颗粒介质，对介质温度>80oC时，应采取相应的冲洗、过滤、冷却措施，各种辅助装置请参照机械密封有关标准。
15、安装时在与密封相接触的表面应涂一层清洁的机械油，以便能顺利安装。要特别留意机械油的选择对于不同的辅助密封材质，避免造成O型圈浸油膨胀或加速老化，造成密封提前失效。
五、机械密封技术的种类
当前采用新材料和工艺的各种机械密封的新技术，进展较快，有下列的机械密封新技术。密封面开槽密封技术近年来，在机械密封的密封端面上开了各种各样的流槽，以产生流体静、动压效应，现在还在不断更新。零泄漏密封技术过去总以为接触式和非接触式机械密封不可能达到零泄漏（或无泄漏）。以色列利用开槽密封技术，提出零泄漏非接触式机械端面密封的新概念，并已用于核电站油泵中。干运转气体密封技术这类密封是将开槽密封技术用于气体密封。上游泵送密封技术即利用密封面上开流槽将下游少量泄漏流体泵送回上游。上述几类密封的结构特点是：采用浅槽，且膜厚和流槽的深均属微米级，并采用槽，径向密封坝和周向密封堰组成密封和承载部门。也可以说开槽密封是平面密封和开槽轴承的结合。其长处是泄漏量小（甚至无泄漏）、膜厚大，消除接触摩擦、功耗和发烧量小。热流体动压密封技术它是利用各种外形较深的密封面流槽，造成局部热变形，以产生流体动力楔效应。这种具有流体动压承载能力的密封，称之为热流体动力楔密封。
波纹管密封技术可分为成型金属波纹管和焊接金属波纹管机械密封技术。
多端面密封技术分为双密封、中间环密封、多密封技术。另外还有平行面密封技术、监控密封技术、组合密封技术等。
六、机械密封冲刷方案及特点
冲刷的目的在于防止杂质集积，防止气囊形成，保持和改善等，当冲刷液温度较低时，兼有冷却作用。冲刷的方式主要有如下：
1、内冲刷
（1）、正冲刷：利用工作主机的被密封介质，由泵的出口端通过管路引入密封腔。主要用于清洁流体。当温度高或有杂质时，可在管路上设置冷却器、过滤器等。
关键词：行星减速箱；密封；改造
一、前言
在高炉生产中，炉顶装料设备起着举足轻重的作用，炉顶装料设备是用来装料入炉并使炉料在炉内合理分布，同时要起炉顶密封作用的设备。而行星减速箱是炉顶设备气密箱的主体部分，也是炉顶设备的关键部分之一
二、问题的提出
八钢炼铁分公司现有5座430m3高炉，其中4座为无钟式炉顶，1座为有钟炉顶。无钟炉顶采取布料溜槽布料，是高炉配料系统的关键设备，其主要作用是为高炉炉内布料。布料器时由行星减速箱，气密箱，布料溜槽和控制系统等组成。行星减速箱通过两根同心伸出轴带动气密箱内的双联齿轮上部大齿轮使布料溜槽做圆周运动，另一个大齿轮则通过小齿轮，涡轮蜗杆，扇形铜齿轮使溜槽倾角的位置改变达到多角度均匀布料的目的。并且操作灵活，以满足高炉布料和炉顶调剂的要求，行星减速箱是布料器的的主体传动部件，也是无料钟炉顶的关键设备，由于行星箱是气密箱的动力源设备，而气密箱又受炉顶顶热煤气及炉顶高温高压的影响，工作条件较为恶劣，条件差，传动阻力大，经常发生设备故障。主要表现在以下方面：行星箱运行一段时间后由于密封性查，油泄露，炉内瓦斯灰及气体窜入行星箱内，导致箱体内顶压油加不进箱体内，如将箱体内气体排出，再加入油会对人员造成伤害，因为气体内含有大量煤气，箱体内被瓦斯灰及高压其他包裹，造成轴承卡阻，运行困难及电机温升过高，甚至布料溜槽不能任意改变角度，无法进行多角度布料造成必须休风，更换行星箱影响生产。行星箱的设计使用周期原为一年，但由于多种原因，行星箱的使用寿命只有三个月左右，严重影响了高炉生产的顺行，为此通过分厂专工及检修人员的认真分析，我们对行星箱的输出轴端的密封进行了优化改造。
三、故障原因分析
通过对行星箱的拆检，我们发现导致行星箱使用周期下降的主要原因：行星箱输出轴端是垂直向下的，因其安装在炉顶气密箱上，环境温度高且粉尘极大，压力波动较大，运行过程中极易造成输出轴端密封装置严重磨损，从而使箱体内的油泄露，失去介质使轴承严重损坏而无法运行。
行星箱在设计上密封装置采用的是软填料密封，即使用6圈盘根通过压紧法兰由6个螺栓压紧使盘根膨胀来达到密封的目的。这种密封装置的最大缺点就是虽然可一次性压紧，但在使用一段时间后由于填料干磨烧损或磨损而造成介质泄露，这样就需要多次紧固螺栓来达到压紧的目的，然而行星箱安装在气密箱中，平时无法进行调节，必须等到高炉休风时将行星箱从气密箱上吊出才能进行调节压紧，影响高炉正常生产。
选用怎样的密封形势是解决问题的关键所在，结构上我们知道密封系统所用的材料和零件一般都存在着热力不稳定的问题，在密封介质及周围环境媒介的作用下，会降低密封系统的可靠性并且在机械作用的影响下，其可靠性会降低几个数量级。机械作用中，磨损是主要原因之一，磨损破坏了接触表面，使密封装置的尺寸、形状、质量或原件的表面状态发生变化，扩大装配间隙，磨损的结果对密封连接处的间隙分布和接触压力都有很大的影响，最终导致密封件的密封性降低。
四、解决方法
我们通过查阅资料和技术人员讨论，决定采用在原基础上加装机械密封和骨架油封的方法来解决。机械密封是与轴做相对滑动，在流体压力和补偿机构的弹力作用下保持贴合并配以辅助密封达到阻漏的轴封装置。需要在两根传动轴上均增加机械密封及骨架油封，本文详细介绍细轴的密封改造，粗轴装配原理一致。如图1，左图为行星减速箱细轴，右图为行星减速箱粗轴。
原装配图图2如下。
齿轮1与齿轮2分别靠键与细轴和粗轴连接。原始密封仅靠盘根进行密封；一旦盘根磨损后将导致泄漏，泄漏后各种炉内杂质进入减速箱内，将阻止轴承转动，影响溜槽动作。现场图3所示。
改造后如图4所示。
放大图5。
改造后，机械密封的静环与压盖，压盖与壳体之间的密封，二者均属静密封，动环与轴之间的密封为静密封，机械密封的动环与静环发生相对转动，当端面摩擦磨损后，它不仅仅能追随补偿环沿轴向作微量的移动，实际上仍然是一个相对静密封，因此这些泄露通道相对来说比较容易封堵，动环与静环的端面彼此贴合作相对滑动的动密封。它是机械密封装置中的主密封，也是决定机械密封性能和寿命的关键，并且机械密封与软填料密封比较有如下优点：
1. 密封可靠在长周期的运行中，密封状态很稳定，泄漏量小，按大致统计其泄漏量一般为软填料密封的1/100；2.使用寿命长在油水类介质中一般可达1-2年或更长时间；3.摩擦功率消耗小，机械密封的摩擦功率仅为软填料密封的10%-50%；4.轴或轴套基本上不受磨损；5.维修周期延长，端面磨损后可自动补偿，一般情况下不需经常性的维修；6.抗振性好，对旋转轴的振动，偏摆以及轴对密封腔的偏斜不敏感；7.适合范围：机械密封能用于低温、高温、真空、高压不同转速极易各种腐蚀性介质和含磨粒介质等的密封，但其缺点有：1.结构较复杂，对制造加工要求高；2.一次性投资高；
二、因各种原因及操作原因，由于炉体内压力向上顶，箱体内加油压力向下顶，改为机械密封后相应的提高了行星箱的使用周期，增加到6-8个月；
三、经过技术人员和检修维护人员多次协商后，现将原有的软填料密封恢复使用，在压三道盘根后加一道油环，防止盘根磨损损坏，再压两道盘根并在盘根压盖上加工凹槽，加一道骨架油封。再将左盘根压盖和轴上加装机械密封进行密封，下图为现场改造装配图及密封件，图6所示。
五、结束语
通过对行星箱输出轴端密封装置的改造，目前基本上解决了窜气和介质泄露的问题，将行星减速箱的使用周期从原来的三个月延长到6-8个月，到目前加装机械密封和骨架油封，盘根同时使用后，延长到现在1年没出现过故障，降低了维修人员的劳动强度，提高了设备的使用寿命和利用率，降低了企业成本，增加了效率，为高炉的顺产创造了条件。
参考文献
1、 《机械设计手册》
关键词：干气密封；轻烃泵；泄漏；改造
一、前言
裂解汽油加氢装置C5馏分抽出泵为RPKB25-200单叶轮泵，该泵原密封采用的是单端面机械密封。C5馏分为汽油加氢装置95～100℃馏分，其主要为C5及以下组分，属于液态轻烃类。该介质为低沸点液体，容易汽化，而且存在低温使材料脆化等问题。另外由于其还有具有低粘度、高蒸汽压等特性，在泵密封的摩擦副端面难以形成和维持连续、稳定的液体膜，容易因流体膜汽化引起干摩擦，造成端面磨损加剧，严重影响密封的使用寿命。一旦离心泵单端面机械密封失效，轻烃物料极易泄漏挥发到大气中，不仅污染环境，更存在引发重大安全事故的可能。
经过长期对该C5馏分抽出泵操作使用及检维修分析，总结出该类泵机械密封失效情况如下：
1.密封在泵开停过程中造成机械密封动静环端面间隙发生较大变化从而导致泄漏；
2.检修分解失效密封后发现：①动、静环根本就没有摩擦痕迹，即轻烃介质在动静环间形成了过大的液膜反力，将密封面推开，从而造成泄漏；②动、静环过度磨损，即载荷系数或弹簧比压过大，造成密封端面不能形成液膜，从而导致过度磨损泄漏。
综上，为解决该类轻烃泵密封问题，关键在于：改善液态烃泵机械密封端面条件，防止密封端面液膜汽化。
通过与改造厂家探讨，根据泵类型与介质、工况，决定对该泵进行串联式干气密封改造，改造方案为PLAN11+72+75。
二、密封结构与操作系统
1.密封结构
该改造方案为带自冲洗的串联式干气密封。第一级为平衡型机械密封，密封介质为C5，入口压力：0.45MPa，出口压力：1.02MPa，温度：40℃，转速：2850r/min；第二级为干气密封，密封介质为干净氮气，氮气压力：0.07MPa左右。由于干气密封端面上加工有动压槽[1]（槽深一般在5～10um，正常工作状态下，流动的气体在两个密封面间形成一层 2～3um厚的气膜），只允许单向旋转，因此，该密封只能单向运转。
正常情况下，机械密封作为主密封起作用，干气密封为辅助密封。干气密封主要作用有：
1.1提高主密封的背压，使液态介质能够保持在密封端面处，主密封在运转过程中端面形成一层液膜，从而减小了密封面的磨损，极大地延长了主密封的使用寿命；
1.2当主密封失效时，干气密封可以起到备用密封的作用，隔离介质与大气，防止意外事故发生。
2.操作系统
干气密封控制系统是干气密封的重要组成部分[2]，它主要由密封气过滤单元和密封气泄漏监测单元组成，干净的密封气保证密封面不受颗粒杂质的损坏，干气密封是以微量的气体泄漏为代价换取其长周期的使用寿命，泄漏量是否稳定直接反映了干气密封运行的状态，因此，对干气密封的泄漏进行监控为设备的安全运行提供了保障。
在串联式干气密封控制系统中，外部管网氮气进入控制系统，经过滤器、减压阀后，为干气密封提供稳定、干燥、清洁的密封气。当主密封泄漏或氮气压力过低，单向阀起到防止工艺介质反串入氮气管网的作用。进入密封腔的氮气与主密封泄漏的微量工艺介质经气液分离器后，气相介质通过节流孔板排向火炬，液相介质则留在气液分离器，可通过视镜观察液体，当贮存到一定量时打开排液口排入排污容器，由此消除安全隐患和避免对环境造成污染。当主密封泄漏过大时，由于限流孔板的作用，密封腔压力上升，泄漏管线上的压力表指示上升，表明密封失效。
干气密封控制系统结构简单。干气密封阻塞气采用工业氮气（接公用工程的氮气管线），经减压阀减压至0.2MPa做为干气密封系统气源，再经孔板限流减压至工作压力0.07MPa。
三、干气密封出厂试验
干气密封的完成设计制造后，在成都一通科技有限公司的试验台上进行了干气密封的性能模拟试验。参考API682离心泵干气密封的试验规程，并按此规程对干气密封进行性能试验。试验结果表明，干气密封具备高度的稳定性、可靠性，泄漏量稳定，与设计值吻合。
四、干气密封日常操作注意事项
密封在运转过程中，通过密封气系统可对干气密封的运转状况进行监测。正常情况下入口气源压力为0.2MPa时，出口压力应大致为0.07MPa。
1.若密封气出口压力表显示过低，表明外侧干气密封泄漏过大；
2.若干气密封腔出口压力表长时间显示高于0.07MPa，达到警戒压力0.12Mpa压力开关高报警，表明内侧主密封泄漏过大，可视现场情况决定是否拆机检查；
3.若密封气进入管线压力表显示值过低，低于0.2Mpa，达到0.15Mpa时，表明密封气源压力过低，提醒操作者注意检查气源压力；
4.通过收集罐的液位计观察罐内容积，达到一定值时液位开关发出液位高报警，提醒操作者及时打开阀门向指定的排污容器排放。
五、结论
1.厂家在设计时，采用了有限元法对干气密封工作原理、端面槽型、结构参数优化进行了研究，保证能密封具有良好的密封性和稳定性；
2.出厂试验证明，设计制造的串联式干气密封能够实现密封的非接触运行，密封性能稳定可靠；
3.工业运行表明，该泵改造完成运转2个月，操作系统各工艺参数稳定，密封性能良好，大大提高了该泵的运转性，彻底解决了因该泵介质沸点低、容易汽化等引起的密封材料低温脆化等问题，消除了轻烃介质挥发到大气中污染环境，更防止了发生重大安全事故的可能。
参考文献
[1]麦伟.串联式干气密封在焦化装置液化气泵上的应用.石油和化工设备；2010年第13卷，52-54.
