據我國石油化工行業(yè)統計，80%以上的離心泵采用的密封方式為機械密封。由于工況條件的不同，離心泵在輸送物料過(guò)程中，經(jīng)常出現機械密封處物料的泄漏，給環(huán)境造成污染，并造成能源的浪費。

機械密封是離心泵的主要易損件之一，因而泵的故障多數是由密封失效所導致的。據統計，機械密封失效導致泵的故障占設備故障率的50%以上，所以有必要對離心泵的機械密封泄漏進(jìn)行分析改進(jìn)，以降低泵的故障率。

一、離心泵工作原理及機械密封裝置的作用

離心泵通過(guò)電機、聯(lián)軸器，使其葉輪高速旋轉，在葉片之間的液體受到葉片的推動(dòng)，在離心力的作用下，不斷地從中心被甩向四周，當泵內液體從葉輪中心被拋向邊緣時(shí)，中心處形成了低壓區，由于進(jìn)泵前的液體壓強大于泵吸入口處的壓強，在壓強差的作用下，液體便經(jīng)吸入管連續地吸入泵內，以補充被排出液體的位置，只要葉輪不停地旋轉，液體便不斷地吸入和排出。

泵軸穿過(guò)泵殼時(shí)，動(dòng)靜之間有間隙存在時(shí)，泵內的液體就會(huì )從間隙漏至泵外，若吸入端是真空，則外界空氣會(huì )漏入泵內，嚴重影響泵的工作，為了減少泄漏，一般在動(dòng)靜間隙處裝有軸端密封裝置。軸封裝置是離心泵的重要部件，它直接關(guān)系到離心泵能否正常工作?，F在軸封裝置一般采用機械密封。

二、機械密封原理

機械密封是一種依靠彈性元件對動(dòng)、靜環(huán)端面密封副的預緊和介質(zhì)壓力與彈性元件壓力的壓緊而達到密封的軸向端面密封裝置。

機械密封通常由靜環(huán)、動(dòng)環(huán)、壓緊元件和密封元件組成。動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的端面組成一對摩擦副，動(dòng)環(huán)靠密封室中液體的壓力使其端面壓緊在靜環(huán)端面上，并在兩環(huán)端面上產(chǎn)生適當的比壓和保持一層極薄的液體膜而達到密封的目的。

壓緊元件產(chǎn)生壓力，可使泵在不運轉狀態(tài)下，也保持端面貼合，保證密封介質(zhì)不外漏，并防止雜質(zhì)進(jìn)入密封端面。密封圈起密封動(dòng)環(huán)與軸的間隙、靜環(huán)與壓蓋的間隙的作用，同時(shí)對泵的振動(dòng)、沖擊起緩沖作用。機械密封在實(shí)際運行中不是一個(gè)孤立的部件，它是與泵的其它零部件一起組合起來(lái)運行的。

三、機械密封的輔助設施—沖洗裝置

沖洗裝置是機械密封最主要的輔助設施，泵在運轉過(guò)程中，密封腔中沉積或形成雜質(zhì)，必須進(jìn)行沖洗。否則會(huì )因結晶的析出、顆粒雜質(zhì)的沉淀，使機械密封動(dòng)、靜環(huán)失去浮動(dòng)性，彈簧失靈。更嚴重的是顆粒磨損、雜質(zhì)進(jìn)入摩擦副會(huì )加劇磨損，導致機械密封迅速失效。所以，一般情況下泵用機械密封均應進(jìn)行沖洗。

四、機械密封泄漏的原因分析

新安裝(或更換)的機械密封投入運轉時(shí)泄漏量應在允許范圍內。如果密封本身的結構、制造質(zhì)量、安裝和使用等方面都無(wú)問(wèn)題，其壽命要超過(guò) 8000h。實(shí)際工作中，不少密封的使用壽命遠沒(méi)有達到該值前就失效了，這是由于工藝條件、設備運行狀況和操作存在一定的問(wèn)題造成的。根據近幾年來(lái)機械密封運行工況和失效后的拆檢情況來(lái)看，其常見(jiàn)原因如下：

1、密封環(huán)熱裂紋

機械密封拆開(kāi)時(shí)可發(fā)現，硬環(huán)表面有過(guò)熱回火色，石墨環(huán)表面有環(huán)狀溝紋、橡膠圈老化等。

主要原因是：①由于介質(zhì)溫度過(guò)高泵體內形成汽蝕，汽蝕發(fā)生后，水力沖擊帶動(dòng)密封做迅速的軸向振蕩，使動(dòng)靜環(huán)及輔助密封圈等零件嚴重的磨損，使機械密封裝置損壞。②潤滑不良，密封環(huán)端面沒(méi)有形成液體潤滑膜或密封環(huán)端面間液膜汽化，形成干摩擦；③冷卻系統散熱不良；

2、離心泵的振動(dòng)

由于制造和安裝精度等原因，所有的離心泵都存在著(zhù)振動(dòng)。振動(dòng)的原因主要為轉子不平衡、機泵不同心、滾動(dòng)軸承故障等。從軸承箱表面測到的最大振幅不能大于0.06mm，超過(guò)該值就要停泵處理。振動(dòng)可分解為三個(gè)方向：垂直、水平和軸向，其中以軸向振動(dòng)對密封的危害最大。當泵振動(dòng)加劇時(shí)，動(dòng)靜環(huán)之間發(fā)生分離。瞬間的分離在液膜壓力作用下致使密封面開(kāi)啟，出現大量泄漏，如果這時(shí)介質(zhì)中固體顆粒含量超過(guò)5%時(shí)，由于振動(dòng)引起端面分離，顆粒嵌入較軟的石墨環(huán)端面，造成硬質(zhì)環(huán)密封面的過(guò)度磨損。拆卸檢查時(shí)可發(fā)現，在硬密封面上有清晰的摩擦痕跡，進(jìn)入固體顆粒時(shí)有劃痕。

3、彈性元件失彈

主要特征是拆卸檢查彈性元件時(shí)，彈性元件彈力不足，有變形、自由高度明顯減小。該情況發(fā)生概率比較小

主要原因是：①大部分用來(lái)制作彈簧和波紋管的材料在高溫下長(cháng)期工作均會(huì )出現彈力下降的缺陷，從而使密封端面的閉合力不足而導致密封端面泄漏嚴重。金屬波紋管的高溫失彈即是該類(lèi)機械密封的一種普遍而典型的失效形式；②彈簧在高溫下長(cháng)期工作發(fā)生蠕變、疲勞失效等；③彈簧在高溫下長(cháng)期工作腐蝕失效。

五、結尾語(yǔ)

離心泵在低于最小流量值得狀態(tài)下工作時(shí)，流體在泵內產(chǎn)生嚴重的回流等現象，導致產(chǎn)生溫升和振動(dòng)。

抽空現象是當離心泵發(fā)生故障的眾多原因之一，當其發(fā)生時(shí)會(huì )伴隨以下?tīng)顩r： 

①、電機電流下降

②、壓力大幅波動(dòng)

③、流量異常波動(dòng)

 ④、發(fā)出雜音異聲

⑤、泵體發(fā)生振動(dòng)

 ⑥、泵缸溫度升高

為什么說(shuō)抽空是機械密封最大的敵人？

產(chǎn)生抽空現象原因及對應措施：  

    ①、原因：離心泵入口處發(fā)生漏氣

           措施：應停泵檢查離心泵的泄漏入口管線(xiàn)及法蘭；

    ②、原因：離心泵入口處發(fā)生堵塞

           措施：應停泵檢查離心泵的泄漏入口管線(xiàn)、過(guò)濾網(wǎng)及葉輪，進(jìn)行吹掃后進(jìn)行檢修；

    ③、原因：離心泵入口處壓力不夠

           措施：則應提高入口液面背壓；

    ④、原因：離心泵入口處介質(zhì)溫度過(guò)高飽和蒸汽過(guò)大

           措施：應降低介質(zhì)溫度，將離心泵內蒸汽放空排凈；

    ⑤、原因：離心泵入口閥未開(kāi)或是閥芯脫落

           措施：應打開(kāi)閥門(mén)或換泵后進(jìn)行檢修；

    ⑥、原因：離心泵出口開(kāi)度太大（?。?/p>

           措施：應進(jìn)行適當調整各閥開(kāi)度；

    ⑦、原因：離心泵封油帶水

           措施：應對封油罐進(jìn)行脫水處理

    ⑧、原因：離心泵塔或容器內液面液位低或者無(wú)液位；

           措施：應暫時(shí)關(guān)小離心泵出口閥門(mén)或進(jìn)行停泵處理，待液面上升后恢復；

    ⑨、原因：離心泵葉輪或是內磨環(huán)磨損嚴重。 

           措施：應適時(shí)進(jìn)行更換

    ⑩、原因：離心泵電機反轉

           措施：應及時(shí)調整轉向。