浅析机械密封的泄漏问题及检修措施

浅析机械密封的泄漏问题及检修措施

杨志勇

（华电国际邹县发电厂）

摘要：水泵检修过程中常常未准确查找泄漏原因就急于拆修，导致维修频率上升，增加了维修费用，给维修带来了一定的困难。本人在长期维修实践的基础上对水泵的机械密封进行观察、分析、判断，归纳出失效原因和正确结论，并采取有效的防治措施。

关键词：水泵；机械密封；泄露；措施

1、机械密封泄漏原因分析的原则

对于每一套水泵机械密封，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。

2、机械密封泄漏原因分析

（1）摩擦副端面之间的泄漏。①端面不平。②端面间存在污物。③安装不正确。④端面变形。

（2）补偿环辅助密封圈处的泄漏。①辅助密封圈存在着质量问题，如橡胶密封圈断面尺寸超差，压缩率不符合要求。②密封圈安装时受到损伤，如橡胶制件表面有划痕，导致密封失效。③轴表面有腐蚀、麻点、凹坑等缺陷。④轴的尺寸公差、表面粗糙度未达到要求。⑤轴弯曲，轴套配合不当，或者轴承安装位置不当，均会造成轴径向跳动和轴向窜动超标。

（3）泵体与压盖结合面之间的泄漏。①泵体与压盖相配合端面有缺陷，如凹坑、刻痕等。②螺栓紧固力小，压缩垫片时不能把接触面不平的凹坑填满。③垫片或密封圈受到损伤。④压盖刚度不够而产生变形。⑤螺栓受力不均匀，造成压盖单边锁紧。

（4）轴套。轴套与轴之间的泄漏，通常是由于安装不当、密封圈或垫片不符合要求或者受到损伤而造成的。

（5）装配不良引起的机械密封渗漏。在装配过程中，水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。导致动、静环磨损后，得不到补偿位移，造成渗漏。

（6）润滑油质差或油量不足引起的机械密封渗漏。由于润滑油质差，其间的固体颗粒杂质一旦进入密封端面，嵌入石墨密封环的密封面内，必将会划伤或加快密封端面的磨损。另外由于水垢和油污在轴（套）表面的堆积速度超过摩擦副的磨损速度，致使动环不能补偿磨耗位移，致使机械密封端面的磨损加剧。如果密封面润滑油量不足，就会引起磨擦副干摩擦导致拉伤密封端面。

（7）真空状态运行造成的机械密封渗漏。水泵在起动、停机过程中，由于水泵进口堵塞或工作介质中含有气体等原因，有可能使密封腔出现负压，密封腔内若是负压，会引起密封端面磨擦副干摩擦，密封端面损伤产生漏水现象。真空密封与正压密封的不同点在于密封对象的方向性差异，而且机械密封也有其某一方向的适应性。

（8）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，密封面热变形。

3、采用措施

（1）摩擦副端面之间的泄漏的措施。①重新研磨抛光端面或更换密封环。②清除端面间的污物，并重新进行装配。③仔细阅读安装说明书及附图，重新调整安装尺寸。非补偿环安装倾斜，若为压盖安装倾斜，则应重新安装，同时检查密封环端面与压盖端面各点的距离是否一致。装配时压盖螺钉要均匀拧紧。④更换O形圈材料。⑤清除碎片，并清洗压盖。⑥对于因腐蚀而产生的泄漏，需要改用合适的材料；为避免阻塞和腐蚀，需改变密封的结构或采用弹簧外置式机械密封。

（2）补偿环辅助密封圈处的泄漏的措施。①多数是轴端未倒角或残留毛刺不清洁所致。因此，需要注意清除毛刺和保持清洁。另外，轴上的键槽也会损伤密封圈，为此，安装时应使用专用工具，避免密封圈受到损伤。②应更换新轴或轴材料，并在密封圈接触部位的轴表面进行表面热处理。③应修整尺寸公差或表面粗糙度。④此时需修理校正或更换零件。

（3）泵体与压盖结合面之间的泄漏的措施。①加大螺栓紧固力，或选用较软的垫片材料。螺栓紧固力必须大于泵内介质压力，因为内压总是使得密封压盖与泵体端面趋于分离。②更换有足够刚度的压盖。③重新调整螺栓紧固力。

（4）轴套与轴之间的泄漏的措施。一般可以用泄漏量的变化加以鉴别，轴套处的泄漏量通常是稳定的，而从其他通道泄漏出的泄漏量往往是不恒定的，如从端面泄漏，经过磨合之后泄漏量会逐渐减少。

（5）装配不良引起的机械密封渗漏措施。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）。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。

（6）润滑油质差或油量不足引起的机械密封渗漏的措施。必须定期对润滑油质进行检测，保证油室润滑油的清洁度，禁止加不清洁的润滑油。在固体颗粒容易进入的位置应选用碳化钨对碳化钨摩擦副的机械密封。油室腔内润滑油面高度应加到高于动、静环密封面。

（7）真空状态运行造成的机械密封渗漏的措施。在工作中要勤巡视，充分利用水泵的排气阀对水泵进行保护。更有效的是采用双端面机械密封，这样有助于改善润滑条件，提高密封性能。

（8）高压和压力波造成的机械密封渗漏的措施。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，选用可靠的联结方式，如键、销联结等。弹簧压缩量一定要按规定进行调整，不允许有过大或过小的现象，误差不大于2mm。压缩量过大会增加端面比压，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，起不到密封的效果。

参考文献：

[1]彭德迟，余良旺、水泵机械密封失效分析及对策[J]、给水排水，2006，05.

[2]王顺学、机械密封的失效原因分析与对策[J]、陕西国防工业职业技术学院学报，2008，02