水泵机械密封泄漏原因分析及处理

水泵机械密封泄漏原因分析及处理

欧阳自文

江西大唐国际抚州发电有限责任公司 江西 抚州 344000

摘要：机械密封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。我厂电动给水泵、江边取水泵、开式水泵、工业水泵、定冷泵等的轴端密封都是采用的机械密封密封方式，运行中经常出现机械密封泄漏，分析出泄漏原因，并针对原因处理，这样才能保证机械密封长期可靠地运转

关键词：机械密封;泄漏;处理

引言

机械密封是一对或几对垂直于旋转轴线端面在流体压力和补偿机构弹力的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合且相对滑动所构成的防止流体泄漏的装置。机械密封性能可靠,泄露量小,使用寿命长,功耗低。无须经常维修,且能适应于生产过程自动化和高温,低温,高压,真空,高速以及各种腐蚀性介质。水泵是电厂重要的设备，起到强力控制的作用，因此一旦发生故障，轻则需要关闭系统进行检修影响正常工作，重则可能会引起机组停机，造成严重的人身和经济损失。因此，电厂很多重要水泵密封采用机械密封。

一、机械密封与填料密封比较

1）机械密封优点

1.密封可靠,在长期运转中密封状态很稳定,泄露量很小,其泄露约为软填料密封的1%；

2.使用寿命长,一般可达1~2年或更长；

3.擦功率消耗小,其摩擦功率仅为填料密封的10%~50%；

4.维修周期长.端面磨损后可自动补偿,一般情况下不需要经常性维修；

2）机械密封缺点

1.较复杂,对加工要求高；

2.安装与更换比较麻烦,要求工人有一定的技术水平；

二、机械密封安装、使用技术要领

1.设备转轴的径向跳动应≤0.04毫米，轴向窜动量不允许大于0.5毫米；

2.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；

3.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；

4.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；

5.安装静环压盖时，拧紧螺丝必须受力均匀，保证静环端面与轴心线的垂直要求；

6.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；

7.安装后用手盘动转轴、转轴应无轻重感觉；

8.设备在运转前必须充满介质，以防止干摩擦而使密封失效；

9.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。

10.安装时在与密封相接触的表面应涂一层清洁的润滑油或润滑脂，要特别注意油脂的选择对于不同的辅助密封材质，避免造成O型圈侵油膨胀或加速老化，造成密封提前失效。

三、机械密封的密封原理

动环与静环之间的密封是靠弹性元件（弹簧、波纹管等）和密封液体压力在相对运动的动环和静环的接触面（端面）上产生一适当的压紧力（比压）使两个光洁、平直的端面紧密贴合；端面间维持一层极薄的液体膜而达到密封的作用。这层膜具有液体动压力与静压力，它起着平衡压力和润滑端面的作用。两端面之所以必须高度光洁平直是为了给端面创造完美贴合和使比压均匀的条件，这是相对旋转密封。

四、机械密封的失效原因分析

泵用机械密封种类繁多，型号各异，但泄漏点主要有五处：

(l)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；

(4)对静环与静环座间的密封；

(5)密封端盖与泵体间的密封。

1.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。

2.引起摩擦密封失效的因素主要有

(l)操作中，因气蚀、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；

3.由于两密封端面失去润滑膜而造成的失效

（1）因端面密封载荷的存在，在密封腔缺乏液体时启动泵而发生干摩擦；

（2）介质的低于饱和蒸汽压力，使得端面液膜发生闪蒸，丧失润滑；

（3）如介质为易挥发性产品，在机械密封冷却系统出现结垢或阻塞时，由于端面摩擦及旋转元件搅拌液体产生热量而使介质的饱和蒸汽压上升，也造成介质压力低于其饱和蒸汽压的状况。

4.因安装、运转或设备本身所产生的误差而造成机械密封泄漏

（1）动、静环接触表面不平，安装时碰伤、损坏；

（2）动、静环密封圈尺寸有误、损坏或未被压紧；

（3）动、静环表面有异物；

（4）动、静环V型密封圈方向装反，或安装时反边；

（5）轴套处泄漏，密封圈未装或压紧力不够；

（6）弹簧力不均匀，单弹簧不垂直，多弹簧长短不一；

5.设备在运转中，机械密封发生泄漏的原因主要有：

（1）泵叶轮轴向窜动量超过标准，转轴发生周期性振动及工艺操作不稳定，密封腔内压力经常变化等均会导致密封周期性泄漏；

（2）摩擦副损伤或变形而不能跑合引起泄漏；

（3）密封圈材料选择不当，溶胀失弹；

（4）设备运转时振动太大；

（5）动、静环与轴套间形成水垢使弹簧失弹而不能补偿密封面的磨损；

结语

以上总结了机械密封比较常见的渗漏原因。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润滑条件，这样才能保证密封长期可靠地运转。

参考文献

［1］机械密封设计制造与使用[M].北京机械工业出版社1993.

[2]汽轮机设备检修[M].中国电力出版社，2005.

[3]汽轮机设备与运行[M].中国电力出版社，2008.

[4] 汽轮机设备及其系统[M].中国电力出版社，1999.