机械密封常见的故障分析及改进措施.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 21 日 作者简介：迟长明（1987），男，汉族，吉林延边人，本科，中级工程师，研究方向机械工程。-31-机械密封常见的故障分析及改进措施 迟长明 潍柴电力设备有限公司，山东 潍坊 261000 摘要：摘要：在科学技术全面发展的过程中，各个领域都在不断的发展壮大，为机械制造领域的发展起到了积极的助动作用。因为机械拥有良好的稳定性和高效性，所以受到了人们的广泛青睐，得到了良好的运用，这样也对机械设备技术人员的专业能力和综合素质提出了更高的要求。为了保证机械的使用效果，在进行机械安装或者是维修工作的过程中，往往会因为工作人员对于机械的密封结构缺少全面的了解，或者是对于安装细节问题缺少综合考虑，所以会对机械密性的效果造成诸多的损害，极易导致泄漏的故障的发生。鉴于此，我们需要对机械密封故障的根源进行综合分析研究，并且针对性地制定有效的解决方案，提升机械的使用效率和效果。关键词：关键词：机械密封；故障分析；改善措施 中图分类号：中图分类号：TH136 0 引言 在科学技术快速发展的带动下，机械密封技术水平随之不断的提升，因为其在实践运用的过程中表现出了良好的作用，并且其使用寿命相对较长，所以被人们在工业领域中加以大范围的运用，并且取得了良好的成效。在石油生产行业之中，对于机泵运行的效率要求相对较高，在原油性质不断变化的过程中，石油生产企业发生密封泄漏问题的概率在逐渐的增加，为了确保机械设备能够始终维持稳定安全的运行状态，那么最为重要的就是需要对密封故障加以合理的处理，并且总结机械密封失效的根源，积极的采用有效的方法来进行处理和解决。1 机械密封的原理、结构分析 机械密封其实质就是以旋转机械设备为核心的轴封设备，借助多个垂直旋转的轴线当作端面，其可以利用液体压力、磁力以及辅助密封等方法来保证良好的贴合效果，从而避免密封设备中流体出现泄漏的情况。因为机械密封往往都需要使用端面来完成密封处理，所以在实践中往往也会被人们称之为端面密封。在我国化工行业之中，机械密封往往都会被人们引用到泵体、压缩机等各类设备之中，利用机械密封能够将密封形态从轴向密封转变为端面密封，流体泄漏的概率也会随之逐渐地降低。机械密封通常都是由静环和压紧密封原部件结构组合而成的，在密封操作的过程中，动环往往会受到泵轴的影响而发生同步旋转，动环与静环在贴合的过程中也会形成完整的密封面，利用密封面可以有效的避免内部流体发生泄漏的情况。动环在密封室流体压力的影响下，其断面会压在静环的端面上，并且会产生比压和液体膜，这样就可以实现密封的效果目的。压紧元部件在压力的影响下，即使泵体没有处在运转的状态，也可以与断面进行实时贴合，从而规避密封介质出现外漏的情况。在机械密封之中，密封元件能够对动环和轴间隙、静环和压盖进行密封，并且在密封的过程，弹性元部件也可以发挥出对泵的振动的缓冲作用。再有，机械密封在投入使用之后往往都是与其他相关部件同时运行，所以不管是机械密封自身的综合性能还是外界运行环境，都会对机械密封的效果造成直接的影响。但是与外界影响因素相对比来说，机械密封自身零部件的性能往往与其密封效果存在直接的关联。2 机械密封常见故障分析 2.1 高压导致的机械密封故障分析 机械密封内部的压力通常都是由密封内介质的冲击压力所形成的，从某种层面上来看，高压所造成的机械密封故障不但会对机械设备造成严重的损害，并且还会因为高压瞬间的释放而对周边机械设备以及工作人员的安全形成诸多的威胁。所以机械设备操作工作人员务必要积极的对机械设备进行全面的检查，并且对于设备中压力参数的波动情况进行实时观察，如果机械和设备压力参数出现失稳的情况，那么还需要工作人员积极的采用有效的方法来进行处理。2.2 高温导致的机械密封故障分析 中国科技期刊数据库 工业 A-32-通常来说，机械密封腔所可以承担的温度都是有限的，但是在机械设备运行的过程中，密封腔内的温度往往会不断的提升，但是因为密封腔内没有设置专门的散热设备，这样就会造成机械密封腔内的温度超出极限的情况发生，极易导致机械密封故障的情况出现。机械密封端面润滑性能逐渐的下降，其密封端面就会发生破损的情况，这样必然会对密封效果造成诸多的损害。从某种层面上来看，通过对高温所造成的密封故障进行分析我们可以发现这种故障所涉及到的各个类型都具有一定的类似性，其很多时候都是因为密封静环圈和动环圈径向端面出现变形或者是被破损的情况所造成的，在密封环表层结构出现磨损的情况的时候就会发生泄漏的情况。2.3 介质所导致的机械密封故障分析 在机械密封腔之中，所涉及到的介质的种类以及纯度都会对密封效果造成巨大的影响，诸如：在介质之中存在气体介质或者是颗粒介质都会对机械密封腔的整体性能造成一定的影响。如果介质中所存在的颗粒较小并且质地较为坚硬，那么其就会在快速旋转的密封端面中形成摩擦的情况，最终会导致密封结构的破损。一旦发生上述情况，就会导致杂志对内部机械密封效果造成诸多的损害，极易诱发密封故障的情况发生。2.4 其他方面因素导致的机械密封故障分析 因为遭到其他方面的因素的影响而造成的机械密封故障涉及到下面几个方面：首先，机械密封所挑选的类型不适合。其次，密封效果较差。上述问题的存在都会导致机械密封故障的情况发生，造成机械密封故障的因素较多，在实施机械密封故障排除工作的时候，还需要对各方面影响因素加以综合分析，只有从根源上控制机械密封故障的发生，确保机械密封的效果。3 机械密封效果的主要影响因素分析 在化工生产设备之中，机械密封属于其中最为重要的一个部分，密封的效果以及使用时长都会对生产工作的实施造成诸多的影响。所以为了从根本上避免机械密封故障情况的发生，还需要专业人员针对影响机械密封效果的各个因素加以对比分析，切实地提升机械密封的效果。3.1 磨损与损坏影响分析 不管是机械密封还是其他密封形式，其运行环境都非常的复杂，并且在长时间的运行过程中，机械密封必然会发生磨损的问题，在磨损程度达到某种状态的时候，就会对机械密封的气密性造成诸多的损害，并且磨损情况的发生也会导致流体泄漏。再有，因为机械密封运行环境相对较为复杂，在长时间的运行的过程中也会遭到各类杂志或者是其他基础的元部件的配合不当的情况发生，这些问题的存在都会对密封元件形成一定的损害，如果不能及时有效的加以处理，最终也会诱发泄漏的问题发生。3.2 设备运行条件所带来的影响 在机械密封长时间的运行过程中，由于其主要作用就是避免油液等流体发生泄漏的情况，所以长期与设备中的油液相互接触，最终就会被油液所腐蚀。设备运行过程中所处的环境不同，机械密封所需要应对的环境问题也是不一样的，这些附属设备运行情况对于机械密封效果会造成诸多的影响。从密封运行条件入手，因为环境温度所造成的影响都是十分巨大的，所以在实践中还需要加以良好的把控。诸如：高温介质通常其粘度都相对较差，渗透性相对较好，这样就会造成密封面遭到腐蚀的程度较为严重，并且在温差的影响下，密封件的膨胀均匀性往往会出现明显的变化，甚至会造成密封破坏而造成泄漏的情况。因为与机械密封运行存在关联的环境因素较多，所以在实施故障分析工作的时候，务必要对环境因素加以侧重关注。3.3 装配调整造成的影响 在静密封的状态下，如果装配预紧力如果无法满足实际需要，那么必然会导致设备出现流体泄漏的情况，动密封与机械密封就会在装配过程中因为调整工作不到位就会造成设备泄漏的问题发生，所以在将机械密封加以实践运用的时候，需要对装配调整的方式加以重点关注，并且结合实际需要来选择适合的装配调整模式，这样才可以为机械密封创造良好的密封基础。3.4 密封材料零部件的性能影响 机械密封的材料性能往往也会对密封的效果造成直接的影响，如果零部件自身存在任何的问题，都会诱发泄漏的情况。在机械密封之中压盖类零部件主要中国科技期刊数据库 工业 A-33-涉及到法兰、密封盖等多种部件类型，如果压盖零部件的刚度性能没有达到规定的要求，也会损害到密封的效果。4 机械密封改进措施 机械密封发生概率较高的故障主要是性能故障、泄漏故障，只有在实践中利用有效的方法对于机械密封的效果加以提升，才可以确保零部件的性能和精度达到密封要求的标准，从而规避各类故障情况对于机械密封造成不良影响。4.1 振动、发热改进 在机械密封中，如果动静环与密封腔之间的间隙较小，必然会造成振动或者是问题提升的情况出现。对于上述问题，要想彻底地加以解决还需要结合各方面实际情况来选择适合的方法来提升密封腔内径对于转动外径进行适当的调控。在整个过程中，还需要对动静环和密封腔之间的间隙进行合理的控制，如果因为摩擦而导致振动和发热的情况发生，那么还需要对动静环材料性能进行有效的优化，提升动静环材料的耐高温和耐腐蚀性能可以有效地避免出现温度的提升或者是振动的情况发生。4.2 机械密封泄漏问题改进 机械密封的泄漏问题通常都是因为遭到多方面因素的影响所造成的，所以在解决泄漏问题的时候，务必要对实际情况加以综合分析，从而挑选最为适合的方法来对泄漏问题进行有效的处理。为了从根本上规避泄漏的情况发生，在实施机械密封安装操作的时候务必要严格的遵从各项规范标准要求来实施操作，不但需要保证机械密封零部件的整洁性，对于动静环密封端面需要进行定期的擦拭，并且还需要保证重点区域的整洁光滑。在对密封圈实施装配工作的时候，对于橡胶密封圈不能使用汽油、煤油等材料进行擦拭，不但就会对密封圈的整体结构造成损害。在动静环组装工作完成之后，需要利用按压补偿的方法来对其安装效果加以检查，确保达到规定的要求。4.3 泵轴窜量改进 在机械密封安设操作中，还应当重视轴向力平衡装置的设计工作，从而确保对于轴向窜量进行合理的控制。诸如：在实施多级离心泵设计工作的时候，可以利用“平衡盘+止推轴承”的设计方式来增强轴向平衡能力，其中平衡盘的运用可以对轴的向力进行合理的调控，在进行设计工作的时候，也可以利用增设辅助冲洗系统来将密封腔之中所存在的杂志进行清理，从而避免内部存在大量的杂志而造成弹簧失灵的情况发生，如果是因为杂质累计量较多而造成结晶出现也会对机械密封的效果形成一定的损害，所以在实施设计工作的过程中，还需要借助冲洗系统来对密封面进行良好的保护，并且冲洗系统也可以起到良好的冷却和润滑的作用。再有，为了有效的避免机械密封中的泵振动的情况发生，需要严格的按照相关规定要求来完成泵产品的制造，针对泵以及现场管理辅助设施进行全面的检查也可以有效的规避振动情况的发生。4.4 机械密封检修 机械密封泄漏一般都是因为密封垫的问题所造成的，所以为了从根本上规避泄漏故障情况的发生，还需要在进行检修工作的过程中对于密封垫的情况加以侧重检查，一旦密封垫出现破损的问题，就需要及时地将密封垫进行更换。在发现密封垫出现泄漏的情况的时候，需要积极的采用有效的方法来进行对密封面实施全面的检修，对于所存在的问题进行明确，如果有需要还需要利用着色法来对设备是不是存在划痕的问题进行检验，结合检验所获得的结果来选择适合的方法来进行处理，这样就可以保证设备的性能能够始终维持在良好的状态，从而确保各项实践工作的效率和效果。4.5 创新解决措施，完善机械密封设计 在机械密封故障改善措施中，还可以对新技术和新形式的开发，为了能够从根本上防止机械密封故障的出现，还需要对机械密封设计阶段进行完善，保证设计效果能够满足实际需要。最近几年来，伴随着我国该行业的不断发展，其相关技术也得到了更多的开发和实际应用，其中机械密封的质量也有了很大的提高。5 结语 总而言之，机械密封故障的出现原因来个各方各面的，要想降低机械密封故障出现的概率，就必须要根据实际情况而做出针对性措施，并且还可以从机械密封设计阶段进行完善，这样能够从源头去杜绝密封故障的出现，从而直接保证机械密封的质量得到提高。中国科技期刊数据库 工业 A-34-参考文献 1王肇优,霍安新,缪薇等.大型泵站机械密封泄漏原因及处理方法J.江苏水利,2022(10):66-68.2冯伯俊.机械密封常见故障及处理J.化学工程与装备,2021(11):179-180.3朱凌云.机械密封技术在渣浆泵密封中常见故障处理及对策研究J.内蒙古石油化工,2020,46(07):70-71.4姜琳.机械密封在转动设备上的应用及故障处理J.化工管理,2020(16):148-149.5邹昕桓,陈庆.关于常见机械密封磨损原因的探讨J.电子元器件与信息技术,2020,4(01):143-144.6史宝国.试论端面密封常见故障的表现及处理对策J.科技展望,2014(13):23.7曹金燕.火电厂烟气脱硫系统用泵机械密封常见故障分析及对策J.水泵技术,2013(06):44-46.8王忠成.锅炉给水泵常见故障分析与预防措施J.东北电力技术,2013,34(08):31-33.9张勇.博格曼机械密封常见故障分析和处理措施J.设备管理与维修,2011(1):90-91.