1第4章泵的密封一、密封的形式與分類二、機械密封的結構及原理三、機械密封的失效四、機械密封故障的排除五、機械密封的安裝與維修六、機械密封的泄漏原因分析七、機械密封常見滲漏現(xiàn)象及對策八、使用機械密封注意事項Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*第一節(jié)密封的形式與分類一、機械密封的形式與分類：

按彈簧元件旋轉或靜止可分為：旋轉式內裝內流非平衡型單端面密封，簡稱旋轉式；靜止式外裝內流平衡型單端面密封，簡稱靜止式。按靜環(huán)位于密封端面內側或外側可分為：內裝式和外裝式。按密封介質泄漏方向可分為：內流失和外流式。按密封端面的對數(shù)可分為：單端面和雙端面。按彈性元件分類：彈簧壓縮式和波紋管式。按介質作用在密封端面上的壓力卸荷程度分：平衡式和非平衡式。按彈性元件結構和布置分：單彈簧、多彈簧、波紋管、膜片按非接觸式機械密封結構分類：流體靜壓式、流體動壓式、干氣密封式。按密封腔溫度分類：高、中、普、低溫密封。按密封腔壓力分類：超高、高、中、低壓機械密封。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*2*Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6第一節(jié)密封的形式與分類3*Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6第一節(jié)密封的形式與分類4*Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6第一節(jié)密封的形式與分類5第一節(jié)密封的形式與分類二、動密封

動密封分為往復式動密封和旋轉式動密封兩類。往復式動密封有成型填料密封、填料函密封和脹圈密封。旋轉式動密封有：運動件與靜止件直接接觸的接觸式動密封；兩者不直接接觸的非接觸式動密封；利用添加在密封間隙內流體的特殊性質達到密封的半流體動密封。

特點：它沒有直接接觸的摩擦副，可以采用較大的密封間隙，因此能密封含有固相雜質的介質，磨損小，壽命長，若設計合理可以做到接近于零泄露。功率消耗大，必須輔以停車密封。動密封可以分為旋轉密封和往復密封兩種基本形式。按密封條件與其作相對運動的零部件是否接觸，可以分為接觸式密封和非接觸式密封。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*6第一節(jié)密封的形式與分類有的泵和設備必須絕對密封，有的允許少量泄漏，所以應根據(jù)工作介質的性質、溫度、壓力和相對速度等操作條件以及對密封性能的要求等選用或設計密封的結構型式。一般來說，接觸式密封的密封性能好，但受到摩擦損傷的限制，適用于密封面線速度較低的場合。非接觸式密封的密封性能較差，適用于較高的速度。動密封和靜密封實質區(qū)別在于是否存在相對運動。7Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*8第一節(jié)密封的形式與分類三、副葉輪流體動力密封

所謂的副葉輪流體動力密封是指在泵的葉輪后蓋板背面附近同軸反方向安裝一開式葉輪。當泵工作時，副葉輪隨泵主軸一起旋轉，副葉輪中的液體也會一起旋轉，轉動的液體會產生一個向外的離心力，這個離心力一方面頂住流向密封處的液體，降低了密封處的壓力。另一方面阻止介質中的固體顆粒進入密封的摩擦副中，減少密封磨塊的磨損，延長了其使用壽命。

在泵中的軸向力主要是由液體作用在葉輪上的壓差力和整個轉動部分的重力所組成，這兩個力的作用方向是相同的，合力是由兩個力相加而成。單吸泵的軸向力大，而平衡難度比雙吸泵要難。所以在泵中，軸承容易損壞其原因也是與軸向力大有著很大的關系。

而如果安裝了副葉輪，除了起到密封作用外，還可以起到降低軸向力的作用。液體作用在副葉輪上壓差力的方向是與上述兩力的合力相反的，這樣可以抵消一部分軸向力，也就起到了延長軸承壽命的作用。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*第一節(jié)密封的形式與分類但是，使用副葉輪密封系統(tǒng)也有一個缺點，那就是在副葉輪上要消耗一部分能量，一般在3%左右，但是只要設計合理，完全可以把這部分損失降低到最低限度。為保證動力密封停車密封的壽命,減少泵的泄漏量,泵的進口壓力應有限制,即:

Ps＜10%Pd式中：Ps—泵進口壓力(MPa),Pd--泵出口壓力(MPa)。四、填料密封

填料函內，以填料與泵軸或軸套直接接觸并充滿填料函，阻止介質外漏。對填料有以下要求：

(1)密封性好；(2)耐腐蝕；(3)摩擦系數(shù)??；(4)適應介質溫度和壓力。9Shijinqiao2011-6

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Hnjqffjsyxgs泵2011-6第一節(jié)密封的形式與分類填料密封的功能密封的功能防止泄漏和外界空氣進入設備。造成密封泄漏的原因來自兩個方面：1、密封面上有間隙；2、密封兩側有壓力差。消除或減小任一因素都可以阻止或減少泄漏。一般而言，消除間隙是防止泄漏的主要途徑。填料密封的機理填料裝入填料腔內，經(jīng)壓蓋對其做軸向壓縮，當軸與填料有相對運動時，由于填料的塑性，使其產生徑向力，并與軸緊密接觸。與此同時填料中浸漬的潤滑劑被擠出，在接觸面間形成油膜。由于接觸狀態(tài)并不是十分均勻，接觸部位便出現(xiàn)“邊界潤滑”狀態(tài)，稱之為“軸承效應”，而未被接觸的凹部形成小油槽，有較厚的油膜，接觸部位與非接觸部位組成一道不規(guī)則的迷宮，起阻止泄漏的作用，此稱之為“迷宮效應”。這就是填料密封的機理。

填料密封的泄漏不能夠維持“軸承效應”和“迷宮效應”。即：不能維持良好的潤滑和適當?shù)膲壕o，或壓的過緊使油膜中斷，造成填料和軸之間干摩擦，最后出現(xiàn)燒毀軸套或出現(xiàn)嚴重磨損，最終導致填料密封的泄漏。10*Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6第一節(jié)密封的形式與分類填料密封泄漏的原因在生產實踐中，無論填料的形式和結構有多大區(qū)別，均可歸結為以下幾點原因：軸及填料箱內腔的表面粗糙度沒有達到圖樣要求。填料本身允許有一定的泄漏量。(參照密封理論)填料箱內腔和軸套表面所涂潤滑劑不均勻。裝填時敲擊使填料變形。裝填順序有問題，不符合軟填料在壓蓋附件，硬填料在深部的要求。最外圈填料的作用為抗磨損作用，適當再增加1~2圈軟填料。填料密封的調整要經(jīng)常對填料的壓緊程度進行調整，以便填料中的潤滑劑在運行一段時間后流失，同時補償填料因體積變化所造成的壓緊力松弛。由于經(jīng)常擠壓填料最終使浸漬劑枯竭，所以定期更換填料是必要的。11*Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6第一節(jié)密封的形式與分類允許泄漏量ml/min軸徑mm25405060起動30分鐘內24305860正常運行8101620軸徑mm＜2020~3535~5050~7575~110110~150150~200＞200填料邊寬(正方形)mm56101316192225壓力MPa0.10.51若壓力較高時可采用雙填料箱填料圈數(shù)3~44~55~7填料密封的泄漏量為了維持液膜和帶走摩擦熱，有意讓填料處有少量的泄漏是必要的。一般填料密封允許泄漏量可參照下表：注：表中內容適用于軸做旋轉運動。填料的選擇12*第一節(jié)密封的形式與分類Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6填料的合理裝填與使用1.清潔填料內腔，檢查表面是否有劃傷、毛刺現(xiàn)象。2.用百分表檢查軸在密封部位的徑向圓跳動量，其公差應在允許范圍內。3.填料腔內應涂填料劑或與介質相適應的潤滑劑。4.在填料使用時，應先取一根與軸徑同樣尺寸的木棒，將其纏繞在上面，再用刀切斷，切口最好成45°斜面。5.填料應逐根填裝，不可一次裝填幾根。當填料總根數(shù)為4~8根時，裝填時應使接口相互錯開90°；兩根填料錯開180°；3~6根錯開120°；以防通過切口泄漏。6.最后一根裝完后，應用壓蓋壓緊，但壓力不應過大。同時轉動主軸，7.使裝配后的壓緊力趨于拋物線分布。然后略為松動一下壓蓋，裝填即算完畢。8.進行運轉試驗，以檢查是否達到密封要求和驗證發(fā)熱程度。若不能密封，可將填料壓緊一些；若發(fā)熱過大，將它再放松一些。9.應經(jīng)常檢查泄漏情況，如發(fā)現(xiàn)泄漏超過允許值時，應及時壓緊調整。軸的磨損、彎曲、偏心是造成泄漏的主要原因。應定期檢查軸承的使用情況，并盡可能將將填料裝在軸承不遠處，軸的允許徑向圓跳動量最好在d/100mm以下。10.軟硬不同的填料使用時會有良好的效果，但裝填時硬填料應在深部，軟填料應在壓蓋附近。11.填料應定期更新。拆裝時應注意不得劃傷填料箱內壁和軸套的表面。12.當填料與填料腔尺寸不符時，嚴禁用錘子把填料敲扁。13第一節(jié)密封的形式與分類常用填料有：

(1)石棉盤根：石棉盤根，耐溫和耐腐蝕性能都很好，但單獨使用時，密封效果不佳，所以總是浸漬或附加其他材料。油浸石棉盤根：它的基本結構形式有兩種，一種是扭制，另一種是編結。又可分圓形和方形。

(2)聚四氟乙烯編織盤根：將聚四氟乙烯細帶編織為盤根，有極好的耐腐蝕性能，又可用于深冷介質。

(3)橡膠O形圈：在低壓狀態(tài)下，密封效果良好。使用溫度受限制，如天然橡膠只能用于60℃。

(4)塑料成型填料：一般做成三件式，也可做成其他形狀。所用塑料以聚四氟乙烯為多，也有采用尼龍66和尼龍1010的。14Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*第一節(jié)密封的形式與分類

此外，使用單位根據(jù)自己的需要，常常探索各種有效的填料形式。例如，在250℃蒸氣閥門中，用石棉盤根和鉛圈交替迭合，漏汽情況就會減輕；有的閥門，介質經(jīng)常變換，如以石棉盤根和聚四氟乙烯生料帶共同使用，密封效果便好些。為減輕對軸套的摩擦，有的場合，可以加二硫化鉬(M0S2)或其他潤滑劑。目前，對新穎填料，正進行著探索。例如用聚丙烯腈纖維經(jīng)聚四氟乙烯乳液浸漬，又經(jīng)預氧化后，在模具中燒結壓制，可以得到密封性能優(yōu)異的成型填料；又如用不銹鋼薄片與石棉制成波形填料，可耐高溫、高壓與腐蝕。15Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6**第一節(jié)密封的形式與分類五、波紋管密封隨著化學工業(yè)和原子能工業(yè)的迅速發(fā)展，易燃、易爆、劇毒和帶放射性的物質增多，對泵密封有了更嚴格的要求，有的場合已無法使用填料密封，因此產生了新的密封形式－波紋管密封。這種密封不需填料，所以也叫無填料密封。

六、迷宮密封迷宮密封是在轉軸周圍設若干個依次排列的環(huán)行密封齒，齒與齒之間形成一系列截流間隙與膨脹空腔，被密封介質在通過曲折迷宮的間隙時產生節(jié)流效應而達到阻漏的目的。

七、干氣密封八、各種密封墊片16Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6機械密封與軟填料密封比

優(yōu)點：

1）密封可靠，在長期運轉中密封狀態(tài)很穩(wěn)定，泄露量很小，其泄露約為軟填料密封的1%；

2）

使用壽命長，在油、水介質中一般可達1～2年或更長，在化工介質中一般能工作半年以上；

3）

擦功率消耗小，其摩擦功率僅為軟填料密封的10%～50%；

4）

軸或軸套基本上不磨損；

5）

維修周期長，端面磨損后可自動補償，一般情況下不需經(jīng)常性維修；

6）

抗振性好，對旋轉軸的振動以及軸對密封腔的偏斜不敏感；

7）

適用范圍廣，機械密封能用于高溫、低溫、高壓、真空、不同旋轉頻率，以及各種腐蝕介質和含磨粒介質的密封。

缺點：

1）較復雜，對加工要求高；

2）安裝與更換比較麻煩，要求工人有一定的技術水平；

3）發(fā)生偶然性事故時，處理較困難；

4）價高。

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Hnjqffjsyxgs泵2011-6*17第二節(jié)機械密封結構及原理1.機械密封的結構及原理

機械密封通常由動環(huán)、靜環(huán)、壓緊元件和密封元件組成。其中動環(huán)和靜環(huán)的端面組成一對摩擦副，動環(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)端面上產生適當?shù)谋葔汉捅３忠粚訕O薄的液體膜而達到密封的目的。壓緊元件產生壓力，可使泵在不運轉狀態(tài)下，也保持端面貼合，保證密封介質不外漏，并防止雜質進入密封端面。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*18第二節(jié)機械密封結構及原理2.機械密封的構件及作用密封元件起密封動環(huán)與軸的間隙、靜環(huán)與壓蓋的間隙的作用，同時對泵的振動、沖擊起緩沖作用。機械密封在實際運行中不是一個孤立的部件，它是與泵的其它零部件一起組合起來運行的，同時通過其基本原理可以看出，機械密封的正常運行是有條件的，例如：泵軸的竄量不能太大，否則摩擦副端面不能形成正常要求的比壓；機械密封處的泵軸不能有太大的撓度，否則端面比壓會不均勻等等。只有滿足類似這樣的外部條件，再加上良好的機械密封自身性能，才能達到理想的密封效果。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*1920第二節(jié)機械密封結構及原理1、動環(huán)和靜環(huán)

（1）作用：保持密封面緊密貼合組成密封面防止介質泄漏。（2）要求：具有良好的耐磨性和耐腐蝕性；動環(huán)要有良好的追隨性（自

動補償密封面的磨損）；動、靜環(huán)具有浮動性，起緩沖作用。2、彈性元件（彈簧、波紋管、蛇形套等）（1）作用：起預緊、補償及緩沖的作用，（2）要求：使密封面產生一個合理的比壓，保證端面摩擦副良好的貼合和動環(huán)的追隨性，材料要求耐腐蝕和疲勞。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*21第二節(jié)機械密封結構及原理3、輔助元件（O型圈、V性圈、楔形環(huán)等）（1）作用：主要起靜環(huán)和動環(huán)的密封作用，同時起浮動和緩沖作用（2）要求：耐熱或耐寒并能與介質相容4、傳動件（傳動銷、傳動環(huán)、傳動座等）（1）作用：將軸的轉矩傳給動環(huán)（2）要求：材料耐磨耐腐5、緊固件（緊定螺釘、彈簧座、壓蓋、組裝套、軸套）（1）作用：起到靜、動環(huán)的定位，固緊作用，保證摩擦副密封面處于正確的位置，并保持良好貼合的彈簧比壓。（2）要求：注意安裝密封環(huán)的導向測角和壓縮量。Shijinqiao2011-6

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Hnjqffjsyxgs泵2011-6第二節(jié)機械密封結構及原理典型的機械密封注：1.這些圖只表示典型結構，并不代表任何具體的設計或密封牌號。2.對必要的接頭，參看相應的管路布置方案圖。22第三節(jié)機械密封的失效機械密封失效受外部條件的影響較多：3.1泵軸的軸向竄量大

機械密封的密封面要有一定的比壓，這樣才能起到密封作用，這就要求機械密封的彈簧要有一定的壓縮量，給密封端面一個推力，旋轉起來使密封面產生密封所要求的比壓。為了保證這一個比壓，機械密封要求泵軸不能有太大的竄量，一般要保證在0.5mm以內。但在實際設計當中，由于設計的不合理，往往泵軸產生很大的竄量，對機械密封的使用是非常不利的。這種現(xiàn)象往往出現(xiàn)在多級離心泵中，尤其是在泵啟動過程中，竄量比較大。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*23第三節(jié)機械密封的失效3.2磨損后軸向竄量大泵經(jīng)過長時間運行后，平衡盤與平衡環(huán)摩擦磨損，間隙隨著增大，機械密封軸向竄量不斷增加。由于軸向力的作用，吸入側的密封面的壓緊力增加，密封面磨損加劇，直至密封面損壞，失去密封作用。吐出側的機械密封，隨著平衡盤的磨損，轉子部件的軸向竄量大于密封要求的軸向竄量，密封面的壓緊力減小，達不到密封要求，最終使泵兩側的機械密封全部失去密封作用。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*24第三節(jié)機械密封的失效3.3軸向力偏大

機械密封在使用過程中是不能夠承受軸向力的，若存在軸向力，對機械密封的影響是嚴重的。有時由于泵的軸向力平衡機構設計的不合理及制造、安裝、使用等方面的原因，造成軸向力沒有被平衡掉。機械密封承受一個軸向力，運轉時密封壓蓋溫度將偏高，對于聚丙烯類的介質，在高溫下會被熔融，因此泵啟動后很快就失去密封效果，泵靜止時則密封端面出現(xiàn)間斷的噴漏現(xiàn)象。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*25第三節(jié)機械密封的失效3.4泵軸的撓度偏大

機械密封又稱端面密封，是一種旋轉軸向的接觸式動密封，它是在流體介質和彈性元件的作用下，兩個垂直于軸心線的密封端面緊密貼合、相對旋轉，從而達到密封效果，因此要求兩個密封之間要受力均勻。但由于泵產品設計的不合理，泵軸運轉時，在機械密封安裝處產生的撓度較大，使密封面之間的受力不均勻，導致密封效果不好。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*26第三節(jié)機械密封的失效3.5沒有輔助沖洗系統(tǒng)或輔助沖洗系統(tǒng)設置不合理

機械密封的輔助沖洗系統(tǒng)是非常重要的，它可以有效地保護密封面，起到冷卻、潤滑、沖走雜物等作用。有時設計員沒有合理地配置輔助沖洗系統(tǒng)，達不到密封效果；有時雖然設計人員設計了輔助系統(tǒng)，但由于沖洗液中有雜質，沖洗液的流量、壓力不夠，沖洗口位置設計不合理等原因，也同樣達不到密封效果。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*27第三節(jié)機械密封的失效3.6

振動偏大機械密封振動偏大，最終導致失去密封效果。但機械密封振動偏大的原因往往不是機械密封本身的原因，泵的其它零部件是產生振動的根源，如泵軸設計不合理、加工的原因、軸承精度不夠、聯(lián)軸器的平行度差、徑向力大、汽蝕等原因。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*28第三節(jié)機械密封的失效3.7泵汽蝕的原因

由于裝置系統(tǒng)設計不合理以及泵進口汽蝕性能不好、泵的轉速偏高，在泵的入口處發(fā)生局部汽蝕，汽蝕發(fā)生后，水中會有氣泡，它一方面會沖擊機械密封面的外表面，使其表面出現(xiàn)破損；另一方面會使動靜環(huán)的吻合面的流動膜中也含有氣泡，不能形成穩(wěn)定的流動膜，造成動靜環(huán)的吻合面的干摩擦，使機械密封裝置損壞。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*29第三節(jié)機械密封的失效3.8

機械加工精度不夠

機械加工精度不夠，原因有很多，有的是機械密封本身的加工精度不夠，這方面的原因容易引起人們的注意，也容易找到。但有時是泵其它部件的加工精度不夠，這方面的原因，不容易引起人們的注意。例如：泵軸、軸套、泵體、密封腔體的加大精度不夠等原因。這些原因的存在對機械密封的密封效果是非常不利的。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*30第三節(jié)機械密封的失效3.9機械密封的磨損1、粘著磨損：兩種滑動摩擦副材料表面力互相吸引所形成的。2、磨料磨損：兩個粗糙的表面發(fā)生碾削作用或由于密封縫隙中外來雜物充做磨料所引起的。3、磨蝕磨損：由于化學腐蝕所引起的縫隙溫度高時最容易發(fā)生這類磨損。4、表面疲勞磨損：滑動表面的疲勞裂紋和熱應力裂紋所引起的。5、沖蝕（刷）磨損：由于液體或氣體高速流動產生剝蝕作用造成的。Shijinqiao2011-6

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Hnjqffjsyxgs泵2011-6第三節(jié)機械密封的失效3.10機械密封的腐蝕

(1)

金屬環(huán)表面均勻腐蝕。

機械密封在運行中如果金屬環(huán)表面接觸腐蝕介質，而金屬本身又不耐腐蝕，就會產生表面腐蝕，其現(xiàn)象是泄漏、早期磨損、破壞、發(fā)聲等。金屬表面均勻腐蝕有成膜和無膜兩種形態(tài)，無膜的金屬腐蝕很危險，腐蝕過程以一定的速度進行，這主要是選材錯誤造成的；成膜的腐蝕，其鈍化膜通常具有保護作用的特性，但金屬密封環(huán)所用材料，如不銹鋼、鈷、鉻合金等，其表面的鈍化膜在端面摩擦中被破壞后，在缺氧條件下新膜很難生成，使電偶腐蝕加劇。32*

(2)

金屬環(huán)應力腐蝕破裂。

金屬在腐蝕和拉應力的同時作用下，首先在薄弱區(qū)產生裂紋，進而向縱深發(fā)展，產生破裂，這種破裂稱為應力腐蝕破裂。選用堆焊硬質合金及鑄鐵、碳化鎢、碳化鈦等密封環(huán)，容易出現(xiàn)應力腐蝕破裂。在機械密封中密封環(huán)產生的裂紋一般是徑向放射發(fā)散型的，可以是一條或多條。這些裂縫延伸擴展至整個密封端面，加速了端面的磨損，進而使泄漏量增加。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6第三節(jié)機械密封的失效33*(3)

石墨環(huán)的腐蝕。石墨浸漬劑的性質決定了浸漬石墨的化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、機械強度和應用溫度等。用樹脂浸漬的石墨環(huán)，它的腐蝕有三個原因：一是當端面過熱，溫度＞180℃時，浸漬的樹脂會分解和碳化而析離石墨環(huán)，使環(huán)耐磨性下降；二是浸漬的樹脂若選擇不當，就會在介質中發(fā)生化學變化，也使耐磨性下降；三是樹脂浸漬深度不夠，機械密封在運轉過程中石墨環(huán)的浸漬層磨去后，耐磨性及耐腐蝕性能下降。建立密封潤滑及冷卻系統(tǒng)，選擇耐蝕的浸漬樹脂，采用高壓浸漬，增加浸漬深度是非常必要的。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6第三節(jié)機械密封的失效34*Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6第三節(jié)機械密封的失效

⑷

石墨環(huán)的氧化。在氧化性的介質中，端面在干摩擦或冷卻不良時，產生350-400℃的溫度能使石墨環(huán)與氧發(fā)生反應，產生CO2氣體，可使端面變粗糙，甚至破裂。非金屬環(huán)在化學介質和應力的同時作用下也會破裂。

⑸

聚四氟乙烯(F4)密封環(huán)的腐蝕。

F4填充如玻璃纖維、石墨粉、金屬粉等以提高其耐溫性、耐磨性。填充F4環(huán)的腐蝕主要是指填充物的選擇性腐蝕、溶出或變質破壞（例如在氫氟酸中，玻璃纖維分子熱腐蝕），所以填充何物應視具體情況而定。

⑹輔助密封圈的腐蝕。橡膠種類不同其耐蝕性亦不同。由于橡膠的腐蝕、老化，其失效的橡膠遭腐蝕后35*Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6第三節(jié)機械密封的失效表面變粗糙且失去彈性，容易斷裂。橡膠耐油性因品種而異，不耐油的橡膠易脹大、摩擦力增大，浮動性不好，使密封失效。橡膠與F4耐溫性差，硅橡膠耐溫性最好可在200℃使用。

⑺與輔助密封圈接觸部位的腐蝕。機械密封動環(huán)、軸套、靜環(huán)、靜環(huán)座，與橡膠或F4輔助密封圈接觸處沒有大的相對運動，該處料液相對靜止易形成死角，會對與之接觸的金屬軸套、動環(huán)、靜環(huán)座及密封體等造成了特種腐蝕，主要有縫隙腐蝕、摩振腐蝕、接觸腐蝕，三種腐蝕同時存在，交替進行，所以腐蝕面較寬、較深。觀察其表面深度在1-1.5倍密封圈直徑，腐蝕深度不小于0.01mm時，密封泄漏就嚴重了。36*Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6第三節(jié)機械密封的失效腐蝕的名詞術語解釋：1、應力強度因子：反應裂紋尖端區(qū)域應力場強度的物理量。它和裂紋大小、開關以及外應力有關。2、金屬構件在連接件或焊接接頭缺限處可能出現(xiàn)狹窄的縫隙，其縫寬一般在0.025~0.1mm，足以使電解溶液進入，使縫隙內金屬縫外金屬構成短路原電池，并且在縫內發(fā)生強烈的腐蝕，這種局部腐蝕就稱為縫隙腐蝕。3、接觸腐蝕：又稱為電偶腐蝕。兩種不同的金屬相互接觸而同時處于電解質中所產生的電化學腐蝕。由于它們構成自發(fā)電池，故受腐蝕的是較活潑的及作為陽極的金屬。例如，用鐵鉚釘聯(lián)結的銅板在潮濕的空氣中即發(fā)生接觸腐蝕，鐵為陽極，發(fā)生溶解而被腐蝕。接觸腐蝕通?？捎秒婂儭⑼克⑼苛稀⒓尤刖徫g劑等來防止。37第四節(jié)機械密封的故障排除一、外部因素4.1消除軸向力偏大的措施合理地設計軸向力平衡機構，使之能夠真正充分地平衡掉軸向力，給機械密封創(chuàng)造一個良好的條件。對于一些電廠、石油、化工等領域應用的重要產品，在產品出廠之前，必須做到臺臺試驗檢測和發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。有些重要的泵可以在轉子上設計一個軸向測力環(huán)，對軸向力的大小進行隨時監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*38第四節(jié)機械密封的故障排除4.2消除泵軸竄量大的措施

合理地設計軸向力的平衡裝置，消除軸向竄量。為了滿足這一要求，對于多級離心泵，比較理想的設計方案有兩個：一個是平衡盤加軸向止推軸承，由平衡盤平衡軸向力，由軸向止推軸承對泵軸進行軸向限位；另一個是平衡鼓加軸向止推軸承，由平衡鼓平衡掉大部分軸向力，剩余的軸向力由止推軸承承擔，同時軸向止推軸承對泵軸進行軸向限位。第二種方案的關鍵是合理地設計平衡鼓，使之能夠真正平衡掉大部分軸向力。對于其它單級泵、中開泵等產品，在設計時采取一些措施保證泵軸的竄量在機械密封所要求的范圍之內，葉輪后盤設置平衡孔等。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*39第四節(jié)機械密封的故障排除4.3

消除泵軸撓度偏大的措施這種現(xiàn)象大多存在臥式多級離心泵中，在設計時采取以下措施：

(1)減少兩端軸承之間的距離。泵葉輪的級數(shù)不要太多，在泵總揚程要求較高的情況下，盡量提高每級葉輪的揚程，減少級數(shù)。(2)增加泵軸的直徑。在設計泵軸直徑的時候，不要簡單地僅考慮傳遞功率的大小，而要考慮機械密封、軸撓度、起動方法和有關慣性負荷、徑向力等因素。很多設計員沒有充分認識到這一點。(3)提高泵軸材料的等級。(4)泵軸設計完成后，對泵軸的撓度要進行校核檢驗計算。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*40第四節(jié)機械密封的故障排除4.4

增加輔助沖洗系統(tǒng)

在條件允許的情況下，盡量設計輔助沖洗系統(tǒng)。沖洗壓力一般要求高于密封腔壓力0.10～0.11MPa，如果輸送介質屬于易汽化的，則應高于汽化壓力0.1175～0.12MPa。密封腔壓力要根據(jù)每種泵的結構型式、系統(tǒng)壓力等因素來計算。軸封腔壓力很高時或者壓力幾乎接近該密封使用最高極限時，也可由密封腔引液體至低壓區(qū)，使軸封液體流動以帶走摩擦熱。根據(jù)不同的工況，推薦的沖洗量不一樣，以略低于介質溫度為好。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*4142第四節(jié)機械密封的故障排除

根據(jù)每種泵的操作條件，合理地配置管路和附件。如：冷卻器、孔板、過濾器、加熱器、閥門、流量指示器、壓力表、溫度表等。實際上密封的可靠性和壽命，在很大程度上取決于密封輔助系統(tǒng)的配置。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*第四節(jié)機械密封的故障排除4.5消除泵進口汽蝕的措施

(1)提高泵的汽蝕性能水平，滿足現(xiàn)場裝置的汽蝕性能要求。(2)現(xiàn)場試驗裝置的要求要與泵汽蝕性能水平匹配。(3)現(xiàn)場安裝和工況調節(jié)要給泵創(chuàng)造有利的條件。4.6消除泵振動的措施

(1)泵產品在設計過程中，要充分分析振動的來源，以消除振動源。(2)泵產品的制造裝配過程中，嚴格按標準和操作規(guī)程去執(zhí)行，消除振動源。(3)泵、電機、底座、現(xiàn)場管路等輔助設備在現(xiàn)場安裝時，要嚴格把關，消除振動源。(4)現(xiàn)場生產、操作、維修、調節(jié)時，嚴格把關，消除振動源。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*43第四節(jié)機械密封的故障排除4.7結束語

泵用機械密封排除故障時，不僅要考慮機械密封本身的影響因素，而且要考慮機械密封外部的各種影響因素。在實際工作中要注意以下幾個問題：

(1)在泵產品的設計過程中要充分考慮到泵其它零部件以及現(xiàn)場其它設備對機械密封的使用效果的影響，為機械密封創(chuàng)造一個良好的外部條件。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*4445第四節(jié)機械密封的故障排除(2)增加對機械密封輔助系統(tǒng)的重要作用的認識，盡可能配備完善的機械密封輔助系統(tǒng)，以提高密封效果。(3)對重要泵產品的機械密封，要增加保護措施，提高密封質量，減少密封質量事故。(4)分析機械密封的質量事故的原因時，要充分考慮到泵的其它零部件對機械密封運行的影響，采取措施不斷提高機械密封的效果。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*第四節(jié)機械密封的故障排除二、機封方面1、端面摩擦副的密封面處：光潔度要求▽10~▽11，不平直度＜0.9微米。注意耐磨耐腐，選用合適的及何參數(shù)和性能參數(shù)。2、靜環(huán)與壓蓋的輔助密封件處：“O”形圈太硬，浮動性和緩沖性差。3、動環(huán)與軸（或軸套）的輔助密封件處：防止銹蝕，水垢或化學反應物料堆積而造成動環(huán)不能動。一般污水、結晶介質要選用雙端面機封。4、壓蓋與密封體（后蓋）之間靜密封。5、軸套與軸的靜密封。6、動、靜環(huán)鑲嵌結構也可能在配合處泄漏。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*46*Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6第四節(jié)機械密封的故障排除三、防范措施

1、選材。

環(huán)境不同，選材不同，既要照顧選材的一致性，又要照顧環(huán)境腐蝕差異；溫度、濃度、壓力不同，選材不同；同一介質溫度，濃度、壓力不同，腐蝕情況各異，要對腐蝕性有所了解，酌情選材；腐蝕形式不同，選材不同。

2、結構設計。

①避免與介質接觸的設計。采用內裝式、外裝式、隔離液等機械密封，涂層、保護套也可起到與介質隔離的作用。②端面設計。采用鑲嵌結構，端面為壓應力，可避免應力腐蝕破裂。③彈簧防腐設計。從結構上使彈簧不與介質接觸是較好的方法，如外裝上噴涂保護層、加保護套等。改旋轉型為靜止結構。④輔助密封圈。只要縫隙足夠小，所有材料都可能產生縫隙腐蝕。波紋管與軸套接觸面寬且取消輔助密封圈，是一種好的密封。

47第五節(jié)機械密封的安裝與維修機封種類繁多，型號各異，泄漏點主要有五處：

（1）軸套與軸間的密封；

（2）動環(huán)與軸套間的密封；

（3）動、靜環(huán)間密封；

（4）對靜環(huán)與靜環(huán)座間的密封；

（5）密封端蓋與泵體間的密封。

一般來說，軸套外伸的軸間、密封端蓋與泵體間的泄漏比較容易發(fā)現(xiàn)和解決，但需細致觀察，特別是當工作介質為液化氣體或高壓、有毒有害氣體時，相對困難些。其余的泄漏直觀上很難辯別和判斷，須在長期管理、維修實踐的基礎上，對泄漏癥狀進行觀察、分析、研判，才能得出正確結論。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*4849第五節(jié)機械密封的安裝與維修

1、機械密封維修時，在拆除軸套前應測量其相對位置尺寸并記錄，以確保機械密封壓縮量的準確調整。

2、檢查泵軸向竄量，不允許超過±0.5mm,如有軸套，不允許軸套有軸向移動。

3、檢查安裝機械密封的軸或軸套的徑向跳動是否在允許值內。

軸或軸套直徑（mm）16~2830~6065~8085~100徑向跳動允差(mm)0.060.080.100.12Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*50第五節(jié)機械密封的安裝與維修

4、檢查機械密封泄漏量應在下表允許值范圍內。軸或軸套直徑（mm）介質壓力MPa平均泄漏量ml/h≤500~2≤82~5≤8＞500~2≤102~5≤5Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*第六節(jié)機械密封泄漏原因分析1．泵安裝調試時泄漏。機械密封安裝調試好后，一般要進行靜試，觀察泄漏量。如泄漏量較小，多為動環(huán)或靜環(huán)密封圈存在問題；泄漏量較大時，則表明動、靜環(huán)摩擦副間存在問題。在初步觀察泄漏量、判斷泄漏部位的基礎上，再手動盤車觀察，若泄漏量無明顯變化則靜、動環(huán)密封圈有問題；如盤車時泄漏量有明顯變化則可斷定是動、靜環(huán)摩擦副存在問題；如泄漏介質沿軸向噴射，則動環(huán)密封圈存在問題居多，泄漏介質向四周噴射或從水冷卻孔中漏出，則多為靜環(huán)密封圈失效。此外，泄漏通道也可同時存在，但一般有主次區(qū)別，只要觀察細致，熟悉結構，一定能正確判斷。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*51第六節(jié)機械密封泄漏原因分析2．試運轉時出現(xiàn)的泄漏。

泵用機械密封經(jīng)過靜壓測試后，運轉時高速旋轉產生的離心力會抑制介質的泄漏。因此，試運轉時機械密封泄漏在排除軸間及端蓋密封失效后，基本上都是由于動、靜環(huán)摩擦副受破壞所致。所以，不允許脫液運轉，注意彈簧旋向，靜環(huán)壓入要平，用力要均勻，防止應力產生。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*52第六節(jié)機械密封泄漏原因分析3.引起摩擦副密封失效的因素主要有：（l）操作中，因抽空、氣蝕、憋壓等異?，F(xiàn)象，引起較大的軸向力，使動、靜環(huán)接觸面分離；（2）對安裝機械密封時壓縮量過大，導致摩擦副端面嚴重磨損、擦傷；（3）動環(huán)密封圈過緊，彈簧無法調整動環(huán)的軸向?。唬?）靜環(huán)密封圈過松，當動環(huán)軸向浮動時，靜環(huán)脫離靜環(huán)座；（5）工作介質中有顆粒狀物質，運轉中進人摩擦副，探傷動、靜環(huán)密封端面；（6）設計選型有誤，密封端面比壓偏低或密封材質冷縮性較大等。上述現(xiàn)象在試運轉中經(jīng)常出現(xiàn)，有時可以通過適當調整靜環(huán)座等予以消除，但多數(shù)需要重新拆裝，更換密封。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*53第六節(jié)機械密封泄漏原因分析4．正常運轉中突然泄漏。

離心泵在運轉中突然泄漏少數(shù)是因正常磨損或已達到使用壽命，而大多數(shù)是由于工況變化較大或操作、維護不當引起的。

（1）抽空、氣蝕或較長時間憋壓，導致密封破壞；

（2）對泵實際輸出量偏小，大量介質泵內循環(huán)，熱量積聚，引起介質氣化，導致密封失效；

（3）回流量偏大，導致吸人管側容器（塔、釜、罐、池）底部沉渣泛起，損壞密封；

（4）對較長時間停運，重新起動時沒有手動盤車，摩擦副因粘連而扯壞密封面；

（5）介質中腐蝕性、聚合性、結膠性物質增多；

（6）環(huán)境溫度急劇變化；

（7）工況頻繁變化或調整；

（8）突然停電或故障停機等。離心泵在正常運轉中突然泄漏，如不能及時發(fā)現(xiàn)，往往會釀成較大事故或損失，須予以重視并采取有效措施。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*54第六節(jié)機械密封泄漏原因分析

機械密封的認識誤區(qū)1．彈簧壓縮量越大密封效果越好。其實不然，彈簧壓縮量過大，可導致摩擦副急劇磨損，瞬間燒損；過度的壓縮使彈簧失去調節(jié)動環(huán)端面的能力，導致密封失效。2．動環(huán)密封圖越緊越好。其實動環(huán)密封圈過緊有害無益。一是加劇密封圈與軸套間的磨損，過早泄漏；二是增大了動環(huán)軸向調整、移動的阻力，在工況變化頻繁時無法適時進行調整；三是彈簧過度疲勞易損壞；四是使動環(huán)密封圈變形，影響密封效果。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*55第六節(jié)機械密封泄漏原因分析

機械密封的認識誤區(qū)

3．靜環(huán)密封圈越緊越好。靜環(huán)密封圈基本處于靜止狀態(tài)，相對較緊密封效果會好些，但過緊也是有害的。一是引起靜環(huán)密封因過度變形，影響密封效果；二是靜環(huán)材質以石墨居多，一般較脆，過度受力極易引起碎裂；三是安裝、拆卸困難，極易損壞靜環(huán)。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*56第六節(jié)機械密封泄漏原因分析

機械密封的認識誤區(qū)4．葉輪鎖母越緊越好。

機械密封泄漏中，軸套與軸之間的泄漏（軸間泄漏）是比較常見的。一般認為，軸間泄漏就是葉輪鎖母沒鎖緊，其實導致軸間泄漏的因素較多，如軸間墊失效，偏移，軸間內有雜質，軸與軸套配合處有較大的形位誤差，接觸面破壞，軸上各部件間有間隙，軸頭螺紋過長等都會導致軸間泄漏。鎖母鎖緊過度只會導致軸間墊過早失效，相反適度鎖緊鎖母，使軸間墊始終保持一定的壓縮彈性，在運轉中鎖母會自動適時鎖緊，使軸間始終處于良好密封狀態(tài)。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*57第六節(jié)機械密封泄漏原因分析

機械密封的認識誤區(qū)5．新的比舊的好。相對而言，使用新機械密封的效果好于舊的，但新機械密封的質量或材質選擇不當時，配合尺寸誤差較大會影響密封效果；在聚合性和滲透性介質中，靜環(huán)如無過度磨損，還是不更換為好。因為靜環(huán)在靜環(huán)座中長時間處于靜止狀態(tài)，使聚合物和雜質沉積為一體，起到了較好的密封作用。6．拆修總比不拆好。一旦出現(xiàn)機械密封泄漏便急于拆修，其實，有時密封并沒有損壞，只需調整工況或適當調整密封就可消除泄漏。這樣既避免浪費又可以驗證自己的故障判斷能力，積累維修經(jīng)驗提高檢修質量。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*58第七節(jié)常見滲漏現(xiàn)象及對策㈠機械密封亦稱端面密封,其有一對垂直于旋轉軸線的端面,該端面在流體壓力及補償機械外彈力的作用下,依賴輔助密封的配合與另一端保持貼合,并相對滑動,從而防止流體泄漏。一、常見的滲漏現(xiàn)象

機械密封滲漏的比例占全部維修泵的50%以上,機械密封的運行好壞直接影響到水泵的正常運行,現(xiàn)總結分析如下：Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*59第七節(jié)常見滲漏現(xiàn)象及對策㈡1.密封面潤滑油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面。

對策:

油室腔內潤滑油面高度應加到高于動、靜環(huán)密封面。

2.轉子周期性振動。原因是定子與上、下端蓋未對中或葉輪和主軸不平衡,汽蝕或軸承損壞(磨損),這種情況會縮短密封壽命和產生滲漏。

對策:可根據(jù)維修標準來糾正上述問題。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*60第七節(jié)常見滲漏現(xiàn)象及對策㈢二、由于壓力產生的滲漏

(1)高壓和壓力波造成的機械密封滲漏由于彈簧比壓力及總比壓設計過大和密封腔內壓力超過3MPa時,會使密封端面比壓過大,液膜難以形成,密封端面磨損嚴重,發(fā)熱量增多,造成密封面熱變形。

對策:

在裝配機封時,彈簧壓縮量一定要按規(guī)定進行,不允許有過大或過小的現(xiàn)象,高壓條件下的機械密封應采取措施。為使端面受力合理,盡量減小變形,可采用硬質合金、陶瓷等耐壓強度高的材料,并加強冷卻的潤滑措施,選用可的傳動方式,如鍵、銷等。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*61第七節(jié)常見滲漏現(xiàn)象及對策㈣(2)真空狀態(tài)運行造成的機械密封滲漏泵在起動、停機過程中,由于泵進口堵塞,抽送介質中含有氣體等原因,有可能使密封腔出現(xiàn)負壓,密封腔內若是負壓,會引起密封端面干摩擦,內裝式機械密封會產生漏氣(水)現(xiàn)象,真空密封與正壓密封的不同點在于密封對象的方向性差異,而且機械密封也有其某一方向的適應性。

對策:

采用雙端面機械密封,這樣有助于改善潤滑條件,提高密封性能。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*62第七節(jié)常見滲漏現(xiàn)象及對策㈤三、由于介質引起的滲漏

(1)大多數(shù)潛污泵機械密封拆解后,靜環(huán)和動環(huán)的輔助密封件無彈性,有的已經(jīng)腐爛,造成了機封的大量滲漏甚至有磨軸的現(xiàn)象。由于高溫、污水中的弱酸、弱堿對靜環(huán)和動環(huán)輔助橡膠密封件的腐蝕作用,造成了機械滲漏過大,動、靜環(huán)橡膠密封圈材料為丁腈—40,不耐高溫,不耐酸堿,當污水為酸性堿性時易腐蝕。

對策:

對腐蝕性介質,橡膠件應選用耐高溫、耐弱酸、弱堿的氟橡膠。

Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*63第七節(jié)常見滲漏現(xiàn)象及對策㈥(2)固體顆粒雜質引起的機械密封滲漏如果固體顆粒進入密封端面,將會劃傷或加快密封端面的磨損,水垢和油污在軸(套)表面的堆積速度超過摩擦副的磨損速度,致使動環(huán)不能補償磨耗位移,硬對硬摩擦副的運轉壽命要比硬對石墨摩擦副的長,因為固體顆粒會嵌入石墨密封環(huán)的密封面內。

對策:

在固體顆粒容易進入的位置應選用碳化鎢對碳化鎢摩擦副的機械密封。

Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*64第七節(jié)常見滲漏現(xiàn)象及對策㈦四、因其他問題引起的機械密封滲漏

機械密封中還存在設計、選擇、安裝、運行等不夠合理的地方。

(1)彈簧壓縮量一定要按規(guī)定進行，不允許有過大或過小的現(xiàn)象，誤差±2mm，壓縮量過大增加端面比壓，摩擦熱量過多，造成密封面熱變形和加速端面磨損，壓縮量過小動靜環(huán)端面比壓不足，則不能密封。

(2)安裝動環(huán)密封圈的軸(或軸套)端面及安裝靜環(huán)密封圈的密封壓蓋(或殼體)的端面應倒角并修光，以免裝配時碰傷動靜環(huán)密封圈。

Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6*65*(3)維護與使用

建立密封潤滑液及冷卻系統(tǒng)，并經(jīng)常更換密封潤滑液及冷卻液，加強對端面冷卻。檢修與安裝時，嚴禁敲擊密封件，以防止局部相變而為腐蝕提供條件。密封件安裝前，應嚴格地清洗干凈。Shijinqiao2011-6

Hnjqffjsyxgs泵2011-6第七節(jié)常見滲漏現(xiàn)象及對策㈦66第七節(jié)常見滲漏現(xiàn)象及對策㈧五、結語以上總結了機械密封比較常見的滲漏原因。機械密封本身是一種要求較高的精密部件,對設計、機械加工、裝配質量都有很高的要求。在使用機械密封時,應分析使用機械密封的各種因素,使機械密封適用于各種泵的技術要求和使用介質要求且有充分的潤滑條件,這樣才能保證密封長期可