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泵用机械密封的泄漏原因及维修方法

摘要：介绍了泵用机械密封的结构和工作原理，分析了影响机械密封泄漏的因素，探讨了不同泄漏情况的维修方法。
关键词：机械密封；泵用；泄漏；维修方法
泵是制药企业输送液体物料不可缺少的设备，多年来机械密封的泄漏问题一直困扰着维修人员。当然机械密封泄漏的原因是多种多样的，不可一概而论，但要做到准确判断、迅速找到原因，从而制定合理的维修方案，就必须对机械密封的结构、工作原理以及影响其正常工作的因素有所了解，这样才能事半功倍。在此结合多年积累的有关泵的维修经验，归纳了机械密封泄漏的原因，总结出针对不同现象的维修方法。
1机械密封的结构特点和工作原理
机械密封是一种广泛应用于旋转轴上的动密封组合件，又称端面密封。它由至少一对垂直于旋转轴线的端面组成，通过流体压力和补偿机构弹力（或磁力）作用于此端面，再加上辅助密封的配合使接合面贴合并保持相对滑动，从而达到防止流体泄漏的目的。机械密封的工作原理是旋转环与轴间形成极薄的液态膜，阻止介质泄漏，又使端面得以润滑，由此达到密封的效果。机械密封常用于泵、压缩机、反应搅拌釜等旋转式机械。
泵的密封方式常见的有2种：机械密封和软填料密封。它们各自有着不同的特点，也适用于不同的场合。正确地选用有利于降低成本，提高工作效率。机械密封与软填料密封相比具有以下优点：
(1)密封可靠。在长期运转中密封状态很稳定，泄漏量小，其泄漏约为软填料密封的1%。(2)使用寿命长。在油、水介质中一般使用年限可达1～2a以上，在化工介质中能够稳
定使用6个月。
(3)摩擦功率消耗小。其摩擦功率仅为软填料密封的10%～50%，对轴或套的磨损基本可忽略不计。
(4)维修周期长。端面磨损后在一定范围内修补，仍可满足使用要求。
(5)抗震性好。对旋转轴的振动、偏摆以及轴对密封腔的偏斜不敏感。
当然，与软填料密封相比，机械密封的结构复杂，零部件加工要求高，成本高；对人员的要求是安装与更换时操作者需具备一定的技术水平，掌握钳工的基础知识，了解机械密封的结构特点，尤其对泵运行中的突发事故的处理，要求维修人员具备一定的业务知识和经验积累。
2影响泵用机械密封使用效果的因素
影响泵用机械密封使用效果的主要因素有选型、安装、日常维修保养等。
2.1选型
合理的选型是泵安全正常运行的前提。机械密封选型是根据使用时介质的工作压力、温度、轴径、介质特性、安装环境、允许泄漏量等参数加以选择的。在工厂使用过程中，可依据JB1472—75对各种标准泵用机械密封进行选择使用。
2.2安装
在合理正确地选择了机械密封后，安装是确保机械密封发挥功效的重要环节。安装过程中首先应强调的是：
(1)安装过程应始终保持清洁，特别是旋转环和静止环密封面及辅助密封圈表面应无杂质、灰尘，决不允许用不清洁的布擦拭密封面。可在动静密封环的摩擦面涂以少量机械油，以防在空试水泵时导致密封面损坏。
(2)不允许用铁质工具用力敲击密封件，旋转部件应小心地套在轴上，并分几次均匀地拧紧固定螺栓，最后要用手向后压迫旋转环，观察旋转环是否能轴向浮动。特别需注意的是动环与静环间的正向压力调节到以刚好能封住工作介质为宜，防止机械密封在短时间内发生损坏现象。
(3)安装时机械密封的密封面要有一定的比压（0.4～0.6MPa），从而达到密封的目的，两端面的紧密程度可通过弹簧调节。为了保证一定的比压，要求泵轴的轴向窜动量≤0.5mm。
(4)泵轴的绕度不能过大，过大会造成机械密封的2个密封端面之间受力不均匀，液态膜无法形成，丧失密封作用。
(5)由于振动会对泵的机械密封产生破坏作用，故要对泵座采取适当的减震措施。
2.3日常维修保养
(1)启动前应对机械密封进行全面检查，并检查附属装置和管线是否按要求安装到位。
(2)启动前要进行静压试验，一般静压压力为0.2～0.3MPa。静压试验合格，将密封腔内充满液体，手动盘车。
(3)对于利用泵外封油系统的机械密封应先启动封油系统，停车后最后停止封油系统。泵启动后若有轻微泄漏现象，应观察一段时间。如连续运行4h后泄漏仍不减少，则需停泵检查。
(4)做好日常的巡回检查和记录，特别需注意的是：泵的操作压力应平稳，压力波动建议≯0.1Mpa。
(5)密封情况的检查，当其泄漏超过标准时，重质油≯5滴/min，轻质油≯10滴/min，如观察2天后仍无好转迹象，则应停泵检查密封装置。
(6)应注意做好运行中的润滑、冲洗、冷却等措施。
3泵用机械密封常见故障及维修方法
3.1在运转中经常发生的泄漏现象
(1)动静环接触面变形引起的泄漏。当端面比压过大，磨擦热易引起动静环的热变形；当然安装零配件过程中若有受力不均现象，也会引起端面变形。处理办法：拆开机械密封检查动静环端面是否过热变形，若是则需更换，若为装配造成则可按照规范进行重新装配。
(2)摩擦副