浅谈泵用机械密封安装维修及检修误区

王润雨

摘要：随着我国科学技术的进步，工业生产线的自动化正在逐步实现，也对生产设施的稳定性和工艺的连续性提出了新的要求。作为整条生产线的集合体，泵的长周期稳定运行往往决定着企业的经济效益。泵在运行过程中出现故障，多数是由于泵内外压差或冷却系统失效造成机封损坏、泄漏等问题，影响了企业的正常生产经营。泵机械密封在运行中的维护、维修和安装一直是化工企业生产经营中最重要的环节。因此，如何根据泵机械密封常见的故障和原因进行维修和安装，已成为泵机械维修人员关心和致力解决的问题。这不仅保证了机械运行的稳定性和可靠性，而且防止了泄漏，防止了污染，提高了经济效益。本文主要围绕泵机械密封在运行过程中的维护、检修和安装，以及对有效维护、检修和安装泵机械密封的最重要方法进行更深入的分析。

关键词：泵用机械;密封安装;维修检修误区;分析研究;

1.机械密封泵安装及技术要求

(1)泵用机械密封种类繁多，型号各异，但泄漏点主要有5处

①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。

(2)安装要求

①检查安装尺寸是否符合图纸设计，检查是否采用了不合适的材料和密封类型；②检查是否出现压盖螺栓扭矩过大导致压盖变形；③检查压盖垫片的比压是否合适；④检查密封面间有无其他固体颗粒，如需要时对密封面重新抛光；⑤检查密封面处的裂纹，更换主、配合密封环。

(3)技术要求

①密封腔和机械密封本身必须清洁，以免污染物进入密封点。摩擦表面涂一层油膜，避免系统高速启动后直接磨损端面。②如果泵输送特殊介质或在特殊工况下工作，必须采取适当措施(如堵塞、清洗、冷却、滤芯等)，即“机械密封辅助系统”；③对于含有大量杂质的泵，应在停泵后清洗泵，以防止机械密封结晶。

2.泵机械密封损坏是最常见的故障

根据损伤类型和损伤点分为热损伤、腐蚀损伤、机械损伤和液固颗粒系列损伤4种类型。(1)泵机械密封热损坏。顾名思义，泵热损坏是指泵内温度异常且泵机械因急剧上升而损坏的情况。不难看出，大多数泵机械手设计在液体环境中，不能适应高温环境，需要合适的人员在液体环境中操作泵机。如果突然断电或电源电压过低，流体没有超过密封面，则泵的机械操作和启动会严重影响端面的冷却。(2)在泵机运行过程中，经常发现泵内金属因腐蚀或磨损而停止运行。泵的机械密封在运行过程中腐蚀磨损，主要原因是相关用户选择不使用泵内液体，或由于未考虑金属因素与泵内流体之间的相互排斥。在泵产生的腐蚀状态下，大多数泵使用的金属机械密封装置为不锈钢或铝合金。用户在选择金属密封装置时考虑了耐腐蚀性，但在实际应用过程中，由于金属和液体泵的存在时间较长，仍会发生接触腐蚀。有些需要对耐腐蚀金属进行氧化处理，更难达到预期的效果。由于泵内部是一个封闭的空间，氧化金属很难再形成一层抗泵腐蚀的氧化膜，腐蚀在一定程度上降低，但表面最终被腐蚀。(3)泵机械损坏。泵系统损坏的主要原因是泵系统的密封。密封圈材料的选择或不同的密封方式导致密封圈应力失效。在选择泵机械密封材料时，一般采用硬质合金、铸铁或硬质合金，这导致密封环的张力性能较差。例如，在泵机的密封过程中，其自身和制造过程中存在应力因素。由于工艺工程和内部应力，泵的电压在运行过程中不稳定。这种现象会导致不同设备的协调出现问题，导致泵机密封圈受力损坏，因此，密封圈的有益损坏可能会产生连锁反应，导致密封圈面积大的损坏，增加泄漏面积，严重影响工业生产的正常运行。(4)液固颗粒损坏。由于过程中存在液固颗粒介质，这些介质很容易进入机械密封。比如，重油催化转化泵的机械密封；醚化装置泵的机械密封也便于串联交换器颗粒。

机械密封主要造成4个危险：(1)密封面磨削损伤增加：由于密封面之间端面上的颗粒逸出，材料加速了密封面的磨损；(2)介质侧颗粒堵塞：由于颗粒堆积，弹簧架桥堵塞，降低了补偿环的受力。(3)由于传统设计中机械密封面的直径与轴(或轴套)之间的间隙很小，泄漏的固体不能及时排出，很容易阻塞机械密封。(4)磨损通常发生在使用结构钢或石墨材料时，这是由于密封液的冲压或冲击引起的。

3.电动给水泵密封安装与维护

(1)密封安装措施

①安装清扫检查

在这一环节中，必须确保机械密封中没有杂质。密封前，必须彻底清洁静环、轴套、动环等部件，以免损坏密封面。清洁工作完成后，检查以下几方面：第一，检查动静环表面是否有裂纹和划痕，检查端面的平整度和光洁度；第二，检查动静环座是否有密封缺陷，补偿弹簧是否有槽痕、毛刺缺陷、变形或损坏，检查其垂直度，确保其长度差在0.02mm以内；第三，检查密封橡胶圈是否有气孔和裂纹，橡胶圈直径是否在公差范围内；第四，检查密封圈的轴径圆度，确保其具有平整度和平滑度的特点。

②尺寸校核

测量动静环密封面的径向宽度，确保硬质材料摩擦面的径向宽度比软质材料摩擦面的径向宽度大于1-3mm，以避免硬质材料端面的棱角嵌入软质材料端面。同时检查轴套、动环与轴颈同轴套之间的间隙，检查O形圈的尺寸和规格。

③机械密封紧力校核

当机械密封面的比压较大时，密封摩擦面受热，密封面磨损速度加快，摩擦功率增大。当机械密封面比压较小时，可能导致泄漏。因此，有必要对实际设备组装给予足够的重视，通过测量机械密封的拧紧力来确定密封面的比压：首先，测量机械密封的拧紧力，确保其在允许范围内；其次，测量补偿弹簧的长度，查看其是否发生变化。当其性能发生变化时，会影响机械密封端面上的比压。弹簧使用一段时间后，其运行长度将缩短，弹簧将密封在动环上，并因离心力的影响而变形。

④机械密封组装

在这项工作中，主要内容如下：首先，在具体装配过程中，需要使用肥皂水、甘油等润滑剂来刷密封圈，以避免装配过程中损坏橡胶圈。动静环密封面之间应涂润滑脂，以避免启动水泵时动静密封面瞬间磨损；第二，安装机械密封的动环和静环时，小心搬运，以免损坏密封面。在实际安装中，需要擦洗机械密封动环套和动环密封；第三，装配固定环时，避免接触固定环下的压缩弹簧，以免影响固定环的浮动性能。静环组装后，可轻轻按压，以确定其浮动性能水平；第四，安装机械密封压盖时，应均匀拧紧螺栓，避免因受力不均而影响密封效果。

(2)机械密封启动与维护

①启动前检查

首先，在水泵启动前，全面检查机械密封及辅助管道、装置的安装是否符合相关技术要求；第二，启动机械密封前，做好静压试验，仔细检查机械密封是否有泄漏问题。如果出现多处泄漏，要及时查找原因，有针对性地采取消除措施。如果仍然无效，则需要拆卸、检查并重新安装；第三，启动机械前，检查装置尺寸，如果盘车装置不移动或检查过程中有困难，则有必要检查安装和装配尺寸。启动前转动也可避免突然启动造成机械密封断裂；第四，在实际启动之前，有必要检查密封腔，确保其充满液体。

②运行注意事项

首先，泵启动后，如果有轻微泄漏，需要继续观察一段时间。如果泵连续运行4h后泄漏仍然存在且未得到改善，则需要停止运行并及时检查；第二，在泵的实际运行过程中，必须避免泵内出现气穴，并避免因干摩擦而损坏机械密封；第三，在运行过程中应经常检查密封情况。严重泄漏时，应停泵检查处理。

(3)机械密封检查存在误区

在机械密封检查中，主要的误解是：第一，当弹簧压缩较大时，密封效果较好。事实上，当弹簧受到大量压缩时，在摩擦增加的情况下会发生严重的燃烧和磨损。在动环端面调节能力不足的情况下，存在过压缩也会影响弹簧的密封效果；第二，动环密封越紧越好。实际上，当密封圈过紧时，不仅效果不好，还会出现一些问题。首先，密封圈过紧会加剧轴套与密封圈之间的磨损，导致过早泄漏。其次，它会影响动环的轴向运动阻力和调节阻力。当工况频繁变化时，可能无法及时调整。在长期太紧的情况下，容易因过度疲劳而损坏。最后，密封圈的变形可能会影响密封效果；第三，固定环密封越紧越好。对于固定环密封，其在运行期间将处于静止状态。当它处于密封状态时，确实可以获得更好的密封效果，但也会受到一定程度的损坏。也就是说，当密封件长期保持紧密时，密封件变形后会对密封效果产生影响。从材料的角度来看，它通常是石墨材料，具有很大的脆性。当压力过大时，它就会破裂。在高压条件下，拆卸和安装会有一些困难，可能会损坏固定环；第四，对于新的机械密封，它将比旧的密封有更好的效果。但是，在选用新型机械密封时，如果材料、质量和配合尺寸选择不好，也会影响实际的密封效果。一般来说，当动静环没有过度磨损时，最好不要更换，因为动静环座在长时间工作后，动静环的密封面在长时间磨合后可以产生更好的密封效果；第五，拆修总比不拆好。当密封泄漏时，需要及时拆卸和修理。当没有损坏和泄漏时，只有通过调整密封和工作条件才能消除泄漏问题。该方法的应用不仅可以节省工作量和人力资源，而且可以验证工作人员的故障判断能力，在积累维修经验的基础上提高维修质量。

4.泵机械密封运行中常见的故障原因分析

(1)在安装机械密封并排除故障后，通常进行静态试验以观察泄漏情况。如果泄漏量比较小，主要问题是动环或静环的密封圈；大量泄漏表明动环和静环的摩擦之间存在问题。

(2)除了轴和压盖密封失效外，试运行期间机械密封的排水泄漏基本上是由动环和静环之间的摩擦引起的。造成摩擦副密封损失效率的主要因素有：①运行过程中，由于气泵、保压等异常现象，产生较大的轴向力，使动、静环的接触面分离；②如果安装机械密封，弹簧压缩过大，导致摩擦副端面严重磨损；③动环密封过紧，弹簧不能补偿动环轴向游隙；④如果静环密封过松，动环轴向浮动，静环会与静环座分离；⑤介质中的颗粒状物质在工作过程中穿透摩擦端并相互摩擦，损坏静、动环的密封面。

5.泵机械密封运行过程的维护

泵机械密封运行过程的维护效果直接影响泵机械密封今后的运行质量。因此，化工企业在生产过程中应注意对泵机械密封的维护，以延长其使用寿命。一般来说，泵机械密封在运行中的维护包括以下几个方面。

(1)在泵机械密封的初始设计中考虑了液体环境。

该元素是最重要的参考元素之一。因此，对于泵机械密封的实际操作，必须在液体环境中进行旋转。换言之，在液体环境中对泵机的运行和维护应予以重视，这不仅是预防故障的基本环节，也是一个重要环节。如果在干燥的空气环境中操作和操作泵机，将导致泵机盖板损坏。因此，确保泵机械密封的环境非常重要。

(2)针对泵机械密封的热损坏措施。

针对泵机械密封的热损坏现象，在输送高温材料时，也选用机械密封。正常情况下，使用单个机械密封，材料温度不超过80°，因为如果材料温度过高，机械密封没有有效冷却，机械密封的使用寿命会大大缩短。因此，在选择泵时，有必要告诉相关技术人员是什么样的材料、温度和工作条件，以便技术人员能够正确选择与材料和工作条件相匹配的机械密封。

(3)清洁泵的机械管路。

泵机密封运行时，主要与泵机设备连接。同时，用户要想有效延长泵机的运行时间，就应更加重视泵机管道的清洗。清洗也是泵机维护的主要方式之一。如果人员在使用过程中不注意清洁的重要性，那么会导致泵的机械密封和管道运行造成泵的机械管路损坏。因此，这就要求相关用户高度重视管道清洗的重要性。同时，用户在更换老化的泵机时，还应及时检查管路中是否有垃圾。如果有垃圾，及时清理。不要因为忽视清洁工作而对泵的机械盖造成新的损坏。

(4)要注意更新设备零件。

众所周知，新机器的效果机械密封通常比旧机器好，一些新的机械密封质量差或材料选择不当。新型机械密封的质量和材料(尺寸误差大)难以满足泵的要求，机器的实际运行将严重影响密封效果。在这种情况下，最好的方法是更换，但在粘性和渗透性介质中，当固定环磨损不严重时，可以采用临时更换的方法。此外，新泵开始机械操作时有少量泄漏。此时，可以暂时观察。如果泄漏仍然存在，应及时检查泄漏源，及时删除相应的维修，暂时缓解石油企业设备投资压力。但如果泄漏始终存在且有恶化趋势，应及时更换，以确保泵机械密封的质量。注意泵机械密封的拆卸和维护。

6.结束语

泵能否正常运行，能否投入工业生产，决定了泵用机械密封安装是否顺利。因此，必须使泵正常运行，做好泵的机械密封，并在机械密封泵的运行过程和维护中不断积累工业维护的经验教训，以最大限度地提高机器的维护质量，确保相关设备能长时间满负荷运行。

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