浅谈机械密封的密封失效及轴承室发热原因

李雪

摘要：本文旨在探讨机械密封在电厂长期运行中可能出现的问题，并对其失效的原因进行分析。通过研究，我们希望能够为解决轴承室发热问题提供有价值的参考。

关键词：机械密封；密封失效；轴承室

一、机械密封的密封种类和常见泄露

机械密封是一种有效的防止液体在运行过程中渗透的技术，它通常包括静环、动环、磁性（或非磁性）部分、传送部分以及辅助密封圈。目前，它在许多水利设施中得到了普遍使用，因为它能够有效地阻止液体在运行中渗透。

机封的类型有许多，可根据应用要求、配合应用的技术等为准则来划分，但目前大部分应用的，较科学的办法是按机封的构造来划分。如按密闭一端的材料多少来分，可分成单端面机封和双端面机封；按如何能使溶剂作用在密闭一端上的压强卸荷来分可包括均衡式和非平衡式；按弹簧如何置于溶剂中又可分成弹簧内置式和弹簧外置式；按弹簧的材料多少又可分成单弹簧式和多弹簧式；按密封性补偿环如何随轴移动又可分成回转式和静停式；按密闭介质具有多种压强状况又可分成单级和双级（或多级）等。机械设备密封性划分的方法有许多，此处仅仅列出了常见的几个划分方式。

通过调节轴承的转速，以及调节油缸内的油温，可以改变油缸内的油位，从而达到调节油缸内油位的目的。此外，通过调整油缸内的油温，可以有效地防止油位过大，从而达到调节油缸内油位的目的。由于流体的密度非常小，并受到了强大的冲击力，所以排放的水非常多。。

泵的机械密封形式众多，其型号也不尽相同，然而，最常见的四处泄漏是：1）、在轴和轴套之间，必须进行严格的密封；2），在动环和轴套之间，必须进行有效的连接；3），在动环和静环之间，必须进行有效的连接；4），在静环和静环座之间，必须进行连接；

二、试运行时出现的泄漏

在完成机械密封性的装配和测试之后，常常要求经过静止测试，以检查其中的渗漏情况。当渗漏量比正常情况下少的时候，说明动环和静环的密封圈存在缺陷；而当渗漏量比正常情况下增加的时候，说明摩擦副之间存在缺陷。在此之前，应该先用手工操作，检查渗漏的情况，并确保渗透的液体不会沿着轴向喷射出去。由于大部分情况下，动态环形密封圈都有可能受到损害，比如液体溢出，流入水冷却孔，这往往是因为静态环形密封圈的故障。

通过进行机械密封的静态测试，可以发现，当泵处于高速旋转状态，其产生的离心力可以有效地阻止液体的渗透，从而避免了轴承和端盖的损坏。下面一些常见的原因导致了摩擦副的密封性能下降：1）、在过程中，由于抽空、气蚀、憋压等不正确的情况，导致轴向力的显著增大，从而导致动静环接触面的脱落；2）、由于在安装机械密封时，压力超出了正常范围，从而使得摩擦部件的表面受到了严重的磨损和划痕；3）、由于动环的封闭圈太紧，使得弹簧难以控制动环的轴向浮动量；4）、由于静态密封圈太紧，在移动到活塞上方的情况下，它会从活塞上方脱落；5）、在工作介质中，由于颗粒物质的存在，会导致摩擦副的损坏，从而破坏动态和静态环的密封端面；6）、由于设计选型不当，导致密封端面压力过低，以及密封材料的冷缩性过强。

在试运行期间，上述现象往往会发生，但是可以通过调整静环座等措施来缓解，而大多数情况下，则需要进行重新安装和更换机械密封。

（一）由于缺乏润滑剂，两个密封面出现了故障：a）由于端面密封的负荷，当密封腔内没有液体时，泵就会启动，导致干摩擦现象的产生；b）当介质的蒸汽压低于饱和蒸汽时，会导致端部的液体蒸汽脱落，从而损坏其润滑性能；c）当容器中的物料具有较高的蒸汽压，但是当它们受到污染物的影响，例如结垢和堵塞，以致压力降至饱和蒸汽压之下，这是因为端部的摩擦和旋转部分的搅动会导致物料的蒸汽压降至饱和蒸汽压以下。

（二）由于腐蚀而引起的机械密封失效：a）、密封面点蚀，甚至穿透；b）由于碳化钨环和不锈钢座的连续性，在实际应用过程中，会造成不锈钢座发生晶间腐蚀问题；c）当应力和腐蚀介质共同作用时，金属波纹管、弹簧等结构会受到严重的损伤。

（三）由于高温效应而产生的机械密封失效：a）热裂通常发生在疏水泵、前置泵的设备上，它可能源自于干磨、冷却水骤停、外界污染物侵蚀、抽气不当以及其他因素，从而引起轴向破坏，造成严重的损坏；b）石墨炭化是导致碳---石墨环无法正常工作的重要原因。超过允许温度（通常为-105~250℃至250℃），它的表层会变得脆弱，导致摩擦面上的油漆受到损害，并且随着温度的升高，油漆也可能变得更容易熔融，从而导致密封的破坏；c）当FPM、乙丙橡胶和全橡胶等材料的加工温度达到一定的范围之内，它们就会出现快速的老化、龟裂和失去弹力的现象。目前，常见的柔性石墨具有良好的抗热、抗酸碱和抗拉伸的特点，然而它的弹性却不够强，并且在安装时也很容易受到破坏。

（四）由于摩擦力的作用，密封系统出现了严重的失效；a）由于摩擦副的材质不够坚固，其摩擦系数较高，以及弹簧的端部压力（包括弹簧比）超出了正常范围，因此，这些因素均可导致机械密封的使用期限显著延长。根据耐磨程度的不同，可以将这些材质分别归类：碳化硅、坚硬合金、瓷器、喷涂瓷器、氮化硅陶瓷、高速钢和堆焊坚硬合金。

b）当接触到具备固态物质的介质时，由于固态物质的存在，会引发严重的破坏，从而影响到系统的正常运行。此外，正确的间距、良好的机械性能和充足的气泡压力也会影响到系统的正常运行，从而增加了固态物质的侵蚀性，从而降低了系统的可靠性和耐久性；c）平衡性对于机械密封的磨损有重要影响。

（五）由于安装、运行或设备本身的不当操作，导致机械密封的泄漏现象出现。

①因为安装质量低劣，导致了机械密封的严重损坏，具体体现在：1）由于动静环接触表面不光滑，在安装过程中容易受到损伤；2）由于尺寸不正确、损坏或未被紧固，导致动静环密封圈无法使用；3）动静环表面有异物；4）V型密封圈的动静方向应该相反，或者在安装时应该对准边缘；5）由于没有安装密封圈，导致轴套出现了渗水；6）密封腔端面与轴垂直度不够；7）动环上定位销未固定好；8）弹簧转向不对；

②当设备运行时，机械密封可能会出现泄漏的情况，其主要原因包括：1）当泵叶轮的轴向运动超出规定的范围，转轴出现频繁的振荡，工艺操作不够稳定，以及密封腔内压力变化剧烈，都会导致密封的持续性泄漏；2）由于摩擦副受到损坏或变形，导致无法完全密封，从而产生泄漏；3）密封圈材料选择不当，溶胀失弹；4）大弹簧转向不对；5）设备运转时振动太大6）由于动静环与轴套之间的水垢积累，导致弹簧无法正常弹起，从而无法修复密封面的磨损；7）密封环发生龟裂等。

③泵轴扰度太大；

④当的密封水流出时，一层保护层就会受到破裂，这将导致机械密封的动态和静态部件的摩擦力增大，最终导致它们的故障和渗透；

⑤当机械密封的冷却水中断时，会导致其温度升高，这将会加速密封圈的老化，从而导致其无法正常工作，最终出现泄漏现象。

机械密封失效的原因千变万化，我们通过对以往研究的深入分析，得出了一系列可靠的结论。

参考文献：

[1]关志伟.泵用机械密封失效的原因分析及预防措施[J].全面腐蚀控制.2017,(12).

[2]覃彧. 机泵试车时机械密封失效的原因与预防措施[J]. 化工设计通讯,2022,48(2):58-60.