化工泵机械密封泄漏原因分析及检修措施

　　下面文章对化工泵的机械密封原理进行了一定的论述，在此基础上，对化工泵机械密封泄漏的原因进行了比较全面的分析研究，并提出了有针对性的提高化工泵机械密封性能的检修措施，同时还论述了化工泵检修过程中需要注意的问题，有助于促进化工泵检修水平的不断提高。

　　关键词：化工泵,机械密封,泄漏

　　各类化工泵是化工生产的核心部件之一，其能否进行安全平稳的运行对于化工生产的顺利实现具有十分重要的现实意义，将直接影响到生产效率，并对化工企业的生产效益形成影响。在化工泵实际的工作过程中，由于化工工艺非常复杂，导致其工作环境非常恶劣，长期处于这种环境中的化工泵极易发生不同程度的损坏。因此，为了确保化工泵能够始终处于良好的工作状态，就要根据其工作状态的实际情况采取有针对性的检修措施，确保化工泵始终具有良好的机械密封性能，进而为化工生产的顺利进行提供可靠地保障。

　　1  化工泵的机械密封原理

　　化工泵机械密封的实现是建立在一对相对运动的环端面之上，这组环端面是由一个固定和一个随轴运动的环端面组成。这两个环端面之间相互紧密贴合，进而能够形成非常微小的轴向间的缝隙密封，这种密封形式就是机械密封。

　　通常情况下，化工泵机械密封的实现主要是在动环、静环、密封元件以及压缩元件的配合下实现的，其中静环与动环组成一对摩擦副。在化工泵的工作过程中，密封室内的液体和压紧元件的压力将动环与静环紧紧地压在一起，而且在动环和静环之间还能形成一层液体膜进一步增加了化工泵的密封效果。由于压紧元件具有较高的压力，在静止的状态下，泵的端面之间也能保持良好的贴合状态，进而避免密封介质发生泄漏，而且还能有效防止杂质进入到密封端面之中。

　　2  化工泵机械密封泄漏原因分析

　　化工泵机械密封的失效原因多种多样，不仅与机械密封的内部有关，而且还会受到外部因素的影响。一般情况下，化工泵机械密封失效的原因主要有机械损坏、腐蚀损坏以及热损坏等，由于机械密封的结构比较特殊，而且其工作环境普遍较为复杂，因此，实际上机械密封损坏形式具有多样性，下面将分几方面进行介绍。

　　2.1  选型不当

　　化工泵的型号选择不合理极易对端面造成破坏，根据其密封形式的不同，机械密封主要可以分为：平衡型密封、单面密封、内装式密封、外装式密封以及非平衡型双端桌密封等多种不同形式的机械密封类型。如果没有根据化工泵工作的实际需要进行型式的选择，就会导致端面压力出现过大或过小的问题，进而影响到端面的稳定性，当端面压力过大时，就会不利于摩擦副间液膜的形成，造成端面之间的摩擦过大，进而导致磨损严重，造成密封件出现变形，导致泄漏的发生;当端面压力过小时，端面之间的摩擦就不能得到及时有效的补偿，由于摩擦力过小，在工作过程中就会导致打滑的出现，不利于泵的正常工作。

　　2.2  材料选择不合理

　　材料选择的是否恰当对于化工泵机械密封的实现也具有十分重要的影响，不同材料能够适应不同工作环境的要求，材料选择的不合理就会造成密封装置无法充分发挥出良好的密封作用，进而造成密封的失效。例如，在选择密封圈的时候，要对泵的工作环境、工作性质、压力以及转子的转动速度等因素进行综合考虑，优选适宜的密封圈材料，如果没有结合泵实际工作的要求进行密封圈材料的优选，极易造成密封圈材料无法适应泵的工作要求，不仅无法对化工泵起到良好的密封效果，而且还会造成密封圈寿命的大大缩短，进而增加化工生产过程中的成本，加重了化工企业的生产负担，不利于企业的长远发展。

　　2.3  压力

　　压力对于化工泵机械密封的实现具有十分重要的作用，只有具有足够的压力才能确保化工泵机械密封可靠性。在化工泵的实际运行过程中，当存在真空状态运行产生了机械密封的泄漏，通常对其进行双端面的机械密封，不仅能够有效改善化工泵的润滑条件，确保化工泵的正常运行，而且还能在一定程度上提高化工泵的机械密封性，避免渗漏情况的发展。在化工泵的装配过程中，如果没有严格按照规定的机型对弹簧进行有效的压缩，就可能导致相差较大情况的发生，进而影响到化工泵的密封情况。为了确保化工泵的各个端面受力均匀，可以充分利用硬质合金等具有较高耐压强度的材料减少位移。

　　2.4  周期性的泄漏

　　周期性的泄漏也是导致化工泵密封失效的重要原因，对于化工泵的正常运行也具有较大的影响。在化工泵的运转过程中，由于泵自身的运转特点所致，当泵转子的轴向窜动量和周期性振动较大时，就会对泵的平稳运行造成不良的影响，进而导致辅助密封和轴的过盈量逐渐变大，随着过盈量的不断增大，导致动环无法在轴上进行灵活的移动，从而导致泵的机械密封失效，引起周围性的泄漏。同时，泵运行过程中的振动还会加剧转子的磨损速度，随着转子磨损程度的不断增大，化工泵就可能因此得不到有偿位移，进而影响到化工泵的正常运行。

　　2.5  外部因素

　　在化工泵的运行过程中，会受到多种外部因素的不良影响，如果没有对其采取有针对性的改善措施，就会造成化工泵出现不同程度的泄漏，进而影响化工生产的顺利进行。对化工泵的机械密封性能具有影响，导致其失效的外部因素主要有：第一，泵的轴向窜动量比较大，化工泵机械密封的实现是建立在密封面承受一定比压的基础上，通常情况下，为了确保化工泵具有良好的机械密封性能，其泵轴的窜动量要小于 0.5mm，从而保证合理的比压值。第二，泵用机械密封振动幅度较大造成的泄漏。如果泵用机械密封的振动幅度过大，那么就会使得机械密封失去其效果。通常情况是产生振动幅度较大的原因在于设计的不合理性，径向力过大，轴承精度不够以及联轴器平行度不够高等。

　　2.6  操作不当

　　在实际的工作过程中，生产工人操作失误，同样也会对化工泵的机械密封造成严重的影响，甚至导致机械密封失效。工人的操作不当主要有以下几方面。

　　(1)在操作过程中，由于气蚀和抽空的影响，导致化工泵的轴向力较大，进而造成动环端面和静环端面发生分离。

　　(2)在安装化工泵的机械密封过程中，由于安装工人没有严格按照安装要求进行操作，导致泵的伸缩量过大，由此会造成摩擦副端面的磨损加剧，久而久之就会导致化工泵的机械密封失效。

　　(3)泵的动环密封圈太近，造成弹簧不能自动调

　　节动环轴向的浮动量，而静环密封圈如果太松，一旦动环轴向浮动时，静环就有可能和静环座脱离。工作介质中的颗粒一旦进入动环静环摩擦副，就会使得动环密封与静环密封端座受到损伤。

　　3  提高化工泵机械密封性能的检修措施

　　化工泵作为化工生产的重要设备，其工作状态会对整个化工生产的顺利进行造成严重影响。因此，化工泵的机械密封对设计、加工以及装配质量的要求都非常高。机械密封使用现场，尽可能的使得机械密封技术要求与使用条件同时得到满足。泵的机械密封对维护人员的素质要求也非常高。为了解决泵存在的机械密封问题，可以采用以下措施。

　　3.1  进行材质的优选

　　在化工泵材质的选择过程中，要优先选用硫含量较高的材料，而摩擦副则需要选择碳化硅或者氮化硅的材质，进而能够有效改善化工泵的机械密封性能。碳化硅材料的密度相对较低，具有强度高、耐磨性好、抗腐蚀、隔热性好以及耐高温等优点，因此，能够用于摩擦副的制作。为了避免化工泵受到介质的腐蚀，就要在其表面形成一个金属保护层，通过保护层将机械密封金属与泵中的介质进行有效的隔离，进而避免腐蚀的发生。合金钢是在钢中除了铁元素，碳元素之外加入其它的元素，合金钢的强度高、韧性高、耐腐蚀、耐高温、耐磨，但是其生产工艺复杂，造价价高。因此，在化工泵机械密封材料的选择上，要充分结合泵中介质的性质以及泵实际的工作环境进行有针地性的选择，确保所选择的材料技术上先进，经济上合理。

　　3.2  严格按照规范操作

　　为了避免操作失误给化工泵的机械密封性能造成不良影响，就要尽可能的降低生产工人的操作失误率。在对双螺杆泵进行操作的过程中，操作工人尽可能做到连续平稳，避免对泵带来不良的影响，同时，还要对泵的运行情况进行实时监测，尤其是泵的振动强度，更要通过测振仪进行准确的测量，进而对泵的振动进行科学合理的控制。

　　3.3  充分考虑振动

　　振动对于化工泵的机械密封性能具有十分严重的影响，因此，在其检修过程中要对化工泵的振动情况进行科学合理的分析，并根据泵的实际工作情况采取有针对性的改善措施，尽可能降低化工泵在工作过程中所产生的振动，进而能够避免振动对化工泵机械密封造成的不利影响。为了尽可能降低泵轴挠度过大对化工泵机械密封性能造成的不利影响，要采取有效的措施降低两端轴承之间的距离，同时，可以适当增加化工泵轴的直径，减小振动对化工泵所造成的不良影响。

　　3.4  严格按照要求安装机械密封

　　在化工泵的检修工作完成后，要对其进行有效的

　　安装，其安装质量对化工泵的密封性能具有十分重要的现实意义。因此，在安装过程中，要严格按照国家相关标准规范的规定进行，要对弹簧的伸缩量进行严格的控制，确保动环能够在轴上进行自由的移动，同时，还要确保静环与动环和辅助密封圈的接触部分的表面粗糙度不超过 5μm，内孔或者外圆尺寸公差为 H8。机械密封部分的轴向的跳动公差不能超过 0.06mm，机械密封轴向窜动量不能超过 0.3mm，同时安装进行密封时，表面粗糙度不能超过 3.2μm。

　　4  化工泵机械密封检修需要注意的问题

　　4.1  弹簧的压缩量

　　对于化工泵的弹簧而言，要对其压缩量进行科学合理的控制，当压缩量过大时，就会导致摩擦副的摩擦力增加，进而大大增加摩擦损失，随着摩擦副损失的不断增加，就会导致化工泵机械密封失效，甚至还可能造成摩擦副烧毁，对化工生产的安全进行带来严重的威胁;当弹簧的伸长量过大时，就可能导致弹簧无法对动环端面进行有效的调节，进而使得泵的机械密封失效，从而造成化工泵出现泄漏的现象。

　　4.2  动环密封圈

　　化工泵动环密封圈的张紧度要适当，当其过紧时，一方面，不仅会造成轴套与密封圈之间的摩擦力过大，进而大大增加摩擦损失，造成化工泵的机械密封寿命的大大缩短，而且还会使得动环轴向的调整以及移动的阻力增加，在化工泵的工作过程中，当泵的运行速度增加后，就无法进行适时的调节;另一方面，过紧还会造成化工泵弹簧出现过度的疲劳，长期处于超负荷工作状态中的弹簧其使用时间就会大大缩短，进而导致密封的失效。

　　4.3  静环密封圈

　　泵的静环密封圈一般情况下处于静止状态，因此，适当增加其张紧程度能够在一定程度上提高密封效果，但是不容忽视的是，静环密封圈过紧对化工泵的机械密封也存在着不利的影响。首先，长期处于过紧状态中的静环密封圈会发生一定程度的塑性变形，进而对其密封性能带来不利的影响;其次，静环密封圈大都采用石墨制作而成，由于材料的性质，造成其质脆易碎，当其受力过度时极易发生破碎，而且静环密封圈过紧会造成安装，拆卸等操作的不便，从而使得静环密封圈容易发生损坏。

　　4.4  叶轮锁母并非越紧越好

　　在化工泵的机械密封泄露原因中，轴套与轴之间的泄漏所占的比例较高，因此，要对其给予足够的重视。通常情况下，轴间泄漏主要是由叶轮锁母未锁紧所致，但是能够造成泄漏的原因不仅限于此，例如，轴间垫圈失效、偏移以及轴与轴套配合处的形位误差较大等。因此，锁母过度锁紧只会导致轴间垫圈过早失效，相反适

　　度锁紧锁母，使轴间垫圈始终保持一定的压缩弹性，在运转中锁母会自动适时锁紧，使轴间始终处于良好的密封状态。

　　4.5  新机械密封的选择

　　在化工泵机械密封泄露的处理过程中，不能一味地对机械密封装置进行更换处理，而是要结合化工泵的实际情况进行有针对性的选择。例如，对于输送渗透性介质的化工泵而言，如果化工泵的静环没有发生过度的磨损，就不必对其更换处理，这是由于静环长时间的处于静止的状态，这样使得杂质以及聚合物等沉积，从而使得机械密封的效果更好。

　　4.6  拆修总比不拆好

　　在处理化工泵机械密封失效的过程中，不能一开始就对其进行拆修处理，要对其进行系统全面的分析后，再决定是否要进行拆修。部分发生一定程度泄漏的化工泵，其机械密封并没有失效，仍处于良好的状态之中，则不需要对其进行拆修处理，只是通过对泵的运行工况的调整或者对机械密封进行适当的调整就能够将机械密封泄漏问题消除，不仅能够提高化工泵的检修效率，大大节约化工泵的维修时间，能够尽快恢复化工企业的生产，而且还能节约大量的维修成本，给化工企业带来良好的经济效益。

　　5  结语

　　总而言之，化工泵是化工企业生产的重要设备，其正常的运行对于化工企业具有十分重要的现实意义。但是在实际的生产过程中，化工泵的工作环境非常恶劣，长期处于这种环境的化工泵，其机械密封就会出现不同程度的失效，进而导致化工泵发生泄漏。为了对化工泵的泄漏采取科学合理的处理措施，就要对其实际情况进行系统全面的分析，进而采取有针对性的检修措施，为化工泵的安全平稳运行提供可靠的保障。

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　　推荐期刊：《石油和化工设备》简介本刊是国家一级协会——中国化工机械动力技术协会会刊，是国家级科技信息型刊物，现为月刊，国内外公开发行。