目前機械密封在泵類產品中（zhōng）的應（yīng）用非常（cháng）廣泛，而隨著產品技術水平的提（tí）高和節約能源的要求，機械密（mì）封（fēng）的應用前景將更加廣泛。機械密封的密封效果將直接影響整機的運行，尤其（qí）是在石油化工領域內，因存在易燃、易爆、易揮發、劇（jù）毒等介質，機械密封出現泄漏，將嚴（yán）重影響生產正常進行，嚴重的還（hái）將出現重大安全事故（gù）。

人們在分析質量故障原因時，往往習慣在機械密封（fēng）自身方麵查找原因，例如：機械密封的選型是否合適，材料選擇是否正確（què），密封麵的比壓是否正確，摩（mó）擦副的選（xuǎn）擇是否合理等等。而很少（shǎo）在機械密封的外部條件方麵去查找原因，例如：泵給機械密封創造（zào）的條件是否合適，輔助係統的配置是否合適，而這些方麵的原因往往是非常重要的。

1、機械（xiè）密封的原理及要求

機械密封是靠一對（duì）相對（duì）運動的環的端麵A(一個固定，另一個（gè）與軸一起旋轉（zhuǎn）)相互貼合形成的（de）微小（xiǎo）軸向間隙起密封作用，這種裝置稱為機械密封。

機械密封通常（cháng）由動（dòng）環、靜環、壓緊（jǐn）元件（jiàn）和密封元件組成。其（qí）中動環和靜（jìng）環的端（duān）麵組成（chéng）一對摩擦副，動環靠密封室中液體的（de）壓力使其端麵壓緊在靜環端麵上（shàng），並在（zài）兩環（huán）端麵上產生適當的比壓和保（bǎo）持一層極薄的液體膜而達到密封的（de）目的。壓緊元件產生壓（yā）力（lì），可使泵在不運轉狀態下，也（yě）保持端麵貼合，保證密封介質不外漏（lòu），並防止雜質進入密封端麵。密封元件起密封動環（huán）與（yǔ）軸的間隙B、靜環與壓蓋的間隙C的作用，同時對泵的振動、衝（chōng）擊起緩衝作用。機械（xiè）密封在實（shí）際運行中不是一個孤立的部件，它（tā）是與泵（bèng）的其它零部（bù）件一起組合起來運行的，同時通過其基本（běn）原理可（kě）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（cā）副端麵不能（néng）形成正常要求的比壓；機械密封處的泵軸不能有（yǒu）太大的（de）撓度，否則端麵比壓會不均勻等等。隻（zhī）有滿足類似這樣的（de）外部條（tiáo）件，再加上（shàng）良好的機械密（mì）封（fēng）自身性能，才能達到理想的密封效果。

2、外部條（tiáo）件（jiàn）影響的（de）原因分析（xī）

2.1泵軸的軸向竄量大

機械（xiè）密封的密封麵要有一定的比壓，這樣才能起到（dào）密封作用，這就要求機械密封（fēng）的彈簧要有一定的壓縮量，給密封端麵一個推力，旋轉起（qǐ）來使密封麵產生密封所要求的比壓。為了保證（zhèng）這一個比壓，機械（xiè）密（mì）封要求泵（bèng）軸不（bú）能有（yǒu）太大的竄量，一般要保證（zhèng）在0.5mm以內。但在實際設計當中，由於設計（jì）的不合理（lǐ），往往（wǎng）泵軸產生很（hěn）大（dà）的竄量，對（duì）機械密封的（de）使用是非常不利的。這種現象往往出現在多級離心泵中，尤其是在泵啟動過程中，竄量比較大。

平衡盤工（gōng）作（zuò）時自動改變平衡盤與（yǔ）平衡環之間的軸向（xiàng）間隙b，從而改變平衡（héng）盤（pán）前後兩側的壓差，產生一個與軸向力方向相反的作用力（lì）來平衡軸向力。由於轉子竄動（dòng）的慣（guàn）性作用和瞬態（tài）泵工況的波動，運轉的轉子不會靜止在某一軸向平衡位置。平衡盤始（shǐ）終處在左右竄動的狀態。平（píng）衡盤在（zài）正常工作中的（de）軸向竄量隻有0.105～0.11mm，滿足機械密封的（de）允許軸向竄量0.15mm的要求，但平衡盤（pán）在泵啟動、停機、工況劇變時的軸向竄量可能大大超過機械密封允許的軸向（xiàng）竄量。

泵經過長（zhǎng）時間運行後，平衡盤與平衡環摩擦磨損，間隙b隨著增大，機械密封軸向竄量不斷增加。由於軸向力的作（zuò）用，吸入側的密封（fēng）麵的壓緊力增（zēng）加，密封麵磨損加劇，直至密封麵損壞，失去密封作用。吐（tǔ）出側的機械密封，隨著平衡盤（pán）的磨損，轉子部件的軸向竄量大於密封要求的軸向竄量，密封麵的壓緊力減小，達不到密封要求，Z終使（shǐ）泵兩側的機械密封全部失去（qù）密封作用。

2.2軸向力偏大（dà）

機械密（mì）封在使（shǐ）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（chóng）的。有時由於泵的軸向力平衡機構設（shè）計的不合理及製（zhì）造、安裝、使用等方麵的原因，造成軸向力（lì）沒有被平衡掉（diào）。機械密封承受一個軸向（xiàng）力，運轉時密封（fēng）壓蓋溫度（dù）將偏高，對於（yú）聚丙烯類的介質，在高溫下會被（bèi）熔融，因此泵啟動後很快就失去密封效果，泵靜止時則密封端麵出現間斷的噴漏現象。

2.3泵軸的撓度偏大

機械密封又稱（chēng）端麵密封，是一種旋轉軸向（xiàng）的接觸式動密封，它（tā）是在流體介質和彈性元件的作用下，兩個（gè）垂（chuí）直於軸心線的密封端麵緊密貼合、相對旋轉，從而達（dá）到密封效果，因（yīn）此（cǐ）要求兩個（gè）密封之（zhī）間要受力均勻。但由於（yú）泵產品設（shè）計的不合理（lǐ），泵軸運轉時，在機（jī）械密封安裝處（chù）產生的撓度較（jiào）大，使密封麵之間的受力不均勻，導致密封效果不好。

2.4沒有輔助衝洗係統或輔助衝洗係統設置不合理

機械密封的輔助衝洗係統是非常重要的，它可以有效地保護（hù）密封麵，起到冷卻、潤滑、衝走雜物等作用。有時設計員沒有合理地配置輔助衝洗係統，達不到密封效（xiào）果；有時雖然設計（jì）人員設計（jì）了（le）輔助係統，但由（yóu）於衝洗液中有雜質，衝洗液的流量、壓力不夠，衝洗口位置設計不合理等原因，也同樣達不到密封（fēng）效果。

2.5振動偏（piān）大

機械密封振動（dòng）偏大，Z終導致失（shī）去密封效果。但機（jī）械密封振動偏大的原因往往不是機械密（mì）封本身的原因，泵的其它零部件是?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（gòu）、聯軸（zhóu）器的平（píng）行度差、徑向力大等原因。

2.6泵汽蝕的原因

由於裝置係統操作不合理以及泵進口汽蝕（shí）性能（néng）不好、泵的轉速偏高，在泵的（de）入口處發生局部汽蝕，汽蝕發生後，水中會有氣泡，它一方（fāng）麵會（huì）衝擊機械密封麵的外表麵，使其表（biǎo）麵出現破損；另一方麵會使動靜環的吻合（hé）麵的流（liú）動（dòng）膜中也含有氣泡，不能形成穩定的流動（dòng）膜，造成動靜環的吻合麵的幹摩擦，使（shǐ）機（jī）械密封裝置損壞。

2.7機械加工精度不夠

機械加工精度不夠（gòu），原因有很多，有的是機械密封本身的加工精度不夠，這方麵的原因容易引（yǐn）起人們的注（zhù）意，也容易找到。但有時是泵其它部件的加工精（jīng）度不夠，這方麵的原因，不容（róng）易引起人們的注意。例如：泵軸、軸套、泵體、密封（fēng）腔體（tǐ）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（guǒ）是非常不利的。

3、應采（cǎi）取的措施（shī）

3.1消除泵軸（zhóu）竄量大的措（cuò）施合（hé）理地設計軸向（xiàng）力的平衡裝置，消除軸向竄量。

為了滿足這一要求，對（duì）於多級離心泵，比較理想的設計方案有兩個：一個是平衡盤加（jiā）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（shì）平衡鼓加（jiā）軸向止推軸承，由平衡鼓平衡掉大部分軸向力，剩餘的軸（zhóu）向力由止推軸承承（chéng）擔，同時軸向止推軸（zhóu）承（chéng）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（zhóu）向力。對於其它單級泵、中（zhōng）開（kāi）泵（bèng）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範圍之內。

3.2消除軸向力偏大的措施

合理地（dì）設計軸向力平衡機構，使之能夠真正充分地平衡掉軸（zhóu）向力，給機械（xiè）密封創造一個（gè）良好的條件。對於一些電廠、石油、化工等（děng）領（lǐng）域應（yīng）用的重要產品，在（zài）產品出廠之前，必須做到台台試（shì）驗檢測和發現問題（tí）和解決問題。有些重要的泵可以在轉子上設計（jì）一個軸向測力環，對軸向力的大（dà）小進行隨時監測，發現問題及時解決。

3.3消除泵（bèng）軸撓度偏大的措施（shī）

這種現象大多存在（zài）臥式多級離心泵（bèng）中，在設計時采取以下措施：

(1)減少兩端軸承之間的距離。泵葉輪的級數不要（yào）太多，在泵總揚（yáng）程要求較高（gāo）的情況下，盡量提高每級葉輪的揚程，減（jiǎn）少級數。

(2)增加泵軸的直徑。在設計泵（bèng）軸（zhóu）直徑（jìng）的時候，不要簡（jiǎn）單地僅考慮傳遞功率的大小，而要考（kǎo）慮機械密封、軸撓度（dù）、起動方法和有關慣性負荷、徑向力等因素（sù）。很多（duō）設計員沒（méi）有充分認識到這一點。

(3)提高泵軸材料的等級。

(4)泵軸（zhóu）設計完成後，對（duì）泵（bèng）軸的撓度要進行校核檢驗計算。

3.4增加輔助衝洗係統（tǒng）

在條件允許的情況下，盡（jìn）量設計輔（fǔ）助衝洗係統。衝洗壓力一般要求高於密封腔壓力0.107～0.11MPa，如果輸送介（jiè）質屬（shǔ）於易汽化的，則應（yīng）高於汽化壓力0.1175～0.12MPa。密封腔壓力（lì）要（yào）根據每（měi）種泵的（de）結構（gòu）型式、係統壓力等因素來（lái）計算。軸封腔壓力很高時或者壓力幾乎接近該（gāi）密封使用（yòng）Z高極限時，也可由密封（fēng）腔（qiāng）引液體至低壓區，使軸封液體流動以帶走摩擦熱。根據（jù）每（měi）種（zhǒng）泵（bèng）的操作條件，合理地配置管路和附件。如冷卻器、孔板、過濾器（qì）、閥門、流（liú）量（liàng）指示器、壓力表、溫度等。實際上密封的可靠性和壽命，在很（hěn）大程（chéng）度上取決（jué）於密封（fēng）輔（fǔ）助係統的配置。

3.5消除泵進口汽蝕的措施

(1)提高泵的汽（qì）蝕性能水（shuǐ）平，滿足現場裝置的汽蝕性能的要求。

(2)現場試驗裝置（zhì）的要（yào）求要與泵（bèng）汽蝕性能水平匹配。

(3)現場安裝和工況調節要給（gěi）泵創造有利的條件。

3.6消除泵振動的措施

(1)泵產品在設計過程中，要充分分析（xī）振動的來源，以消除振動源（yuán）。

(2)泵產品的製造裝（zhuāng）配過程中，嚴格按標準（zhǔn）和操作規程（chéng）去執行，消除振（zhèn）動源。

(3)泵、電機、底座、現場管（guǎn）路等輔助設備在現場（chǎng）安裝時，要嚴格把關，消（xiāo）除振動源。

(4)現場生產、操作、維修、調節時，嚴格（gé）把關，消除（chú）振動源。

3.7嚴格執行設計標準

泵產品的設計和（hé）機械密封產品的設計要（yào）執行相（xiàng）關的國內外（wài）標準，在產（chǎn）品的設計過程中，設計員（yuán）應認真執行標準，深刻理解標（biāo）準每一條內（nèi）容的具體意義，將標準內容的要求執行（háng）到產品設計過程中。到目前（qián）為止，有很多設計員還沒有（yǒu）理解標準的實際含（hán）義，沒有嚴格地去執（zhí）行新標（biāo）準（zhǔn），而是盲（máng）目地照搬照套老圖紙和老設計（jì）員（yuán）的經驗。這種（zhǒng）做法對提高（gāo）我國產品技術水平和進入市場是非常不利的。提（tí）高標準化認識，是目前機械行（háng）業設計員迫切需要解決的問題。

在設計泵（bèng）用機械密（mì）封時，不（bú）僅要考（kǎo）慮機械密封本身的影響因素，而且要考慮機械密（mì）封（fēng）外（wài）部的各種（zhǒng）影（yǐng）響因素。在實際工作中要注意以下幾個問題：

(1)在泵（bèng）產品的設計過程中（zhōng）要充分考慮到泵其它零部件以及現場其它設備對機械密封（fēng）的使用（yòng）效果的影響，為機械密封創造一個良好的外部條件。

(2)增加對機械密封輔助係統的重要作用的（de）認識，盡可能配備完善的機械密封輔助係統，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（mì）封質量，減少密封質量事故（gù）。

(4)分析機械密封的質量事故的原因時，要充分考（kǎo）慮到泵的（de）其它（tā）零部（bù）件（jiàn）對機（jī）械（xiè）密封運行的影響，采（cǎi）取措施不斷提高（gāo）機械密封的效果:

①彈簧壓縮（suō）量越（yuè）大密封效果越好。其（qí）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（dàn）簧失去調節動（dòng）環端麵的能力，導致（zhì）密封失效。

②動環密封圖越緊越好。其（qí）實動環密封圈過緊有害無益。一是加劇密封圈（quān）與軸套間（jiān）的磨損，過早泄漏；二是增大（dà）了動環軸（zhóu）向（xiàng）調整、移動（dòng）的阻力，在工況（kuàng）變化頻繁時（shí）無法適時進（jìn）行調整（zhěng）；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。

③靜環密封圈越緊越（yuè）好。靜環密封圈基本處於靜止狀態，相對較緊密封效果（guǒ）會好些，但過緊也是有（yǒu）害的（de）。一是引起靜環密封因過度變形，影響密封效果；二是靜環材質以石墨居多，一般較脆，過（guò）度受力極易引起碎裂；三是安裝、拆卸困難，極易損壞靜環。

④葉輪鎖母越緊越好。機械（xiè）密（mì）封泄漏中，軸套與軸之間的泄漏（軸間泄漏）是（shì）比較常見的（de）。一般（bān）認為，軸間泄漏就是葉輪鎖母沒鎖緊，其實導致軸間泄漏（lòu）的因（yīn）素較多，如軸間墊失效，偏移，軸間內有雜質，軸與軸套（tào）配合處有較大的形位誤差，接觸（chù）麵破壞，軸上（shàng）各部件間有間隙，軸頭螺（luó）紋過長等都（dōu）會導致軸間泄漏。鎖母鎖緊過度隻會導致軸（zhóu）間墊（diàn）過早失（shī）效（xiào），相反適度鎖緊鎖母，使軸間墊始（shǐ）終保持一（yī）定的（de）壓縮彈性，在運轉中鎖母會自動適時鎖緊，使（shǐ）軸間始終處於（yú）良好的密封（fēng）狀態。

⑤新的比舊的好。相對而言，使（shǐ）用新機械密封的效果好（hǎo）於舊的（de），但新機械密封的質量或（huò）材質選擇不當時，配合尺寸誤差較大會（huì）影響密封（fēng）效果；在聚合性和（hé）滲透性介質中，靜環如無過（guò）度磨（mó）損，還是不更換（huàn）為好。因為（wéi）靜（jìng）環在靜（jìng）環座中長時間處於靜止狀態，使聚合（hé）物（wù）和雜（zá）質沉積為一（yī）體，起到了較好的密封作用。

⑥拆修總（zǒng）比不（bú）拆好。一旦出現機械密封泄漏便急於拆修，其實，有時密封並沒（méi）有損壞，隻需調整工況或適當調（diào）整密封就可消除泄漏（lòu）。這樣既避免浪費又可以驗證自己（jǐ）的故障判斷能力，積（jī）累維修經驗提高檢修質量。

（來源：網絡）