机械密封原理与设计范文

导语：如何才能写好一篇机械密封原理与设计，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：机械密封；故障；因素；改善；策略

中图分类号：TH122　文献标识码：A　文章编号：1006-4311(2012)02-0032-02

0　引言

机械密封因为泄漏量少、摩擦功耗低、密封可靠、使用周期长等优点，能够满足多种工况需求而被广泛的应用于泵、压缩机、反应釜等机械设备中。性能良好的机械密封能够为生产装置的长周期性安全平稳运行提高物质保障。在机械的运行过程中，受内外部因素的影响，很容易产生机械密封故障，严重的还会导致重大安全事故。因此，必须重视机械密封的故障问题，从根源上分析产生故障的原因，并以此提出改善措施，这样才能既延长机械密封的寿命，又节约资源。

1　机械密封的结构和工作原理

机械密封，或者称为端面密封，是一种限制工作流体沿转轴泄露的、无填料的轴封装置。机械密封由至少一对垂直于旋转轴线的端面在液体压力或者补偿机构弹力(或磁力)的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。机械密封的主要作用是将容易泄露的轴向密封改为难以泄露的端面密封，这也是机械密封的设计总原理。

机械密封一般由四部件组成：①主要部件是动环和静环。动环凭借密封室中的液体压力紧压在静环端面上，并随泵轴一起旋转。动环和静环紧密贴合形成密封面，防止介质泄露。②压紧元件。压紧元件主要是弹簧、推环、波纹管等，压紧元件能够产生压力，可以保证泵在任何状态下都保持端面贴合，防止介质外漏或者杂质进入密封端面。③密封元件。密封元件是指密封圈等。密封元件的作用主要是密封动环与轴之间的缝隙、静环与压盖之间的缝隙，同时能够缓冲压紧元件对泵的振动、冲击。④传送件。弹箕座及键或各种螺钉。

机械密封主要有弹簧式机械密封和焊接金属波纹管机械密封两种，弹簧式机械密封一直是机械密封的主流，然而，由于弹簧式机械密封存在着不可避免的缺陷，而随着微束弧等离子焊接工艺技术的发展，焊接金属波纹管机械密封极好的浮动性的优点日益凸显，显示出比弹簧式机械密封更为优良的性能，有逐步取代弹簧式机械密封的趋势。

2　机械密封的要求

机械密封在运行中是与其他零部件一起组合起来共同运作的，机械密封的正常运行不仅与其本身的性能有关系，而且与外部环境息息相关。然而，我们必须首先保证机械密封本身的部件性能、密封装置和安装技术的要求，这是机械密封能够运行的基础。

首先，机械密封对元件的要求必须得到保证。机械密封的最主要部件是密封环，即动环和静环，它们决定了机械密封的使用性能和寿命。密封环必须具备足够的强度、刚度、硬度和耐腐蚀性，在高温高压和滑动速度等不良工作环境下能保证不损坏、变形尽量小，在工作条件波动的情况下仍能保持密封性；密封环应具备较高的导热系数和较小的热膨胀吸收，在承受高热时不至于开裂，能够耐得住高热冲击；密封环应具备较小的摩擦系数和良好的自性，密封环的材料和密封流体还要具有良好的浸润性；在发生短时间干摩擦时不至于损伤密封端面；密封环要简单、对称并尽可能选择整体型结构或组合式，尽量避免用密封端面喷涂式结构。

其次，机械密封的安装要符合要求。在安装过程中避免出现偏差，遵循安装顺序，要先安装紧压盖，在联轴器上找正后再进行，螺栓应均匀上支，防止压盖端面偏斜，用塞尺检查各点，其误差不大于0.05毫米，上紧后还要检查压盖与轴或轴套外径的配合间隙，四周要均匀，用塞尺检查各点允差不大于0.01毫米：其次弹簧压缩量要按规定进行，不能过大或过小，过大会增加端面比压，加速端面磨损，过小会造成比压不足而不能起到密封作用。一般要求误差2.00毫米；动环安装后，将动环压向弹簧后应能立即自动弹回来。

再次，拆卸机械密封时，严禁用手锤和扁铲，以免损伤密封元件。若结垢导致拆卸不下时，应清洗干净后再进行拆卸：在泵两端都采用机械密封的情况下，拆卸时应主要互相照顾，防止顾此失彼：对于运行过时的机械密封，如果压盖松动，密封发生移动，那么接触面的密封性已经有极大可能遭到破坏，这种情况下动环和静环必须更换，不能重新上紧机械使用。

3　机械密封出现的故障分析

机械密封故障是机械密封运行中不可避免的问题。主要故障表现为振动、发热、磨损，最终出现介质泄漏。根据机械密封的结构和工作原理，结合生产实践分析，导致机械密封故障的因素主要有温度、压力、被密封介质等。

3.1　高温导致机械密封故障。当密封室内的温度超过一定的数值时，端面摩擦产生的热就不能够排出，这时密封端面的温度过高，产生干摩擦，密封环摩擦副环会因为干摩擦发生热变形和热裂。检修失效的密封环时，经常会发现有贯穿整个径向端面的裂纹和微沟，尤其是导热系数低的材料制作的摩擦副环更容易发生端面热裂。端面热裂产生的主要原因是密封端面的回转过程产生大量的摩擦热致使端面凹凸不平从而加速了磨损。热裂大多是径向的，加大了泄漏面积，改变了端面间的眼里分布，致使机械密封丧失了严密性，导致端面泄漏增加。

3.2　压力过大致使机械密封发生故障。影响机械密封的压力主要是密封室内介质的压力。当密封室内的压力超过一定数值时。会导致密封端面压力过大，液膜难以形成，密封端面会因此产生严重的磨损，发热量加大，进而导致机械密封故障。

3.3　密封室内介质引起的机械密封故障。被密封的介质对机械密封的影响很大，如含杂质、颗粒的介质进入密封室，会划伤密封面或者破坏液膜的连续性，使密封磨损严重，直接威胁机械密封的寿命。如果介质内的杂质在密封环、补偿环内沉淀，则会影响补偿环的浮动性，若杂质沉积在弹簧上，则会影响弹簧弹性，使弹簧失去作用。

3.4　两密封端面失去膜而造成的机械密封故障。膜的丧失会导致端面的抗摩擦性和抗热性极度下降，出现端面裂纹，产生机械密封故障。导致膜丧失的主要原因有：端面密封载荷的存在导致密封室内缺乏液体，启动机械时发生干摩擦；密封室内介质低于饱和蒸汽压力，使端面液膜发生闪蒸，丧失；密封室内的介质为易挥发性产品，在机械密封冷却系统出现结垢时，端面摩擦和旋转元件的搅拌液体产生热量导致介质的饱和蒸汽压上升，造成介质压力低于饱和蒸汽压的状况。

3.5 腐蚀引起的机械密封故障。腐蚀是威胁机械密封的一大不可忽视因素。腐蚀会使机械密封的零部件损坏，产生严重的机械密封事故。主要表现为：密封端面出现点蚀，甚至穿透；碳化钨环和不锈钢座等焊接，使用中不锈钢易产生晶间腐蚀；焊接金属波纹管、弹簧等在应力与介质腐蚀的共同作用下易发生破裂。

3.6　其他因素导致的机械密封故障。在机械密封使用过程中，存在机械密封在设计、安装质量等不符合要求的地方，这些都是导

致机械密封故障出现的不可忽视因素。

4　机械密封故障的改善策略

根据我国现阶段机械密封的使用现状，针对机械密封的结构和工作原理，在具体分析机械密封故障出现原因的基础上，本文认为，要对机械密封故障进行改善，首先要从机械密封设计上进行根本改善，然后针对出现的问题，采取具体措施解决。具体改善策略如下：

4.1　探索新形式，从根本上改善机械密封设计。焊接金属波纹管机械密封具有代替弹簧式机械密封的趋势说明，机械密封能够通过改善设计，采取新的形式，避免故障的出现。随着各种工艺技术的不断成熟，我们有信心能够找到更加优良的机械密封设计方案，从而改善甚至完全避免现阶段机械密封出现的各种故障。机械密封新形式的形成，一方面依赖于不断进步的高科技和各种工艺技术，另一方面需要机械设计人员不断的探索，创新思想观念，改变思维方式，以新的角度和新的方法去设计机械密封。

4.2　具体问题具体分析，根据故障寻求改善策略。对于机械密封故障的改善，应着手于故障本身，落实到具体故障改善策略上。

对于高温引起的机械密封故障，应采取冲洗措施以降低密封室温度，防止杂质的沉积，保证密封环不被固体颗粒磨损；安装冷却装置，保证密封室内的热能够及时传导出去，尽可能降低温度；选用耐高温的密封材料，建议使用聚四氟乙烯等有机材料；保持端面温度在介质汽化温度以下；有装配关系的地方应选取热膨胀系数相近的材料。

对于压力过大引起的机械密封故障，应尽量使密封端面受力合理，减少变形，减少端面宽度：采用高强度材料，尽量减少摩擦磨损：采用平衡性机械密封；选用可靠的传动方式，如键、销等连接方式。

对于介质引起的机械密封故障，应采取以下措施预防：保持两端面宽度相等，减少杂质在密封端面、补偿环等处的停留机会：采用高耐磨材料；定期内冲洗，避免杂质沉积；在机械密封进门口设置过滤器或者旋液分离器，防止杂质进入密封室内；采用波纹管结构防止泄漏颗粒在辅助密封圈处聚积，影响补偿环轴向浮动。

对于缺乏而导致的机械密封故障，一方面应保证密封室内有液体存在，避免产生干摩擦：另一方面密封室内介质不能低于饱和蒸汽压力，避免闪蒸现象的出现。此外，尽量不选用易挥发的介质。

对于腐蚀造成的机械密封故障，选用耐腐蚀的材料：定期对机械密封的零部件进行维护保养：注意机械密封装置的放置环境，尽量不放置于腐蚀性的环境中：对于焊接部位应着重进行保养，一旦出现腐蚀立刻进行修正；防止介质和外力共同腐蚀机械密封零部件。

在机械密封的设计、安装、拆卸过程中，一定要注意符合要求规范，不要违规操作，防止机械密封故障的发生。

机械密封对于现代工业的作用越来越重要。只有在了解机械密封结构和工作原理的基础上，才能针对其出现的故障采取改善策略。这样才能保证机械密封的使用效果和正常运转，保证生产活动的顺利进行。

参考文献：

[1]龙永强.机械密封的要求及故障处理措施[J].湖南农机，2010

[2]芦春影.机械密封常见故障处理技术[J].应用技术，2010

[3]周丽萍.影响机械密封的外部条件分析[J]科技论坛，2009

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关键词：离心泵 机械密封 故障分析

1 概述

随着机械密封技术的不断发展，工业泵采用的密封装置正由传统的填料密封向性能可靠、泄漏量少、使用寿命长、功耗低、无需经常检修的机械密封转变。尤其是在石油化工领域内，因处理的介质具有易燃、易爆、易挥发、剧毒等特性，一旦出现泄漏，将严重影响生产正常进行，所以，石油化工生产用泵的密封多数采用机械密封装置。

经对国内、外离心泵故障的统计分析发现，机械密封故障仍占其中的50%～70%，而机械密封故障中绝大多数属于事故性故障，事故性故障是指一个或几个密封零件没达到预期的使用寿命便丧失了使用功能，造成整个装置泄漏量超过了允许值。实践证明，故障分析是技术改进和减少故障的一种行之有效的科学手段。在评定泵用机械密封优劣时，采用的主要指标为泄漏量、使用寿命和可靠性，这些指标贯穿在机械密封的设计、制造、选型、安装及使用管理等环节。由于流体机械的可靠性主要取决于密封装置，因此，提高密封装置的可靠性可大大减少离心泵的故障率。经统计分析，除了密封设计、制造的原因外，超过50%的失效都是用户使用不当或维护不及时造成的。

人们在进行故障分析时，通常习惯于把故障原因放在机械密封装置本身，很少有人在机械密封安装、使用等外部条件方面去查找原因。本文作者将通过分析影响石化行业泵用机械密封效果的几种外部因素，提出提高密封装置运行可靠性和运行周期的建议。

2 机械密封装置的工作原理

机械密封也称端面密封，整个装置至少有一对垂直于旋转轴线的端面，随轴旋转的动环端面在流体压力及补偿机构的外弹力(或磁力)作用下，并配以辅助密封与另一固定在端盖上的静环端面保持贴合并作旋转式相对滑动而达到阻止流体泄漏的轴封装置。两个紧密贴合的密封端面之间存在一微小间隙，当具有一定压力介质通过此间隙时，会形成一层极薄的液膜，该液膜的阻力阻止介质泄露，且使端面得到。典型机械密封结构见图1。

机械密封装置主要由以下四大部分组成：①由静环和动环组成的一对或几对密封端面，有时称密封端面为摩擦副；②以弹性元件（或磁性元件）为主的补偿缓冲机构；③辅助密封圈；④保证动环和轴一起旋转的传动机构。

生产实际中，泵用机械密封装置流体可能泄漏的途径有以下几处：①端面摩擦副的密封面处泄漏。这是决定机械密封装置摩擦性能和密封性能的关键部位，也是决定机械密封装置工作寿命的关键所在，因此，对接触端面的要求应给与高度重视。由于动环与静环端面作旋转式相对滑动的动密封，对密封端面的加工要求很高，其平面度为0.0009mm，硬环表面粗糙度Ra≤0.1μm，软环表面粗糙度Ra≤0.2μm。为了使密封端面间保持必要的油膜，必须严格控制端面上的单位面积压紧力。端面上单位压力过大，不易形成稳定的液膜，会加速端面的磨损；端面上单位压力过小，泄漏量会增加。所以，要获得良好的密封性能和较长的寿命，在安装机械密封时，一定要保持端面单位压力值在最适当的范围内。②静环与压盖的辅助密封件处泄漏和动环与轴（或轴套）的辅助密封件处泄漏。这两处是辅助密封面，静环与压盖间的密封属静密封，端面磨损时，动环仅能沿轴向作微量的移动，此处仍可看作是一个相对静密封。工程实际中，动环的追随性是此处辅助密封的关键，因此，动环与轴（或轴套）密封面，特别应防止锈蚀、水垢或化学反应物料堆积而造成的动环卡死现象。③压盖与密封箱体之间静密封和轴套与轴的静密封。这两处均为静密封，可根据密封介质选用相容的材料。另外，动环采用镶嵌结构也可能在配合处泄漏。

通过机械密封装置工作原理可以看出，机械密封装置正常运行应满足以下基本条件：首先，动静环端面应保持良好的和散热，防止端面热变形、热裂、泡疤、炭化等现象发生；其次，泵轴的窜量不能太大，否则摩擦副端面不能形成正常要求的比压；另外，泵轴不能有太大的挠度，泵的振动应在规定范围之内，否则密封端面比压会不均匀。只有满足以上的外部基本条件，再加上良好的机械密封装置自身性能，才能达到理想的密封效果。

3 离心泵运行时机械密封故障及分析

机械密封装置发生泄漏主要有以下四种情况：一是加水或静压试验时发生泄漏；二是安装后、运转时产生周期性泄漏；三是经常性泄漏；四是突发性泄漏。

对机械密封静压试验时发生泄漏故障，经统计分析，其原因是由于检修、安装未达到标准要求。主要有以下几种现象存在：①动、静环接触表面不平，安装时碰伤、损坏。②动、静环密封圈尺寸有误、损坏或未被压紧。③动、静环表面有异物。④动、静环V形密封圈方向装反，或安装时反边。⑤紧定螺钉未拧紧，弹簧座后退。⑥密封圈未装或压紧力不够，造成轴套处泄漏。⑦弹簧力不均匀，单弹簧不垂直，多弹簧长短不一或个数少；密封腔端面与轴垂直度不够。⑧静环压紧不均匀。

安装后、运转时产生周期性泄漏，经统计分析发现，运转中如泵叶轮轴向窜动量超过标准，转轴发生周期性振动，工艺操作不稳定及密封腔内压力经常变化均是导致机械密封周期性泄漏的原因。

机械密封发生泄漏现象的原因主要有以下几种：①动、静环接触端面比压过大，摩擦热引起动、静环的热变形。②安装时零件受力不匀等，造成密封端面发生变形。③弹簧比压过小。④动、静环密封面对轴线不垂直，误差过大。⑤转轴振动。⑥动、静环与轴套间形成水垢不能补偿磨损位移。⑦安装密封圈处轴套部位有沟槽或凹坑腐蚀。⑧动环浮动性差。⑨辅助装置有问题。

对机械密封突发性泄漏现象，经统计分析，其原因主要有以下几种：①泵强烈振动、抽空破坏了摩擦副。②弹簧断裂。③防转销脱落或传动销折断而失去作用。④辅助装置出现故障，使动、静环冷热骤变导致密封面变形或产生裂纹。⑤由于温度变化，摩擦副周围介质发生冷凝、结晶影响密封。⑥停泵一段时间再开动时发生泄漏。这是由于摩擦副附近介质的凝固、结晶，摩擦副上有水垢；弹簧锈蚀、堵塞而丧失弹性，均可引起泵重新开动时发生泄漏。

4 机械密封故障防治措施

从前面对离心泵运转时机械密封故障及统计分析，可以看出，除了密封设计、制造工艺本身的原因外，大部分失效原因都是由于用户使用不当或维护不到位造成的。以下就离心泵运行中常见的故障给出防治措施和解决方案。

机械密封装置是泵的一个重要部件，泵的安装及运转情况无疑要对密封产生一定的影响。一台振动很大的泵，密封寿命和泄漏量不可能正常，密封的可靠性明显下降。此外，轴串量、密封箱端面和轴的垂直度、压盖和密封箱止口间隙、泵盖和泵体的止口间隙、轴套和径向跳动等，这些部位的尺寸超标，对密封性都会产生影响。仅仅提高密封本身的安装精度是很不够的，必须全面提高泵的安装质量（包括密封）才能达到预期的密封目的。

4.1 满足泵安装的基本要求

4.1.1 转子部分。为使转子平衡和运转中不至于产生较大的振动，安装时应注意做到以下几点。

①轴的径向跳动最大不超过0.03～0.05mm。转子的径向跳动分别为，叶轮口环不超过0.06～0.10mm，轴套等部位不超过0.04～0.065mm（小直径对应较小值，大直径对应较大值）。见图2 轴弯曲的测量及曲线图。

②叶轮应找静平衡。在3000r/min工作的叶轮不平衡量不得大于以下规定。

③属于下列情况之一者还要检查转子的动平衡。

单级泵的叶轮直径超过300mm时；两级泵的叶轮直径超过250mm时。

④对于弹性柱销式及其他用铸铁制造的联轴器，当直径超过￠125mm，总长度超过300mm时也需进行动平衡校验。

4.1.2 各部件的相对位置公差。密封箱与轴的同轴度0.10mm；密封箱与轴的垂直度0.05mm；转子的轴向串量0.30mm；压盖与密封箱配合止口同轴度0.10mm。

4.1.3 与电机的同心度。电机单独运转时其振幅不超过0.03mm；工作温度下泵与电机的同心度，轴向0.08mm；径向0.10mm；立式泵采用的刚性联轴器同心度，轴向0.04mm；径向0.05mm。

4.1.4 泵运转时双振恒值最大不超过0.06mm。

4.2 减小泵轴窜量

合理地设计轴向力的平衡装置，减小泵轴窜量消除轴向窜量。为了满足这一要求，对于多级离心泵，比较理想的设计方案有两个:一个是平衡盘加轴向止推轴承，由平衡盘平衡轴向力，由轴向止推轴承对泵轴进行轴向限位；另一个是平衡鼓加轴向止推轴承，由平衡鼓平衡掉大部分轴向力，剩余的轴向力由止推轴承承担，同时轴向止推轴承对泵轴进行轴向限位。第二种方案的关键是合理地设计平衡鼓， 使之能够真正平衡掉大部分轴向力。对于其它单级泵、中开泵等产品，在设计时采取一些措施保证泵轴的窜量在机械密封所要求的范围之内。

4.3 增加辅助冲洗系统

在条件允许的情况下，尽量设计辅助冲洗系统。冲洗压力一般要求高于密封腔压力0.107～0.11MPa，如果输送介质属于易汽化的， 则应高于汽化压力0.1175～0.12MPa。密封腔压力要根据每种泵的结构型式、系统压力等因素来计算。轴封腔压力很高时或者压力几乎接近该密封使用最高极限时，也可由密封腔引液体至低压区，使轴封液体流动以带走摩擦热。

5 结论

通过对泵用机械密封的工作原理及结构分析，结合对生产实际中泵用机械密封装置故障的分析统计，我们发现，影响时机械密封可靠性的因素不仅与机械密封装置的设计和制造有关，更重要的是要考虑机械密封装置的安装、维护和保养等外部的各种影响因素。统计并分析离心泵运行时的机械密封故障，其中绝大多数出现在安装与维护过程中，由于安装未达到技术要求，使得机械密封装置的运行周期大大降低。对天津石化运行泵的故障统计分析，其泵用机械密封装置的正常运行周期高于国内同类用泵的平均值，其原因与天津石化长期以来重视职工专业技能培训工作分不开，职工理论水平的提高和熟练掌握国内、外设备的设计和结构对泵用机械密封装置的维护，保障其长期安全、正常运行具有重要意义。

参考文献：

[1]化工密封技术，胡国桢，石流，阎家宾.化学工业出版社，1990.

[2]流体动密封，上册，顾永泉，中国石化出版社，1990.

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关键词：化工厂； 常用； 机械密封 ；失效分析； 装配质量 ；控制

Abstract: with the development of society, the society for chemical mechanical seal structure design standards and standardization degree of demand is higher and higher, based on this, this paper the author of chemical plant commonly used shallow failure analysis and mechanical seal assembly quality control.

Keywords: chemical plants, Commonly used; Mechanical seal; Failure analysis; Assembly quality; control

中图分类号：O213.1文献标识码：A 文章编号：

随着经济的发展，环境的问题受到社会的广泛的关注，绿色制造的观念被提出。在化工企业中，环境问题变得越来越重要。化工产品的滴漏问题逐渐成为各个企业重点关注的问题。目前化工厂动设备使用的密封方式一般是机械密封，机械密封具有密封性好、性能稳定、泄油量少、摩擦功耗低以及对轴的磨损小等优点。机械密封的良好的密封性能为化工厂的生产装置的安全和长期的运行打下了良好的基础。虽然机械密封在实际的生产中不断的被改进和完善，在社会的生产中也得到广泛的应用。但是由于各种因素的影响，机械密封的使用寿命不一，长的可以达一到两年，而短则只有两三个月甚至是几个周的时间。因而笔者将结合实际，分析机械密封失效的原因，并提出对应的改进措施。

1、机械密封的结构与工作原理

机械密封是一种旋转机械的轴封装置，是由至少一对垂直于旋转轴线的端面、在液体压力和补偿机构弹力（ 或磁力） 的作用以及辅助密封的配合下、保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。机械密封主要作用就是把容易泄漏的轴向密封改变成比较难泄漏的端面密封，其结构包括动密封环、静密封环、弹簧加载装置和静密封元件等。

在机械密封过程中，两个密封端面是紧密贴合在一起的，这就使得密封端面之间的分界形成一微小间隙，当有压介质经过这一间隙时，就会形成极薄的液膜并产生阻力，从而阻止介质泄漏，这种原理还能够使端面变得，因而能够达到长期的密封效果。

2、机械密封失效分析

机械密封一旦失效，就会伴随着出现间歇性、持续性或严重泄漏现象，加快磨损等，下面分析机械密封失效的原因并提出相应的解决措施。

2. 1机械密封出现间歇性泄漏

间歇性的泄漏现象主要原因是泵的转子轴向窜动量太大，动环不能够及时的补偿位移或者是由于泵本身操作出现不平稳，造成压力变动。

处理措施：及时重新调整轴向窜动量；稳定泵的操作压力。

2.2机械密封持续性泄漏

对于机械密封持续泄漏问题首先要判断泄漏源。出现端面密封问题，可能是由于端面不平、裂纹、破碎、出现热变形或机械变形，零件安装时受力不均等原因造成的。需要及时的检查安装尺寸是否合理，密封和材质是否能够适于使用工况，密封垫是否压紧，有无安装损伤等。然后在检查密封腔装配面和其它有关元件对轴线的垂直度。如果出现密封圈与动环未贴紧现象，则检查或更换密封圈；如果是弹簧力不够或弹簧力偏心，需要调整或更换弹簧。安装辅助密封元件过程中可能会出现被压伤或擦伤，造成介质从轴套间隙中泄漏，O形圈老化等现象。检查密封槽和倒角是否正常，同时要去除毛刺。

2.3机械密封出现严重泄漏

出现机械密封严重泄漏的主要原因及对应措施如下：

（1）摩擦副元件出现断裂现象，需要及时拆开检查更换动、静环。

（2）动环不能沿轴向浮动，需要检查弹簧力是否不够或是否出现卡住或止推环有无被卡住等。

（3）弹簧失效。则需要及时的更换新弹簧。

（4）防转销出现问题，如断掉或失去作用。需要及时的拆开更换防转销。

（5）泵猛烈抽空。当离心泵突然出现抽空时，泵腔内内部就会瞬时出现负压现象。一旦机械密封的弹簧力不能够支持住这个压差，则就会造成动、静环一起作轴向位移。这时就会使得静环防转槽脱离防转销，同时动环带动下静环会自动的旋转到某一角度。一旦抽空停止后，防转销与槽不能恢复到原来的配合位置，则防转销就会顶住静环，造成静环倾斜进而破坏了机械密封。如果泵出现汽蚀时，抽空次数就会增加。解决这类离心泵的机械密封严重泄漏问题必须考虑到防抽空破坏的措施。即在泵抽空时通过一定措施制止防转销脱出防转槽，即限制动环轴向位移，使之小于防转销伸入防转槽内的长度。并且在操作过程中要尽可能的防止泵抽空。

2.4机械密封在停用后重新开启时泄漏

机械密封在停用后重新开启时泄漏的原因及对应的解决措施：

（1） 摩擦面有脏物，例如结晶物或水垢等。需要及时的拆开清洗密封件。

（2） 弹簧间存在结晶物或固体粒子造成动环或推环卡住等。同样需要及时的拆开清洗消除。

2.5机械密封的摩擦副表面磨损过快

造成机械密封的摩擦副表面磨损过快的原因及应对措施：

（1）弹簧力过大造成端面比压过大。需要及时更换合适的弹簧。

（2）密封介质的清洁力度不够，需要加强对密封介质的过滤。

（3）弹簧压缩量太大。调整弹簧。

2.6 机械密封在工作时发生尖叫

机械密封在工作过程中会发出尖叫的原因是密封端面不佳的原因，需要及时的加强密封冷却，消除摩擦热、改善条件。从理论上讲最适宜的的状态是摩擦副端面间的处于半液体摩擦状态。

3、机械密封的装配控制

机械密封部位在制造精度上和安装精度上都有很严格的要求。安装机械密封部件时，重要的是了解并掌握正确的安装步骤。

3.1安装前必须检查零部件是否符合达到了技术要求：

动环、静环的接触端面的平直度和光洁度是否符合技术要求。检查端面光洁度；与辅助密封圈接触处光洁度。端面不平直度要求：对液体介质密封为0.0006到0.0009mm。b.轴的轴向窜动量的要求通常是小于0.5mm。如带轴套时，不允许轴套转动。c.安装机械密封部位的轴或轴套。装机械密封圈处的表面不能够有锈斑、裂纹等缺陷，同时其光洁度需要能够达到要求。d.弹簧压缩后的工作长度也要能够符合设计要求，其允差为2mm左右。e.机械密封的弹簧旋向（ 主要指使用一只大弹簧且承受扭力的情况）应与泵轴的旋转方向相反，以使之越旋越紧。

3.2动环安装过程中，必须确保它在轴或轴套上能够灵活移动。检查每个密封零件及辅助元件的型号、规格和配合尺寸保证全都符合要求。检查零件有无碰伤、变形、裂纹等缺陷，当所有的都合格后就可以可使用。

3.3检查轴或轴套表面的光滑性。避免上面有沟痕或杂物附着。

3.4 检查轴的窜动量和摆动量能否达到技术要求。

3.5安装和装配过程中要尽可能的保持清洁，避免动、静环的密封面被划伤碰坏，防止用工具敲打密封元件。

3.6压盖应在联轴器找正位置以后再拧紧，压盖螺栓要尽可能的均匀拧紧，避免出现压盖偏斜现象。

3.7机械密封装配完成以后，需要打开密封水阀对机械密封是否泄漏进行检查。用手盘动联轴器看轴转动看是否有松动，如果盘不动或很吃力，还需要进一步检查有关装配尺寸是否合格。

总而言之，化工厂中机械密封的结构设计不仅仅是一门专业技术性，也是一门艺术。通过合理优化和规范密封结构，能够有效的保证密封的有效性，从而增加密封的使用周期，降低生产的成本，实现化工企业的生产的安全性、稳定性，给企业长期的运行提供保障。

参考文献：

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[2].来永斌 陈秀.机械密封失效的原因分析及装配.[J].与密封.2005(2):163

[3].张军.密封件质量体系的特殊性和解决方案.[J].液压气动与密封.2009(6)

[4].刘海光 由文立.对转螺旋桨机械密封故障分析及检修.[J].液压气动与密封 .2009(3)

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关键词：机械密封；故障处理；原因分析 }

        机械密封在旋转设备上的应用非常广泛，机械密封的密封效果将直接影响整机的运行，严重的还将出现重大安全事故。

        从机械密封的内外部条件的角度分析了影响密封效果的几种因素和应采取的合理措施。

        1  机械密封的原理及要求

        机械密封又叫端面密封，它是一种旋转机械的轴封装置，指由至少一对垂直于旋转轴线的的端面在液体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。它的主要功用将易泄漏的轴向密封改变为较难泄漏的端面密封。它广泛应用于泵、釜、压缩机及其他类似设备的旋转轴的密封。

        机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件组成。其中动环随泵轴一起旋转，动环和静环紧密贴合组成密封面，以防止介质泄漏。动环靠密封室中液体的压力使其端面压紧在静环端面上，并在两环端面上产生适当的比压和保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。压紧元件产生压力，可使泵在不运转状态下，也保持端面贴合，保证密封介质不外漏，并防止杂质进入密封端面。密封元件起密封动环与轴的间隙、静环与压盖的间隙的作用，同时弹性元件对泵的振动、冲击起缓冲作用。机械密封在实际运行中是与泵的其它零部件一起组合起来运行的，机械密封的正常运行与它的自身性能、外部条件都有很大的关系。但是我们要首先保证自身的零件性能、辅助密封装置和安装的技术要求，使机械密封发挥它应有的作用。

        2  机械密封的故障表现及原因

        2.1 机械密封的零件的故障旋转设备在运行当中，密封端面经常会出现磨损、热裂、变形、破损等情况，弹簧用久了也会松弛、断裂和腐蚀。辅助密封圈也会出现裂口、扭曲和变形、破裂等情况。

        2.2 机械密封振动、发热故障原因

        设备旋转过程中，会使动静环贴合端面粗糙，动静环与密封腔的间隙太小，由于振摆引起碰撞从而引起振动。有时由于密封端面耐腐蚀和耐温性能不良，或是冷却不足或端面在安装时夹有颗粒杂质，也会引起机械密封的振动和发热。

        2.3 机械密封介质泄漏的故障原因

        （1）静压试验时泄漏。机械密封在安装时由于不细心，往往会使密封端面被碰伤、变形、损坏，清理不净、夹有颗粒状杂质，或是由于定位螺钉松动、压盖没有压紧，机器、设备精度不够，使密封面没有完全贴合，都会造成介质泄漏。如果是轴套漏，则是轴套密封圈装配时未被压紧或压缩量不够或损坏。（2）周期性或阵发性泄漏。机械密封的转子组件周期性振动、轴向窜动量太大，都会造成泄漏。机械密封的密封面要有一定的比压，这样才能起到密封作用，这就要求机械密封的弹簧要有一定的压缩量，给密封端面一个推力，旋转起来使密封面产生密封所要求的比压。为了保证这一个比压，机械密封要求泵轴不能有太大的窜量，一般要保证在0.25mm以内。但在实际设计当中，由于设计的不合理，往往泵轴产生很大的窜量，对机械密封的使用是非常不利的。（3）机械密封的经常性泄漏。机械密封经常性泄漏的原因有很多方面。第一方面，由于密封端面缺陷引起的经常性泄漏。第二方面，是辅助密封圈引起的经常性泄漏。第三方面，是弹簧缺陷引起的泄漏。其他方面，还包括转子振动引起的泄漏，传动、紧定和止推零件质量不好或松动引起泄漏，机械密封辅助机构引起的泄漏，由于介质的问题引起的经常性泄漏等。（4）机械密封振动偏大。机械密封振动偏大，最终导致失去密封效果。但机械密封振动偏大的原因往往不仅仅是机械密封本身的原因，泵的其它零部件也是产生振动的根源，如泵轴设计不合理、加工的原因、轴承精度不够、联轴器的平行度差、径向力大等原因。

        3  处理故障采取的措施

        如果机械密封的零件出现故障，就需要更换零件或是提高零件的机械加工精度，提高机械密封本身的加工精度和泵体其他部件的加工精度对机械密封的效果非常有利。为了提高密封效果，对动静环的摩擦面的光洁度和不平度要求较高。动静环的摩擦面的宽度不大，一般在2～7毫米之间。

        3.1 机械密封振动、发热的处理

        如果是动静环与密封腔的间隙太小，就要增大密封腔内径或减小转动外径，至少保证0.75mm的间隙。如果是摩擦副配对不当，就要更改动静环材料，使其耐温，耐腐蚀。这样就会减少机械密封的振动和发热。

        3.2机械密封泄漏的处理

        机械密封的泄漏是由于多种原因引起，我们要具体问题具体处理。为了最大限度的减少泄漏量，安装机械密封时一定要严格按照技术要求进行装配，同时还要注意以下事项。

        （1）装配要干净光洁。机械密封的零部件、工器具、油、揩拭材料要十分干净。动静环的密封端面要用柔软的纱布揩拭。（2）修整倒角倒圆。轴、密封端盖等倒角要修整光滑，轴和端盖的有关圆角要砂光擦亮。（3）装配辅助密封圈时，橡胶辅助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗涤，以免胀大变形，过早老化。动静环组装完后，用手按动补偿环，检查是否到位，是否灵活;弹性开口环是否定位可靠。动环安装后，必须保证它在轴上轴向移动灵活。

        3.3 泵轴窜量大的处理

nbsp;    合理地设计轴向力的平衡装置，消除轴向窜量。为了满足这一要求，对于多级离心泵，设计方案是:平衡盘加轴向止推轴承，由平衡盘平衡轴向力，由轴向止推轴承对泵轴进行轴向限位。

        3.4 增加辅助冲洗系统

        密封腔中密封介质含有颗粒、杂质，必须进行冲洗，否则会因结晶的析出，颗粒、杂质的沉积，使机械密封的弹簧失灵，如果颗粒进入摩擦副，会导致机械密封的迅速破坏。因此机械密封的辅助冲洗系统是非常重要的，它可以有效地保护密封面，起到冷却、、冲走杂物等作用。

        3.5 泵振动的处理措施

篇5

关键词：机械密封；故障处理；原因分析 }

机械密封在旋转设备上的应用非常广泛，机械密封的密封效果将直接影响整机的运行，严重的还将出现重大安全事故。

从机械密封的内外部条件的角度分析了影响密封效果的几种因素和应采取的合理措施。

1 机械密封的原理及要求

机械密封又叫端面密封，它是一种旋转机械的轴封装置，指由至少一对垂直于旋转轴线的的端面在液体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。它的主要功用将易泄漏的轴向密封改变为较难泄漏的端面密封。它广泛应用于泵、釜、压缩机及其他类似设备的旋转轴的密封。

机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件组成。其中动环随泵轴一起旋转，动环和静环紧密贴合组成密封面，以防止介质泄漏。动环靠密封室中液体的压力使其端面压紧在静环端面上，并在两环端面上产生适当的比压和保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。压紧元件产生压力，可使泵在不运转状态下，也保持端面贴合，保证密封介质不外漏，并防止杂质进入密封端面。密封元件起密封动环与轴的间隙、静环与压盖的间隙的作用，同时弹性元件对泵的振动、冲击起缓冲作用。机械密封在实际运行中是与泵的其它零部件一起组合起来运行的，机械密封的正常运行与它的自身性能、外部条件都有很大的关系。但是我们要首先保证自身的零件性能、辅助密封装置和安装的技术要求，使机械密封发挥它应有的作用。

2 机械密封的故障表现及原因

2.1 机械密封的零件的故障旋转设备在运行当中，密封端面经常会出现磨损、热裂、变形、破损等情况，弹簧用久了也会松弛、断裂和腐蚀。辅助密封圈也会出现裂口、扭曲和变形、破裂等情况。

2.2 机械密封振动、发热故障原因

设备旋转过程中，会使动静环贴合端面粗糙，动静环与密封腔的间隙太小，由于振摆引起碰撞从而引起振动。有时由于密封端面耐腐蚀和耐温性能不良，或是冷却不足或端面在安装时夹有颗粒杂质，也会引起机械密封的振动和发热。

2.3 机械密封介质泄漏的故障原因

（1）静压试验时泄漏。机械密封在安装时由于不细心，往往会使密封端面被碰伤、变形、损坏，清理不净、夹有颗粒状杂质，或是由于定位螺钉松动、压盖没有压紧，机器、设备精度不够，使密封面没有完全贴合，都会造成介质泄漏。如果是轴套漏，则是轴套密封圈装配时未被压紧或压缩量不够或损坏。（2）周期性或阵发性泄漏。机械密封的转子组件周期性振动、轴向窜动量太大，都会造成泄漏。机械密封的密封面要有一定的比压，这样才能起到密封作用，这就要求机械密封的弹簧要有一定的压缩量，给密封端面一个推力，旋转起来使密封面产生密封所要求的比压。为了保证这一个比压，机械密封要求泵轴不能有太大的窜量，一般要保证在0.25mm以内。但在实际设计当中，由于设计的不合理，往往泵轴产生很大的窜量，对机械密封的使用是非常不利的。（3）机械密封的经常性泄漏。机械密封经常性泄漏的原因有很多方面。第一方面，由于密封端面缺陷引起的经常性泄漏。第二方面，是辅助密封圈引起的经常性泄漏。第三方面，是弹簧缺陷引起的泄漏。其他方面，还包括转子振动引起的泄漏，传动、紧定和止推零件质量不好或松动引起泄漏，机械密封辅助机构引起的泄漏，由于介质的问题引起的经常性泄漏等。（4）机械密封振动偏大。机械密封振动偏大，最终导致失去密封效果。但机械密封振动偏大的原因往往不仅仅是机械密封本身的原因，泵的其它零部件也是产生振动的根源，如泵轴设计不合理、加工的原因、轴承精度不够、联轴器的平行度差、径向力大等原因。

3 处理故障采取的措施

如果机械密封的零件出现故障，就需要更换零件或是提高零件的机械加工精度，提高机械密封本身的加工精度和泵体其他部件的加工精度对机械密封的效果非常有利。为了提高密封效果，对动静环的摩擦面的光洁度和不平度要求较高。动静环的摩擦面的宽度不大，一般在2～7毫米之间。

3.1 机械密封振动、发热的处理

如果是动静环与密封腔的间隙太小，就要增大密封腔内径或减小转动外径，至少保证0.75mm的间隙。如果是摩擦副配对不当，就要更改动静环材料，使其耐温，耐腐蚀。这样就会减少机械密封的振动和发热。

3.2机械密封泄漏的处理

机械密封的泄漏是由于多种原因引起，我们要具体问题具体处理。为了最大限度的减少泄漏量，安装机械密封时一定要严格按照技术要求进行装配，同时还要注意以下事项。

（1）装配要干净光洁。机械密封的零部件、工器具、油、揩拭材料要十分干净。动静环的密封端面要用柔软的纱布揩拭。（2）修整倒角倒圆。轴、密封端盖等倒角要修整光滑，轴和端盖的有关圆角要砂光擦亮。（3）装配辅助密封圈时，橡胶辅助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗涤，以免胀大变形，过早老化。动静环组装完后，用手按动补偿环，检查是否到位，是否灵活;弹性开口环是否定位可靠。动环安装后，必须保证它在轴上轴向移动灵活。

3.3 泵轴窜量大的处理

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合理地设计轴向力的平衡装置，消除轴向窜量。为了满足这一要求，对于多级离心泵，设计方案是:平衡盘加轴向止推轴承，由平衡盘平衡轴向力，由轴向止推轴承对泵轴进行轴向限位。

3.4 增加辅助冲洗系统

密封腔中密封介质含有颗粒、杂质，必须进行冲洗，否则会因结晶的析出，颗粒、杂质的沉积，使机械密封的弹簧失灵，如果颗粒进入摩擦副，会导致机械密封的迅速破坏。因此机械密封的辅助冲洗系统是非常重要的，它可以有效地保护密封面，起到冷却、、冲走杂物等作用。

3.5 泵振动的处理措施

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[关键词]电厂水泵 机械密封 故障原因 处理方法

中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）25-0049-01

机械密封是水泵重要的密封形式，这种密封形式具有安全可靠的优点，与传统填料密封的形式相比，机械密封出现的渗漏量比较少，而且维护的周期也比较长，机械密封也有一定的缺点，其结构比较复杂，在安装的过程中，对精度要求比较高，所以，技术人员必须严谨认真，保证安装的精准性。本文对电厂水泵机械密封常见的故障以及故障产生的原因进行了分析，还提出了处理的方法，希望对相关技术人员有所帮助，在今后的维护工作中，避免出现以换代修的维护方式，提高水泵运行的经济效益。

一、机械密封概述

机械密封也被称为端面密封，其运行的过程中，需要借助弹簧以及密封介质，密封介质产生的压力会使旋转的动环以及静环在接触的过程中，产生较大的压紧力，使这两个端面更加贴合，端面之间还需要布置一层薄膜，是为了防止两个端面在挤压的过程中出现损坏，由于密封介质的压力会产生一定阻力，这一阻力可以防止水泵中液体的泄漏，达到密封的效果。端面间的薄膜还具有的作用，其可以延长动环与静环使用的年限。机械密封的基本结构图如图1所示，其主要的密封件是静环与动环，辅助密封件是密封圈，用于压紧的部件是弹簧以及推环，传动件是弹簧座与固定螺钉。

机械密封的基本结构形式主要有3种，分别是单弹簧机械密封、多弹簧机械密封、波纹管机械密封，前两种密封形式主要是借助弹簧的工作原理，弹簧在高速状态性容易发生形变，所以，这两种机械密封需要在低速的状态下使用。波纹管机械密封最大的特点是可以在静环出现磨损后，动环可以继续向前运动，这种机械密封形式不容易受到摩阻的影响，但是波纹管机械密封出现的渗漏量比较大，具有较大的安全隐患，在发现渗漏问题后，必须立即采取措施进行维修。

二、机械密封常见的故障现象、产生的原因以及处理措施

1、故障现象

水泵机械密封常见的故障形式主要有：振动发热、杂音、周期性泄漏、经常性泄漏、严重泄漏、停用后重新开启时泄漏以及摩擦端面磨损较大等等。由于出现的故障现象比较多，所以，在处理的过程中具有一定难度，需要针对原因找出最佳的处理措施。

2、产生的原因

水泵出现振动发热的原因主要有：端面宽度较大、端面比压过大、动静环面过于粗糙、摩擦副配对不当、冷却效果较差或者效果较差。在水泵运行的过程中，密封有时会发出尖啸声，这主要是由于密封处液不足导致的。出现周期性泄漏可能是由于转子轴向窜动量过大，动环来不及补偿位移，或者转子存在周期性振动，泵本身操作不平稳，密封腔内压力不够稳定。经常性泄漏出现的原因主要是泵轴振动较大，密封定位不准，摩擦副未贴紧，摩擦表面存在损伤，摩擦面凹凸不平，弹簧力偏心或者端盖存在偏移等。出现严重泄漏主要是因为摩擦副损伤断裂、固定环出现转动、介质出现结晶现象、弹簧断开等。有时水泵停用后重新开动也会出现泄漏，这主要是因为在摩擦面产生了水垢，弹簧间存在介质结晶，动环卡住。摩擦副表面摩损过大主要是因为弹簧力过大，端面比压较大，密封介质不清洁或者弹簧压缩量过大等等。

3、处理方法

减小端面宽度、降低弹簧压力降低端面比压，提高端面光洁度、更换动静环、合理配对，加强冷却措施、改善条件，增加旁路冲洗管线；扩大管径增加流量，调整轴向窜动量，稳定泵的操作压力，排除振动，停车检修，解决轴的窜动问题，调整定位，更换或研磨摩擦面，检查或更换密封面，调整或更换弹簧，调整端盖紧固螺钉与轴垂直，检查更换动、静环，更换密封圈固定静环，检查弹簧力和止推环是否卡住，更换摩擦副，停泵检查，更换弹簧或换防转销，清洗密封件，更换弹簧，加过滤装置，调整弹簧。

三、机械密封安装拆卸应注意问题

1、安装时注意事项：

1.1机械密封产品一般附有说明书和装配图。在开始安装前要通读一遍。

1.2检查填函孔及端面是否清洁并无毛刺，除掉轴或轴套上以及键槽和螺纹上的毛刺和毛边；带伤的轴或轴套应更换。

1.3要注意避免安装中所产生的安装偏差

（1）上紧压盖应在联轴器找正后进行，螺栓应均匀上支.防止压盖端面偏斜.用塞尺检查各点，其误差不大于0.05毫米。（2）检查压盖与轴或轴套外径的配合间隙（即同心度），四周要均匀.用塞尺检查各点偏差不大于0.01毫米。

1.4使用多小弹簧机械密封时，应检查各个小弹簧的长短和刚性是否相同。弹簧压缩量要按规定进行.不允许有过大或过小现象。要求误差不大于2.00毫米。过大会增加端面比压。加速速端面磨损。过小会造成比压不足而不能起到密封作用。

1.5动环安装后要保证能在轴上灵活移动，将动环压向弹簧后应能自动弹回来。

1.6调整端面比压.端面比压是关系到密封性能及使用寿命的重要参数，它与密封的结构型式、弹簧大小和介质压力有关。端面比压过大将损坏摩擦副；比压过小则易泄漏，往往由厂家给定一个适合的范围，端面比压一般取3―6kg・N/cm2。调整比压就是调整弹簧的压缩尺寸。弹簧压缩量一定要按规定进行.不允许有过大或过小现象，误差为≤±2mm。

1.7在泵组装前，应擦净密封面并涂一层油膜。为防止静电吸附棉线.用干净的手指涂油最佳。

2、拆卸时注意事项

2.1拆卸机械密封时要仔细，不允许用工具敲打密封元件，以防止密封件被损坏。

2.2如果在泵两端都用机械密封时，在装配、拆卸过程中互相照顾。防止顾此失彼。

2.3尽可能把轴上残留的渣滓清除以利于拆装，如因有污垢拆不下来时不能强行拆卸，应清洗干净后再进行拆卸。

2.4有些单位的检修维护人员在处理机械密封故障时还存在着一些误区，比如，认为弹簧压缩量越大密封效果越好。弹簧压缩量过大，可导致摩擦副急剧磨损，瞬间烧损。过度的压缩使弹簧失去调节动环端面的能力，导致密封失效。

四、结束语

机械密封是当今流体机械广泛采用的密封型式之一，特别在泵类机械中得到大量的应用。比较填料密封有许多优点，例如节省动力、密封可靠等，所以能用机械密封的地方应尽量采用。但当机械密封出现泄漏及其他问题时，拆装起来比填料密封麻烦得多，遇到这种情况，它不但显示不出优点，反而成了缺点。所以必须掌握机械密封相关的安装、维护知识，正确判断机械密封出现故障的原因。合理做好机械密封的安装与维修工作。延长机械密封使用寿命，减少设备运行中出现的跑、冒、滴 、漏现象，对降低消耗，提高经济效益作用是十分明显的。

参考文献

[1] 郝木明，胡丹梅，刘学勤.零泄漏上游泵送机械密封特性分析及设计[J]. 化工机械. 2003（01）.

[2] 张宝忠，肖敏.内置式机械密封变形分析与计算[J]. 机械设计与制造. 2003（01）.

[3] 张志民，蔡振东，于爱华，杨虹.机械密封在水泵中的使用[J]. 机械研究与应用.2003（S1）.

篇7

[关键词]机械密封、泄漏、检修

中图分类号：TH 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）31-0198-01

循环氨水泵、采暖水泵等焦化厂重要设备之一，循环氨水泵用于供焦炉喷洒氨水，采暖水泵用于冬季供暖，属于厂内极其重要的设备，但由于泵本身采用的是填料密封形式，经常发生泄漏现象不但造成环境影响同时会减短设备的使用周期。本人通过在日常维护中不断总结经验，用所学的理论和点检知识将填料密封改成机械密封，取得了良好效果。因此机械密封运行是否正常直接影响水泵以及焦炉生产。以下是本人在日常工作中总结关于机械密封检修的经验。

一、 机械密封几种常见的泄漏现象

机械密封经长期运转后，动环和静环的端面由于摩擦造成磨损，弹簧和轴套发生锈蚀或损坏，密封圈永久变形、老化、变硬、粘连等，所有这些原因都会造成机械密封泄漏。机械密封的检修费用高、价格比较昂贵，因此在日常检修中总结分析了以下几点以便经济维修：

1、 周期性泄漏

（1）转子周期性振动。由于定子与上、下端盖未对中或叶轮和主轴不平衡气蚀都会缩短机械密封寿命和导致泄漏。

（2）水泵转子轴向窜动量大，辅助密封与轴的过盈量大，在转子翻转、动静环磨损后得不到补偿位移。

处理方法：在保证径向密封的同时动环装配后保证能在轴上灵活移动，在装配机械密封时轴的轴向窜动量应小于0.1m辅助密封与轴的过盈量应适中。

（3）机械密封面的油量不足。

处理方法：保证油面高于动、静环密封面。

2、高压产生的泄漏

（1）压力波及高压产生的机械密封泄漏

由于弹簧比压力及总比压设计过大和密封腔内压力超过3MPa时会使密封端面比压过大，液膜难以形成密封端面磨损严重发热量增多造成密封面热变形。

处理方法：一定要控制装配机封的弹簧压缩量，不允许有过大或过小的现象，高压条件下的机械密封应采取措施。为使端面受力合理尽量减小变形可采用硬质合金，并加强冷却的措施。

（2）真空状态运行产生的机械密封泄漏

泵在启动、停机过程中由于泵进口堵塞抽送介质中含有气体等原因有可能使密封腔出现负压，密封腔内若是负压会引起密封端面干摩擦，内装式机械密封会产生漏气漏水现象，真空密封与正压密封的不同点在于密封对象的方向差异。

处理方法：采用双端面机械密封来改善条件，提高密封性能。

3、介质引起的泄漏

（1）固体颗粒杂质引起的机械密封泄漏

如果固体颗粒进入密封端面将会划伤或加块密封端面的磨损，水垢和油污在轴表面的堆积速度超过摩擦副的磨损速度，导致动环不能补偿磨损位移，由于固体颗粒会嵌入石墨密封环的密封面内，因此硬对硬摩擦副的运转寿命要比硬对石墨的摩擦副的长。

（2）大多数机械密封拆解后静环和动环的辅助密封件无弹性，有的已经腐烂造成了机封的大量泄漏甚至有磨轴的现象。由于高温氨水中的弱酸、弱碱对静环和动环辅助橡胶密封件的腐蚀作用造成了机械密封泄漏过大。

处理方法：对腐蚀性介质橡胶件应选用耐弱酸、碱、高温的氟橡胶。

4、其他方面

（1）弹簧压缩量一定在按规定进行不允许有过大或过小的现象，误差B12mm压缩量过大增加端面比压，摩擦热量过多造成密封面热变形和加速端面磨损，压缩量过小动静环比压不足则不能密封。

（2）安装动环密封圈的轴或轴套端面及安装静环密封圈的密封压盖的断面应倒角并修光以免装配时碰伤动静环密封圈。

二、检修中需注意的问题

在日常的检修过程中，人们容易对机械密封的一些附属零部件的密封作用原理的理解上出现偏差，从而影响正常检修。

1、认为直接拆卸检修比不拆好。当机械密封出现泄漏情况时不应该急于检修，应根据实际情况进行分析。其实有时候机械密封并没有损坏，只需适当调整密封或调整转子角度就可消除泄漏。这样一是避免了零部件的浪费二是减少了维修人员的劳动。因此在检修前一定要做好提前判断避免做无用功。

2、认为动环密封圈越紧密封效果越好。其实动环密封圈与轴套间的磨损，引起过早的泄漏；二是增大了动环轴向调整、移动的阻力，在工况变化频繁时无法适应进行调整；三是使环密封圈变形，影响密封效果。

3、认为弹簧压缩量越大密封效果越好。其实弹簧压缩量过大，会导致密封摩擦副的急剧磨损，瞬间就可能烧损。过度的压缩使弹簧产生永久塑性变形，失去调节动环端面的能力，从而使密封失效。

4、认为叶轮螺母越紧密封效果越好。机械密封泄漏中，轴套与轴之间的泄漏是比较常见的。一般认为，轴间泄漏就是叶轮锁紧螺母没锁紧，其实导致轴间泄漏的因素较多，如果轴与轴套配合处有较大的形位误差，接触面被破坏，轴头螺纹过长，轴上各部件间有间隙，轴间垫圈失效、偏移，轴间内有杂质等，都会导致轴间泄漏。锁紧螺母过度只会导致轴间垫圈过早失效。其实适度拧紧锁紧螺母，可以使轴间垫始终保持一定的压缩弹性，在运转中锁紧螺母会自动适时锁紧，使轴始终处于良好的密封状态。

5、认为静环密封圈越紧密封效越好。静环密封圈基本处于静止状态，相对较紧密封效果会好些，但过紧也是有害的。一是静环材质以石墨居多，一般比较脆过度受力极易引起碎裂，二是安装、拆卸困难，极易损坏静环，三是引起静环过度变形，影响密封效果。静环的安装形式的选择要充分考虑在相应的工况下的浮动能力，安装后能自动追随动环面与之贴合，如果静环密封圈过紧使静环安装后不能浮动，就会产生偏磨过早的失效。

篇8

关键词：聚醚装置 离心泵 密封结构 改进设计

一、聚醚及其生产

1 、聚醚

聚醚，是聚醚多元醇（polyether polyol）的简称，是一种低聚物，其主链含有醚键（—R—O—R—），端基或侧基含有大于2 个羟基（—OH），是由起始剂（一般是多元醇、多元胺或含活性氢基团的化合物）与氧化烯烃在催化剂作用下发生开环聚合反应生成。通常来说，多元醇起始剂有丙二醇、乙二醇等二元醇，甘油、三羟甲基丙烷等三元醇以及戊四醇、木糖醇、山梨醇、蔗糖等多元醇；多元胺起始剂有二乙胺、二乙烯三胺等。根据其实际所含活性原子数目的所烧可以制成不同官能度的聚醚多元醇。氧化烯烃作为其主要原料之一，一般采用的是环氧乙烷（EO）、环氧丙烷（PO）、环氧丁烷（BO），其中以环氧丙烷应用最多。聚醚产量最大者为以甘油（丙三醇）作起始剂和环氧化物（一般是PO与EO并用），通过改变PO和EO的加料方式（混合加或分开加）、加量比、加料次序等条件，生产出各种通用的聚醚多元醇。聚醚主要被应用于两个方面，即硬质泡沫用聚醚系列以及软质泡沫用聚醚系列，在其他方面如弹性体等也有一定的应用。

2 、聚醚的性质

聚醚多元醇的物理化学性能主要是由起始剂和氧化烯烃的类型及分子量来决定。起始剂活性氢的个数决定了聚醚的官能团度，不同的起始剂合成的聚醚反应活性相差很大，一般来说，分子量相差不大时，同时PO类型的聚醚，乙二胺、苯胺类作为起始剂的聚醚活性最高，季戊四醇、这糖类多元醇作为起始剂的聚醚活性也较高，乙二醇、丙二醇作起始剂的聚醚活性较低。同类型的聚醚，羟值越高，分子量越小，反应活性越高，粘度越小。

大多数氧化烯烃类的聚醚都较多或全部选用PO来合成，但也有一些品种，现用PO和起始剂反映，而后用EO来封端，个别品种甚至全部使用EO来聚合。EO封端的聚醚通常比全为PO的聚醚活性高，亲水性好，EO含量越高，这种趋势越明显。

3 、聚醚的生产工艺

聚醚的生产原料分为三类，分别是氧化烯烃、起始剂与催化剂。首先需要对原料进行预处理，将起始剂与催化剂混合生成金属烃氧化物，再经真空脱水处理假如反应釜中。在金属烃氧化物进入反应釜前，需提前通入干燥氮气，作用有二，其一空气中的氧对聚合有阻聚作用，对聚醚有氧化作用，通入的干燥氮气可防止二者发生，其二，PO与EO的爆炸极限分别为2.8%~37%、3%~100%。此外，聚醚的合成过程是由起始剂与氧化烯烃在催化剂作用下发生开环聚合反应，反应为放热反应，因此在反应后需及时散出反应热。反应完成后还需要进行中和、吸附、脱水、过滤、精馏等处理。

二、聚醚装置离心泵密封方式的设计使用现状

在生产过程中，由于聚醚生产原料与产物中含有腐蚀性、易燃易爆、有毒等危险特性的物质存在，其设备的安全性与密封性必须得到保障。在聚醚生成的反应阶段，离心泵作为辅助设备，帮助反应的进行，降低生产成本。由于资金、技术、原材料选择等方面的差异，泵类的选择也不尽相同。但是共同的选择标准只有一个，即实现泵类的绝对密封。以下将具体介绍目前聚醚装置中离心泵密封的相关情况。

现阶段，聚醚装置密封方式为单端面机械密封，由一对密封端面组成。此密封方式以轴向方式布置，具有两个密封环，分别为动环与静环。在其工作状态下，为了保证密封性的稳定，为了能使离心泵运转正常，在两个密封环之间需要加入液体薄膜。密封中用排出的物料填充满，再循环液经由离心泵的出口流向流量控制孔板，之后回到密封。在进入密封室，密封室与机械密封端面相毗邻，形成冷却液后流经密封，最终回到离心泵中。

目前单端面机械密封的密封方式被广泛应用于离心泵的密封中，但是其存在着明显的缺陷，即单短面机械密封的密封度不够，仍然存在泄漏，约5ml/h。由于聚醚生产过程中，介质存在威胁性，泄漏量的存在不可避免的会造成设备污染和损坏，甚至是人身伤害和环境污染。因此，单端面机械密封的密封性不够，使得聚醚生产存在安全隐患。

三、 机械密封的结构特点

1 、无冲洗水机械密封的结构特点：采用集装式设计，便于安装。无需固定冲洗水管路，只需周期性冲洗。每隔七天或两天以上停车前后，用水冲洗5 分钟，冲洗水流量为10 L/min。动、静环材料均采用SiC。设有集装板和集装槽，拆装时不用测量压缩量，方便、准确。机械密封区域的结构特点：脱硫系统中的浆液含有大量气泡，气泡容易在机械密封处聚集，破坏机械密封的膜。在叶轮上开有足够的排气孔，保证泵在正常运转情况下机械密封不会干磨擦。锥形机械密封室，腔体容积大，保证机械密封能够充分的和冷却。可避免大的颗粒接触机械密封。泵排水时容易泄空。

2 、 有冲洗水的机械密封的结构特点：需固定冲洗水管路，分为单端面机械密封和双端面机械密封。单端面机械密封与无冲洗水机械密封的内部结构基本相同。单端面有冲洗水机械密封又分为内冲式和外冲式。

内冲式：外部有一进水口，从进水口流入机械密封的水在摩擦副外围形成清洁冷却介质并同浆液一同排出。冲洗水量为0.9 ～1.2m /h，冲洗水的压力大于密封腔压力的0.1 ～0.2MPa。［密封腔压力＝（P +P ）/2 ］

外冲式：外部有一进水口，一出水口。流入机械密封的水起冷却、冲洗摩擦副背面的作用。冲洗水量为0.9 ～1.2m /h，冲洗水的压力0.1 ～0.2 MPa。

3 、双端面机械密封的结构特点 ：在泵启动前，须先接通冲洗水，停泵3 ～5 分钟后方可关闭冲洗水。（冲洗水的作用：一是封堵和平衡泵内浆体的压力，二是冷却机械密封部件。当泵进口压力P ≥0 时，冲洗水压力P= ( P +P )， P 为泵出口压力。动、静环材料均采用SiC。有两个外露管接头，装压力表侧为进水口，另一侧为出水口，冲洗水流量为泵流量的0.1-1%，泵输送流量较大时取小值，流量较小时取大值，但最小冲洗水水量不低于1 m3/h。

四、聚醚装置离心泵密封方式的优化改进方法

1 、改单端面机械密封为双端面机械密封

双端面机械密封原理与单端面机械密封基本相同，区别在于双端面机械密封具有两道密封端，若一级密封失效，二级密封仍然可以进行，防止泄露发生。在工作时时，需要在两对面端间引入一般高于介质压力0.05~0.15Pa的封液，以此改善端面间的及冷却条件，同时可以将介质与外界隔离，大大降低了戒指泄漏的可能性。此外，密封液还有着检验一级密封是否失效的检测作用。一般双端面密封都需要外公密封液系统，向密封腔内引入封液进行堵封、和冷却，且多为循环冷却使用。

与单端面机械密封相比，双端面机械密封的密封性能有了显著提升，在聚醚生产过程中，保证了离心泵的密封性，降低生产危险。

2 、串联式机械密封

串联式机械密封是指由两套或两套以上同向布置的单端面机械密封所组成的机械密封。两套密封眼同一方向布置，密封腔压力逐级降低用于高压场合。串联式机械密封的优点体现在两方面。其一，密封腔数量变多由原本的一个变为两个。其二，密封腔内压力较小，其压力远小于冷却液压力，因此密封腔内的物质不会进入到冷却液中造成事故的发生。串联式机械密封方式的应用除了防止介质泄露，实际上也解决了介质进入冷却液而造成的事故的问题。

五、结语

综上所述，聚醚的生产在我国化工行业中占据着一定的地位，其生产工艺也随着行业的推进不断被推敲。聚醚装置中，离心泵作为其中必不可少的一项设备，其密封方式的改进一直为行业关注。目前行业多采用的单端面机械密封方式存在着密封性的问题，无法做到零泄漏，这就为聚醚生产埋下了隐患。文章首先对聚醚及其相关性只加以简要介绍，并对其生产工艺及流程加以阐述，以当下我国聚醚生产为现实依据，分析聚醚装置离心泵密封方式的运作及其不足，并有针对性地提出优化原理及方法，基于此旨在为我国未来聚醚装置离心泵密封方式优化与改进提供相应参考。

参考文献

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关键词：液化气泵 泄漏 串联机械密封 保护系统

1 前言

我车间30万吨/年气体分馏装置泵-4为丙烯塔-1回流泵，输送介质为丙烯、丙烷，该泵自2009年8月份以来，经常发生机械密封（单级）泄漏情况，严重时出现喷漏。液化气具有易燃易爆、低引火点、低粘度等特点，液化气的频繁外泄，极大的增加了安全隐患，对装置的安全、连续运行造成了较大的影响，并且污染了环境。同时，频繁更换密封也造成了资金和人力的浪费。

2 机械密封泄漏原因分析

机械密封靠弹性构件和介质压力在动环和静环的接触端面上产生压紧力，使两个端面紧密贴合并做相对运动，也可做补偿磨损的轴向移动，且在端面间维持一层极薄的液膜而达到密封的目的，这层液膜具有液体的动压力与静压力，它能平衡密封介质压力和端面，从而达到密封和长久使用的目的。从机械密封的结构和工作原理，液化气介质的性质及日常应用结果来看，液化气泵机械密封泄漏的原因分析如下：

2.1 密封端面液膜闪蒸形成初期泄漏

因为液化气为易挥发性介质，所以极易汽化，产生相变。液化气泵机械密封的冷却系统在结垢堵塞时，或是工艺条件波动时，由于端面摩擦及旋转元件搅拌液体产生热量致使介质的饱和蒸气压上升，当密封的工作压力低于介质的饱和蒸气压时，端面液膜发生闪蒸爆裂，丧失，造成密封端面干摩擦，致使密封泄漏。拆解泄漏的机械密封时发现两点。

（1）静环被轻微咬蚀，有慧星状纹理，有的石墨环外沿切边，是因液膜闪蒸后密封端面倾斜所致；动环密封面有径向裂纹 （热裂），是因密封端面间液膜转化为气态时的温差过大而造成。

（2）静环上严重磨损和凹槽；动环有径向裂纹和变色；O形圈硬化、开裂，是因密封端面干摩擦所造成。

2.2 密封端面结冰促使更大泄漏

当密封端面形成干摩擦，端面磨损出现轻微泄漏后，挥发的液化气使周围的水汽遇冷凝结成冰晶，密封端面及其周围结冰，从而导致更大的泄漏。

3 机械密封频繁泄漏的解决办法

针对这一情况，我厂维修车间和丹东克隆密封厂家联合对泵-4进行了密封改造，用串联机械密封替换以往的单级机械密封。

3.1 串联机械密封的结构与机理

串联机械密封是由两对单端面密封同向排列在一起的密封，在串联密封中，隔离流体在两对磨擦副间，将介质端一对磨擦副与大气端磨擦副隔离，起、密封、冷却作用。其结构如图1所示：

1―冲洗口；2―弹簧组件Ⅰ；3―静环Ⅰ；4―内压盖；5―泵送环

6―封油出口；7―封油入口；8―外压盖；9―弹簧组件Ⅱ；10―静环Ⅱ

图1 串联机械密封示意图

该密封动环端面开有动压半圆槽，密封旋转时可以将更多的介质带入密封端面，在端面间形成液膜，并维持液膜的状态和刚度，减少因液化气性差造成的剧烈摩擦，减少密封端面的磨损，延长密封使用寿命。封油侧密封对封油进行密封，并利用泵送环输送封油，保持封油的循环，带走摩擦热并端面。为了加强泵送效果，在设计中加大泵送环螺距及导程，调整泵送环与腔径的间隙及螺旋槽深度，同时，将压盖上封油的进出口设计成切向，减少油路的阻碍，方便循环。

3.2 密封循环保护系统

串联机械密封循环保护系统由自冲洗保护系统和封油保护系统组成。自冲洗保护系统是借助泵的输送介质液化气的出口压力，从泵出口经冲洗线到泵密封腔内的自冲洗保护。利用输送介质从泵出口到泵密封腔进行自冲洗实现了热平衡，减轻了密封端面的干摩擦程度，改善了密封的环境。

封油保护系统由封油罐、管件、阀件、压力表、温度计等组成。

在封油罐内装入冷冻机油，由串联机械密封上的泵送环，利用泵轴的转动带动封油罐内的机油，使其在封油罐到密封腔内强制闭路循环冲洗。这样封油不但带走了由端面摩擦产生的大量热量，降低了温度，而且还使端面得到了充分的，极大程度的避免了端面的干摩擦，提高了机械密封的可靠性。

3.3 串联机械密封的特点

从2009年11月份将泵-4改为串联机械密封到现在，已有4个月的时间。在这段时间内，丙烯塔-1回流泵泵-4从未发生过密封泄漏情况。与以前使用过的单级机械密封相比，串联机械密封有以下特点：

（1）实现了平稳生产

随着串联机械密封的使用，泵-4密封频繁泄漏问题已得到解决，使气体分馏装置消灭了因泵密封频繁泄漏导致装置停工停产的被动局面。

（2）抗工艺波动的能力加强

由于串级机械密封由两种保护系统保护，所以当工艺不稳，自冲洗系统保护作用减小时，封油保护系统将会给密封提供冷却和，最大限度的避免了辅助密封圈O型环、V型环等密封原件的损伤，延长了密封的使用寿命。

（3）安全性高，利于环保：

如果泵密封一旦泄漏，泄漏出的液化气会进入密封封油液保护系统的封油罐中，最后通过封油罐的放空口排到低压瓦斯线中去。操作人员可通过封油罐上面的压力表指示和封油罐里面封油的液位判断密封是否泄漏。这样不仅确保了安全生产，消除了安全隐患，而且还保护了环境。

（4）使用寿命长，经济效益显著

串联机械密封使用寿命长，避免了以往经常更换单级机械密封所造成的资金、人力和物力上的浪费。此外，密封的封油保护系统所用的冷冻机油是内部循环使用，停泵时也不用排放机油，和水冷却相比，要大大节省了能源。

4 结束语

通过对串联机械密封的使用，气体分馏装置丙烯塔-1回流泵已经连续运行4个多月没有发生密封泄漏故障，不仅解决了影响装置稳定运行的重大安全隐患，避免了环境的污染，而且还产生了较大的经济效益，由此可见，串联机械密封在液化气泵上的使用是相当成功的。

参考文献

1 顾永泉.机械端面密封.东营：石油大学出版社，1994

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（中核建中核燃料元件有限公司，四川 宜宾 644000）

【摘要】通过论述新型螺杆泵机械密封材料选择、机封的密封方案、螺杆间距的试验证明：试验所选择的方案能满足生产的需要。

关键词 螺杆泵；机械密封；碳化硅

0引言

我单位使用的老式螺杆泵流量小，不能完全满足生产的需要且易坏造成生产效率相对较低，统计数据：平均3天损坏一台。为节约成本、提高生产效率，为此，开展新型螺杆泵的研制。

1螺杆泵的工作原理

双螺杆泵是一种容积式泵，由主螺杆和从动螺杆相互啮合，在泵可内形成若干彼此相隔的密封腔，使吸入腔与排出腔隔开。螺杆旋转时，吸入腔容积产生变化，将输送的物料吸入腔内，各密封腔带着输送的物料轴向移动。物料由吸入口连续均匀地被推至排出口，完成物料的输送。泵出口的高压和进口处的低压使靠螺杆之间、螺杆与泵壳之间极小的间隙造成的阻力来维持。间隙过大或因磨损而将使物料大量倒流，造成压力降低，流量减少，使泵的能力下降。

新型螺杆泵选用双螺杆泵卧式、两侧吸入、中间吐出的结构，密封形式采用机械密封，减少物料的泄漏，更换容易，延长泵的工作寿命。

2生产现状

现在使用的螺杆泵为填料密封，泵的密封性能差，容易造成贮槽积液和泄漏，影响生产正常运行；螺杆泵接触面极易损坏，平均3天损坏一台。所以提高流量解决泄漏和提高泵额寿命是当务之急。

3准备工作

老式螺杆泵为填料密封，经过调研知机械密封的泄漏量为调料密封的1/100（机械密封为3ml/h）[1]。所以选定机械密封为新型泵的密封形式。

4泵试验

4.1密封材料优选试验

4.1.1材料的选择

目前用于机械密封的材料有石墨、碳化硅、硬质合金、陶瓷、不锈钢、丁晴-400型圈、乙丙胶、氟橡胶、聚四氟乙烯、氮化硅、氧化铝、碳化钛等材料[1]。

对选择的密封材料进行物料影响试验。试验是在12个2L的容器中进行的，每个容器中都装有相同的0.5L溶液，再装1L的二次水，每个容器中分别放入大小相同的不同的密封材料，放入后对每个容器进行搅拌，隔一定时间取样分析，其试验结果见表1（试验是在常温下进行的）：

从表1可以看出，只有石墨、硬质合金、不锈钢等对物料有明显反应。因此，石墨、硬质合金、不锈钢不适合新型泵的需要。不采用石墨、硬质合金和不锈钢材质作密封材料。

陶瓷比较脆弱，考虑到物料的性能，不宜采用。丁晴、乙丙胶、氟橡胶、聚四氟乙烯等材料多用作填料密封，不耐磨，业不适合机械密封使用[1]。

经过初步分析，拟采用碳化硅、氮化硅、氧化铝和碳化钛作为试验材料。

4.1.2试验材料的物化性能

1）碳化硅的物化性能

在重载下具有良好的耐磨性和减磨性，热导率高，抗震性能良好，弹性模量大及良好的化学稳定性、高熔点、高硬度，具有低的热膨胀系数。

同时采用不同烧结形式，将会获得不同的物理性能，以适应工况要求。

2）氮化硅的物化性能

具有高温稳定性、抗热震性、化学稳定性和良好的电绝缘性及质硬性。对于浓硫酸和浓氢氧化钠作用也缓慢。

3）氧化铝的物化性能

两性氧化物，化学性质稳定，不溶于水微溶于碱和酸，易烧结。

4）碳化钛的物化性能

化学性质稳定，不溶于水，耐酸性强，硬度高，弹性模量大。

4.1.3试验内容

试验中对机械密封的动环材料的选择有以下四种方案：

方案1：动、静环材料为碳化硅（整体）；

方案2：动、静环材料为氮化硅（整体）；

方案3：动、静环材料为氧化铝（99%）；

方案4：动、静环材料为碳化钛（整体）。

试验是在老式泵上进行，机封型号及规格为HM-35，就上诉四种方案进行试验。试验是在协作单位进行的，数据见表2：

从表2可以看出，方案1的试验结果效果最好。动、静环材质采用碳化硅。

为进一步验证方案1的可行性，对所选的机械密封材质和结构由协作配套单位进行试验，试验结果见表3：

该机械密封材质按JB/T8091-98标准执行进行测试，按JB/T53302-94标准进行判定，该材料完全满足需要。

4.2密封材料结构方式优选试验

经过调研比较，了解到有三种机械密封形式适合螺杆泵的需求。

机械密封机构的三套方案分别为：

方案Ⅰ[2]：单端面、内装式非平衡型机封，采用腔体（介质入口）母液内冲洗冷却。

方案Ⅱ[2]：单端面、内装式非平衡型机封，采用外接（介质入口）母液内冲洗冷却。

方案Ⅲ[2]：单端面、外装式平衡型机封，采用外接冲洗冷却。

这三套方案可以通过做实验来证明哪一种密封方式适合生产的需要。

经过理论分析：选择方案Ⅰ的机械密封型式进行密封泄漏试验。

方案Ⅰ：单端面、内装式非平衡型机封，采用腔体（介质入口）母液内冲洗冷却。

选定方案后，请协作配套单位进行机械设计加工。加工制作的密封件经过专业部门检验，全部符合JB4236-86标准。

为验证机械密封件性能，请协作配套单位进行相应试验。机械密封经过二十于次的性能测试，没发现任何泄漏。

4.3螺杆间距的优选试验

以现有泵的轴径基础上，不改变泵腔的内部尺寸，适当增加轴径，用选定的机械密封作为密封件进行试验真机试验。真机共制作了四台，分别叫1#机、2#机、3#机、4#机。

请协作配套单位进行相应试验，试验数据见表4：

从表4的实验数据可以看出，2#机流量、扬程偏低，不能满足生产的需要，而4#机的流量为7.022时，扬程为150米，轴功率为5.426Kw，由于电机不能满足生产现场的需要（设计时完全按照生产现场的电机功率设计的），因此实可能使电机过载，次方案部可行。而3#机的性能经过多次测试，表明其性能参数能够满足新型螺杆泵的性能要求，即流量为6.5～7.5m3/h，扬程为110～140m。因此我们把流量为7m3/h，扬程为120m确定为泵的设计点，进行设计。

为了进一步掌握新型螺杆泵的螺杆与壁厚（外壳与内腔工作面）的间距对流量、扬程的影响，又进一步进行如下试验。

径向（直径）间隙3#机进行性能测试，试验后分别磨削螺杆外径，使间距由小到大（0.04～0.15mm），以确定间距的影响。其试验结果见表5：

试验表明,当间距控制中0.06～0.08mm时，新型螺杆泵的能能最佳，而最佳点又为0.07mm。

5结论

通过一些列试验，掌握了新型螺杆泵外径及间距与流量、扬程的关系。试验结果表明用3#机：单端面、内装式非平衡型机封，采用采用腔体（介质入口）母液内冲洗冷却；机械密封的动、静环均采用碳化硅；螺杆间距为0.07mm时的螺杆泵可以满足生产的要求。

参考文献

［1］机械设计手册(3)[M].2版.机械工业出版社,2000.6.