机械密封范文10篇

1金属环腐蚀

(1)表面均匀腐蚀。如果金属环表面接触腐蚀介质，而金属本身又不耐腐蚀，就会产生表面腐蚀，其现象是泄漏、早期磨损、破坏、发声等。金属表面均匀腐蚀有成膜和无膜两种形态，无膜的金属腐蚀很危险，腐蚀过程以一定的速度进行，这主要是选材错误造成的。成膜的腐蚀，其钝化膜通常具有保护作用的特性，但金属密封环所用材料，如不锈钢、钴、铬合金等其表面的钝化膜在端面摩擦中破坏，在缺氧条件下新膜很难生成，使电偶腐蚀加剧。

(2)应力腐蚀破裂。金属在腐蚀和拉应力的同时作用下，首先在薄弱区产生裂缝，进而向纵深发展，产生破裂，称为应力腐蚀破裂。选用堆焊硬质合金及铸铁、碳化钨、碳化钛等密封环，容易出现应力腐蚀破裂。密封环裂纹一般是径向发散型的，可以是一条或多条。这些裂缝沟通了整个密封端面，加速了端面的磨损，使泄漏量增加。

根据断裂力学的观念，材料内部原始裂纹尖端的应力场强因子K1=yσ1a(y—系数)。在开始时由于应力σ1小于临界应力σc，a小于临界裂纹σc，所以腐蚀作用时，由于原始裂纹a的腐蚀扩展，导致K1的增大。当经过一段时间后a=σc及K1=K1c时，断裂就发生了，只有当原始裂纹a足够小，以致于K1＜K1c(应力腐蚀破裂)时，材料不会发生应力腐蚀破裂。①应力的存在。如果堆焊或加工中，残余应力、旋转离心力、摩擦热应力，引起金属环应力σ1大于a2c，应力破坏就很难避免。②材料。金属密封环材料强度、硬度指标越高，K1c越低，材料内气孔、夹渣、裂纹越多越长，越易发生应力腐蚀破裂。一般K1(应力腐蚀破裂)=(1/2-1/5)K1c，且随材料强度级别的提高，K1(应力腐蚀破裂)/K1c的比值下降。③磨损。构件表面越光，应力腐蚀破裂敏感性越低。端面磨损使金属表面钝化膜破坏，光洁度降低，促使应力腐蚀破裂的发生。④介质。应力腐蚀破裂，只发生于一些特定的“材料—环境”体系。例如“奥氏体不锈钢—cl”、“碳钢—NO3”。⑤温度。温度越高，氢扩散越快，应力腐蚀破裂加快。密封环端面剧烈摩擦，如果端面比压过大，表面光洁度低，冷却不够，表面润滑不好，摩擦热则加速应力腐蚀破裂的进行。

2非金属环腐蚀

(1)石墨环的腐蚀用树脂浸渍的不透性石墨环，它的腐蚀有三个原因：一是当端面过热，温度＞180℃时，浸渍的树脂要析离石墨环，使环耐磨性下降；二是浸渍的树脂若选择不当，就会在介质中发生化学变化，也使耐磨性下降；三是树脂浸渍深度不够，当磨去浸渍层后，耐磨性下降。所以密封冷却系统的建立，选择耐蚀的浸渍树脂，采用高压浸渍，增加浸渍深度是非常必要的。

1金属环腐蚀

(1)表面均匀腐蚀。如果金属环表面接触腐蚀介质，而金属本身又不耐腐蚀，就会产生表面腐蚀，其现象是泄漏、早期磨损、破坏、发声等。金属表面均匀腐蚀有成膜和无膜两种形态，无膜的金属腐蚀很危险，腐蚀过程以一定的速度进行，这主要是选材错误造成的。成膜的腐蚀，其钝化膜通常具有保护作用的特性，但金属密封环所用材料，如不锈钢、钴、铬合金等其表面的钝化膜在端面摩擦中破坏，在缺氧条件下新膜很难生成，使电偶腐蚀加剧。

(2)应力腐蚀破裂。金属在腐蚀和拉应力的同时作用下，首先在薄弱区产生裂缝，进而向纵深发展，产生破裂，称为应力腐蚀破裂。选用堆焊硬质合金及铸铁、碳化钨、碳化钛等密封环，容易出现应力腐蚀破裂。密封环裂纹一般是径向发散型的，可以是一条或多条。这些裂缝沟通了整个密封端面，加速了端面的磨损，使泄漏量增加。

根据断裂力学的观念，材料内部原始裂纹尖端的应力场强因子K1=yσ1a(y—系数)。在开始时由于应力σ1小于临界应力σc，a小于临界裂纹σc，所以腐蚀作用时，由于原始裂纹a的腐蚀扩展，导致K1的增大。当经过一段时间后a=σc及K1=K1c时，断裂就发生了，只有当原始裂纹a足够小，以致于K1＜K1c(应力腐蚀破裂)时，材料不会发生应力腐蚀破裂。①应力的存在。如果堆焊或加工中，残余应力、旋转离心力、摩擦热应力，引起金属环应力σ1大于a2c，应力破坏就很难避免。②材料。金属密封环材料强度、硬度指标越高，K1c越低，材料内气孔、夹渣、裂纹越多越长，越易发生应力腐蚀破裂。一般K1(应力腐蚀破裂)=(1/2-1/5)K1c，且随材料强度级别的提高，K1(应力腐蚀破裂)/K1c的比值下降。③磨损。构件表面越光，应力腐蚀破裂敏感性越低。端面磨损使金属表面钝化膜破坏，光洁度降低，促使应力腐蚀破裂的发生。④介质。应力腐蚀破裂，只发生于一些特定的“材料—环境”体系。例如“奥氏体不锈钢—cl”、“碳钢—NO3”。⑤温度。温度越高，氢扩散越快，应力腐蚀破裂加快。密封环端面剧烈摩擦，如果端面比压过大，表面光洁度低，冷却不够，表面润滑不好，摩擦热则加速应力腐蚀破裂的进行。

2非金属环腐蚀

(1)石墨环的腐蚀用树脂浸渍的不透性石墨环，它的腐蚀有三个原因：一是当端面过热，温度＞180℃时，浸渍的树脂要析离石墨环，使环耐磨性下降；二是浸渍的树脂若选择不当，就会在介质中发生化学变化，也使耐磨性下降；三是树脂浸渍深度不够，当磨去浸渍层后，耐磨性下降。所以密封冷却系统的建立，选择耐蚀的浸渍树脂，采用高压浸渍，增加浸渍深度是非常必要的。

摘要：随着当前社会的不断发展和进步，各类化工行业也有了飞速的提升，而化工原料材质较为特殊，具有较大的毒性和腐蚀性，且具有着易燃易爆的特点，因此需要对其进行合理的控制，如果发生泄漏则会产生不可挽回的巨大经济损失，甚至还会对周边居民的生命安全造成威胁。这也成为化工行业发展的基础，在当前化工行业的发展过程中，需要做好化工机械密封，在最大限度上确保国家和社会以及人民的生命财产安全。因此，本文主要针对化工机械密封故障的原因和对策进行分析。

关键词：化工机械；密封；故障；对策

在现阶段化工行业迅速发展的时期，工厂和各个领域都有新型的机械旋转设施进行投入使用，也有效地促进了当前社会经济的发展。但是，与此同时其安全管理也是非常重要的，在设施的运行过程中，需要做好有效的密封工作才可以将机械设备的输入轴动力进行有效降低，同时降低机械能量的消耗，这种方式具有较大的优势，在降低机械能量消耗的同时也增加了单位的产出和效率，将机械的使用年限延长，并且也降低了物料泄漏的风险。而机械密封的方式通常是端面密封，随着当前社会不断的发展和进步，各种新型密封技术也在不断地涌现出来，促进了机械密封理论的多样化和更新。

1机械密封的概念

1.1机械密封的由来及结构

机械密封也被称为端面密封，是一种高科技机工产品，在泵、液压传动和相关设备的旋转装置密封中较为常见。而在当前科技不断发展的时期中，各种新型密封材料和加工技术也在随之不断地出现，这也推动了当前机械密封和各种密封技术的持续发展。而密封理论的主要内容有密封摩擦和润滑以及密封原理和密封动力学理论等。密封构造由双端面密封和多断面密封以及单弹簧和多弹簧等构造组成。

目前，在工业中对其离心泵的分类有许多种，在不同的方面有着不同的分类。例如：我们根据叶轮的树木的不同，可以把叶轮分为单级泵和多级泵，单级泵是指在泵轴中只存在着一个叶轮，而多级泵是指的有着两个及其以上的叶轮；在工作过程中我们也可以根据水柱之间的压力不同，也可以把离心泵分为低压泵、中压泵和高压泵；按叶轮的吸入方式的不同，我们还可以分为单侧进行水式和双侧进水式泵等。尽管在工业生产中离心泵的种类有许多，但是发生泄露的主要原因一样的，目前引起生产设备泄露的主要因素有：第一，对于密封的材料选取不当，使得离心泵的工作性能受到很到的影响；第二，内部的各个零件磨损的十分严重；第三，动环和静环配合不均匀，也是导致泄露的主要原因；第四，静环的与静环座之间的密封不严。由此可见，材料的选取、摩擦的影响和零件的损坏是照成机械泄露的主要因素，我们应该从这三个方面入手，才能很好的解决工业生产中的密封问题。

机械密封材料的选择

选择机械密封材料时应充分考虑物料的特性，如酸碱性、腐蚀性、颗粒度、粘度、温度、压力等因素，根据这些因素选择合适的摩擦副材料，减小摩擦副摩擦系数，以降低端面热裂的可能性。摩擦副的材料应具有良好的耐磨性、耐热冲击性、导热性、自润滑性，应具有较高的机械强度和适合的硬度，因此合适的摩擦副材料是机械密封稳定运转的前提，其次才是机械密封的结构形式，用户可根据实际应用情况按密封手册选取。

泄漏原因的分析与判断

安装静态时的泄漏机械密封安装后静试，观察泄漏量，如泄漏量较小，多为动环或静环密封O型圈存在问题；泄漏量较大时，则表明动、静环摩擦副存在问题。在初步观察泄漏量、判断泄漏部位的基础上，手动盘车观察，若泄漏量无明显变化则动、静环密封圈有问题；若泄漏量明显变化则可判断是摩擦副存在问题；如物料沿轴向喷射，则多为动环O型圈损坏；如物料沿径向喷射，则多为静环密封垫失效。

试车时发生泄漏试车时高速旋转产生的离心力会抑制物料的泄漏，因此，试运转时在排除轴间与端盖密封失效后，基本都是动、静环摩擦副损坏的缘故。其摩擦副失效的原因主要有：（1）起车时因抽空、汽蚀、憋压、等异常情况，引起较大的轴向力，使动、静环分离；（2）安装机械密封时压缩量过大，导致摩擦副严重收损、产生划痕‘动环O型圈过紧，弹簧无法调整动环轴向浮动量；（4）工作介质中有颗粒物运转中进入摩擦副端面擦伤（5）选型有误，对端面比压、摩擦系数选取不当，造成摩擦副损坏。

摘要：简要分析了机械密封在旋转设备上的应用以及出现故障的原因分析和处理措施。

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。

一、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。

高压晶化釜是分子筛合成工艺使用的关键设备，其工作状态对后续产品质量影响至关重要。若在生产过程中出现泄漏，不仅会造成浪费、导致产品收率降低，而且釜内泄漏的有毒、易燃、易爆气体会对装置及周边环境产生极大危害。釜用机械密封结构复杂，检修费用高，中断生产时间长，对生产影响大。要提高产品质量，降低生产成本，确保安全生产，改善工作环境，必须稳定反应釜工作状况，延长釜用机械密封的使用寿命。湖南建长石化股份有限公司特种催化材料厂专业生产特种分子筛，生产过程中使用的晶化釜，容积1Om，密封形式均为机械密封。在生产过程中，经常发生泄漏，严重影响了装置的稳定运行，且造成环境污染。晶化釜的主要技术参数见表1。晶化釜机械密封采用双端面平衡型釜用机械密封，其小弹簧不共用，密封面直接冷却，机封双夹套间接冷却，结构图如图l。

l常见机械密封故障现象及失效原因

1．1常见故障现象

据历史数据统计，我公司的釜用机封平均使用寿命不到3个月，最短的只有两周，检修十分频繁、检修质量不稳定，且在机械密封检修过程中，一次试压合格率不高，往往需几次装配才能成功。机械密封的故障给装置的正常生产带来很大影响。经对失效的机封进行解体观察，可发现以下几种损坏情况。

(1)静环密封端面磨损严重，厚度减少2~3mm。

(2)所有O型橡胶圈产生永久变形、磨损、热腐蚀，失去作用。

1不同条件下的机械密封技术应用

1.1高温条件

高温条件下的机械密封技术，若是温度高于200摄氏度，通常橡胶等相关非金属材料难以当作密封应用，此种应该充分考虑热变化造成的影响，实现密封件的相应稳定性热处理，同时针对同一结构机械密封件的热膨胀系数而言，应该利用冲压成型或是焊接形式的金属波纹管结构。

1.2低温条件

流体在低温环境下，通常材料会出现冷脆问题，就应该综合考虑疲劳强度和冲击以及膨胀系数等相关要素。同时低温还会造成衬垫种类的辅助机械密封圈出现老化，造成密封圈丧失弹性，进而导致流体外泄。一般情况下，低温环境下的机械密封技术要综合考虑多方面要素。首先，利用金属波纹管取代辅助密封圈，并且在低温环境下，选择不锈钢的金属材料波纹管，不但具备优异的弹性补偿，还可以消除由于多种要素引发的机械振动，从而使密封贴合维持正常运动状态。其次，避免波纹管疲劳，在超低温的环境下，塑性会减小，而硬度不断增加，如果将波纹管放置在旋转运动中，就会加快疲劳，造成机械密封的周期不断减小，对此应该在超低温环境下，应用静止模式结构。最后，和大气进行根绝，密封腔和大气隔绝可以有效降低冷损，在一定程度上加强气蚀性能。

2机械密封处理方法

机械密封是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。机械密封出现损坏的情况较多，常见的损坏形式主要有腐蚀损坏、热损坏和机械损坏。其中腐蚀损坏危害性较大，由于机械密封特殊的结构形式及工作环境和条件不同，腐蚀损坏的形态也多种多样。

1机械密封的优缺点

机械密封又称端面密封，是旋转轴用动密封。因机械密封性能可靠，泄露量小，使用寿命长，功耗低，毋须经常维修，且能适应于生产过程自动化和高温、低温、高压、真空、高速以及各种强腐蚀性介质、含固体颗粒介质等苛刻工况的密封要求，故机械密封在化工、石油化工、炼油、医药、国防等工业部门中以获得广泛的应用。

机械密封与软填料密封比较，有如下优点：①机械密封可靠，在长周期的运行中，密封状态很稳定，泄漏量很小，按粗略统计，其泄漏量一般仅为软填料密封的1/100；②机械密封使用寿命长，在油、水类介质中一般可达1～2年或更长时间，在化工介质中机械密封通常也能达半年以上；③摩擦功率消耗小，机械密封的摩擦功率仅为软填料密封的10%～50%；④轴或轴套基本上不受摩损；⑤维修周期长，端面磨损后可自动补偿，一般情况下，毋需经常性的维修；⑥抗振性好，对旋转轴的振动、偏摆以及轴对密封腔的偏斜不敏感；⑦适用范围广，机械密封能用于低温、高温、真空、高压、不同转速，以及各种腐蚀性介质和含磨粒介质等的密封。但其缺点有：①机械密封结构较复杂，对制造加工要求高；②机械密封安装与更换比较麻烦，并要求工人有一定的安装技术水平；③发生偶然性事故时，机械密封处理较困难；④机械密封一次性投资高。

2机械密封的腐蚀类型

2.1金属环腐蚀第一，表面均匀腐蚀。如果金属环表面接触腐蚀介质，而金属本身又不耐腐蚀，就会产生表面腐蚀，其现象是泄漏、早期磨损、破坏、发声等。第二，应力腐蚀破裂。金属在腐蚀和拉应力的同时作用下，首先在薄弱区产生裂缝，进而向纵深发展，产生破裂，称为应力腐蚀破裂，选用堆焊硬质合金及铸铁、碳化钨、碳化钛等密封环，容易出现应力腐蚀破裂。密封环裂纹一般是径向发散型的，可以是一条或多条。这些裂缝沟通了整个密封端面，加速了端面的磨损，使泄漏量增加。

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

集装式盒式密封的结构及特点

我公司2000年新建的装置，因为含有易燃、易爆的轻C4介质，所以对机泵的密封性要求较高。现在它采用的大都是机械密封，其中以集装式盒式密封为主。所谓集装式盒式密封就是一种把所有零件组装成为一个部件，然后把此部件装于轴上，拧紧螺钉即可工作的一种密封形式。密封结构如图2所示。该结构示出其中间开口为封液的入口，双端面和单端面比较，双端面密封具有两对摩擦副，有更好的可靠性，适用范围更广，可以完全防止被密封的介质的外漏，但结构较为复杂致造价也较高。（1）它们的动环均采用SIC（或硬质合金），具有高的强度及较高的硬度，不易变形；静环采用的材质是石墨，具有好的耐磨性。（2）较小的端面直径，降低了磨擦副的滑动速度和温升。适合的端面宽度（3-6mm），既保证了端面的温度，又保证了端面强度。（3）采用了蝶形弹簧，具有刚度高，弹力均匀，轴向位移小的特点，这样就使得轴向尺寸减小，从而减小了泵的体积。（4）所有的密封元件通过轴套与轴结为一体，节省了材料，也削弱了轴的强度，更便于统一零件的尺寸。（5）运行中密封状态稳定，泄漏量小，密封性能好，使用寿命长。（6）密封包括端盖是统一整体，如有泄漏无须对泵进行全部解体检修，只需对密封进行拆卸，整体更换即可。更换下来的密封可以拿回检修班更换损坏的元件，这样就节省了检修时间，同时也为生产赢得了时间。（7）集装式盒式密封不需要对安装长度进行测量，且安装简便、快捷，同时也确保了密封安装的清洁度。

集装式盒式密封的辅助系统

为改善机械密封的工作环境，保证密封的正常运行，更好地控制泄漏，防止污染，集装式盒式密封均采用了密封辅助系统，实际工作情况示于图3。密封液的循环系统中包括封液入口、封液出口、液位开关、压力开关等。新建精联装置大多数机泵都采用润滑性能好的白油作为密封液，这一密封的辅助循环系统具有如下的作用：①封液对密封端面具有良好的润滑作用，从而改善润滑条件；②通过液体的循环流动，带走密封因相互摩擦所产生的热量，以达到降低密封的工作温度的作用；③由于密封液压力一般比工作介质压力高0.05-0.15MPa，可以起到堵封工作介质防止其泄漏，尤其对有毒有害、易燃、易爆放射性的介质作用显得尤为重要；④对于带有固体颗粒的介质，密封液还可以防止其进入，控制了介质对密封元件的磨损；⑤对于腐蚀性介质，密封液可起到保护密封元件不受腐蚀的作用；⑥封油系统根据不同的工艺状况，设有液位报警、压力报警等保护设施，对密封状态起到监控作用，是生产安全性的重要保障。

机械密封常用材料

对动、静环材质的性能主要要求：有良好的耐磨性和较高的硬度，导热性好、有较高的热稳定性和化学稳定性，有较大的弹性和较好的抗冲击性。常用材料有：硬质合金、铸铁、石墨及陶瓷等。应注意合理选择机械密封动静环材料，一般采用软硬组合或硬硬组合。