如何延长机械密封的寿命.doc

如何延长机械密封的寿命
机械密封是一种依靠弹性元件对动静环端面摩擦副的预紧和介质压力与弹性元件压力的压紧而达到密封的轴向端面密封装置，故又称端面密封。
常用的机械密封，一般来说流体可能泄漏的途径有5种通常称为“四点一面”即4个密封点：轴套与轴之间，静环与压盖之间，压盖与泵体之间，动环与轴套之间的密封，“一面”是之动静环（即两密封副）的贴合面，它是机械密封装置的主密封，也是决定机械密封性能和寿命的关键。据统计，机械密封的泄漏大约有80％－95％是由于密封副的原因造成的，因此要求密封面保持平直光洁，表面精确度要求高，Ra=0.05~0.2um，不平度<0.9um。对于不同介质，要求选用合适的密封副材料组合，并保持合适的端面比压和PV值，这样才能达到长周期正常运转的目的。
延长机械密封的使用寿命，应首先从介质特点（腐蚀性，结晶性，物理化学特性等）、密封腔压力、机泵运行情况、零配件的的定位精度、机械密封辅助设施等各方面综合考虑，然后才能有针对性的选用合适的机械密封。以上方面不可能面面俱到，只能结合本人的认识水平和实践经验谈谈延长机械密封几个主要方面：
1、 选用波纹管机械密封
常用的机械密封大弹簧单端面内装内流式机械密封，动静环多为硬质合金与石磨，它的成本低，制造简单，使用寿命也较长，但它有很多不足之处，尤其在高温或容易结晶的介质中，动环的辅助密封圈容易卡死（或与轴套磨损），弹簧有时会失去补偿作用。如果改用波纹管密封，减少了辅助密封圈失效的可能性，这也是近年来波纹管密封使用量越来愈多的一个重要原因。
2、 采取防抽空措施
有的机泵如减压塔底泵，特别容易产生抽空破坏。而一般的单端面大弹簧的静环都是浮动式安装，浮动式密封虽然有利于保证动静环摩擦面的贴合，但是一旦机泵抽空时静环往往脱离压盖而不能恢复正常位置，导致密封大量泄漏，我们常用的防抽空措施有：加长静环防转销、静环加背帽限位、静环加卡簧限位。
加长静环防转销，只能静环抽离原位后复位时不会顶在防转销上，并不能保证静环密封圈与压盖之间正确配合，而且静环复位后很难保证密封面与轴心的垂直度，这种方法并不是很好，防抽空能力不好。
静环加背帽限位，虽然确保了静环造抽空时不会脱离压盖，单正常运转时静环的浮动性大大降低，静环失去了补偿作用，密封面贴合的补偿功能完全由动环承担，应当说第二种方法比第一种好但并不完善。
静环加卡簧限位，这种方法既能使静环不能脱离压盖，辅助密封圈捕获失效，同时又不会影响静环本身的浮动性，因此这是一般机械密封防抽空方法比较完善的方式。
3、 选用静止型机械密封
装配在机泵上的机械密封。其密封面是否能正确地和轴线垂直使密封寿命能否延长地关键因素之一。如果密封面对轴线地垂直度得不到保证时，轴每旋转一次，动环不得不随倾斜的静环密封环沿轴向摆动一次，久而久之滑动配合的零件（动环密封圈与轴套之间就会发生磨损，随动密封性恶化，最后造成密封面张口而泄漏。
对一般的旋转型机械密封来说，虽然浮动性静环具有一定得补偿作用，但有时密封压盖变形或压盖垫太厚而装偏，箱体变形、机泵组装时转子等因素引起静环面与轴线得垂直度超差，从而很大程度地缩短了机械密封地寿命。
对于静止型机械密封，静环是通过缓冲机械（补偿元件如弹簧）装配在压盖上，密封面地安装精度能保持比较高地水平。因此密封环地摆动量很小，发生泄漏地情况也会显著减少
当然，对于减压塔的泵等易抽空的机泵，将波纹管密封地波纹管件装在压盖上，既能保证密封面与轴线地垂直度，又加强了防抽空能力，但因为波纹管不再随轴旋转，高温油会在波纹之间结焦而使波纹补偿能力下降，这时应确保该泵的外部冲洗油地冲洗能力，有效地降低密封腔地温度，才能保证密封的长周期运转。
4、 保持合适地密封腔的压力和温度
保持合适的密封腔地压力是机械密封正常运转的必要条件，任何机械密封都必须在一定地压力范围内使用，如液态烃泵，如果密封腔的压力低，介质极易气化导致密封面之间干摩擦，结冰而大量泄漏，反之，如果压力太高，密封端面地比压也会随之升高（因绝大部分密封为非平衡型和部分平衡型），密封面摩擦热加大，磨损速度也加快，使用寿命也随之缩短。有些机泵如分段式多级泵，会因转定子磨损，内部间隙特别是平衡装置间隙偏大，此时平衡管又未变化，会导致后端密封腔内的压力急剧升高，也会降低密封寿命。
机械密封运转时，密封元件对介质的搅拌作用和动静环密封面的摩擦都会产生大量的热量，这些热量都必须向外传导，否则会导致密封面温度太高而失效（或者寿命降低）一般来说，这些热量的传导方式有：密封箱向外散热、密封腔冷却水导热、压盖冷却水导热、自冲洗（或外冲洗）导热，其中最重要的方式是冲洗导热方式。
冲洗量应以保证密封腔温度和压力在合适值为宜。冲洗液流速太大，会对密封的稳定运转造成影响，如笔者有一台泵连续三次检修密封泄漏，其现象为冲洗压力上升到6kg/cm2，密封就大量泄漏，增大端面比压也无用，后来检查分析，发现密封腔喉部衬套间隙磨大至2.5mm，失去了对冲洗液的节流作用，当冲洗阀门打开增压时，冲洗液速度过大，将密封面冲开，导致密封泄漏。
当然有时，对于一些易结晶的介质，可以适当提高密封腔温度来防止结晶产生。
5、 使用双端面/串联机械密封
这两种密封型式。除作为安全密封，延长机泵连续运转时间外，其最重要的用途式保证密封面之间维持一种液相（或似液相）状态，从而大大提高密封的使用寿命，这对于一些气、液、固混合的泵来说，是作