發表時間： 2025-11-13 17:10:20
作者： 石油化工設備維護與檢修網
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機械密封作為工業設備的關鍵部件，其性能直接影響整個系統的運行穩定性和安全性。掌握機械密封常見故障的處理方法，對于維持生產效率和降低維護成本至關重要。以下將詳細介紹機械密封運行中的常見故障、原因分析及相應的處理策略。
一、機械密封常見故障分析與處理
1. 機械密封的常見故障表現
機械密封在運行過程中，故障主要表現為異常泄漏、異常磨損、異常振動與發熱等現象。具體可分為以下幾類：
- 靜壓試驗時泄漏：機械密封安裝調試后，進行靜試時若泄漏量較小，多表明動環或靜環密封圈存在問題；泄漏量較大時，則往往表明動、靜環摩擦副存在問題。手動盤車觀察時，若泄漏量無明顯變化，通常是靜、動環密封圈失效；若泄漏量有明顯變化，則可能是動、靜環摩擦副受損。
- 運行中周期性泄漏：這種泄漏與泵的旋轉部件周期性運動有關。可能的原因包括：轉子組件周期性振動、軸向竄量過大、密封端面比壓不足、密封材質冷縮性較大等。
- 經常性泄漏：由密封端面損傷引起，表現為石墨端面出現均勻環狀溝紋、裂痕、腐蝕坑等。輔助密封圈問題（如端面磨損、鑲嵌環松脫）和彈簧故障（如轉子振動、零件松動）也會導致持續泄漏。
- 振動偏大與發熱：密封面得不到適當潤滑冷卻時，會產生大量摩擦熱，導致密封面變形、橡膠圈老化、甚至熱裂。
二、機械密封故障的主要原因分析
設計選型與質量問題
- 選型不當：在高溫工況下選用單機械密封而非雙機械密封，無法有效散熱，會顯著縮短機械密封壽命（物料溫度超過80℃時尤為明顯）。
- 材質不匹配：機械密封材質與輸送介質不兼容，如普通不銹鋼彈簧在氯化物環境中易發生應力腐蝕，或石墨環在強氧化劑環境中被侵蝕。
- 制造缺陷：石墨環內部氣孔多、硬質合金環存在微觀裂紋或密封尺寸精度超差。
安裝與操作不當
- 安裝不當：動靜環密封面被碰傷變形、密封圈裝配方向錯誤、彈簧壓縮量調整不當、防轉槽未對準防轉銷。
- 操作錯誤：
- 空轉與干摩擦：泵內無物料時空轉，密封面得不到潤滑冷卻，導致干摩擦，瞬間產生高溫損壞O形圈和密封面。空轉干摩擦時間超過25秒就可能導致機械密封損壞。
- 操作順序錯誤：先啟泵后開進口閥門，等同于空轉操作。
- 物料打完未停泵：容器內物料排空后未及時停泵，導致密封干摩擦。
- 泵反轉：電機接線錯誤或出口未裝止回閥物料倒流引起泵高速反轉，導致機械密封彈簧受反向力碎裂。
外部條件與系統問題-
泵軸竄量過大：機械密封要求軸向竄量≤0.5mm。過大的軸向力會使動靜環接觸面分離。
- 泵軸撓度偏大：尤其在臥式多級離心泵中，安裝處撓度過大會使密封面受力不均。
- 輔助沖洗系統缺陷：缺乏輔助沖洗系統或設計不合理（如沖洗液有雜質、流量壓力不足、沖洗口位置不當等）。
- 汽蝕現象：泵內局部壓力低于液體飽和蒸汽壓時產生汽蝕，沖擊密封面。
三、機械密封故障的處理對策
規范安裝與維修程序
- 清潔與檢查：裝配時應確保機械密封零部件、工器具、潤滑油、揩拭材料十分干凈。動靜環密封端面需用柔軟紗布揩拭。
- 精確安裝：- 確保軸和端蓋的倒角光滑，圓角砂光擦亮。
- 橡膠輔助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗滌，以免脹大變形。
- 動靜環組裝后，用手按動補償環，檢查是否到位靈活；彈性開口環是否定位可靠。
- 靜環防轉槽必須對準防轉銷。以下表格總結了不同故障現象的處理方法：
優化設計與選型- 合理選型：根據介質特性、溫度、壓力工況選擇合適類型和材質的機械密封。對高溫介質（超過80℃）應考慮雙機械密封或加強冷卻措施。
- 改進結構：
- 采用靜止型機械密封（靜環安裝在軸側，動環安裝在機殼側），可減少機械變形對密封的影響。
- 使用耐磨性好的材料，按耐磨性優先順序選擇摩擦副材料：碳化硅-碳石墨、硬質合金-碳石墨、陶瓷-碳石墨等。
- 完善輔助系統：配置合適的沖洗、冷卻系統。沖洗壓力一般要求高于密封腔壓力0.107~0.11MPa。
改善運行與維護管理
- 嚴格操作規程：
- 嚴禁泵空轉，確保泵內充滿物料再啟動。
- 遵循正確的啟停順序：先打開泵進口閥門，再啟動泵。
- 容器物料排空前及時停泵。
- 定期檢查與維護：
- 按時檢查機械密封的壓力、溫度等參數和狀態。
- 檢查彈簧是否變形或腐蝕，密封端面磨損情況，輔助密封圈是否老化變形。
- 防止干摩擦與過熱：
- 配置完善的密封液、冷卻水和溫控單元。
- 定期檢查供給管線，防止堵塞。
- 對于易汽化介質，可采用冷卻器或換熱器控制密封腔溫度。
來源：機械設備日常百科
