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摘 要：本文简单阐述了机械密封失效原因及应对方法。针对炼油化工装置中广泛应用的机械密封失效的现象、原因等方面进行了分析，并结合实际生产会出现的典型的密封失效故障，对机械密封失效提出了相应的应对措施。
关键词：机械密封 失效 应对措施
一、概述
机械密封在石油和化工企业使用非常广泛，由于其具备很好的密封性和稳定的性能，而且泄漏量较少，摩擦功耗低，使用周期长，对轴(或轴套)磨损很小，能满足多种工况要求等特点而被广泛使用。但是其密封结构复杂，使用条件苛刻，价格高及维修技术高等特点，特别是机械密封工艺条件温度、压力等工艺参数的影响直接关系到设备机械密封的性能和使用寿命，因此，找出机械密封失效原因及改进措施是保证企业安全生产，提高设备使用寿命的重要任务。机械密封是一种用来解决旋转轴与机体之间动密封的装置，它是依靠弹性元件对动、静环端面密封副的预紧和介质压力与弹性元件压力的压紧而实现密封的，又被称为轴向端面密封或端面密封。机械密封基本构成为：端面密封副（动换和静环）、弹性元件（如弹簧、波纹管、隔膜等）、辅助密封（如O型圈）、传动件（如传动销和传动螺钉）、防转件（如防转销）和紧固件（弹簧座、推环、压盖等）。机械密封由于具有密封性好、可靠性高、稳定向好、耐振性好、使用广泛的优点，在石油石化中得到广泛应用。
二、机械密封存在的问题
随着现代工业生产的发展，机械密封的工作环境越来越苛刻，对密封的要求越来越高。目前国内外旋转式机泵（主要为离心泵）用机械密封基本上为普通的接触式机械密封，由于密封端面之间存在直接的固体颗粒导致密封端面摩擦温升过高、过度磨损等原因早期失效。在密封环境较为恶劣的条件下，如密封易汽化类、高危险性、高腐蚀性、高含颗粒介质，失效概率明显增大，机械密封难以满足长周期运行的要求。我国JB 4127.1-1999《机械密封技术条件》中规定：在选型合理、安装使用正确的情况下，被密封介质为清水、油类及类似介质时，机械密封的使用寿命一般不少于1年。被密封介质为腐蚀性介质时，机械密封的使用期一般为6个月到1年，但在使用条件苛刻时不受此限。API682《离心泵与转泵密封系统》规定，密封使用寿命3年。
三、机械密封的故障现象以及原因
在机泵故障中，轴封的故障较多。据统计，离心泵的轴封故障约占50%，轴承故障约占30%。在轴封中机械密封的使用日益广泛，为减少故障，提高效率，对机械密封的故障分析更加重要。
机械密封的故障现象及原因
机械密封故障的现象主要有五个方面：泄漏量大或不正常泄漏；功率上升；过热、冒烟、发声；不正常振动；大量析出磨损生成物。这些现象继续发展将导致密封失效和密封破坏，最后使机泵不能正常工作甚至大量泄漏引起火灾爆炸等事故。
产生机械密封故障的原因有以下几个方面
①机械密封本身不好。包括设计制造、结构、材料材质三个方面因素；
②机械密封选用不当、适应性差。包括性能结构不适用、装配位置和装配方法不当等；
③运转条件和操作管理不好，包括液体性质不合适、压力超速超限、振动太大、干运转、试压不当、压力、温度变动大、温差太大等；
④辅助装置欠佳。包括：冲洗系统欠佳、背冷或封液系统不好、冷却或保温加热系统不好等。
四、实际生产中会出现的典型机械密封故障机应对措施
1.某炼化厂重整装置倒泵过程中，机械密封突然泄漏，介质为汽油，温度200度，密封拆检中发现密封端面过度磨损。密封为单端面波纹管机械密封。并发现
①动环与动环座脱离，并且动环断裂。
②密封动、静环均严重磨损
③断裂的动环端面上有明显的窄磨痕。
原因分析：动环与动环座是热装的，所选基材的线膨胀系数是不同的，在高温条件下，有可能配合过盈不当，导致动环与动环座脱离；动环端面上有明显磨痕且磨痕颜色较深，说明有过多热量产生，密封端面有干摩擦存在以及密封端面热变形，如果密封压缩量过大，加剧密封端面的磨损，颗粒状物质进入密封端面，导致密封端面严重磨损；由于密封运行环境比较恶劣，较大热应力导致动环端面的径向热裂纹，在启停泵时，泵轴向力的改变与泵体振动导致动环彻底断裂。
应对措施：
①增设密封冷却水，改善密封运行环境，冷却水为除盐水。
②适当调整密封压缩量，不宜过大。
③更换密封前做好密封各部件的检测，避免密封质量问题。
2.重整装置强制循环热水泵密封频繁泄漏
在重整装置中，几乎每次拆检都能发现密封端面磨损，有汽蚀现象密；封腔冷却室冷却水出入口堵塞，密封冲洗液冷却器堵塞。
原因分析：泵介质为高于一百摄氏度的热水，密封冲洗冷却器冷却介质为循环水，易结垢，使得密封腔水室堵塞，自冲洗冷却器结垢循环不畅，造成密封腔内介质汽化，密封端面因干磨磨损汽蚀等，使密封失效。
应对措施：
①更换换热面积较大的换热器，避免由于换热不足引起的密封泄漏。
②建议把冷却用循环水改为软化水，避免由于冷却系统结构堵塞造成的密封泄漏。
参考文献
[1]姜培正. 过程流体机械.化学工业出版社，2001，152-158.
[2]郝木明 .过程装备密封技术.北京：机械工业出版社，2007
[3]顾永泉 .机械密封实用技术.中国石化出版社，2010
作者简介：王博冉，中国民航大学机场学院油气储运工程研究生二年级，1987年出生，主要做输油管道优化方面。
李彥龙（中石化济南分公司）1987年出生，中石化公司职工。
关键词：机械密封 失效 应对措施
一、概述
机械密封在石油和化工企业使用非常广泛，由于其具备很好的密封性和稳定的性能，而且泄漏量较少，摩擦功耗低，使用周期长，对轴(或轴套)磨损很小，能满足多种工况要求等特点而被广泛使用。但是其密封结构复杂，使用条件苛刻，价格高及维修技术高等特点，特别是机械密封工艺条件温度、压力等工艺参数的影响直接关系到设备机械密封的性能和使用寿命，因此，找出机械密封失效原因及改进措施是保证企业安全生产，提高设备使用寿命的重要任务。机械密封是一种用来解决旋转轴与机体之间动密封的装置，它是依靠弹性元件对动、静环端面密封副的预紧和介质压力与弹性元件压力的压紧而实现密封的，又被称为轴向端面密封或端面密封。机械密封基本构成为：端面密封副（动换和静环）、弹性元件（如弹簧、波纹管、隔膜等）、辅助密封（如O型圈）、传动件（如传动销和传动螺钉）、防转件（如防转销）和紧固件（弹簧座、推环、压盖等）。机械密封由于具有密封性好、可靠性高、稳定向好、耐振性好、使用广泛的优点，在石油石化中得到广泛应用。
二、机械密封存在的问题
随着现代工业生产的发展，机械密封的工作环境越来越苛刻，对密封的要求越来越高。目前国内外旋转式机泵（主要为离心泵）用机械密封基本上为普通的接触式机械密封，由于密封端面之间存在直接的固体颗粒导致密封端面摩擦温升过高、过度磨损等原因早期失效。在密封环境较为恶劣的条件下，如密封易汽化类、高危险性、高腐蚀性、高含颗粒介质，失效概率明显增大，机械密封难以满足长周期运行的要求。我国JB 4127.1-1999《机械密封技术条件》中规定：在选型合理、安装使用正确的情况下，被密封介质为清水、油类及类似介质时，机械密封的使用寿命一般不少于1年。被密封介质为腐蚀性介质时，机械密封的使用期一般为6个月到1年，但在使用条件苛刻时不受此限。API682《离心泵与转泵密封系统》规定，密封使用寿命3年。
三、机械密封的故障现象以及原因
在机泵故障中，轴封的故障较多。据统计，离心泵的轴封故障约占50%，轴承故障约占30%。在轴封中机械密封的使用日益广泛，为减少故障，提高效率，对机械密封的故障分析更加重要。
机械密封的故障现象及原因
机械密封故障的现象主要有五个方面：泄漏量大或不正常泄漏；功率上升；过热、冒烟、发声；不正常振动；大量析出磨损生成物。这些现象继续发展将导致密封失效和密封破坏，最后使机泵不能正常工作甚至大量泄漏引起火灾爆炸等事故。
产生机械密封故障的原因有以下几个方面
①机械密封本身不好。包括设计制造、结构、材料材质三个方面因素；
②机械密封选用不当、适应性差。包括性能结构不适用、装配位置和装配方法不当等；
③运转条件和操作管理不好，包括液体性质不合适、压力超速超限、振动太大、干运转、试压不当、压力、温度变动大、温差太大等；
④辅助装置欠佳。包括：冲洗系统欠佳、背冷或封液系统不好、冷却或保温加热系统不好等。
四、实际生产中会出现的典型机械密封故障机应对措施
1.某炼化厂重整装置倒泵过程中，机械密封突然泄漏，介质为汽油，温度200度，密封拆检中发现密封端面过度磨损。密封为单端面波纹管机械密封。并发现
①动环与动环座脱离，并且动环断裂。
②密封动、静环均严重磨损
③断裂的动环端面上有明显的窄磨痕。
原因分析：动环与动环座是热装的，所选基材的线膨胀系数是不同的，在高温条件下，有可能配合过盈不当，导致动环与动环座脱离；动环端面上有明显磨痕且磨痕颜色较深，说明有过多热量产生，密封端面有干摩擦存在以及密封端面热变形，如果密封压缩量过大，加剧密封端面的磨损，颗粒状物质进入密封端面，导致密封端面严重磨损；由于密封运行环境比较恶劣，较大热应力导致动环端面的径向热裂纹，在启停泵时，泵轴向力的改变与泵体振动导致动环彻底断裂。
应对措施：
①增设密封冷却水，改善密封运行环境，冷却水为除盐水。
②适当调整密封压缩量，不宜过大。
③更换密封前做好密封各部件的检测，避免密封质量问题。
2.重整装置强制循环热水泵密封频繁泄漏
在重整装置中，几乎每次拆检都能发现密封端面磨损，有汽蚀现象密；封腔冷却室冷却水出入口堵塞，密封冲洗液冷却器堵塞。
原因分析：泵介质为高于一百摄氏度的热水，密封冲洗冷却器冷却介质为循环水，易结垢，使得密封腔水室堵塞，自冲洗冷却器结垢循环不畅，造成密封腔内介质汽化，密封端面因干磨磨损汽蚀等，使密封失效。
应对措施：
①更换换热面积较大的换热器，避免由于换热不足引起的密封泄漏。
②建议把冷却用循环水改为软化水，避免由于冷却系统结构堵塞造成的密封泄漏。
参考文献
[1]姜培正. 过程流体机械.化学工业出版社，2001，152-158.
[2]郝木明 .过程装备密封技术.北京：机械工业出版社，2007
[3]顾永泉 .机械密封实用技术.中国石化出版社，2010
作者简介：王博冉，中国民航大学机场学院油气储运工程研究生二年级，1987年出生，主要做输油管道优化方面。
李彥龙（中石化济南分公司）1987年出生，中石化公司职工。