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摘要：机械密封技术以泄漏量小、功耗低、寿命长、无需经常检修、使用范围广、性能可靠等原因广泛应用于轻工造纸及污水处理企业工业泵中。泵用机械在运行时因为机械密封泄漏造成物料损失，环境污染、停机检修甚至系统停车，对企业设备长周期运行产生系统风险，所以，提高机械密封有效性对污水处理厂设备管理尤为重要。本文就污水处理泵用机械密封失效进行分析并提出解决方案。
关键词：污水处理；泵用机械；密封失效；解决方案
1 污水处理泵用机械密封失效分析
1.1 安装静试时泄漏
机械密封安装调试好后，进行静试时，如泄漏量较小，多为动环或静环密封圈存在问题，如泄漏量较大，则动、静环摩擦副有问题。根据现场维修经验造成这些往往是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。
1.2 试运转时出现的泄漏
在实际工作中，试运转时机械密封泄漏在排除轴间及端盖密封失效后，主要是动、静环摩擦副受破坏引起的。如①安装机械密封时压缩量过大，导致摩擦副端面严重磨损、擦伤等；②工作介质中有颗粒状物质，运转中进入摩擦副，擦伤动、静环密封端面；③动环密封圈过紧，弹簧无法调整动环的轴向浮动量；④静环密封圈过松，当动环轴向浮动时，静环脱离静环座；
1.3 正常运转中突然泄漏
离心泵在运转中突然泄漏少数是因正常磨损或已达到使用寿命，而大多数是由于工况变化较大或操作、维护不当引起的。①抽空、气蚀或较长时间憋压，导致密封破坏；②对泵实际输出量偏小，大量介质泵内循环，热量积聚，引起介质气化，导致密封失效；③回流量偏大，导致吸人管侧容器（塔、釜、罐、池）底部沉渣泛起，损坏密封；④对较长时间停运，重新起动时没有手动盘车，摩擦副因粘连而扯坏密封面；⑤介质中腐蚀性、聚合性、结胶性物质增多；⑥环境温度急剧变化；⑦工况频繁变化或调整；⑧突然停电或故障停机等。离心泵在正常运转中突然泄漏，如不能及时发现，往往会酿成较大事故或损失，须予以重视并采取有效措施。
2 污水处理泵用机械密封失效的解决方法
2.1 正确选型
正确地选择泵用机械密封型式，能有效地增加设备运行的时间。于石化企业而言，常用的高温热油泵有很多种。它们的主要特点是：使用的温度比较高，可达到350摄氏度左右，介质的黏度比较大。一般采用金属波纹管机械密封。波纹管的组件材料可以选用特种的耐高温合金材料。高温泵用机械密封对于波纹管的组件材料要求高，最好选用耐高温的合金材料。但是很多企业为了降低成本，只是选择了普通材料，所以，在高温的情况下很容易发生失去弹性的情况。除此之外，还要防止波纹管出现扭断的情况，在一些减压装置中，系统通常会负压，密封环内如果利用硬质合金进行配对，端面会因为缺少润滑的因素而使得波纹管组件出现扭断的情况。
2.2 提高抗腐蚀能力
（1）材料选择上，凡是与输送介质相接触的密封零件的材料，要求比输送该介质的泵的过流部件的材质高一级。同时应根据所输送介质的类别合理选择材质搭配。（2）清除杂质。密封液中的杂质、磨损物、管路中的铁锈等固体物在运转过程中起磨蚀剂的作用，易將密封端面磨坏。因此，必须经常地清除掉这些杂质，保持密封液的洁净。（3）优化结构。在结构上，当输送强腐蚀流体时，可采用外装式或双端面密封结构，以减轻腐蚀对密封件的影响，因为这种密封不直接接触工艺流体介质或者与介质接触的零件数较少。（4）金属保护层。金属保护层是将具有阴极或阳极保护作用的金属或合金，通过电镀、喷镀、化学镀、热镀和渗镀等方法，在需要防护的密封金属零件表面形成金属保护层或膜，来隔离金属与输送介质的接触，或利用电化学的保护作用使金属得到保护，以预防腐蚀。
2.3 加强机械密封的运行管理
（1）在泵启动前，要进行充分地排气，以确保密封腔内有充足的液体。在输送凝固介质时，要利用蒸汽将密封腔加热使得介质溶化。如果泵用机械在启动后，发现有泄漏的现象，应该对其再观察一段时间，在持续运行了4个小时之后依旧有泄漏情况，相关工作人员应该立即停泵运行。（2）对机械密封和其辅助的封油装置以及管线的安装情况进行检查，看其是否符合安装的要求，密封的辅助系统是否可以投入使用。（3）当泵用机械停止运行后，不能马上将封油腔以及端面密封的冷却水停止运行，正确的操作步骤是等密封处的油温下降到低于80摄氏度时再将冷却水关停，避免损坏了密封的零件。（4）泵用机械操作压力应该处于平稳的状态，压力的波动应该不超过0.1MPa。在泵用机械运行过程中，防止机械出现抽空的情况，从而造成密封面形成摩擦而使得密封泄漏。
3 污水处理泵用机械密封维护、检修中应注意的问题
（1）润滑。对机械密封端面应进行适当润滑，这样可减少磨损和延长寿命，部分摩擦热也可由润滑剂带走。一般润滑剂可由介质本身承担，因此密封端面（动环、静环）间弹簧压力不应过大。（2）冲洗冷却。泵用机械密封工作使端面上产生的热量应及时传递出去，否则端面间的液膜就会气化而形成干摩擦，必须考虑冲洗冷却措施。一般冲洗冷却液采用内部密封介质，也可采用外部供水冷却冲洗。在机械密封使用中应绝对保证冲洗冷却液的供应及冲洗冷却液的畅通，必要时应定期清理。（3）旧密封更新。相对而言使用新机械密封的效果好于旧的，但新机械密封的质量或材质选择不当时，配合尺寸误差较大会影响密封效果；在聚合性渗透性介质中，静环如无过度磨损，还是不更换为好。因为静环在静环座中长时间处于静止状态，使聚合物和杂质沉积为一体，起到了较好的密封作用。（4）密封拆修。一旦出现机械密封泄漏不要急于拆修，其实，有时密封并没有损坏，只需调整工况或适当调整密封就可消除泄漏。这样既避免浪费又可以验证自己的故障判断能力，积累维修经验提高检修质量。
4 结束语
综上所述，提高机械密封有效性，要根据机械设备的实际情况，针对机械设备的装置要求，正确选型、认真进行精度检查，规范安装，要严格按操作规范进行操作，及时维护保养。从而减少机械密封泄漏的情况，有效地降低故障的发生率。
参考文献：
[1]论化工机械密封的泄露问题与维修对策[J].王洪侠.黑龙江科技信息.2017（01）.
[2]流体静压机械密封动力学性能分析[J].朱维兵，晏静江，王和顺.机械设计与制造.2017（04）.
（作者单位：中原环保股份有限公司）
关键词：污水处理；泵用机械；密封失效；解决方案
1 污水处理泵用机械密封失效分析
1.1 安装静试时泄漏
机械密封安装调试好后，进行静试时，如泄漏量较小，多为动环或静环密封圈存在问题，如泄漏量较大，则动、静环摩擦副有问题。根据现场维修经验造成这些往往是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。
1.2 试运转时出现的泄漏
在实际工作中，试运转时机械密封泄漏在排除轴间及端盖密封失效后，主要是动、静环摩擦副受破坏引起的。如①安装机械密封时压缩量过大，导致摩擦副端面严重磨损、擦伤等；②工作介质中有颗粒状物质，运转中进入摩擦副，擦伤动、静环密封端面；③动环密封圈过紧，弹簧无法调整动环的轴向浮动量；④静环密封圈过松，当动环轴向浮动时，静环脱离静环座；
1.3 正常运转中突然泄漏
离心泵在运转中突然泄漏少数是因正常磨损或已达到使用寿命，而大多数是由于工况变化较大或操作、维护不当引起的。①抽空、气蚀或较长时间憋压，导致密封破坏；②对泵实际输出量偏小，大量介质泵内循环，热量积聚，引起介质气化，导致密封失效；③回流量偏大，导致吸人管侧容器（塔、釜、罐、池）底部沉渣泛起，损坏密封；④对较长时间停运，重新起动时没有手动盘车，摩擦副因粘连而扯坏密封面；⑤介质中腐蚀性、聚合性、结胶性物质增多；⑥环境温度急剧变化；⑦工况频繁变化或调整；⑧突然停电或故障停机等。离心泵在正常运转中突然泄漏，如不能及时发现，往往会酿成较大事故或损失，须予以重视并采取有效措施。
2 污水处理泵用机械密封失效的解决方法
2.1 正确选型
正确地选择泵用机械密封型式，能有效地增加设备运行的时间。于石化企业而言，常用的高温热油泵有很多种。它们的主要特点是：使用的温度比较高，可达到350摄氏度左右，介质的黏度比较大。一般采用金属波纹管机械密封。波纹管的组件材料可以选用特种的耐高温合金材料。高温泵用机械密封对于波纹管的组件材料要求高，最好选用耐高温的合金材料。但是很多企业为了降低成本，只是选择了普通材料，所以，在高温的情况下很容易发生失去弹性的情况。除此之外，还要防止波纹管出现扭断的情况，在一些减压装置中，系统通常会负压，密封环内如果利用硬质合金进行配对，端面会因为缺少润滑的因素而使得波纹管组件出现扭断的情况。
2.2 提高抗腐蚀能力
（1）材料选择上，凡是与输送介质相接触的密封零件的材料，要求比输送该介质的泵的过流部件的材质高一级。同时应根据所输送介质的类别合理选择材质搭配。（2）清除杂质。密封液中的杂质、磨损物、管路中的铁锈等固体物在运转过程中起磨蚀剂的作用，易將密封端面磨坏。因此，必须经常地清除掉这些杂质，保持密封液的洁净。（3）优化结构。在结构上，当输送强腐蚀流体时，可采用外装式或双端面密封结构，以减轻腐蚀对密封件的影响，因为这种密封不直接接触工艺流体介质或者与介质接触的零件数较少。（4）金属保护层。金属保护层是将具有阴极或阳极保护作用的金属或合金，通过电镀、喷镀、化学镀、热镀和渗镀等方法，在需要防护的密封金属零件表面形成金属保护层或膜，来隔离金属与输送介质的接触，或利用电化学的保护作用使金属得到保护，以预防腐蚀。
2.3 加强机械密封的运行管理
（1）在泵启动前，要进行充分地排气，以确保密封腔内有充足的液体。在输送凝固介质时，要利用蒸汽将密封腔加热使得介质溶化。如果泵用机械在启动后，发现有泄漏的现象，应该对其再观察一段时间，在持续运行了4个小时之后依旧有泄漏情况，相关工作人员应该立即停泵运行。（2）对机械密封和其辅助的封油装置以及管线的安装情况进行检查，看其是否符合安装的要求，密封的辅助系统是否可以投入使用。（3）当泵用机械停止运行后，不能马上将封油腔以及端面密封的冷却水停止运行，正确的操作步骤是等密封处的油温下降到低于80摄氏度时再将冷却水关停，避免损坏了密封的零件。（4）泵用机械操作压力应该处于平稳的状态，压力的波动应该不超过0.1MPa。在泵用机械运行过程中，防止机械出现抽空的情况，从而造成密封面形成摩擦而使得密封泄漏。
3 污水处理泵用机械密封维护、检修中应注意的问题
（1）润滑。对机械密封端面应进行适当润滑，这样可减少磨损和延长寿命，部分摩擦热也可由润滑剂带走。一般润滑剂可由介质本身承担，因此密封端面（动环、静环）间弹簧压力不应过大。（2）冲洗冷却。泵用机械密封工作使端面上产生的热量应及时传递出去，否则端面间的液膜就会气化而形成干摩擦，必须考虑冲洗冷却措施。一般冲洗冷却液采用内部密封介质，也可采用外部供水冷却冲洗。在机械密封使用中应绝对保证冲洗冷却液的供应及冲洗冷却液的畅通，必要时应定期清理。（3）旧密封更新。相对而言使用新机械密封的效果好于旧的，但新机械密封的质量或材质选择不当时，配合尺寸误差较大会影响密封效果；在聚合性渗透性介质中，静环如无过度磨损，还是不更换为好。因为静环在静环座中长时间处于静止状态，使聚合物和杂质沉积为一体，起到了较好的密封作用。（4）密封拆修。一旦出现机械密封泄漏不要急于拆修，其实，有时密封并没有损坏，只需调整工况或适当调整密封就可消除泄漏。这样既避免浪费又可以验证自己的故障判断能力，积累维修经验提高检修质量。
4 结束语
综上所述，提高机械密封有效性，要根据机械设备的实际情况，针对机械设备的装置要求，正确选型、认真进行精度检查，规范安装，要严格按操作规范进行操作，及时维护保养。从而减少机械密封泄漏的情况，有效地降低故障的发生率。
参考文献：
[1]论化工机械密封的泄露问题与维修对策[J].王洪侠.黑龙江科技信息.2017（01）.
[2]流体静压机械密封动力学性能分析[J].朱维兵，晏静江，王和顺.机械设计与制造.2017（04）.
（作者单位：中原环保股份有限公司）