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摘 要：机械密封是机械设备中常见的一种密封形式，对整个机械的运转至关重要。泄露是机械密封失效的主要形式，针对泄露对机械密封失效的原因进行分析，并提出一些处理措施，对预防机械密封的失效有一定帮助。
关键词：机械密封;失效原因;预防措施
机械密封又称作端面密封，是指有至少一对垂直于旋转轴线的端面在流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。它是机械设备中常用的一种密封形式，相对填料密封来说，具有可靠性高、使用寿命长、对轴摩擦小、使用范围广等优点，且随着现在许多工厂的“零泄漏”需要，填料密封无法达到此要求，因此机械密封在工业的各个领域应用越来越广。
由于机械密封构造复杂，是流体机械的薄弱环节，它的失效是造成设备维修的主要原因。据统计，泵在运转半年后，就有40%-50%的机械密封失效。如何保证机械密封长期稳定、可靠的运转，是每个设备工作者面临的亟待解决的问题。
1 机械密封失效原因
1.1 腐蚀失效
1.1.1 表面腐蚀
腐蚀介质接触机械密封表面造成腐蚀，严重的甚至造成穿蚀。其危害是降低零件的硬度和强度，对安全运行带来隐患。
1.1.2 点蚀
弹簧套上一般会发生区域性点蚀，可通过蚀斑、蚀孔来判明。点蚀对机械密封的密封性能一般不会造成太大的影响，但必要时必须进行更换。
1.1.3 应力腐蚀
应力腐蚀是指在拉应力作用下，金属在腐蚀介质中引起的破坏。弹簧等金属部件在应力腐蚀的作用下可能会发生腐蚀断裂造成机械密封失效。
1.1.4 间隙腐蚀
间隙腐蚀是发生于间隙及有停滞溶液遮蔽表面处的局部电化学腐蚀，通常发生于开口处有百万分之几公尺或更小宽度的间隙。
1.1.5 电化学腐蚀
电化学腐蚀比其他类型的腐蚀破坏更为常见，对金属的破坏性极大。机械密封使用的金属材料由于工作环境可能发生电化学腐蚀造成密封失效。
1.2 磨擦失效
磨擦失效时机械密封失效的一种常见形式。当机械密封的摩擦副表面之间存在异物，或摩擦副使用的材料耐磨性差、 摩擦系数大、 端面比压过大，都会在密封面形成磨擦。
磨擦可能造成机械密封局部温度过高，将会产生一些问题。比如摩擦副发生热裂及热变形加快材料磨损及腐蚀，弹簧在高温下失去弹性，密封圈超出使用温度发生高温老化、变硬、龟裂等，这些都会对密封性能造成一定影响，严重的甚至会导致密封失效。
1.3 压力波动造成失效
当密封腔内的压力超出一定范围时，会加大密封端面比压，不利于液膜的形成，端面磨损加重，同时引起端面发热量增加，可能造成密封零件的变形。
如果工作压力发生较大波动，会对密封零件的弹性变形量造成影响，从而影响密封效果。同时，泄漏量也会出现相应变化，对密封不利。
工作压力较低时，可能会出现密封干摩擦现象。此时由于密封件磨擦，密封件表面温度升高，密封件在高温下产生形变，促使磨擦的剧烈程度加大，磨损速度增快，最终导致密封环破裂或烧坏，导致密封失效。
1.4 橡胶圈密封失效
机械密封通常采用橡胶O型圈做为辅助密封。在机械密封运行一段时间后，O型圈可能由于老化、永久變形、损伤等原因失效。
2 外部条件对机械密封的影响
2.1 泵的汽蚀
如果泵在运行之前没有进行灌泵或泵的转速偏高，在泵的入口处发生汽蚀，介质中会产生气泡，一方面会对机械密封表面造成冲蚀，使其产生破损;另一方面会使动静环吻合面的液膜中也产生气泡，不能形成稳定液膜，造成密封面的干摩擦，导致密封失效。
2.2 泵振动过大
如果存在泵轴设计不合理、轴承精度不够、联轴器的平行度差、径向力大等原因，会造成泵振动过大。泵的振动分为垂直、水平、轴向三个方向，其中轴向振动过大对机械密封的影响最大。
当轴向振动过大时，可能造成动静环之间发生瞬间分离。在液膜压力的作用下，密封面开启，出现大量泄露。如果此时密封面附近的介质中存在颗粒杂质，进入密封端面，会导致密封端面的损坏。
2.3 泵轴挠度偏大
机械密封是一种旋转轴向的接触式动密封，它是在流体介质和弹性元件的作用下，两个垂直于轴心线的密封端面紧密贴合、相对旋转，从而达到密封效果。如果在运行过程中，机械密封安装在泵轴挠度较大处，会造成密封端面受力不均，从而产生泄露。
2.4 轴向力偏大
机械密封在使用过程中不能够承受轴向力，若存在轴向力，对机械密封的影响是严重的。如果轴向力没有被平衡掉，使机械密封承受一个轴向力，运转时压盖温度将偏高，对于聚丙烯类的介质，在高温下会被熔融，因此泵启动后很快就失去密封效果，泵静止时则密封端面出现间断的喷漏现象。
3 预防机械密封失效的措施
3.1 选择、安装正确
每种机械密封都有其使用范围，根据工作环境选择正确型号是保证机械密封长期可靠运行的第一步。
安装前，要仔细检查各个部件的完好性和规范性，按机械密封的安装和图纸要求进行安装。安装过程中应正确使用百分表、游标卡尺等工具，确保静环与轴不偏心、动环与轴间隙合理等。
3.2 防止腐蚀引起失效
对腐蚀造成密封失效的问题应引起足够的重视。做好泵的日常保养工作，避免输送介质腐蚀密封系统。另外，可定期使用高纯度的透平油冲洗密封件，提高其抗腐蚀性能。
3.3 防止磨擦引起失效
为避免由于磨擦引起机械密封失效，除了摩擦副应选用具有良好磨擦性能的材料，还要保证密封面的平整度和粗糙度达到要求。另外，在安装时，要清除端面异物;在运行过程中，要使用合格的输送介质，避免固态颗粒等杂质混入输送介质。
3.4 橡胶圈失效
橡胶圈有一定的使用寿命，在使用过程中，应计算好时间，及时更换。在检修时，如发现密封圈变硬、开裂、变形等应立即更换密封圈。
3.5 提高操作人员技能
在运行前，应加强人员培训，提高人员的操作技能。在起泵时，应按照要求灌泵，避免发生汽蚀现象。另外，平时应安排人员做好泵的日常保养维护工作，定时盘车，避免出现泵轴挠度偏大等现象。
4 总结
机械密封失效的问题在实际工作中比较常见，而引起失效的原因很多，也很复杂。除机械密封本身的因素外，还受到工作环境、工艺条件、运行状况等多方面的影响。因此，在平时应做好机械密封失效的防范工作，发现问题及时解决，确保其处于良好的工作状态。
参考文献
[1] 郭海峰，张玉梅. 离心泵机械密封失效原因分析及消除措施[ J].化学工业，2010，01：34-36.
[2] 李立. 离心泵机械密封失效的原因及对策[ J].化工管理，2014，05：100.
[3] 李怀臣. 机械密封失效原因[ J].氯碱工业，2004，07：42-43.
[4] 胡亚杰，王志强，赵永极. 械密封失效原因分析[ J].橡塑工业与装备，2002，08：40-41.
关键词：机械密封;失效原因;预防措施
机械密封又称作端面密封，是指有至少一对垂直于旋转轴线的端面在流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。它是机械设备中常用的一种密封形式，相对填料密封来说，具有可靠性高、使用寿命长、对轴摩擦小、使用范围广等优点，且随着现在许多工厂的“零泄漏”需要，填料密封无法达到此要求，因此机械密封在工业的各个领域应用越来越广。
由于机械密封构造复杂，是流体机械的薄弱环节，它的失效是造成设备维修的主要原因。据统计，泵在运转半年后，就有40%-50%的机械密封失效。如何保证机械密封长期稳定、可靠的运转，是每个设备工作者面临的亟待解决的问题。
1 机械密封失效原因
1.1 腐蚀失效
1.1.1 表面腐蚀
腐蚀介质接触机械密封表面造成腐蚀，严重的甚至造成穿蚀。其危害是降低零件的硬度和强度，对安全运行带来隐患。
1.1.2 点蚀
弹簧套上一般会发生区域性点蚀，可通过蚀斑、蚀孔来判明。点蚀对机械密封的密封性能一般不会造成太大的影响，但必要时必须进行更换。
1.1.3 应力腐蚀
应力腐蚀是指在拉应力作用下，金属在腐蚀介质中引起的破坏。弹簧等金属部件在应力腐蚀的作用下可能会发生腐蚀断裂造成机械密封失效。
1.1.4 间隙腐蚀
间隙腐蚀是发生于间隙及有停滞溶液遮蔽表面处的局部电化学腐蚀，通常发生于开口处有百万分之几公尺或更小宽度的间隙。
1.1.5 电化学腐蚀
电化学腐蚀比其他类型的腐蚀破坏更为常见，对金属的破坏性极大。机械密封使用的金属材料由于工作环境可能发生电化学腐蚀造成密封失效。
1.2 磨擦失效
磨擦失效时机械密封失效的一种常见形式。当机械密封的摩擦副表面之间存在异物，或摩擦副使用的材料耐磨性差、 摩擦系数大、 端面比压过大，都会在密封面形成磨擦。
磨擦可能造成机械密封局部温度过高，将会产生一些问题。比如摩擦副发生热裂及热变形加快材料磨损及腐蚀，弹簧在高温下失去弹性，密封圈超出使用温度发生高温老化、变硬、龟裂等，这些都会对密封性能造成一定影响，严重的甚至会导致密封失效。
1.3 压力波动造成失效
当密封腔内的压力超出一定范围时，会加大密封端面比压，不利于液膜的形成，端面磨损加重，同时引起端面发热量增加，可能造成密封零件的变形。
如果工作压力发生较大波动，会对密封零件的弹性变形量造成影响，从而影响密封效果。同时，泄漏量也会出现相应变化，对密封不利。
工作压力较低时，可能会出现密封干摩擦现象。此时由于密封件磨擦，密封件表面温度升高，密封件在高温下产生形变，促使磨擦的剧烈程度加大，磨损速度增快，最终导致密封环破裂或烧坏，导致密封失效。
1.4 橡胶圈密封失效
机械密封通常采用橡胶O型圈做为辅助密封。在机械密封运行一段时间后，O型圈可能由于老化、永久變形、损伤等原因失效。
2 外部条件对机械密封的影响
2.1 泵的汽蚀
如果泵在运行之前没有进行灌泵或泵的转速偏高，在泵的入口处发生汽蚀，介质中会产生气泡，一方面会对机械密封表面造成冲蚀，使其产生破损;另一方面会使动静环吻合面的液膜中也产生气泡，不能形成稳定液膜，造成密封面的干摩擦，导致密封失效。
2.2 泵振动过大
如果存在泵轴设计不合理、轴承精度不够、联轴器的平行度差、径向力大等原因，会造成泵振动过大。泵的振动分为垂直、水平、轴向三个方向，其中轴向振动过大对机械密封的影响最大。
当轴向振动过大时，可能造成动静环之间发生瞬间分离。在液膜压力的作用下，密封面开启，出现大量泄露。如果此时密封面附近的介质中存在颗粒杂质，进入密封端面，会导致密封端面的损坏。
2.3 泵轴挠度偏大
机械密封是一种旋转轴向的接触式动密封，它是在流体介质和弹性元件的作用下，两个垂直于轴心线的密封端面紧密贴合、相对旋转，从而达到密封效果。如果在运行过程中，机械密封安装在泵轴挠度较大处，会造成密封端面受力不均，从而产生泄露。
2.4 轴向力偏大
机械密封在使用过程中不能够承受轴向力，若存在轴向力，对机械密封的影响是严重的。如果轴向力没有被平衡掉，使机械密封承受一个轴向力，运转时压盖温度将偏高，对于聚丙烯类的介质，在高温下会被熔融，因此泵启动后很快就失去密封效果，泵静止时则密封端面出现间断的喷漏现象。
3 预防机械密封失效的措施
3.1 选择、安装正确
每种机械密封都有其使用范围，根据工作环境选择正确型号是保证机械密封长期可靠运行的第一步。
安装前，要仔细检查各个部件的完好性和规范性，按机械密封的安装和图纸要求进行安装。安装过程中应正确使用百分表、游标卡尺等工具，确保静环与轴不偏心、动环与轴间隙合理等。
3.2 防止腐蚀引起失效
对腐蚀造成密封失效的问题应引起足够的重视。做好泵的日常保养工作，避免输送介质腐蚀密封系统。另外，可定期使用高纯度的透平油冲洗密封件，提高其抗腐蚀性能。
3.3 防止磨擦引起失效
为避免由于磨擦引起机械密封失效，除了摩擦副应选用具有良好磨擦性能的材料，还要保证密封面的平整度和粗糙度达到要求。另外，在安装时，要清除端面异物;在运行过程中，要使用合格的输送介质，避免固态颗粒等杂质混入输送介质。
3.4 橡胶圈失效
橡胶圈有一定的使用寿命，在使用过程中，应计算好时间，及时更换。在检修时，如发现密封圈变硬、开裂、变形等应立即更换密封圈。
3.5 提高操作人员技能
在运行前，应加强人员培训，提高人员的操作技能。在起泵时，应按照要求灌泵，避免发生汽蚀现象。另外，平时应安排人员做好泵的日常保养维护工作，定时盘车，避免出现泵轴挠度偏大等现象。
4 总结
机械密封失效的问题在实际工作中比较常见，而引起失效的原因很多，也很复杂。除机械密封本身的因素外，还受到工作环境、工艺条件、运行状况等多方面的影响。因此，在平时应做好机械密封失效的防范工作，发现问题及时解决，确保其处于良好的工作状态。
参考文献
[1] 郭海峰，张玉梅. 离心泵机械密封失效原因分析及消除措施[ J].化学工业，2010，01：34-36.
[2] 李立. 离心泵机械密封失效的原因及对策[ J].化工管理，2014，05：100.
[3] 李怀臣. 机械密封失效原因[ J].氯碱工业，2004，07：42-43.
[4] 胡亚杰，王志强，赵永极. 械密封失效原因分析[ J].橡塑工业与装备，2002，08：40-41.