一、上虞機械密封的工作原理和特點
　　上虞機械密封，也稱為端面密封，是旋轉(zhuǎn)軸的動態(tài)密封。它依靠彈簧和密封介質(zhì)的壓力，在旋轉(zhuǎn)動環(huán)和靜環(huán)的接觸面上產(chǎn)生適當?shù)臄D壓力，使兩個端面緊密貼合(端面之間保持很薄的油膜，潤滑動環(huán)和靜環(huán))。因此，介質(zhì)通過密封端面的阻力很大，從而防止液體或氣體物質(zhì)的泄漏，達到密封的目的。
　　上虞機械密封具有性能可靠、泄漏小、使用壽命長、功耗低、無需頻繁維護、對軸磨損小的優(yōu)點，能夠滿足生產(chǎn)自動化和高溫、低溫、真空、高速以及各種強腐蝕介質(zhì)和含固體顆粒介質(zhì)等惡劣工況的密封要求。因此，上虞機械密封是世界上這些設備最重要的軸封方式。但上虞機械密封結(jié)構(gòu)復雜，制造安裝精度高，成本高，對維修人員技術(shù)要求高。因此，保證上虞機械密封的可靠性和延長其使用壽命至關(guān)重要。
　　二、上虞機械密封的結(jié)構(gòu)特點
　　上虞機械密封一般由四部分組成：即由動環(huán)和靜環(huán)組成的密封端面(摩擦副);輔助密封圈(多為O型圈);彈性元件為主要零件的緩沖補償機構(gòu);使動環(huán)隨軸旋轉(zhuǎn)的傳動機構(gòu)。密封分為單密封和雙密封兩種形式，單密封為一套密封只有1對動靜環(huán)，靠物料冷卻密封面，不需要密封水;雙密封為一套密封有2對動靜環(huán)，靠密封水冷卻，適合物料溫度較高的場合使用。我廠使用的密封多為雙密封形式。
　　1、摩擦副,即動環(huán)和靜環(huán)的總稱,是構(gòu)成上虞機械密封的主要元件,在很大程度上決定了上虞機械密封的使用性能。
　　2、機械密封的輔助密封圈共有兩個，即動環(huán)和軸套之間的密封以及靜環(huán)與壓蓋之間的密封。由它造成的故障就是泄漏量大。他們一般屬于靜密封，但當密封端面和軸的中心線不垂直時，軸向運動的位移量就比較大。輔助密封圈的材料大多是合成橡膠或柔性石墨、聚四氟乙烯，在軸向力的反復作用下，它們會逐漸老化、磨損、斷裂，喪失密封性能。
　　3、緩沖補償機構(gòu)的主要零部件是彈性元件，即具有一定屈服系數(shù)的彈簧或波紋管，其作用是保持密封端面的貼合，其中波紋管可采用橡膠、聚四氟乙烯和焊接金屬等材料制作。
　　4、傳動機構(gòu)。軸套對機械密封的影響主要是軸套表面的磨損和定位螺栓的脫落失效。軸套表面磨損后會使軸套外徑變小，密封沒有過盈力而產(chǎn)生泄漏，磨損同時也會使軸套表面出現(xiàn)溝槽導致密封圈和軸套之間的摩擦力增大，彈性力不足以克服該阻力，失去補償作用。有些密封補償機構(gòu)有定位螺栓，螺栓脫落后會導致補償機構(gòu)帶著動環(huán)及其密封圈與軸套之間打轉(zhuǎn)，從而破壞動環(huán)密封圈、軸套和補償機構(gòu)，從而導致密封泄漏和損壞。
　　三、機械密封常見故障及處理
　　在安裝運行過程中常見的機械密封失效現(xiàn)象有以下幾種：
　　1、 加水或靜壓試驗時發(fā)生泄漏
　　泵的機械密封安裝完成后，要進行水壓試驗，以檢查機械密封的安裝質(zhì)量。一般來說，只要熟悉泵的結(jié)構(gòu)和細心觀察，就可以從泄漏量或泄漏部位來正確判斷泄漏的原因。
　　⑴機械密封泄漏量較小，說明動環(huán)或靜環(huán)的密封圈在安裝過程中出現(xiàn)了問題，若泄漏量偏大，則表明動環(huán)和靜環(huán)之間的接觸面不平，或安裝時發(fā)生碰傷及損壞，導致密封失效，不能形成緊密的密封面。
　　⑵泄漏量較小，盤車后泄漏量沒有增大，說明動環(huán)或靜環(huán)的橡膠密封圈在安裝時強行擠入導致?lián)p壞;若盤車后泄漏量增大，說明動環(huán)和靜環(huán)的接觸面不平或損壞。
　　⑶泄漏的水順著泵軸的方向漏出，說明動環(huán)密封圈出現(xiàn)了問題;若水從四周漏出，則說明靜環(huán)密封圈失效。
　　2、 生產(chǎn)運行過程中發(fā)生泄漏
　　在離心泵發(fā)生的故障當中，發(fā)生最多的水泵在運行過程中突然發(fā)生的機械密封泄漏。總結(jié)運行過程中發(fā)生機械密封泄漏的主要原因：
　　⑴離心泵入口有金屬顆粒或異物進入動靜環(huán)之間的密封端面，造成密封面磨損。
　　⑵機械密封安裝時過緊，在泵體啟動后高速運轉(zhuǎn)時，導致動靜環(huán)之間的密封面嚴重磨損。
　　⑶彈簧壓縮量調(diào)整不合適。調(diào)整彈簧的壓縮量就是調(diào)整機械密封的端面比壓，是關(guān)系到密封性能及使用壽命的重要參數(shù)，與密封的結(jié)構(gòu)形式、彈簧大小以及介質(zhì)壓力有關(guān)。端面比壓過大將損壞摩擦副，過小則容易泄漏。
　　⑷動環(huán)密封圈松緊。動環(huán)密封圈過緊有害無益，一是加劇密封圈和軸套之間的磨損，過早泄漏;而是增大了動環(huán)軸向調(diào)整、位移的阻力，在工作狀況變化頻繁時無法適當調(diào)整;三是彈簧彈簧過度疲勞容易損壞;四是使密封圈變形，影響密封效果。
　　⑸靜環(huán)密封圈松緊。靜環(huán)密封圈基本處于靜止狀態(tài)，相對較緊密封效果會好一些，特別是有些沒有靜環(huán)防轉(zhuǎn)銷的密封，必須保證靜環(huán)密封圈有一定的過盈量，從而給靜環(huán)一定的預緊力，防止靜環(huán)打轉(zhuǎn)。但過緊將導致：一是引起靜環(huán)密封過度變形影響密封效果;二是有些靜環(huán)材料為石墨、陶瓷，材質(zhì)較脆，過度受力容易引起碎裂;三是安裝、拆卸困難，極易損壞靜環(huán)。因此，靜環(huán)的內(nèi)勁一般比軸徑大1～2mm，O型圈的過盈量比孔徑大0.6mm左右為適;如是石墨、陶瓷材質(zhì)靜環(huán)采用靜環(huán)套，其過盈量在0.4～0.5mm為適。密封圈裝配時的松緊程度以涂上潤滑脂后以雙手壓入為準。手能很輕松壓入則太松，雙手用力壓入則太緊。
　　⑹泵空轉(zhuǎn)或密封水管脫落、密封水過小。這種情況的發(fā)生主要是由于操作工的操作不精心造成的，在我廠大部分密封損壞都是此原因造成的，占密封損壞的70%～80%。泵空轉(zhuǎn)只要1～2分鐘會使單密封由于密封面溫度過高而燒壞;對于雙密封而言，長時間空轉(zhuǎn)才可能燒壞物料端的密封面。泵密封水管脫落則會使雙密封電機端的密封很快燒壞，物料端的密封也會因物料溫度高而快速上升燒損。總之泵空轉(zhuǎn)和密封水管脫落會使密封面處于干磨狀態(tài)，造成石墨材質(zhì)的密封面出現(xiàn)深而粗的環(huán)狀溝槽，碳化硅、硬質(zhì)合金、陶瓷材質(zhì)等硬材質(zhì)的密封面出現(xiàn)徑向裂紋或斷裂、崩落，輔助密封圈老化、龜裂、變色、粘結(jié)，熱裝式硬質(zhì)合金密封環(huán)脫落。我廠大部分物料溫度在50～80℃，如密封水過小則會使密封面溫度升高，密封附近水份汽化發(fā)生氣蝕，導致泵打不走料，從而損壞機械密封，造成泄漏，這種情況在我廠板框間的三級泵上發(fā)生比較頻繁。
　　3、 機械密封本身質(zhì)量問題引發(fā)的泄漏。
　　⑴密封面精度不夠。更換機械密封時，要認真檢查所換的機械密封，特別是動靜環(huán)的密封面光潔度是否良好。一般來說，動環(huán)、靜環(huán)密封面的平面度應在≤0.0009mm以內(nèi)。
　　⑵動環(huán)的彈簧是否好用。應注意彈簧壓縮比是否合適，彈簧與軸或軸套之間的間隙是否合理。傳動方式是否有問題，端面寬度是否合理以及摩擦副的配對情況等。
　　4、 檢修不當引發(fā)的泄漏
　　在更換機械密封過程中，一定要注意檢修質(zhì)量，維修人員對于動靜環(huán)的密封面和密封圈等的安裝要特別小心，經(jīng)常出現(xiàn)操作不當造成密封面劃傷、密封圈損壞等問題。對于我廠通過錐套和鎖緊套聯(lián)接的SPS系列泵，一定要保證錐套鎖緊、電機軸承完好、泵徑向跳動≤0.04mm。
　　四、日常檢修中的安裝、維護
　　1、機械密封安裝使用的一般原則
　　⑴弄清設備的情況。要了解設備轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速、軸徑;要對設備制造精度和密封腔尺寸，設備本身的使用壽命以及設備在生產(chǎn)工藝中的地位等方面做全面均衡的考慮。
　　⑵估算介質(zhì)壓力。泵的密封腔一般不是泵的出口壓力，而是低于泵的出口壓力，約為泵出口壓力的1/3。
　　⑶弄清密封介質(zhì)的情況。要了解密封介質(zhì)的狀態(tài)，輸送介質(zhì)是氣態(tài)還是液態(tài)，介質(zhì)是否含顆粒物及顆粒狀況;了解介質(zhì)的性質(zhì)、溫度，以便合理選型及采用必要的冷卻、沖洗、潤滑措施。
　　2、機械密封安裝使用的技術(shù)要求
　　⑴安裝機械密封部位的軸或軸套的徑向跳動應符合下表要求。軸和軸或軸套外徑徑向跳動公差￠10～50mm0.03mm≥￠50～120mm0.05mm軸套的表面粗糙度應符合技術(shù)要求。
　　⑵傳動軸的軸向串動不超過0.2mm。
　　⑶密封腔體端面對軸表面的跳動公差應符合下表要求：軸或軸套外徑徑向跳動公差￠10～50mm0.03mm≥￠50～120mm0.05mm
　　⑷對于某些靠彈簧傳動的機械密封必須注意彈簧的旋向，即軸旋轉(zhuǎn)方向應使彈簧越來越緊，否則密封失效，彈簧旋向的旋轉(zhuǎn)由下述方法確定：由靜環(huán)向動環(huán)看，軸順時鐘旋轉(zhuǎn)用右旋彈簧，反之，則選用左旋彈簧。
　　3、機械密封的安裝方法及注意事項
　　機械密封部件在制造精度或安裝精度上要求都很嚴格，如果安裝不當，就會影響密封的使用壽命和密封性能，嚴重時將使密封迅速失效。
　　⑴安裝前的準備工作及安裝注意事項
　　a、檢查要進行安裝的機械密封型號、規(guī)格是否正確，零件是否缺少。
　　b、檢查機械密封各元件是否有損失，特別是動靜環(huán)的密封端面是否碰傷，如發(fā)現(xiàn)損壞，須進行返修或更換。各密封元件用汽油或煤油清洗干凈，保證各元件表面無灰塵、異物。
　　c、軸或軸套表面及密封腔內(nèi)壁、密封端蓋內(nèi)表面是否有毛刺、異物等，如發(fā)現(xiàn)毛刺應修平、打光，并進行清洗，保持清潔。
　　d、不要用不干凈的布或棉紗擦洗密封面，應使用干凈柔軟的紗布、脫脂棉之類的東西擦洗。
　　e、裝配時應保持清潔，保證密封面不被劃傷、碰壞，為便于安裝，可在密封面及密封圈和與其配合處抹少量的潤滑脂，以免啟動瞬間產(chǎn)生干磨。
　　⑴、機械密封的裝配順序：
　　a、密封靜環(huán)的安裝：先將防轉(zhuǎn)銷裝入靜環(huán)座中，再將靜環(huán)裝入靜環(huán)座中，注意將靜環(huán)上的凹槽對準防轉(zhuǎn)銷。
　　b、密封動環(huán)的安裝：將密封的旋轉(zhuǎn)部件按先后次序組裝到軸上。若有軸套則先把動環(huán)部件裝入軸套，然后把裝有動環(huán)的軸套裝到軸上。
　　c、端蓋裝在密封體上，用螺絲均勻擰緊。
　　d、盤動試車是否輕松，若盤不動或吃力，則需要檢查裝配尺寸是否正確。
　　五、機械密封的啟動與運行維護
　　運轉(zhuǎn)設備的正常運轉(zhuǎn)是系統(tǒng)安全運行的基礎，因此，在日常生產(chǎn)中只要從細微入手，才能保證設備的正常運轉(zhuǎn)。
　　1、啟動前的檢查：
　　a、全面檢查機械密封以及附屬裝置和管線安裝是否齊全，是否符合技術(shù)要求。
　　b、機械密封啟動前應進行靜壓試驗，檢查密封是否有泄漏。如泄漏較多，應查清原因予以消除。
　　c、按泵旋轉(zhuǎn)方向盤車，檢查是否輕松均勻。如盤車吃力或卡死，應檢查裝配尺寸是否有誤。啟動前盤車還可防止應突然啟動造成密封環(huán)碎裂現(xiàn)象發(fā)生。
　　d、啟動前應保持密封腔內(nèi)充滿液體，排氣。
　　2、啟動及運行時的注意事項：
　　a、啟動后若有輕微泄漏現(xiàn)象，應觀察一段時間。如連續(xù)運行4小時泄漏量仍不減少，須停泵檢查。
　　b、在運行中，應避免物料打空抽干和密封水脫落的現(xiàn)象，以免造成密封干磨損壞。
　　c、經(jīng)常巡視檢查密封情況，如泄漏嚴重且無好轉(zhuǎn)趨勢，則應進行停泵檢查。
　　六、結(jié)束語
　　針對化工上虞離心泵上虞機械密封出現(xiàn)的問題，總結(jié)了機械密封比較常見的滲漏原因。在使用機械密封時，應分析使用機械密封的各種因素，使機械密封適用與各種泵的技術(shù)要求和使用要求，以保證密封長期可靠運行，切實節(jié)約生產(chǎn)成本。