机械密封的使用与维修之我见

双狮（张家港）机械化工有限公司是一个生产硫酸、氯磺酸、104%烟酸、盐酸、碱、液氯的化工企业，装置中的机泵采用的是各种型式的机械密封。

相对于填料密封来说，机械密封是一种先进的密封技术，它是靠流体介质的压力和弹簧力，利用对光滑平面存有流体液膜而达到密封的效果，具有密封性好、性能可靠、摩擦功耗低、对转轴的磨损小、维修周期长等软填料无法实现的优点。别是在工作环境比较恶劣的场合（如高速、高温、高压、低温、有毒、易燃易爆等），更显其优越性。但是由于机械密封结构复杂，因此在选型、使用、维修不当的情况下，容易失效。氯气、硫酸、碱的泄露会对企业的安全、环保造成很大的影响。本文就我公司不同装置、不同类型的机械密封在使用、维修过程中出现的问题、原因和对策作相应阐述：

一、硫酸装置

1.介质浓度：93%～98%；温度：常温；压力：0.3～0.6MPa。

2.采用的机械密封：主要为108u、CM51等

3.108u机封的特点：单端面，带钩单弹簧，非平衡型机械密封，轴向尺寸紧凑，端面负荷均匀，旋转方向无关。

4.常见的机械密封泄漏原因和解决方法：

①最初动、静环选用浸渍石墨对碳化硅，考虑其优点在于低摩擦因素和低磨损特性，产生热量低，而且可短时间干磨。但实际使用3～5个月后密封就出现泄漏，究其原因主要是由于石墨环的硬度偏软，不耐磨，使用一段时间后磨损严重致使密封失效。后经改为碳化硅对碳化硅，密封效果明显好转，使用寿命大大延长，达一年甚至更长。

②硫酸泵是间隙性使用的，由于酸库里出来的硫酸往往带有点杂质（酸泥），停机时间一长，会在密封腔内结垢而使弹簧卡住，限制了弹簧的伸缩，造成机封的失效。采取的措施是：首先同机封生产厂家研究，对机封弹簧垫进行了改进，避免了弹簧的卡死现象；其次是对于停机的泵，尽可能清空管道，避免介质在密封腔内结垢。

③泵在检修时也要注意：

A）机封轴套与叶轮之间的密封圈需要及时更换，否则硫酸将从叶轮和轴套间泄露出来。

B）叶轮的平衡是相当重要的，叶轮的不平衡会引起振动，同样会使用机械密封失效。

C）轴承的检查是必须的，轴承损坏或轴承游隙加大，会导致泵轴剧烈跳动，这也是机械密封动、静环碎裂而导致密封失效的重要原因之一。

二、氯磺酸、104%烟酸装置

1.介质浓度：高浓度；温度：<45℃； 压力：0.2～0.5 MPa。

2.采用的机械密封：104型焊接金属波纹管

3.104型机封的特点：波纹管型机封密封较普通机封更具优越性：端面受力较均匀，追随性好，可以在一定程度上弥补由于转轴的挠曲变形、设备振动、动环和静环与轴套的同轴度误差等因素所产生的端面间隙（小于1Um），从而减少机械密封的泄露，提高了机泵的使用寿命。

特别对于氯磺酸、104%烟酸这类特殊介质，容不得一点泄漏，如果有一点泄漏，则会由于物料的闪蒸特性使泵体附近黄烟腾腾，环境相当难看，而且污染也特别严重。在这一方面，目前选用的该波纹管型机封很好的克服了普通密封的缺陷，使用效果很好。

三、碱装置

1.介质浓度：32%～50%；温度：40～160℃；压力0.3～0.6 MPa。

2.采用的机械密封：ZUU6N和进口型机械密封。

3. ZUU6N的特点：双端面单弹簧，可任意旋向，本体材料选用316L，用于32%碱泵，温度小于90℃，密封效果好，使用寿命长。

4.常见的机械密封泄漏原因和解决方法：

160℃的50%碱对于机械密封来说要求相当苛刻，最初采用原装进口机封，但由于其价格昂贵，购买周期太长，因此对于泵的维修十分不便。后来通过与国内机封生产厂商探讨，生产试用，目前已经国产化成功。该方案采用了硬质碳化硅对碳化硅的动、静摩擦环，接触介质部分采用镍材，辅助O型密封圈采用氟橡胶外包覆四氟聚合物的一种特殊胶圈。该机封的国产化，不仅降低了采购价格，而且供货周期大为缩短。

从实际使用情况来看，效果良好，使用稳定可靠。从其国产化过程中得到的经验是：最主要的问题是增设静环的防转销，并且静环的镍柱销不能松动，否则就卡不住静环。机封旋转产生的扭矩会使静环旋转，导致静环密封圈损坏失效，产生泄露。其次是使用的特殊材质包覆O型圈在高温下接触高浓度的强碱，合格的产品质量和尺寸相当重要。

四、盐水装置

1.NaCl浓度：310～32g/l； 温度：30～70℃；压力：0.3～0.6 MPa。

2.采用的机械密封：主要用J00型。

3.J00型机封特点：集装式双端面，轴向尺寸短，结构紧凑，动静环为碳化硅（对于盐水中结晶的小颗粒，不易产生密封端面的磨损），内、外端面采用平衡型结构，稳定性好，寿命可达2年，甚至更长。

4.常见的密封失效问题及相应对策：

①主要是泵运转时间长了以后，轴承精度降低或者故障，使得转轴径向跳动，引起机封泄露。②机封冷却水中断，造成机的封动、静环端面发热烧毁。③开车前要先盘动泵轴旋转几圈，在无杂音、无轻重的情况下，开启进口阀门，等泵腔充满介质液体后方可启动机泵。对此，需要加强平时操作人员的巡回检查制度、工艺制度执行的落实，减少操作人员的误操作或不作为，方可保证机封的使用寿命更长。

五、盐酸系统

1.盐酸浓度：31%；温度：30℃；压力：0.3～0.65MPa。

2.采用的机械密封：主要用WB2型。其特点：外装式、单端面、平衡型，聚四氟乙烯波纹管，动环为石墨碳纤维，静环为碳化硅。

3.常见的机械密封泄漏原因和解决方法：

①动环上的定位环螺钉松动，导致端面打开。解决的办法是安装螺钉时加弹簧垫圈，必要时用螺纹密封胶。

②静环压盖没有压紧或者压偏，导致静环碎裂。相应办法是在安装时注意静环位置，紧固静环压盖时使压盖螺栓受力均匀。

③静环与静环座之间密封垫的选用很重要，垫子既要耐盐酸，而且材质要软些，我们现在采用的包氟橡胶垫子，是经过反复试用才解决了密封垫子的泄露问题。因为只要有一点盐酸泄露，它与潮湿的空气接触，短时内就会把机封座腐蚀，这时再换密封垫子也无济于事。解决了密封的垫子问题，机封寿命也大大延长，同时也降低了相关机泵的维修率。

④启动泵时，没有盘车（使动、静环之间产生一层均匀的液膜）或泵腔体内没有介质，空泵运转使得机械密封动静环因干磨擦而瞬间损毁。在正常情况下此类机封相对J00机械密封来说寿命较短，一般在半年以上。但由于其价格不高，更换方便，对盐酸这类强腐蚀介质来说，比较合适。

结束语

由于机械密封结构相对复杂，制造、安装精度要求较高。设计不合理，安装误差，操作或使用不当以及辅助系统缺陷等都会引起机械密封的腐蚀失效、热裂失效、干磨失效、振动失效等等，在实际工作中解决机封失效问题的针对性很强，介质的不同，温度、压力的大小以及环境情况不同，解决方案绝也不同，更不能简单套用，这需要技术管理人员切实调查研究，认真分析，才能有好的解决方案，用好机械密封。在离子膜装置和各种生产酸的装置，机械密封装置失效形式的解决方案，基本在上述范围，希望能对酸、碱化工企业的生产装置中机泵的维修有所帮助。