中海石油（中国）有限公司天津分公司 天津 300459
摘要：近年来，我国的工业化进程有了很大进展，对水泵的应用也越来越广泛。水泵的核心部件有主轴、叶轮、机械密封等，主轴和叶轮在水泵正常运行时起到关键作用，相对于机械密封问题较少，机械密封对水泵起到举足轻重的作用，水泵是否渗漏，机械密封是关键。本文对海上水泵机械设备的关键部件机械密封的使用情况进行分析，研究机械密封的失效原因、渗漏后的处理方式和正确的安装关键步骤，实现了机械密封良好的使用效果，大大减少了维修强度。
关键词：机械密封；渗漏现象；失效；维修
引言
水泵是工业生产制造过程中经常用到的一种机械设备，其在机械生产过程中起到液体运输和增压作用。在长期的使用过程中，水泵容易出现泄露问题，严重影响水泵的正常工作，同时也给周围机械设备造成了一定的安全隐患。针对此类问题，要及时找准泄漏位置，并给予补救措施，以增强水泵的密封性。在维修的过程中，机械密封技术是一种常见的方法。
1机械密封技术密封原理
机械密封通常借助垂直于轴方向并做相对滑动运动的端面，流体处于流体压力下，从而保证良好的贴合状态，辅助配备密封。这样形成一种能够有效地防止流体泄露的轴承密封。当机械密封处于工作状态时，通常借助弹性元件的压力，以及相应的环端面密封运动副产生的预紧力，这样能够使得轴向端面产生相应的密封作用。其中，动环端面和静环端面两者之间形成摩擦副，通常动环端面可以借助密封腔内的液体产生压力。在静环端面压紧过程中，能够使动、静环的端面上产生相应的压力，与此同时能够在端面位置形成薄的边界膜，这样可以构成机械密封。
2常见的周期性机械密封渗漏
（1）海上水泵机械的水泵转子轴向窜动量比较大。水泵在运行的过程中，如果产生轴向的窜动会很直接的影响到水泵机械的密封性能。由于辅助机械密封与轴采用的是过盈配合，造成了动环不能在轴线上灵活的移动。当水泵机械翻转的时候，造成了静环和动环之间造成磨损，而得不到位移的补偿。水泵的轴向位移会造成密封机械的端面的压力增长较快，造成一端的动环被压坏，而另外一端的动环压力不足而失效。在水泵机械的密封装配的时候，保证辅助密封和轴的配合适中，使得轴向的窜动量在一个适当的范围。在可以保证机械密封的前提下，可以实现动环在轴线上的灵活移动。（2）小型潜污水泵的机械渗漏。一些小型的海上水泵机械常常因为磨轴而产生失效。磨轴主要在动环的辅助密封处的动环和静环位置，由于端面采用机械密封，其反压状态是一种不良的工作状态，一些环境中的颗粒和杂质都很容易造成密封的渗漏。且由于磨轴采用的是橡胶波纹的管子，动环和静环之间传递转矩的时候由于不良的润滑状态会产生相对的转动。当其受到弱酸或者弱碱的腐蚀而丧失弹性的时候就会出现磨轴的现象。为此，需要保持端盖和油室的清洁度，并且根据不同的介质选取不同的机械密封。（3）机械密封面的润滑油不足引起机械密封的渗漏，这时候要将油腔内的润滑油油量高度高于动环和静环的密封面。
3水泵机械密封正确处理方法
3.1选择合适的轴套
轴套式水泵结构当中的一个重要组成部分。在安装轴套时，要保证轴套选用的合理性，只有轴套与其他结构之间相互配合才能够有效保证水泵泄露问题发生概率降低，从而提高水泵的运行效率。在选用轴套时，要查阅相关手册，并根据水泵需要实现的功能选择不同材料的、不同种类的轴套。
在水泵的运行过程中，要及时对水泵的运行状态进行监测，发现有以下两种情况时需要进行轴套的更换：一种是当长度相同而内径不同时，可选用内径大于原来设备的新设备进行更换，并按照新设备的规格进行轴套制作。新设备的轴套规格上与原来的轴套存在一定差异，主要体现在轴套的口径上，其他尺寸需要保持一致，以保证水泵的密封性。第二种是轴的大小和尺寸均相同，但机械密封形式不一致。此时，应当选用与原有规格相同的设备来进行替换，并按照原有设备进行轴套制作即可。更换设备虽然能够解决水泵的漏水现象，但是在一定程度上来说，水泵的连接处增加，维修工作量也增多，继而成本也会有所提高。
3.2机械密封安装的注意事项及分析
（1）弹簧伸缩量要适度。弹簧压缩量过小，不能长效地起到密封作用；弹簧压缩量过大，失去调节动静环之间压力的功能，导致密封端面加速磨损，瞬间烧损。（2）动环O形圈要使用标准尺寸。动环O形圈装配过紧：①加快O形圈与轴套间的磨损；②加大动环轴向调整、移动的阻力，在泵运行状况变化频繁时无法及时进行调节；③使动环O形圈受挤压变形，影响密封效果，将大大缩短O形圈使用寿命。动环O形圈装配过松会出现O形圈与轴之间密封不严或不能长效起到密封作用，造成安装失败。（3）静环O形圈要使用标准尺寸。静环O形圈装配过紧虽然密封效果会好些，但是过紧也会有一定的影响：①安装会造成O形圈变形，影响密封效果；②静环密封端面材质以石墨居多，材质较脆，安装时过度受力极易引起碎裂；③不便于安装拆卸，非常容易使静环损坏。静环O形圈过松会出现O形圈与静环底座之间密封不严或不能长效起到密封作用，造成安装失败。（4）锁紧螺母要按照规范紧固。锁紧螺母的紧固力度适中，使轴间垫始终保持一定的伸缩量，始终保持较好的密封性能。在装配过程中，有时会把锁紧螺母紧固得太紧或者太松，锁紧螺母过紧会导致轴间垫过早磨损失效，长时间运行会出现密封效果较差，导致渗漏；锁紧螺母过松会导致轴位移、轴间内有杂质、轴与轴套配合间隙处形成较大的形位误差、轴套接触面磨损、轴上各部件配合出现间隙等，直接导致渗漏。
3.3高温水泵的机械密封分析
在水泵运行过程中，密封端面相互摩擦会产生热量，如果这些热量不能及时进行疏散，则会引发密封端面液体膜发生沸腾现象。判断这一现象的主要方法是通过辨别密封环发出的声音来进行，或者通过间歇振荡冒汽的情况进行判断。当静环端面被轻微腐蚀，其表面会形成彗星状的温力。同时，液体膜沸腾导致的液体汽化，会造成密封端面发生倾斜，与碳石墨环呈现出外缘切边的状态。并且由于液体膜呈现出蒸汽状态，动环硬密封面上也会发生热裂现象。当两个密封端面由于高温而分开，其中间则会被冷却器液体充满，从而合拢。为了避免高温影响机械密封效果，则需要对被密封产品进行严格的校对，检查其是否满足机械密封的需求。
3.4其他因素引起的机械密封渗漏
在海上水泵机械的密封中经常存在设计、结构和安装不合理的地方。在机械密封的设计中，弹簧片的压缩量误差需要控制在2毫米之内，过大会造成密封的端面压力较大，造成摩擦发热过多，过多的发热量会造成密封面的热变形而造成磨损。而如果压缩量过小，则会造成动环和静端面之间的比压不足，造成不能密封。
结语
综上所述，机械密封作为水泵的重要组成部分，安装和使用同等重要。分析机械密封的失效原因和使用注意事项，在长时间运行的过程中，若发生机械密封泄漏问题，可以采取的应对措施。根据理论结合实际的相关经验，总结更换机械密封的要领、机械密封维修和使用过程中存在的误区，保证机械密封长时间正常稳定使用，减少维修工作周期，节省企业的运营成本。
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