机械密封故障分析及过程控制

王会强

淄博鑫泰石化有限公司 山东淄博 255400

摘要：机械密封装置常用于化工生产行业当中，机械密封装置在使用过程中不可避免地会发生不同程度的磨损，机械密封的损坏会对机械密封装置的正常运行造成一定的影响，从而对化工生产造成十分不利的干扰。针对机械密封装置的常见损坏，需要对造成损坏的原因进行深入的分析，结合具体的损坏情况采取相应的解决措施，从而确保机械密封装置的性能，满足化工生产的实际需求。

关键词：机械密封；故障分析；过程控制

引言

机械密封随着密封技术的发展，针对现代工艺流程中腐蚀性强的液体.机械密封技术得到很大发展，由于具有工作可靠，使用寿命长等优点，在工业中得到广泛应用。在石化机泵中应用广泛，随着石化行业的发展，对企业安全运行提出更高得到要求。如何提高机泵运行效率是关键。随着原油性质变化，石化企业频繁发生密封泄露导致火灾事故，为使机器设备高效安全运转，必须重视密封故障处理。分析机械密封失效原因，采取解决措施对保证设备运行具有重要意义。

1机械密封的概念

机械密封也被称为端面密封，是泵、液压传动装置及相关设备旋转装置密封时常用的机械高科技产品。当前科技不断发展的时代，各种新型密封材料和加工技术不断出现，也促进了当前滑动密封和各种密封技术的可持续发展。密封理论的主要内容包括密封摩擦润滑、密封原理和密封动力学理论等。密封结构由双面密封、多部分密封、单弹簧和多芯密封组成。密封件的机械部件多样化，主要区别在于弹簧零部件。旋转类型和静态类型是最常见的两种类型，但在使用过程中它们都有不同程度的优缺点。旋转类型的主要缺陷是其腐蚀性强，而静态类型在使用中没有这种缺陷。本机弹簧作为滑动环密封非常重要的一部分，具有非常直接的关系和对密封质量的影响，需要在加工过程中不断加强密封指标。在当前使用过程中，密封介质泄漏方向也分为两种类型:流动类型和径流类型。

2机械密封故障分析

机械设备长久运行会出现故障，密封装置中振动故障是常见故障，机械设备工作中不停旋转，动静环端面长期摩擦变得粗糙，机械设备运转中在密封装置出现振动故障。发热故障原因包括安装端面混入杂质，遇到腐蚀污染，密封端面未按要求冷却等。密封装置中介质泄漏是常见故障，故障原因复杂，主要包括静压实验故障，轴向窜动量飙升过高等。密封面需达到一定比压才能密封，泵轴窜量值不能过高，设计中不确定因素导致窜量超过控制产生故障。静压实验中的故障原因包括密封面未贴合严密，设备精度较低，安装中未清理杂质等。泄露是通用离心泵接密封常见问题，主要原因包括密封圈存在缺陷；传动零件质量低，弹簧存在缺陷，紧定零件质量较差等。动静环端面长期摩擦变得粗糙，机械设备运转导致密封振动增大。径向力过大，加工设计不合理，轴承精度过低等是振动偏大的根本原因。金属环是关键密封件，金属环腐蚀包括表面均匀腐蚀，应力腐蚀破裂等情况。腐蚀物质沾到金属环表面，金属腐蚀导致介质发生泄漏；金属环发出异响。金属环被腐蚀后表现为成膜腐蚀与无膜腐蚀状态。金属表面形成天然钝化膜，金属材料随着端面摩擦加深破坏，金属环缺氧下无法生成钝化膜。无膜腐蚀进程较快，与选材不当有关。非金属环是密封件中的关键部件，在腐蚀后对密封装置产生很大作用。

3机械密封故障过程控制

3.1机械密封试压工装设计

螺杆压缩机的机械密封为集装式双端面结构，采用集装式安装，因机封外侧装有止推轴承和同步齿轮等零部件，机封安装腔室内嵌深度较长，且由于密封腔室开孔较多，与机封配合间隙较小，在安装过程中经常造成偏斜或刮伤机封的密封O圈，经常因机封静压试压时保不住压力而反复拆卸，且每次拆卸后也无法准确判断漏点，需对集装式机械密封的所有零部件重新拆装检查一遍才可以，整个工作过程中效率低下且检修质量不高。针对如何快速准确判断机械密封泄漏点，现场通过对集装式机械密封进行测绘，设计了机械密封试压工装，该工装有两套分别适用于一二级两种规格的机械密封。机械密封的主密封副靠密封油来润滑和冷却，在试静压时需要1700kPa的压力油从图示密封油进口给压。为了配合其三道O圈静密封和进出口油道，密封油从机械密封进油口进入，出口在经过排气后用阀门封死，试压时用油泵将压力油打到1700kPa，保压半个小时，压降小于3%为合格。试压工装成功的设计与运用，不仅可以用于装配前机械密封的静压实验，准确判断机械密封的泄漏点并有针对性的进行维修，也广泛应用于送修机械密封质量和新采购机械密封的质量检验工作，切实提高了机械密封装配质量和维修效率。

3.2转子失衡故障处理

经大量研究和文献阅读，总体来看，在化工厂中，经常会因为溶液循环泵方面的影响，导致机械密封故障问题的发生。比如：某化工厂曾发生过3次频繁更换机械密封的问题。但是在一周之后，仍然出现了溶液循环泵泄漏问题的发生。此后，天然气化工厂相关工作人员便迅速开展了相关调查。在研究中发现，结合动平衡检测的方式，发现在其所使用的卧式硬支撑平衡机上共存在着质量为515g、255g、120g的检测点。因其质量相差较大，导致叶轮转子出现失衡问题。在此状况下，因为没有及时发现、及时处理，导致机械密封泄漏问题的发生。因此，在今后处理转子失衡故障问题时，可以结合平衡机的作用，对其进行内部结构优化和调整，扩大其流通面积，并安装压力表对其进行实时监测，从而有效提升使用效果。

3.3轴承监测

轴承振动在线监测系统的整体结构由传感器、变送器、收集器、中继器以及接收与分析终端等部分构成的。其中，轴承运行过程中的振动情况主要是由传感器进行实时监测，并且传感器还能够将所获取的振动信号转变为易于传输的电信号，这就为振动数据的准确传输建立了良好的基础；在轴承振动过程中所形成的加速度信号则主要是由变送器负责进行相应的A/D转换和FFT变换，通过变送器所监测到的运行信号，后台的技术人员就能对轴承运行过程中的速度、位移以及品质因数等关键参数进行及时了解，以便全面掌握轴承的整体运行情况，为确保轴承的正常提供可靠保障；收集器主要用于将其所接收的信号发送至数据接收器或者中继器，增设中继器主要是为了满足更大范围的数据传输，确保数据传输的稳定性，避免重要数据的丢失；监控主机通过将所收到的轴承运行数据进行系统全面的对比分析，进而能够明确其中的问题所在，对其中超过系统设定阈值的数据，主机就会采取声光和短信的预警措施及时将结果反馈至后台的技术人员，技术人员就能根据其监测数据采取有效地应对措施，避免轴承事故的发生。

结束语

在化工生产装备中，机械密封是化工机泵中比较常见的密封组件，机械密封对于组件密封性能的要求较高，同时，还需要满足机械设备长期运行的需求。造成机械密封损坏的原因较多，会对化工生产产生十分不利的影响。因此，需要深入分析机械密封损坏的原因，并采取相应的解决措施，确保机械密封的性能得以充分发挥。

参考文献

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