机械密封培训讲义

2023/1/151

机械密封培训

讲师：陈哲2023/1/1522023/1/153目录一、机械密封原理二、机械密封的基本零件三、机械密封用材料四、机械密封冷却和冲洗方案五、机械密封的安装和使用六、机械密封故障分析七、番茄行业典型泵的密封2023/1/154（一）机械密封工作原理

机械密封是一种用来解决旋转轴与机体之间密封的装置，主要依靠弹性元件对动、静环端面密封副的预紧和介质压力与弹性元件压力的压紧而实现密封的，又叫做端面机械密封或端面密封。原理：机械密封依靠弹性元件提供弹力，克服补偿环辅助密封圈与轴之间的摩擦力，使补偿环紧密地贴合在非补偿环的端面，形成密封端面初始闭合力，当主机充满压力介质并开始工作时，可使密封端面产生闭合力，从而使密封端面达到合理的比压，实现流体的密封。2023/1/155二、机械密封原理（一）定义与组成（图1-1）组成:1.密封端面：动环、静环─摩擦副2.缓冲补偿机构：由弹性元件(圆柱弹簧、圆锥弹簧、波片弹簧、波纹管等)构成。—使贴合;3.辅助密封圈：包括动环密封圈、静环密封圈等，有各种形式：如O型圈、V型圈、楔形圈等4.传动机构：使动环随旋转2023/1/156

（三）机封主要泄漏途径如图1-1）泄漏点1—摩擦端面泄漏点，依靠弹力和介质压力保持贴和（动密封点,两个摩擦副之间有相对转动）泄漏点2—补偿环密封圈，静密封点，密封圈与轴或轴套之间有微动;泄漏点3—非补偿环密封圈，静密封点，密封圈与相配合件之间相对静止;泄漏点4—压盖与腔体间的密封圈，静密封点，密封圈与相配合件之间相对静止.2023/1/157

通过冲洗、冷却、过滤、分离等方式进行冷却和润滑，从而改善密封的工作环境，减少密封的泄漏量，延长使用寿命。应当把它看作机械密封的组成部分。

（四）机械密封辅助设施2023/1/158（五）机械密封基本概念1）密封环带：较窄密封端面内外径之间的环形区域；2）弹簧比压：弹性元件施加到密封环带单位面积上的力3）闭合力：由密封流体压力和弹性元件弹力作用于补偿环使之对于非补偿环趋于闭合的力；4）开启力：作用于补偿环使之对于非补偿环趋于开启的力（一般有液膜压力引起）；5）平衡直径:密封流体压力在补偿环辅助密封处的有效作用直径；6）流体膜：机械密封端面之间的薄膜；2023/1/159（五）机械密封基本概念7、端面比压：作用在密封环带上单位面积的闭合力；8、pv值：密封流体压力与密封端面平均滑动速度的乘积；9、干摩擦：在密封端面间无流体润滑膜的摩擦状态；10、边界摩擦：在密封端面间存在一层只有若干分子层厚的不连续极薄的流体膜的摩擦状态；11、流体摩擦：密封端面完全被流体膜所隔开的摩擦状态；12、闪蒸现象：在密封端面液膜突然迅速汽化的一种现象；2023/1/1510介质压力对补偿环的有效作用A面积与密封端面面积S之比：K=A/S13、载荷系数K

：K=（d22－d02）/（d22－d12）d0为介质分界圆直径当K≥1时，机械密封为非平衡型；使用压力：小于0.7Mpa当K＜1时，机械密封为平衡型；使用压力：大于（0.6-09）Mpa当K＜0时，机械密封为过平衡型；极少使用；2023/1/1511

机械密封端面比压、弹簧比压和载荷系数推荐值密封类型端面比压Mpa弹簧比压Mpa载荷系数K内流式非平衡式0.3-0.60.08-0.31.15-1.30平衡式0.3-0.60.08-0.30.55-0.85外流式非平衡式0.3-0.50.1-0.31.2-1.3平衡式0.3-0.50.1-0.30.65-0.8过平衡式0.2-0.4--------0.35—-0.15

2023/1/1512密封端面的摩擦热同时取决于压力和速度。密封端面的性质要考虑P、V的乘积，即PV值。PV值过大：液膜气化，密封失效，端面严重磨损。因此对一定摩擦系数的端面材料组对，对某种介质有一许用PV值。P：端面比压

V=π（d1＋d2）n/120×10－3PV＜［PV］PV值各种组对在非平衡型机械密封中的许用［PV］值SiC/石墨SiC/SiCWC/石墨WC/WCWC/填充PTFEWC/青铜Al2O3/石墨Cr2O3喷涂/石墨Stellite/石墨18014.57~154.4523~7.5153~92023/1/1513（六）机械密封的优、缺点机械密封优点：1、密封性好，泄漏量一般在3-5ml/h以下；2、工作寿命长，清洁介质可达7000h以上；3、工作时不需经常调整，使用方便；4、轴功率的耗小，一般为填料的10%-50%；5、轴和轴套不磨损；6、对旋转轴的轻微摆动不敏感，耐振动性强；7、使用范围广，适用高温、低温、腐蚀等工况；机械密封缺点：结构复杂、加工要求高、需要一定的安装技术、价格较高等。2023/1/15141、

按使用条件分类（1）高速密封（ZBJ22-001-88：线速度25～100m/s）和普通密封小于25m/s（2）高压（3Mpa-15Mpa)和低压密封小于1Mpa（3）高温（大于150℃）、中温（80℃-150度℃）常温（-20℃--80℃)和低温密封（小于-20℃）（4）泵用、釜用和压缩机用密封（5）耐腐蚀、抗颗粒机械密封2、

通常按结构分类1）多弹簧、单弹簧密封

2）旋转式、静止式密封

3）外装式、内装式密封

4）外流式、内流式密封（七）机械密封的种类℃2023/1/1515（八）旋转式和静止式机械密封（图1-2）

（1）旋转式：补偿机构（弹性元件）随轴旋转。)（由于安装方便，普通密封大多采用，但易产生不平衡，不能用于高速,且消耗搅拌功率（2）静止式：补偿机构（弹性元件）不随轴旋转。（用于高速）

2023/1/1516（九）内装式和外装式机械密封（图1-3）（1）

内装式：静环装在压盖内侧，静环端面面向工作腔。（用于温度、压力较高，腐蚀性不强的场合）（2）外装式：静环装在压盖外侧，静环端面背向工作腔。（用于低压、腐蚀性强的场合）

2023/1/1517（一般和内装式、外装式一致）

（1）内流式：泄漏方向朝向轴心。（一般密封都采用这种结构）（2）外流式：泄漏方向朝向离心力方向。（泄漏量大，只有在压力、温度都不高的腐蚀性介质中用）

（十）内流式和外流式机械密封（十一）多弹簧和单弹簧机械密封（1）多弹簧：（又叫小弹簧，轴向尺寸小，轴向弹力均匀）宜用于高速，不宜用于腐蚀性介质。（2）单弹簧：（又叫大弹簧，轴向尺寸大，轴向弹力不均匀）不宜用于高转速的场合。

2023/1/1518两套密封面对面或背对背安装在一起。

用于工作介质有毒、易燃、易爆、易挥发、易结晶、高温、低温，或气体、高真空度等场合。

两套密封之间形成一个密封腔，在密封腔中引入封液：堵封、润滑、冷却，选洁净、润滑性好的封液介质。

（十二）双端面机械密封（图1-4）2023/1/1519两套密封沿同一方向布置，密封腔压力逐级降低,用于高压场合。

（十三）串联式机械密封（图1-5）2023/1/1520去掉了补偿环密封圈及其摩擦阻力，补偿环密封圈改至弹簧座处, 补偿环追随性提高.避免了补偿环密封圈因轴串、振动所产生的磨损。金属波纹管用于高温介质聚四氟乙烯波纹管用于腐蚀性介质。（十四）波纹管机械密封2023/1/1521将机械密封、轴套、压盖组合成一个整体。安装时只需固定压盖、轴套，取下定位挡块即可。安装方便，排除了安装不良的影响。（十五）集装式机械密封（图1-6）2023/1/1522二、机械密封的基本零件（一）对摩擦副密封环的要求摩擦副密封环是机械密封的主要元件，它在很大程度上决定了机械密封的性能和寿命。因此，对它有一些基本要求。

（1）足够的强度和刚度保证在工作条件（如压力，温度，滑动速度等）下不损坏，变形小，工作条件波动时影响小。（2）端面有足够的硬度、耐腐蚀性能确保使用寿命。（3）耐热冲击力

高的导热系数，低的线膨胀系数。（4）较小的摩擦系数，良好的自润滑性，材料与介质有很好的浸润性短时间干摩擦，不损伤端面。（5）易加工，材料成本低2023/1/1523（1）一般选择一软一硬的材料配对，软环作窄环，如 YG6/M106K，只有介质含固体颗粒、易结晶、粘度高 时才选用硬对硬。（2）尽量采用内装、内流式结构，防止机械杂质进入密封 端面，减少泄漏量。（3）选导热性良好材料作动环。以利散热，降低端面温度。（4）环的壁厚不可太薄，以保证整体强度、刚度，也利散 热（导热欠佳的材料，可薄一些）。（5）动环和轴（轴套）间隙（0·4~0·6）以利补偿静环和轴（轴套）间隙1~3mm以免摩擦（二）摩擦副匹配要考虑的因素2023/1/1524（1）主要决定窄环（软环）宽度，宽环外径—窄环外径≥0.5，宽环内径≤窄环内径－0.5；（2）泄漏量与摩擦副端面宽度关系不大

（3）窄的端面摩擦热少，温度梯度小，热变形小，磨损均匀；（4）从受力角度出发，窄的端面整体强度和刚度差，易损坏或变形。因此应综合考虑。对于普通密封，端面宽度推荐值如下：（三）

密封端面宽度2023/1/1525宽系列用于组对性能好（如YG6/M106K、SiC/M106K）、工况条件好的场合窄系列用于组对性能欠佳（如YG6/YG6、YG6/青铜）、饱和蒸气压高、易挥发、颗粒介质，高速机械密封，（对于轻烃介质，在强度够的情况下，取窄系列）。轴

径≤16≤35≤55≤70≤100≤120宽系列2.53.04.05.06.07.0中系列2.02.53.04.05.05.0窄系列1.52.02.02.53.03.02023/1/1526（１）平面度0.0009mm，硬质Ｒａ≤0.2um，软质Ｒａ≤0.4um，表面不应有裂纹、划伤、气孔、疏松等缺陷。（２）密封环端面与安装辅助密封圈处的平行度、垂直度按ＧＢ１１８４－８０的７级精度要求。（３）安装辅助密封圈处粗糙度：Ｒａ≤3.2，径向尺寸公差Ｈ８或ｈ８。上述要求是对普通机械密封而言，对转速较低的釜用机械密封可适当放宽标准，对高速机封要求更高。

（四）密封环的主要技术要求2023/1/1527平面度0.0009，普通量具无法检测，通常利用光波的干涉效应来检测。（1）光波的干涉效应

根据波动学原理，两波产生干涉的条件是：（a）两波在相遇点振向一致；（b）两波具有相同的频率；（c）两波在相遇点有固定的周相差

。（两个同样的钠光灯不行，只有用同一光源发出的光设法分成两束，才满足相干条件）（五）摩擦副端面平面度检测2023/1/1528（ⅱ）相邻两条光带宽b=λ/2Sinθ，（θ为空气膜倾斜角）（ⅲ）当e=0时，δ=λ/2（半波损失），出现暗条纹；（1）合格光带举例2023/1/1529密封端面承载能力与表面粗糙度有很大关系，大约有如下关系：

（六）密封端面的粗糙度要求粗糙度3.20.80.40.2承载面积（%）4124095端面比压增加（倍）247.31.50.05由此可以看出，密封端面粗糙度应在0.2以上，否则，端面比压比理论值高的多，结果是高点接触，局部压力很高；由于摩擦副的硬度、刚度的差异，局部高点发热甚至产生裂纹。石墨环表面磨出细微的环状沟纹。泵的振动和动、静环的不同心会加剧这种磨损。被磨掉的颗粒存在于端面中，形成磨粒磨损，磨损加剧，有时在泄漏的介质中可以看到石墨黑浆。

2023/1/1530非补偿动环（只旋转，不能补偿，其后无弹性元件。)补偿动环（既旋转，又作轴向补偿，其后有弹性元件。)（ⅰ）辅助密封圈受轴向力，轴向、径向都起密封作用，这种密封方式较为可靠。（ⅱ）辅助密封圈只受径向力，易产生老化、冷流变形，从而导致密封失效。（ⅲ）波纹管：无作轴向补偿的辅助密封圈，因此，浮动性好，密封圈不易失效。

（七）动环（旋转环）

2023/1/1531非补偿静环（不旋转不补偿）：主要有三种安装方式：浮装式、托装式、夹固式。补偿静环（不旋转只补偿）：其辅助密封圈情况和补偿动环基本一致。

（八）静环(不旋转)2023/1/1532整体式（用同一种材料制造）、组合式（如镶嵌）、表面堆焊、表面喷涂

（九）密封环的种类2023/1/1533（十）整体式密封环各个部位性能均匀一致，最常用的有：石墨、SiC、钴基硬质合金、镍基硬质合金、NiCr基硬质合金、陶瓷等。2023/1/1534整体环价格高，加工困难，因此出现组合式密封环。组合式包括：（ⅰ）热装式和冷压式（ⅱ）带密封圈式（无组合应力、无应力变形；开槽、打孔麻烦，多一泄漏点）

（十一）组合式2023/1/1535优点：结构简单，性能优异，价格适中，运用较多。缺点：（ⅰ）因过盈接触不均匀，而产生机械变形。（ⅱ）两种材料线膨胀系数不一致，当温度变化时，过盈量变化，会产生应力变形。

（十二）热装式和冷压时密封环2023/1/1536（1）浮装式（可以在轴向、径向设计防转销）（2）托装式(一般小扭矩可不用销，要注意端面垂直度)（3）夹固式(浮动性差，注意端面垂直度)（4）防抽空(前加卡环)（十三）静环防转方式

2023/1/1537螺旋压缩弹簧锥形弹簧：轴向尺寸较小碟形弹簧：轴向尺寸小波片弹簧：轴向尺寸小并圈弹簧、带勾弹簧：双功能(弹力、传动)波纹管：三功能(弹力、传动、密封)（十四）机械密封的弹性元件2023/1/1538橡胶波纹管：用于中性介质：水、油，压力、温度都不高的场合；聚四氟乙烯波纹管：用于腐蚀性介质，酸、碱；金属波纹管：用于高温、高速(追随性好)。

(十五)波纹管种类2023/1/1539三、机械密封的材料（一）、摩擦副材料（二）、加载弹性元件材料（三）、辅助密封圈材料（四）、结构件材料2023/1/1540（一）机械密封端面（摩擦副）材料1、材料要求：耐磨性强、耐腐性好、自润滑性好、摩擦因数小、机械强度高、良好的耐热性和热传导性。2、常用密封端面材料1）硬质合金2）工程陶瓷（氧化铝陶瓷和碳化硅陶瓷）3）浸渍石墨4）表面硬化材料2023/1/1541（二）机械密封端面（摩擦副）材料硬面密封材料材料名称牌号主要特点硬度/温度钴基硬质合金YG6YA8YG15硬度高、耐磨损、耐高温、线胀系数小、摩擦因数低；缺点是耐腐蚀性较差HRC89/650℃镍基硬质合金YWN8W7硬度高、耐磨损、耐高温、线胀系数小、摩擦因数低；耐腐蚀性较钴基硬质合金好650℃热压烧结碳化硅陶瓷反应烧结sic化学稳定性好、硬度高、耐磨损、耐高温、线胀系数小、摩擦因数低；缺点是冲击韧性低；相对成本高，适宜高参数密封工况HRC91/1600℃常压烧结碳化硅陶瓷无压烧结sic化学稳定性好、硬度高、耐磨损、耐高温、线胀系数小、摩擦因数低；缺点是冲击韧性低；易成型、可加工。HRC91/1600℃氧化铝陶瓷99瓷95瓷化学稳定性好、硬度高、耐磨损、耐高温、线胀系数小、摩擦因数低；缺点是冲击韧性低；脆性大HRC85/1300℃2023/1/1542（二）机械密封端面（摩擦副）材料软面密封材料材料之间名称牌号主要特点使用温度浸渍树脂石墨

浸渍酚醛树脂石墨除硝酸、农硫酸以外的介质中，军具有良好的化学稳定性200℃浸渍呋喃树脂石墨耐酸、碱及有机溶剂200℃浸渍环氧树脂石墨耐酸性强于呋喃石墨，耐碱性弱于呋喃石墨180℃浸渍金属石墨浸渍锑石墨耐腐蚀性性能取决于所浸金属的性能450℃聚四氟乙烯

耐化学腐蚀、极小的摩擦因数、极好抗老化性120℃2023/1/1543（三）摩擦副材料配对规律机械密封是配对使用的，必须考虑配对性能，一般原则：1）软面环配硬面环；2）可靠性大于经济性工况规律轻载工况（V≤10m/s,p≤1Mpa)优先选择软面环时浸渍树脂石墨，另一配对密封材料则根据不同介质进行选择，如wc、sic或硬面处理的材料等。高速高压高温等重载荷工况石墨环一般选择浸锑石墨，腐蚀较轻是选择wc材料，腐蚀较重的介质时选择sic材料同时存在磨粒磨损和腐蚀性的工况密封材料必须军选择硬面材料，常见的泄漏组合为wc对sic，Sic对sic，对有磨粒磨损、腐蚀较轻时可以选择wc对wc材料，对强腐蚀无磨粒的工况，克选择填充纤维聚四氟乙烯对氧化铝陶瓷。2023/1/1544机械密封的辅助密封圈是指动环、静环的密封圈；按截面形状分：O型圈、矩型圈、V型圈、楔型圈、包四氟O型圈等；作用：1）保证轴与动环之间及静环与压盖之间的密封，2）补偿密封面的偏斜的震动，保证动、静环端面紧密贴合并具有浮动性；辅助密封圈性能：1）温度范围；2）硬度范围（肖氏硬度60-90）；3）抗拉强度；4）延伸率；5）回弹率；6）压缩永久变形；

（四）辅助密封圈2023/1/1545（五）常用辅助密封材料一、选用原则：应该具有良好的弹性、合适的硬度、压缩永久变形小、较宽的温度使用范围、不产生溶胀、分解和硬化的性能。二、常用的辅助密封材料及性能：1、丁腈橡胶：耐油、耐老化、耐碱、使用温度-30℃~100℃2、乙丙橡胶：耐放射性、耐碱和溶剂、使用温度-50℃~150℃3、氟橡胶：耐油、耐热、耐腐蚀、使用温度-20℃~200℃4、硅橡胶：耐寒、耐热、使用温度-60℃~230℃5、纯聚四氟乙烯6、全氟醚橡胶：具有极其优异的耐化学腐蚀性及耐热性能、使用温度327℃

。2023/1/1546四、机械密封的冷却和冲洗方案2023/1/1547机械密封的冷却和冲洗2023/1/15482023/1/15492023/1/15502023/1/15512023/1/15522023/1/15532023/1/1554五、机械密封的安装、维护及使用1、机械密封的评价指标：泄漏量和使用寿命；2、影响机械密封指标的五个环节：1）选项、2）制造、3）安装、4）使用、5）维护一般来讲，机械密封的选项和制造这两个环节由制造厂完成，原则上基本没问题，而安装、使用及维护者三个环节是由用户来完成的。依据机械密封失效原因的分析，排在第一位的不是密封本身的问题，很大程度取决于密封的安装、使用及维护方面的原因。应充分认识机封在安装、使用及维护方面的重要性。2023/1/1555（一）机械密封安装前的准备工作检查部位检查项目检查方法允许值密封端面有无气孔、裂纹放大镜表面粗糙度粗糙度检查仪金属0.16、非金属0.32平面度光学平镜小于0.0009mm动环动环内径与轴的间隙游标卡尺0.2-0.4mm安装密封圈处地尺寸精度游标卡尺H9/h8静环安装密封圈处地尺寸精度游标卡尺H9/h8密封圈过盈值是否合适游标卡尺橡胶O型圈0.5-1.0mm四氟V型圈0.3-0.5mm弹簧高度相等、两端面平行游标卡尺、平台传动座传动座与轴的配合尺寸游标卡尺F9/h8传动突耳应对称2023/1/1556（二）安装机械密封设备精度检查为了使密封性能稳定，安装机封的设备必须达到一定的精度；检查部位允许值原因轴的轴向窜动≤0.1mm轴承与装配精度低轴的径向游动≤0.08mm轴承和配合尺寸精度低轴的径向跳动轴颈小于50mm：≤0.04mm，轴颈50-120mm：≤0.06mm，轴承精度低、轴弯曲等轴与密封面的垂直度轴颈小于50mm：≤0.04mm，轴颈50-120mm：≤0.06mm，密封垫过厚、螺丝紧度不均匀轴与轴套的粗糙度与密封圈安装处：0.32um轴肩、压盖安装动、静环处应倒角并光滑过度以防划伤O型圈2023/1/1557（三）机械密封安装顺序及要求部件名称方式、方法检测方法失效方式静环的安装

清洁、涂油、槽销相对缓慢压入密封面与端盖面平齐

动环安装位置的确定弹簧座定位尺寸至设计规定值弹簧座定位尺寸至安装经验值直尺游标卡尺比压过小初期泄漏比压过大早期磨损弹簧座、动环安装轴清洁、涂油，弹簧座背端面对准预定位置，分几次均匀紧固螺钉用手向后压迫动环，检测能否轴向浮动安装带有静环的压盖均匀上紧螺钉，防止端面倾斜，误差小于0.05mm塞尺密封面偏磨、泄漏盘车检查静环与轴是否有摩擦检查端面比压是否合适盘车感觉均匀轻快，无异常现象安装辅助设施如冲洗和冷却管路静压试验引入介质进行静压试验检查密封性2023/1/1558机械密封安装顺序2023/1/1559（四）机械密封的正确使用机械密封启动前的准备工作1、启动前，冷却及润滑系统是否安装正确，有无堵塞;2、清洗物料管道，以防铁锈、杂质进入密封腔内；3、进行静压试验，试验压力等于工作压力，检查机械密封端面和密封圈处有无泄漏及密封端盖处有无泄漏；4、用手盘动联轴器，检查轴是否轻松旋转，如果盘动很重，应检查有关配合尺寸是否合适，找出原因并排除故障；2023/1/1560（五）机械密封的运转机械密封的运转包括试运转和正常运转1、机械密封试运转首先将封液系统启动，冷却系统启动，密封腔内保证充满介质，然后可以启动主密封进行试运转。若出现轻微泄漏现象，经过1-3小时后减少，属于端面正常磨合过程，若泄漏始终不减，则停车检查。若机封发热严重甚至冒烟现象，一般为弹簧比压过大，调整弹簧压力。2、机械密封正常运转机械密封试运转合格后即可转入操作条件下的正常运转，及升温升压运转。注意过程中的变化：机件有无碰撞、摩擦发热是否过快及密封圈和端面处地泄漏等，若一切正常，即可正式投入生产运行。2023/1/1561（六）机械密封维修中的几个误区1、弹簧压缩量越大密封效果越好。弹簧压缩量过大，可导致摩擦副急剧磨损，瞬间烧损；过度的压缩使弹簧失去调节动环端面的能力，导致密封失效。2、动环密封圈越紧越好。是加剧密封圈与轴套间的磨损，过早泄漏；二是增大了动环轴向调整、移动的阻力，在工况变化频繁时无法适时进行调整；三是弹簧过度疲劳易损坏；四是使动环密封圈变形，影响密封效果。3、静环密封圈越紧越好。引起静环密封因过度变形，影响密封效果；二是静环材质以石墨居多，一般较脆，过度受力极易引起碎裂；三是安装、拆卸困难，极易损坏静环。2023/1/1562（六）机械密封维修中的几个误区4、叶轮锁母越紧越好。锁母锁紧过度只会导致轴间垫过早失效，相反适度锁紧锁母，使轴间垫始终保持一定的压缩弹性，在运转中锁母会自动适时锁紧，使轴间始终处于良好的密封状态。5、新的比旧的好。相对而言，使用新机械密封的效果好于旧的，但新机械密封的质量或材质选择不当时，配合尺寸误差较大会影响密封效果；在聚合性和渗透性介质中，静环如无过度磨损，还是不更换为好。因为静环在静环座中长时间处于静止状态，使聚合物和杂质沉积为一体，起到了较好的密封作6、拆修总比不拆好。一旦出现机械密封泄漏便急于拆修，其实，有时密封并没有损坏，只需调整工况或适当调整密封就可消除泄漏。这样既避免浪费又可以验证自己的故障判断能力，积累维修经验提高检修质量2023/1/1563（七）机械密封的维护使用1、维持液膜的稳定性（1）均衡生产有利于液膜的稳定性，工况发生变化，造成膜压的变化，不利于液膜的稳定性；（2）力保机封封液压力、流量及温度的稳定；2、维持冷却系统的效能机械密封依靠动、静端面形成液膜实现湿运转密封，切忌密封面干磨，否则两端面的液膜就会汽化，摩擦产生的热量无法散去，造成密封副发生热裂。因此机封在使用过程中应绝对保证冲洗液的供应及通畅。如依靠输送介质降低机封的温度，应保证输送介质的充足。

2023/1/1564六、机械密封故障分析1、机械密封静压试验时泄漏原因分析；2、机械密封试运转时泄漏原因分析；3、机械密封失效原因分析；2023/1/1565（一）机械密封静压试验时泄漏原因分析

机械密封安装调试好后，一般要进行静试，观察泄漏量。1、泄漏量较小，多为动环或静环密封圈存在问题；2、泄漏量较大时，则表明动、静环摩擦副间存在问题。3、手动盘车观察，若泄漏量无明显变化则静、动环密封圈有问题；如盘车时泄漏量有明显变化则可断定是动、静环摩擦副存在问题；4、如泄漏介质沿轴向喷射，则动环密封圈存在问题居多，泄漏介质向四周喷射或从水冷却孔中漏出，则多为静环密封圈失效。2023/1/1566（二）机械密封试运转时泄漏原因分析

试运转时出现的泄漏，基本上都是由于动、静环摩擦副受破坏所致。引起摩擦副密封失效的因素主要有：1、操作中因抽空、气蚀、憋压等异常现象，引起较大的轴向力，使动、静环接触面分离；2、安装机械密封压缩量过大，导致摩擦副端面严重磨损擦伤；3、动环密封圈过紧，弹簧无法调整动环的轴向浮动量；4、静环密封圈过松，当动环轴向浮动时，静环脱离静环座；5、工作介质中有颗粒状物质，运转中进人摩擦副，探伤动、静环密封端面；6、设计选型有误，密封端面比压偏低或密封材质冷缩性较大等。

2023/1/1567（三）机械密封的失效原因1、由于密封端面失去润滑膜而造成的失效：1）因为端面密封载荷的存在，在密封腔缺乏液体时启动泵引起干摩擦；2）介质压力低于饱和蒸汽的压力，使端面液膜发生闪蒸，丧失润滑；3）如果介质为易挥发性产品，在机械密封冷却系统出现结垢或阻塞时，由于端面摩擦及旋转搅拌液体产生热量而使介质的饱和蒸汽压上升，也会造成介质压力低于其饱和蒸汽压的状况。4）封液突然中断；2023/1/1568（三）机械密封的失效原因2、由于腐蚀而引起的机械密封失效：1）密封面点腐蚀，甚至穿透；2）由于碳化钨环与不锈钢座焊接，使用中不锈钢座易产生晶间腐蚀；3）焊接金属波纹管、弹簧等，在应力与介质腐蚀的共同作用下，易发生破裂。2023/1/1569（三）机械密封的失效原因3、由于高温效应而产生的机械密封失效：1）热裂是高温油泵，比如油渣泵、回炼油泵、常减压塔底泵等最常见的失效现象。在密封面处由于干摩擦、冷却水突然中断，杂质进入密封面和抽空等情况下，都会导致环面出现径向裂纹；2）石墨碳化是使用碳石墨环时密封失效的主要原因之一。在使用中如果石墨碳环一旦超过使用温度（一般在-105度~250度）时，其表面会析出树脂，摩擦面附近树脂会发生碳化，当有粘结剂时，会发泡软化，使密封面泄漏面增加，密封失效；3）辅助密封件在超过使用温度后迅速老化失去弹性。2023/1/15704、由于密封端面的磨损而造成密封的失效：1）摩擦副所使用的材料耐磨性差、摩擦系数大、端面比压大等，都会缩短机械密封的使用寿命；2）对于含有固体颗粒介质，密封面进入固体颗粒，是导致密封失效的主要原因；（三）机械密封的失效原因2023/1/1571（三）机械密封的失效原因5、因安装、运转或设备本身所产生的误差而造成机械密封泄漏：1）安装不良造成造成机械密封泄漏；主要表现在：①动静环表面不平,安装时碰伤损坏；②动静环密封圈尺寸有失误、损坏或未被压紧；③动、静环表面有异物；④弹簧力不均匀，单弹簧不垂直，多弹簧长短不一；⑤轴套上密封圈处有腐蚀点；⑥轴套处泄漏，未装O型圈或压紧力不够；⑦弹簧比压过大，密封面处于半干磨状态；2）设备在运转中造成机械密封泄漏主要表现在：①工艺操作不稳定；转轴发生周期性震动；密封腔压力经常变化，均会导致密封周期性泄漏；②摩擦副损伤或变形引起泄漏；③辅助密封圈材料选择不当，溶胀、老化失去弹性；④大弹簧旋向不对；⑤设备运转时震动过大⑥动环与轴套间形成水垢，使弹簧丧失弹性，不能补偿密封面磨损；⑦密封环过热后发生断裂；2023/1/1572（四）机械密封摩擦副磨损情况原因分析1、摩擦副端面的磨损痕迹大于软环宽度1）泵震动大，使动环运转中产生径向和轴向震动，造成泄漏；2）动静环不同心；解决方案：1）消除震动原因，如校正泵与电机的同心度，转子做动平衡，检查轴承精度等；2）检查泵各止口间隙是否过大；2023/1/1573（四）机械密封摩擦副磨损情况原因分析二、摩擦副端面的磨损痕迹宽度小于密封面宽度1、静环密封面端面不平，沿密封面内沿连续接触痕迹。原因：密封的缝隙是呈收敛形状，破坏了密封面的平行，液膜压力增加，将密封面推开。2、静环密封面端面不平，沿密封面外沿连续接触痕迹。原因：密封的缝隙是呈喇叭形状，这种缝隙形状是液膜压力减小，比压增大，磨损加剧出现沟纹，泄漏量增大3、动环端面摩擦痕迹不连续，这是动环面不平所致。解决方案：1）检查动静环平面度，对不符合要求的进行研磨；2）检查静环密封圈过盈值不要过大，以免静环变形。2023/1/1574机械密封摩擦副磨损情况原因分析三、石