機(jī)械密封對精密部件要求較高，在設(shè)計、裝配質(zhì)量及機(jī)械加工方面都有較高的要求。本文在介紹酸泵機(jī)械密封原理的基礎(chǔ)上，對酸泵機(jī)械密封滲漏現(xiàn)象進(jìn)行了總結(jié)分析，并提出了解決對策。
    機(jī)械密封也稱之為端面密封，其端面主要垂直于旋轉(zhuǎn)軸線。該端面流體壓力和補(bǔ)償機(jī)械外彈力的共同作用下貼合于另一端，但其依靠輔助密封的配合，而實現(xiàn)相對滑動，從而有效避免了流體泄漏的現(xiàn)象。因機(jī)械密封的密封性相對穩(wěn)定，密封參數(shù)高，正常情況下不會出現(xiàn)泄漏，并且具有低功耗，對軸承磨損小，而振性較強(qiáng)等特點(diǎn)，其使用范圍非常廣泛。酸泵滲機(jī)械密封滲漏的原因非常多，其中因機(jī)械密封滲漏在酸泵的整個維修量中占到45%以上。對此，酸泵的穩(wěn)高、高效正常運(yùn)行會直接受機(jī)械密封好壞的影響。
    機(jī)械密封原理
    機(jī)械密封的工作原理較為簡單，主要依靠機(jī)械端面所產(chǎn)生的流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的磁力或彈力的相互作用下，并在垂直于軸作相對滑動的端面保持貼合，以輔助密封而達(dá)到阻滯滲漏的一種軸封裝置。下圖1所示為機(jī)械密封結(jié)構(gòu)圖。
    常見的滲漏現(xiàn)象及解決對策
酸泵機(jī)故障維修中，由機(jī)械密封滲漏所致占50%以上，酸泵的正常運(yùn)行會直接受到機(jī)械密封運(yùn)行的影響，現(xiàn)見酸泵機(jī)常見的密封滲透漏現(xiàn)象總結(jié)分析如下。
    2.1 周期性滲漏
    滲漏原因：①由于密封面的潤滑油量較少而導(dǎo)致密封端面拉毛或出現(xiàn)干摩擦；②密封與輔助軸因泵轉(zhuǎn)子軸向竄動量較大的原因而導(dǎo)致過盈量較大，使軸上的動環(huán)不能實現(xiàn)靈活移動，在靜環(huán)、動環(huán)被磨損或翻轉(zhuǎn)后，無法得到補(bǔ)償位移；③由于葉輪和主軸不平衡，或因為定子與上端蓋和下端蓋沒有定中而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子出現(xiàn)周期性振動，從而使汽蝕或軸承經(jīng)長期運(yùn)轉(zhuǎn)后容易受到磨損，存在這些現(xiàn)象都會導(dǎo)致酸泵機(jī)出現(xiàn)滲漏或密封壽命縮短。
    解決對策：①增加密封面潤滑油，為確保其量充足，最好將潤滑油加到靜環(huán)、動環(huán)密封面之上；②在裝配機(jī)械密封過程中，盡量保持軸的軸向竄動量還超過0.1mm，輔助軸與密封的過盈量不能過大，在確保徑向密封的基礎(chǔ)上，保證在軸上裝配動環(huán)后能夠靈活移動；③糾正上述問題可根據(jù)維修的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行維修。
    2.2泵機(jī)封滲漏引起的磨軸現(xiàn)象
    滲漏原因：磨軸是往往是小泵機(jī)（715kW以下）密封失效的主要原因，靜環(huán)位置、動環(huán)輔助為主要磨軸位置，但還有少數(shù)彈簧有磨軸現(xiàn)象；由于酸泵機(jī)封失效而導(dǎo)致磨軸產(chǎn)生，其中靜環(huán)位置、動環(huán)輔助密封圈處以及彈簧磨軸現(xiàn)象。導(dǎo)致磨軸主要原因為：①磨軸的主要構(gòu)件為橡膠波紋管，但軸與橡膠波紋管之間由于上端密封面潤滑效果不好的原因使其動靜環(huán)之間的摩擦力矩大于傳遞轉(zhuǎn)矩力，從而容易導(dǎo)致相對轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象；②BIA型雙端面機(jī)械密封，當(dāng)其處于不良工作狀態(tài)時為反壓狀態(tài)，一般密封面內(nèi)容易有雜質(zhì)或顆粒物進(jìn)入，便容易導(dǎo)致密封失效；③泵所輸送的酸液長期可能會使運(yùn)、靜環(huán)輔密封受到腐蝕，從而導(dǎo)致橡膠件變得無彈性，甚至有的橡膠件出現(xiàn)腐爛，這種情況下就容易產(chǎn)生磨軸的現(xiàn)象。
    解決對策：①確保機(jī)封油室腔內(nèi)的油面線必須比動靜環(huán)密封面要高；②油室和下端蓋裝配必須清潔，潤滑油中必須保證清潔度，不能含有其它雜物；③對于酸泵機(jī)不同的使用介質(zhì)選擇機(jī)封時應(yīng)根據(jù)其結(jié)構(gòu)，可以對高揚(yáng)程泵的機(jī)封結(jié)構(gòu)重新進(jìn)行設(shè)計，同時還應(yīng)加防轉(zhuǎn)銷在機(jī)封靜環(huán)，而橡膠宜選擇耐弱酸、弱堿的氟橡膠，以避免受腐蝕。
    2.3壓力所造成的滲漏
    滲漏原因：造成機(jī)械密封滲漏還可能是因高壓和壓力波所致，主要因所設(shè)計總比壓或彈簧比壓力過大，在密封腔內(nèi)壓力超過3MPa的情況下，極易導(dǎo)致密封端面比壓過大，從而難以形成液膜，密封端面受到嚴(yán)重的磨損，最終會導(dǎo)致密封面熱變形。
    解決對策：機(jī)封在裝配過程中，必須按機(jī)關(guān)規(guī)定對彈簧進(jìn)行壓縮，壓縮量必須符合要求，不能存在過小或過大的現(xiàn)象，機(jī)械密封在高壓條件下應(yīng)采取相應(yīng)的措施。所選用的材料必須是耐壓強(qiáng)度高的，如硬件質(zhì)合金、陶瓷等，以確保端面能夠合理受力。同時，應(yīng)加強(qiáng)冷卻潤滑措施，以此盡量減小變形。
    2.4真空狀態(tài)運(yùn)行造成的滲漏
    滲漏原因：在遇到泵進(jìn)口被堵塞或抽送介質(zhì)中含有氣體的情況下，會導(dǎo)致酸泵機(jī)在起動或停機(jī)過程中容易使密封腔內(nèi)存在負(fù)壓，存在這種情況，會使密封端面容易出現(xiàn)干摩擦的現(xiàn)象，同時內(nèi)裝式機(jī)械密封會產(chǎn)生漏氣或漏酸液等現(xiàn)象。其中密封對象的方向性存在差異是正壓密封與真空密封的主要不同點(diǎn)，同時機(jī)械密封在某一方向也有一定的適應(yīng)性。
    解決對策：為了能夠改善潤滑條件和提高密封性能，對于機(jī)械密封最好采用雙端面。
    2.5介質(zhì)引起的滲漏
    滲漏原因：①如果密封端面內(nèi)進(jìn)入固體顆粒雜質(zhì)，會導(dǎo)致機(jī)械密封滲漏，這樣一來會加快密封端面磨損或劃傷密封羰面，在軸表面因油污或其他物質(zhì)的堆積速度超過摩擦所導(dǎo)致的磨損速度，使磨耗位移不能受到動環(huán)被償，再加上石墨密封環(huán)的密封面內(nèi)會嵌入固體顆粒，從而導(dǎo)致產(chǎn)生硬對硬的摩擦，一定程度上縮短了其運(yùn)轉(zhuǎn)壽命；②拆解潛污機(jī)械密封后，靜環(huán)與動環(huán)的輔助密封件很可能會出現(xiàn)無彈性或腐爛，從而造成機(jī)封大量滲漏或磨軸的現(xiàn)象，若受到腐蝕主要是因動環(huán)和靜環(huán)輔助橡膠密封件受到高溫或酸水的影響，嚴(yán)重時會導(dǎo)致機(jī)械滲漏過大。
    解決對策：①對容易進(jìn)入固體顆粒的位置對碳化鎢摩擦副的機(jī)械密封可以選用碳化鎢。②針對橡膠件腐蝕性介質(zhì)，一般靜環(huán)、動環(huán)橡膠密封圈的材料可選擇丁腈-40，其具有耐酸堿和高溫等特點(diǎn)，一般不容易受到腐蝕，也可選用弱堿、耐弱酸及耐高溫的氟橡膠。

    通過以上對機(jī)械密封滲漏原因進(jìn)行了總結(jié)，可了解到機(jī)械密封部件本身對精密要求較高，同樣在設(shè)計、裝配質(zhì)量及機(jī)械加工等方面的要求也非常高。所以，在使用機(jī)械密封時，為確保各種泵的使用介質(zhì)要求和技術(shù)要求機(jī)械密封都能適用，應(yīng)對機(jī)械密封的各種因素進(jìn)行分析后再使用，以此確保機(jī)械密封能夠長期正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。