机械密封原理与结构篇1
关键词：机械设备机械密封
机械密封是由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力的作用及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成避免流体泄露的装置。机械密封在在旋转机械中的使用是非常广泛的，这是由于其具备良好的密封性和稳定性，而且泄漏量较少，摩擦功耗低，使用周期长，对轴(或轴套)磨损很小，能满足多种工况要求等特点。但是其密封结构复杂，使用条件苛刻，若使用不当就会直接影响到机械设备的性能与使用寿命，因此，探讨机械密封失效的原因，并采取有效措施及时予以改进，才能有效提升机械设备的使用寿命。
1、机械密封的典型结构与原理
机械密封是指由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。机械密封一般多用于离心泵、离心机、反应釜、压缩机等旋转机械设备上。
1.1机械密封的典型结构
机械密封主要有三类部件组成：(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；(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。
1.2机械密封的原理
机械密封就是通过一系列零件将径向密封转化为轴向密封，在弹簧和介质压力共同作用下，对由于设备运行所造成的轴向磨损可以及时补偿，使轴向密封面始终保持贴合。由于机械密封（轴向密封）在运行中可以对轴向磨损进行补偿，而填料密封（径向密封）不能对径向磨损进行补偿，故机械密封比填料密封寿命长。
2、机械密封失效的原因分析
常见的机械密封失效原因有动作性损坏、密封面平面度损坏、密封面性破损及多因素叠加作用引起的失效等。
2.1动作性损坏失效
动环与静环随轴的旋转而频繁重复运动，不仅改变了密封端面，也增加了轴向移动量，特别是热及压力变化的积累，逐渐降低了机械密封的精度。长此以往就引起密封端面、销、轴套、螺栓及弹簧等部件损伤或变形，失去随动性，造成密封失效。
(1)颗粒物质进入堵塞使弹簧作用受限、滑动部件动作失调、密封面表面磨损，破坏了密封性。既使仅有微量浆料填积，也会严重影响机械密封的动作性；(2)滑动密封面磨损、硬化、老化，使轴及轴套损坏、弹簧座磨损、弯曲等；(3)附着高油油类分解焦化或碳化物颗粒附着溶液中析出馏分的结晶物造成微量泄露粘合。
2.2密封面平面度损坏失效
密封面平面度损坏多为不均性滑痕或面部切断痕。引起摩擦副密封失效的原因主要有：
(1)操作中因抽空、气蚀、憋压等，引起较大的轴向力，使动、静环接触面分离；(2)安装机械密封时压缩量过大，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，运转中进入摩擦副，损坏动、静环密封端面；(6)滑动件热装时，温度变化与热膨胀差引起的密封面变形。会使密封性因紧同件儒变、松动，结构热应力过高及热变形过大而损坏。导致失效。
2.3密封面性破损失效
端面密封不仅靠端面液膜的密封功能达到密封目的，还借端面液膜的作用而正常运行。
(1)端面液膜破损会导致干摩擦，使密封面变得粗糙和磨损加速，甚至会使碳化硅与超硬质合金等硬质耐磨材料产生裂纹。(2)滑动摩擦面温度急剧上升时，未能及时除去的热积累会导致密封面间的密封液蒸发，膜消失后的干摩擦。加速了密封面的损伤，易引发突然失效。
2.4多因素叠加作用失效
高粘度液体和起停返复操作的机械易发生以“碳疤”(密封面上隆起的微细“泡疤”)为起点，辐射状生长裂纹、剥离、脱落等多种缺陷。而干摩擦、滑动不良、平面度变形和相对侧硬质滑动环变形等多因素叠加作用也会造成失效。这些泄露现象多为局部的面压力上升和液膜破坏、热循环及疲劳所致。
3、防止密封失效的有效措施
(1)根据转动设备使用条件和工况进行适当的选型，设置必要的辅助设施，比如，高温情况下宜选用耐高温材质的石墨、钴基碳化钨等密封环，以提高高温使用性能，同时设置密封冲洗设施，起到冷却、、净化的功能。
(2)加强日常的规范使用和维护保养。在机械密封工艺管理中，有相当大一部分导致机械密封失效的原因是人为引起的，也就是说，由于管理不严，同样可以导致机械密封失效，所以，在机械管理当中，设备管理人员应当提高机械工艺的管理，确保工艺指标在生产过程中保持稳定，还要依照使用规程正确使用转动设备，加强日常巡检，时刻关注转动设备的运行状况。
(3)提高机械密封的检修质量。机械密封是一个零部件，所以，除了关注机械使用、运行的环境之外，我们还必须从源头入手，做好机械密封的安装步骤，日常检修中要注重检修质量，在密封装配过程中要轻拿轻放，保持密封元件的完整清洁，按照检修规程合理调整间隙与配合。
(4)提高机械密封的完好程度。众所周知，一台机械设备的完好程度不仅影响机械工作的效率，也会影响机械零部件的使用周期，所以，要想有效提高机械密封的使用寿命，就必须保证机械的完好程度，当一台设备的运转振动频率较小，运转较为平稳，那么将会大幅度提高机械密封的使用寿命。
此外，随着材料和制造技术的进步，机械密封的可靠性有了极大的提高，现在机械密封本身无故障运转多年已很常见，所以不能单纯从机械密封本身寻找失效原因，一定要综合考虑机械密封的安装精度、操作运转条件、机封装配精度等因素，查清原因，有针对性的解决存在的问题。这样才能真正提高密封质量，减少密封失效现象的发生。
4、结语
机械密封失效原因具有多样性、复杂性，只有不断在实践当中发现问题，总结经验，才能迅速找到机械密封失效的原因，并及时采取有效解决予以解决，才能最大限度保障机械装置整体的安全、稳定、高效运行。
参考文献
机械密封原理与结构篇2
关键词：机泵;机械密封;泄露
实际生产中，不同的操作条件和生产条件会对机泵机械密封产生重要的影响，甚至可能导致机泵机械失去基本性能，因此对机泵机械密封泄漏原因的分析具有重要的实际生产意义和安全意义，全面的原因分析能提高安全性、机械的稼动率。机械的寿命等，因此机械密封的选择为维护历来是众多企业的重中之重。
1.机泵机械密封失效的原因
1.1腐蚀引起机械密封的失效
机泵机械密封的腐蚀包括金属环腐蚀、非金属环腐蚀以及辅助密封圈及接触部位的腐蚀[1]。
1.1.1金属环腐蚀
金属环本身不具备抗腐蚀能力，直接接触到腐蚀性介质表面会被腐蚀，初期阶段会出现怪声、泄露、磨损等现象。腐蚀会以一定的速度往内部蔓延。在外力的作用下金属环会发生应力变形，变形后外露的部分是腐蚀的重灾区，并通过薄弱环节逐渐影响到其他区域，进而产生机械密封泄漏。
1.1.2非金属环腐蚀
石墨环被腐蚀也是机械密封是小的重要原因之一，断面温度过高、浸渍树脂选择不当、浸渍树脂深度不够等都是导致石墨环被腐蚀的原因。当石墨环处于氧化性介质中时，全面出冷却不良或产生摩擦时，环境产生三四百度会促使石墨与氧化性介质发生氧化反应，使端面变得失去性能。
1.1.3辅助密封圈及接触部位的腐蚀
不同的材料有不同的抗腐蚀性，辅助密封圈的材料一般选取具有弹性的橡胶，而橡胶被腐蚀后会使表面变得异常粗糙，失去原有的弹性。并且橡胶的耐高温性能比较差，一般不超过两百度。
与辅助密封圈相接触的部位处于相对静止的状态，二者之间的缝隙以及摩擦等都会是腐蚀产生的原因，并且腐蚀面一般较宽、较深。
2.机泵机械密封的故障表现
生产过程中，机泵机械密封泄露的原因有其本身的原因及外部原因，材料的选择以及安装方式和使用方式都会引起机械密封的失效，失效时的故障表现也各有差异，学会通过不同故障表现并做出正确及时的判断能够对实际生产提供强有力的支持。
2.1静压实验时泄露
机械密封装置在安装时由于员工不细心，经常会使密封端面被碰伤以至于变形和损坏，清理不够彻底，使得机械密封夹有颗粒状杂质，或者是由于定位螺钉的松动、压盖没有压紧以及机器设备精度不够高，使密封面之间没有完全贴合，都会造成机械密封失效，介质泄漏。如果是轴套发生泄漏，原因可能是轴套密封圈装配时压缩量不够或未被压紧，也有可能是装置已经损坏。
2.2周期性泄漏
机械密封组成部件中转子组件的周期性转动以及轴向移动量过大都会在成机械密封的泄露，机械密封的密封面要受到一定的应力作用才能起到良好的密封作用。要做到以上要求，机械密封的弹簧装置必须有一定的压缩量才能给端面一定的应力作用，使机械密封达到预期的密封效果。同时为了保证应力处于适当范围，泵轴不能有较大的移动量，但是实际设计中往往出现不合理的因素，使得泵轴的移动量高于预期，这对机械密封的性能具有很大程度的不利影响。
2.3机械密封经常性泄露
由密封端面的损伤引起的经常性泄漏故障表现有机械密封石墨端面出现均匀环状沟纹、石墨断面处产生的环状深沟、石墨内部边缘的磨损、石墨环台阶被磨损、石墨外边援缺口、石墨环断裂、石墨环上出现腐蚀坑、硬质合金面裂痕以及灼伤等。
辅助密封圈引起的经常性泄漏故障表现有端面磨损、镶嵌环松脱等。
弹簧引起的泄漏包括转子振动、零件松动、介质问题以及机械密封辅助设置的损坏等。
2.4其他机械密封性泄露
除了以上几种常见的泄露表现，还有机械密封振动偏大、泵抽空引起的密封泄漏、密封腔中汽蚀引起的密封泄漏、密封端面汽化造成密封泄漏、泵振动过大造成的密封泄漏、没有冲洗的密封泄露故障等[2]。
3.机械密封性泄露的应对措施
3.1安装防故障设备
故障的出现与实际操作和机械内部结构有一定的关系，一些诱因会在一定情条件下引发故障的发生，只要找到相关诱因就能通过一些防故障设备消除故障诱因。比如在泵出口处安装电接点压力表，将泵机泵与泵出口处压力建立连锁，如果出现泵掉压的情况就会自动断电。为防止自动泵停泵时发生倒转的现象，可以在自动泵出口处加上单流阀。
3.2改进设备结构
机械密封在结构设计上存在一定不合理性，这些不合理的结构增加了机械密封的泄露风险。在条件允许的情况下可以对机械密封的结构重新设计，将泄漏风险降到最低。如机械密封的端面大都采用双端面设计，双端面增加了装置与介质的接触面积，从而增加了腐蚀风险。从安全角度考虑可以将双端面设计改成单端面封闭波纹管机械设计[3]。
3.3选取合适的组成材料
不同材料的抗腐蚀性不同，介质的腐蚀性要求机械密封组成材料具有良好的抗腐蚀性能，如果选择材料不当会降低设备的使用寿命。陶瓷由化学性质不活泼的物质组成，难以与介质发生氧化反应，因此在购买机械密封时可以重点考虑使用陶瓷密封环。
3.4提高操作员的专业技能
机械密封的失效除了机械自身原因外还有人为因素的影响，例如操作员专业知识不足操作不当导致不良后果的产生。为杜绝类似可避免失误的产生，必须对操作员进行专业知识培训，并制定作业指导书与注意事项说明书，提倡标准作业，引进防呆措施，定期对设备进行维护，将人为因素的影响降到最低。
3.5提高检修效果
定期检修是发现问题和预防问题的重要手段，然而许多员工却将其当做一般例行事项看待，认为是走走过场，在检修时只是做做样子。员工的工作态度使一些问题没有在早期被发现，等到问题彻底爆发为时已晚。员工在检修时应注重每一个细节，不忽视任何点滴，公司可以采取一些奖励措施，以此鼓励员工检修的积极性，从而提高检修效果。
4.结束语
机泵机械密封在生产中频发泄漏故障使得公司和员工的生命财产安全受到严峻的考验，必须针对性解决故障，在分析故障发生原因的基础上对设备进行改进，提高员工的综合素质，安装防故障设备，做好定期维护管理，努力将故障发生概率降到最低。
参考文献：
[1]王清强.高速泵机械密封泄漏原因分析及改造[J].科技向导.2014，7：180
机械密封原理与结构篇3
一、机械密封的原理及结构
机械密封是一种旋转机械的轴封装置，指由至少一对垂直于旋转轴线的端面在液体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置，又叫端面密封。机械密封广泛应用于泵、釜、压缩机及其他类似设备的旋转轴的密封，其主要作用是将易泄漏的轴向密封改变为较难泄漏的端面密封。
机械密封通常组成部分包括动环、静环、压紧元件和密封元件。其中动环随泵轴同步旋转，动环和静环紧密贴合组成密封面，以防止介质泄漏。动环靠密封室中液体的压力使其端面压紧在静环端面上，并在两环端面上产生适当的比压和保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。压紧元件产生压力，可使泵在不运转状态下，也保持端面贴合，保证密封介质不外漏，并防止杂质进入密封端面。密封元件起密封动环与轴的间隙、静环与压盖的间隙的作用，同时弹性元件对泵的振动、冲击起缓冲作用。机械密封在实际运行中是与泵的其它零部件一起组合起来运行的，机械密封的正常运行与它的自身性能、外部条件都有很大的关系，但零件自身性能、辅助密封装置和安装的技术要求必须保证，这是使机械密封发挥它应有作用的基础。
二、机械密封的故障现象及原因分析
机械密封由于其结构特殊性及运转环境的特殊性，其故障率相对较高。主要表现形式是密封端面会出现磨损、热裂、变形、破损等情况，而弹簧由于长期使用，也会发生松弛、断裂和腐蚀。辅助密封圈常现的现象是裂口、扭曲和变形、破裂。
机械密封在运行中故障主要表现是振动和发热，其主要成因是动静环贴合端面粗糙，动静环与密封腔的间隙太小，因振摆引起碰撞而振动。此外，由于密封端面耐腐蚀和耐温性能不良，或是冷却不足或端面在安装时夹有颗粒杂质，也会引起机械密封的振动和发热。
三、机械密封介质泄漏的故障原因
1.静压试验时泄漏。机械密封在安装时由于不细心，往往会使密封端面被碰伤、变形、损坏，清理不净、夹有颗粒状杂质，或是由于定位螺钉松动、压盖没有压紧，机器、设备精度不够，使密封面没有完全贴合，都会造成介质泄漏。如果是轴套漏，则是轴套密封圈装配时未被压紧或压缩量不够或损坏。
2.周期性或阵发性泄漏。机械密封的转子组件周期性振动、轴向窜动量太大，都会造成泄漏。机械密封的密封面要有一定的比压，这样才能起到密封作用，这就要求机械密封的弹簧要有一定的压缩量，给密封端面一个推力，旋转起来使密封面产生密封所要求的比压。为了保证这一个比压，机械密封要求泵轴不能有太大的窜量，一般要保证在0.25mm以内。但在实际设计当中，由于设计的不合理，往往泵轴产生很大的窜量，对机械密封的使用是非常不利的。
3.机械密封的经常性泄漏。机械密封经常性泄漏的原因有很多方面。第一方面，由于密封端面缺陷引起的经常性泄漏。第二方面，是辅助密封圈引起的经常性泄漏。第三方面，是弹簧缺陷引起的泄漏。其他方面，还包括转子振动引起的泄漏，传动、紧定和止推零件质量不好或松动引起泄漏，机械密封辅助机构引起的泄漏，由于介质的问题引起的经常性泄漏等。
4.机械密封振动偏大。机械密封振动偏大，最终导致失去密封效果。但机械密封振动偏大的原因往往不仅仅是机械密封本身的原因，泵的其它零部件也是产生振动的根源，如泵轴设计不合理、加工的原因、轴承精度不够、联轴器的平行度差、径向力大等原因。
四、处理机构密封故障采取的措施
如果机械密封的零件出现故障，就需要更换零件或是提高零件的机械加工精度，提高机械密封本身的加工精度和泵体其他部件的加工精度对机械密封的效果非常有利。为了提高密封效果，对动静环的摩擦面的光洁度和不平度要求较高。动静环的摩擦面的宽度不大，一般在2～7毫米之间。
机械密封振动、发热的处理。如果是动静环与密封腔的间隙太小，就要增大密封腔内径或减小转动外径，至少保证0.75mm的间隙。如果是摩擦副配对不当，就要更改动静环材料，使其耐温，耐腐蚀。这样就会减少机械密封的振动和发热。
机械密封泄漏的处理。机械密封的泄漏是由于多种原因引起，我们要具体问题具体处理。为了最大限度的减少泄漏量，安装机械密封时一定要严格按照技术要求进行装配，同时还要注意以下事项。
1.装配要干净光洁。机械密封的零部件、工器具、油、揩拭材料要十分干净。动静环的密封端面要用柔软的纱布揩拭。
2.修整倒角倒圆。轴、密封端盖等倒角要修整光滑，轴和端盖的有关圆角要砂光擦亮。
3.装配辅助密封圈时，橡胶辅助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗涤，以免胀大变形，过早老化。动静环组装完后，用手按动补偿环，检查是否到位，是否灵活;弹性开口环是否定位可靠。动环安装后，必须保证它在轴上轴向移动灵活。
泵轴窜量大的处理
合理地设计轴向力的平衡装置，消除轴向窜量。为了满足这一要求，对于多级离心泵，设计方案是:平衡盘加轴向止推轴承，由平衡盘平衡轴向力，由轴向止推轴承对泵轴进行轴向限位。
增加辅助冲洗系统。密封腔中密封介质含有颗粒、杂质，必须进行冲洗，否则会因结晶的析出，颗粒、杂质的沉积，使机械密封的弹簧失灵，如果颗粒进入摩擦副，会导致机械密封的迅速破坏。因此机械密封的辅助冲洗系统是非常重要的，它可以有效地保护密封面，起到冷却、、冲走杂物等作用。
机械密封原理与结构篇4
封失效原因分析及相应解决措施进行介绍和分析。
关键词：机械密封、泄漏原因、解决措施
中图分类号：tH136
1.机械密封在化工生产流程机械一机泵中的重要性
在化工生产过程中，机泵起到输送流体介质、保证连续性工业化生产正常运转的作用。一旦机泵不能正常运转，将造成整个流程中断，严重影响后系统生产，据某厂动设备初步统计（见表1），机泵的损坏、检修频率、轴封的失效（主要是机械密封的失效）所占比例为整体的4o一5o%以上，所以机械密封的可靠性和长期性，对机泵的长周可靠运转非常重要。
2.机械密封基本结构和工作原理
机械密封又称为端面密封或轴封.由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。它实质就是将极易泄漏的轴向密封改为不易泄漏的端面密封。机械密封是由静环和动环这两个垂直于轴（轴线）的光滑而平直的端面，靠弹
性元件（弹簧户波纹管等）和密封介质压力的作用下，在旋转端面产生适当的压紧力.使这两个端面紧密贴合并在端面间维持一层极薄的、稳定的流体膜，而达到良好的和密封。机械密封的基本结构有四部分：第一部分是由动环和静环组成的密封端面，或称摩擦副；第二部分是由弹性元件为主要零件组成的缓冲补偿机构；第三部分是辅助密封圈.其中有动环和静环密封圈；第四部分是使动环随轴旋转的传动机构。常用机械密封结构如图所示：
机械密封的基本原理：
轴通过传动座（4、5、6、7等组成）和推环（12），带动动环（2）旋转，而静环（1）固定不动，依靠介
质压力和弹簧力使动静环之间的密封端面紧密贴合，阻止了介质泄漏。摩擦副表面磨损后，在弹簧（4）的推动下实现补偿。为了防止介质通过动环与轴之间泄漏.装有动环0型密封圈（8）；而静环0型密封圈（9）则阻止了介质沿静环和压盖（11）之间的泄漏。
3.机械密封的几个泄漏点
机械密封在整个设备中所占的位置不大，但容易发生故障。
一般存在有可能泄漏的途径有如上图中的i、Ⅱ、iⅡ、iV、V、Ⅳ六个通道：
3.1动静环端面密封面，（图中i通道，这是机封中唯一的一个动密封点）；i通道则是旋转环与静止环的端面彼此贴合作相对滑动的动密封，它是机械密封装置中的主密封.因此，对密封端面的加工要求很高，同时为了使密封端面间保持必要的液膜.必须严格控制端面上单位面积压力，压力过大，不易形成稳定的液膜，会加速端面的磨损；压力过小，泄漏量增加。
3.2动环与轴或轴套之间的密封泄漏点（图中Vi通道），属于静密封点，一般采用0型密封圈或聚四氟乙烯圈等。
3.3静环与静环座（密封压盖）之间的密封泄漏点（图中Ⅱ通道），属于静密封点，一般采用0型密封圈、铝垫或聚四氟乙烯圈等。
3.4压盖与泵密封腔体之间的密封泄漏点（图中Ⅳ通道），属于静密封点，采用石棉板、0型密封圈、石墨垫片、铝垫或聚四氟乙烯圈等。
3.5轴套和轴之间的泄漏点（图中V通道），属于静密封点，采用石墨垫、铝环、0型圈等即可实现。
3.6动环和动环座之间的通道（图中iii），属于静密封点，靠制造时的配合和密封圈来保证，也可将动环设计成堆焊形式，达到无泄漏形式。
4.机械密封失效原因分析及相应解决措施
4.1弹性元件失效一般有两种情况
a、弹簧或波纹管断裂（或者波纹管焊缝开裂）：当机泵运转不平稳，经常出现抽空、振动大等情况时。弹性元件在交变载荷长期作用下，便会产生疲劳以至断裂现象；另一方面也有焊接不牢固和无热处理、或热处理工艺不完善等造成的原因。
b、弹性元件失弹：这种情况主要发生在高温机泵、热介质中，在低温介质中也有少量发生。一方面是由于弹性元件内部空隙中结垢，导致了弹性元件失弹.我们采取增加封油冲洗或用软化水的方法解决此问题；另外，还有一种是将波纹管设计成旋转型结构，旋转的波纹管机械密封具有自清洗的离心作用，一定程度上可以解决结
垢问题。
4.2动静环失效主要有以下几方面
a、高温（热油、热水等）介质条件下，密封环镶嵌结构，容易松动、脱落。针对这种情况，有的采用整体结构，有的采用堆焊硬质合金来解决；对一些因摩擦副配对必须需镶嵌结构，一是选取合适的镶装过盈量；二是采用密封胶无机粘接；三是环座使用Cap材料以及ti。：和naS。g等。装配前应仔细检查这部分是否存在缺陷、松
脱。
b、动静环裂纹或碎裂
在高温介质环境下，机泵预热很快，会发生机封动环（硬环）在快速受热产生应力裂纹，设备运转过程中就会发生泄漏现象：另外机泵非正常运转过程中会发生抽空、振动超标等现象，在这种工况下运行，会发生机封动静环中石墨环由于抽空脱离环座.再无法回到原位，在泵运转中发生碎裂，从而导致轴封的失效。
c、摩擦副过度磨损失效
这是机械密封在长周期运转或当弹性元件压缩比过大、端面间端面比压过大发生摩擦副静环磨损严重.从而压缩比不足.导致密封失效的情况以上两种情况一般采用更换摩擦副.适当调整压缩量的方法加以解决；另外，在易抽空的机泵中采用防抽空型机械密封设计.或调整工艺，使机泵处于正常工作状态。
4.3动静环密封圈和轴套密封圈的失效一般可分为下面几种：
a、膨胀老化
当密封圈的橡胶材料与工作介质配用不适当时，橡胶就发生膨胀而引起体积的变化，因而发生过量的摩擦热，使材料老化.在中、高温度的使用场合，采用氟橡胶等耐热性好的材料予以解决当圆形密封环密封圈遇到冷的工作条件时，会产生暂时的硬化现象，这也是产生断裂的原因之一，这种硬化在温度回到常温时又会恢复。如输送低温介质的机泵，或在低温工作的机泵.应选用耐寒性能好的材料。
b、0形圈密封与轴（或轴套）或密封圈嵌入沟槽的影响
据资料反映。对于定（静）密封使用的0形橡胶圈若是采用一般橡胶材料，当压缩量超过4J0%时。容易产生较大的变形，所以压缩量
尽量取得小一些；但压缩量过小的话，或安装结构部分尺寸略有不同时。就会出现局部范围内没有压缩量，从而引起泄漏。工程应用中常将0型圈的压缩量控制在其厚度的10～20%。在机械密封安装中，如果轴套发生变形而呈椭圆形，轴因磨损而径向尺寸变小或成椭圆形就可能造成密封阚压缩量不足，从而造成泄漏。
4.4其它情况造成机械密封泄漏
a、装配的影响造成泄漏
由于工人装配水平偏低，装配时同轴度的好坏，摩擦副两个端面与轴垂直度的偏差，压缩比压调整的是否适当，均会造成机械密封在运转过程中存在不同程度的泄漏。
b、机泵中其它部件损坏造成机械密封失效。
1）、轴承损坏；如果机泵轴承损坏在运转过程中泵声异常、振动超标、机封泄漏。
2）叶轮松动：泵反转或其它原因造成叶轮背帽松动.造成泵振动过大，极易损坏轴承.动静环在循环动力作用下运转。很容易导致机械密封泄漏
c、动平衡破坏，如叶轮偏磨严重、轴弯曲等机械原因，导致机械密封的泄漏。
由以上简单分析可以看出，机械密封失效的原因是多方面的，针对不同的失效形式，相应的解决方法也不同。在实践中，一定要注意泄漏现象的观察、分析、才能准确判断失效部位，找出失效原因，加以解决，为维修机泵和机泵的长周期运转提供保障，也保证化工生产的正常运行，实现经济效益最大化。
参考文献
1《机械密封实用技术》顾永泉
机械密封原理与结构篇5
关键词：机械密封失效措施
0引言
泵是各领域使用最广泛的通用机械之一，其品种、规格繁多，绝大多数类型的泵存在一个基本的共性问题——“泄漏”，长期以来，人们主要致力于研究解决泵的密封泄漏问题。
在泵、风机、搅拌釜等旋转设备中，机械密封件是防止泄漏的关键，它最早出现于19世纪末期，当时的结构相当简单，仅由一个橡胶弹性体和金属（壳体）相摩擦，到二战期间，美国开始在化工流程泵上使用机械密封，二战后，随着石油化工行业的迅猛发展，机械密封在西方国家也发展迅速，至70年代，西方国家的炼油行业的流程泵80%采用机械密封，机械密封的应用范围也迅速扩大。其结构类型、端面材料的使用也迅速增加。我国在50年代末期，开始进行机械密封的研究，至70年代，形成了我国标准的JB1472标准的泵用和HG5-748-78；HG5-751～756-78釜用两大系列机械密封，奠定了我国机械密封行业的基础。
机械密封具有密封性好、性能稳定、侧漏量少、对轴的磨损量少等优点，其本身是一种要求较高的精密部件，在使用机械密封时，应尽可能地分析使用机械密封的各种因素，使机械密封适用于各种泵的技术要求和使用介质要求且有充分的条件，这样才能保证密封长期可靠地运行。作者通过在学习和实践中的不断积累，对泵用机械密封失效的原因进行了总结和分析。
1机械密封的结构和工作原理
机械密封是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置，该端面在流体压力及机械弹簧的作用下，依靠辅助密封的配合与另一端面相互贴合形成的微小轴向间隙起密封作用，从而防止流体泄漏。
机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件组成。其中动环和静环的端面组成一对摩擦副，动环靠密封室中液体的压力使其端面压紧在静环端面上，并在两环端面上产生适当的比压和保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。压紧元件产生压力，可使泵在运转状态下，也保持端面贴合，保证密封介质不外漏，并防止介质进入密封端面。密封元件的作用是密封动环与轴的间隙、静环与压盖的间隙，同时缓冲对泵的振动、冲击。机械密封在实际运行中不是一个孤立的部件，它是与泵的其它零部件一起组合起来运行的，同时通过其基本原理可以看出，机械密封的正常运行是有条件的，例如：泵轴的窜动量不能太大，否则摩擦副端面不能形成正常要求的比压；机械密封处的泵轴不能有太大的挠度，否则端面比压会不均匀等等。只有满足类似这样的外部条件，再加上良好的机械密封自身性能，才能达到理想的密封效果。
2机械密封失效时的常见现象及分析
（1）工作时发生尖叫或嗡鸣
机械密封环所用材料，如不锈钢、铝、铬合金等，其表面金属环接触腐蚀性介质，而金属自身又不耐腐蚀，就会表面腐蚀。在生产运行过程中，缺氧条件下新氧化膜很难形成，使电偶腐蚀加剧，造成表面均匀腐蚀，并破坏了静动密封面。就会导致逐渐泄漏，并发出摩擦声响。应安装旁路冲洗管路，加大管径和相应的节流装置的尺寸，加强密封端面的冷却，检查密封平衡设计，精确测量密封腔内的压力，温度及介质压力。
（2）波纹管发生径向裂纹或断裂
泵用机械密封选用堆焊硬质合金、铸铁、碳化钨、碳化钛等密封环材料时，容易出现机械应力破裂，因为材料在加工过程中，有本体应力的存在，如焊加工时，有残余应力，在工作环境中，若存在旋转离心力、摩擦热应力或运行过程中突然停电，系统配合不好，应力破坏就很难避免。温度越高，应力机械破裂就越快。裂纹出现的原因是机械密封的冷却水是循环水，在波纹管和轴之间有一个水夹套，波纹管与水夹套间隙直径为2mm，冷却循环水遇见高温介质后在波纹管内结成水垢，使波纹管失去弹性，产生径向裂纹。应将原来的压盖冷却水的进水和回水孔扩大，提高冷却水流速，降低滞留时间，减少机械密封波纹管结垢。
（3）石墨环表面出现深且粗的环状沟纹
在使用中，如果工作介质温度很高，再加上密封摩擦副端面的摩擦热，一旦冲刷系统发生故障，使得端面温度急剧升高，超过允许使用温度（一般在－105～250℃）时，其表面会析出树脂，摩擦面四周树脂会发生炭化，石墨炭化是使用碳―石墨环时密封失效的主要原因之一。高温还可使密封端面间的液膜汽化或闪蒸，产生残留物质，造成石墨环磨损，石墨环表面产生环状沟纹，碳化钨（动环）也易脱落。应改善状态，防汽化。
3机械密封泄漏点及泄漏形式
机械密封在泵类产品中应用广泛，而随着节约能源的要求和产品技术水平的提高，机械密封地应用前景将会变得更加广泛，机械密封的密封效果将直接影响整机的运行，密封失效后随即发生泄漏，将会严重影响生产正常运行。总体而言机械密封的泄漏点主要有五处：第一个点在动环与静环的接触面上。机械密封主要靠泵内液体压力及弹簧力将动环压贴在静环上，以达到密封防止泄漏。而两环的接触面上总会有少量液体泄漏，它可以形成液膜，一方面起到防止泄漏的作用，另一方面又起到的作用。第二个点在静环与压盖之间，属于静密封点。用有弹性的o形或V形密封圈压于静环和压盖之间，靠弹簧力使弹性密封圈变形而密封。第三个点在动环与轴套之间，此处也属静密封点。考虑到动环可以沿轴向窜动，可采用具有弹性和自紧性的V形密封圈来密封。第四个点在轴套与轴之间，属于静密封点，一般采用o形密封圈密封。第五个点在压盖和泵体之间，也是静密封点，可采用密封圈或垫片作为密封元件。
3.1机械密封泄露的检测步骤
现场检测密封泄漏的一般步骤是：首先判断泄漏源、断面密封问题产生的原因，由于密封介质汽化或闪蒸密封端面，先确定问题是否出现在端面不平、裂纹、破碎或爆破，发生热变形或机械变形、o型圈老化等。其次判断发生变形可能的原因，其中包括密封零件结构是否合理、强度不够或因材料及加工原因产生的残余变形等。然后检查安装，包括安装尺寸是否正确，安装时零件受力是否均匀，密封和材质是否适于使用工况，密封垫是否压紧，是否因螺栓力矩太大造成密封座变形，是否有安装损伤，必要时应予以更换。最后是启动前的调整，检查填料腔装配面和其他有关元件对轴线的垂直度、管道以及设备安装误差，起动设备前应将密封端面重新研磨以保证密封面的光滑平整。
3.2机械密封泄漏形式
3.2.1在安装静试时出现的泄漏
机械密封安装调试完成后，通常要进行静态测试来观察泄漏量，如果泄漏量较小，问题多出在动环或静环密封圈上；如果泄漏量较大，则表明动、静环的摩擦副之间存在问题。在初步观察泄漏量、判断泄漏部位的基础上，再进行手动盘车观察，若泄漏量没有明显变化则说明动、静环密封圈有问题；如盘车时泄漏量有明显变化则可以断定是动、静环摩擦副之间存在问题；如泄漏介质沿轴向喷射，则说明动环密封圈存在问题的可能性极大，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。
3.2.2机械密封试运转时出现的泄漏
安装静试完成后，由于运转时高速旋转产生的离心力会抑制介质的泄漏。因此，试运转时机械密封泄漏在排除轴间及端盖密封失效后，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、汽蚀、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）对安装机械密封时压缩量过大，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，运转中颗粒物质进入摩擦副，损伤动、静环密封端面。
（6）设计选型有误，密封端面比压偏低或密封副材质冷缩性较大等。
上述现象在试运转中经常出现，有时条件允许，可以通过适当调整静环座的方式予以消除，但多数需要重新拆装，更换密封。
3.2.3设备在运转时出现的泄漏
（1）泵叶轮轴向窜动量超过标准，转轴发生周期性振动及工艺操作不稳定，密封腔内压力经常变化等导致的机械泄漏。
（2）设备运转时振动太大，动、静环与轴套间形成水垢使弹簧失去弹性而不能补偿密封面的磨损。
（3）对泵实际输出量测量偏小，大量介质泵内循环，热量积聚，引起介质气化，导致密封失效。
（4）摩擦副损伤或变形而不能跑合。
（5）密封圈材料选择不当，溶胀失弹性。
（6）抽空、气蚀或较长时间憋压，导致密封破坏，密封环发生龟裂。
还有一种机械密封发生泄漏的情况是泵在停运一断时间后再启动时，这种情况主要是由于摩擦副附近介质的凝固、结晶，摩擦副上有水垢、弹簧腐蚀、阻塞而失去弹性造成的。
4机械密封失效原因分析及措施
4.1失效原因分析
1、泵轴的轴向窜量大
机械密封的密封面要有一定的比压，这样才能起到密封作用，这就要求机械密封的弹簧要有一定的压缩量，给密封端面一个推力，旋转起来使密封面产生密封所要求的比压。端面比压的计算公式：
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pC：端面比压；pS：弹簧比压；FS：弹簧力；Δp：摩擦副内、外两侧的差压；λ：液膜反压系数；d0：轴向滑移面直径；d1：密封端面内直径；d2：密封端面外直径
为了保证这一个比压，机械密封要求泵轴不能有太大的窜量，一般要保证在0.5mm以内。泵转子轴向窜动量大，辅助密封与轴的过盈量大，动环不能在轴上灵活移动。动、静环磨损后，得不到补偿位移。但在实际设计当中，由于设计的不合理，往往泵轴产生很大的窜量，对机械密封的使用是非常不利的。这种现象往往出现在多级离心泵中，尤其是在泵启动过程中，窜量比较大。
在多级离心泵中，采用平衡盘方法平衡轴向推力的工作原理：平衡盘工作时自动改变平衡盘与平衡环之间的轴向间隙，从而改变平衡盘前后两侧的压差，产生一个与轴向力方向相反的作用力来平衡轴向力。由于转子窜动的惯性作用和瞬态泵工况的波动，运转的转子不会静止在某一轴向平衡位置。平衡盘始终处在左右窜动的状态。平衡盘在正常工作中的轴向窜量只有0.105～0.11mm，满足机械密封的允许轴向窜量0.15mm的要求，但平衡盘在泵启动、停机、工况剧变时的轴向窜量可能大大超过机械密封允许的轴向窜量。
泵经过长时间运行后，平衡盘与平衡环摩擦磨损，间隙随着增大，机械密封轴向窜量不断增加。由于轴向力的作用，吸入侧的密封面的压紧力增加，密封面磨损加剧，直至密封面损坏，失去密封作用。吐出侧的机械密封，随着平衡盘的磨损，转子部件的轴向窜量大于密封要求的轴向窜量，密封面的压紧力减小，达不到密封要求，最终使泵两侧的机械密封全部失去密封作用。
2、泵轴的挠度和轴向力偏大
机械密封是一种旋转轴向的接触式动密封，它是在流体介质和弹性元件的作用下，两个垂直于轴心线的密封端面紧密贴合、相对旋转，从而达到密封效果，因此要求两个密封之间要受力均匀。但由于泵产品设计的不合理，泵轴运转时，在机械密封安装处产生的挠度较大，使密封面之间的受力不均匀，导致密封效果不好。
机械密封在使用过程中是不能够承受轴向力的，若存在轴向力，对机械密封的影响是严重的。有时由于泵的轴向力平衡机构设计的不合理及制造、安装、使用等方面的原因，造成轴向力没有被平衡掉。机械密封承受一个轴向力，运转时密封压盖温度将偏高，对于聚丙烯类的介质，在高温下会被熔融，因此泵启动后很快就失去密封效果，泵静止时则密封端面出现间断的喷漏现象。
3、缺少辅助冲洗系统或辅助冲洗系统设置不合理
机械密封的辅助冲洗系统是非常重要的，它可以有效地保护密封面，起到冷却、、冲走杂物等作用。有时设计人员没有合理地配置辅助冲洗系统，达不到密封效果；有时虽然设计人员设计了辅助系统，但由于冲洗液中有固体颗粒杂质，如果固体颗粒杂质进入摩擦副端面起研磨剂作用，将会划伤或加快密封端面的磨损而失效，水垢在轴套表面的堆积速度超过摩擦副的磨损速度，致使动环不能补偿磨损位移，造成机械密封失效。冲洗液的流量、压力不够，冲洗口位置设计不合理等原因，也同样达不到密封效果。
4、振动偏大
机械密封振动偏大，最终会导致失去密封效果。但机械密封振动偏大的原因往往不是机械密封本身的原因，而是泵的其它零部件产生振动连带机械密封振动，例如泵轴设计不合理、加工的原因、轴承精度不够、联轴器的平行度差、径向力大等原因都会产生振动。
5、泵汽蚀的原因
由于装置系统操作不合理以及泵进口汽蚀性能不好、泵的转速偏高，在泵的入口处发生局部汽蚀，汽蚀发生后，水中会有气泡，它一方面会冲击机械密封面的外表面，使其表面出现破损；另一方面会使动静环的吻合面的流动膜中也含有气泡，不能形成稳定的流动膜，另外泵在启动、停止过程中，由于泵进口堵塞，抽送介质中含有气体等原因，有可能使密封腔出现负压，造成密封端面的干摩擦，使机械密封装置损坏。
6、安装、检修工艺不良
动、静环接触表面不平，安装时碰伤、损坏；动、静环密封圈尺寸有误差、损坏或未被压紧；动、静环表面有异物；动、静环V型密封圈方向装反，或安装时反边；州套处泄漏，密封圈未装或压紧力不够（弹簧压缩量一定要按规定进行，不允许有过大或过小的现象，误差±2mm，压缩量过大增加端面比压，摩擦热量过多，造成密封面热变形和加速端面磨损，压缩量过小动、静环密封端面比压不足，发生漏泄）。弹簧力不均匀，单弹簧不垂直，多弹簧长短不一；密封腔端面与轴垂直度不够；轴套上密封圈活动处有腐蚀点。
4.2针对机械密封失效采取的措施
1、消除泵轴窜量大的措施
合理地设计轴向力的平衡装置能有效的消除轴向窜量。为了满足这一要求，对于多级离心泵，比较理想的设计方案有两个：一个是平衡盘加轴向止推轴承，由平衡盘平衡轴向力，由轴向止推轴承对泵轴进行轴向限位；另一个是平衡鼓加轴向止推轴承，由平衡鼓平衡掉大部分轴向力，剩余的轴向力由止推轴承承担，同时轴向止推轴承对泵轴进行轴向限位。第二种方案的关键是合理地设计平衡鼓，使之能够真正平衡掉大部分轴向力。两种方案通过试验观测都能很好的削弱泵轴向窜量，见下图趋势：
对于其它单级泵、中开泵等产品，在设计时采取一些措施保证泵轴的窜量在机械密封所要求的范围之内。同时正确安装轴向止推轴承。在装配机械密封时，轴的轴向窜动量应小于0.1mm，辅助密封与轴的过盈量应适当，在保证径向密封的同时，动环装配后保证能在轴上灵活移动（把动环压向弹簧能自由地弹回来）。
2、消除轴向力偏大的措施
合理地设计轴向力平衡机构，使之能够真正充分地平衡掉轴向力，给机械密封创造一个良好的条件。有些重要的泵可以在转子上设计一个轴向测力环，对轴向力的大小进行监测，发现问题及时解决。
3、消除泵轴挠度偏大的措施
这种现象大多存在卧式多级离心泵中，在设计时采取的措施有：减少两端轴承之间的距离；泵叶轮的级数不要太多，在总扬程要求较高的情况下，尽量提高每级叶轮的扬程，减少级数；增加泵轴的直径；在设计泵轴直径的时候，不要简单地考虑传递功率的大小，而要考虑机械密封、轴挠度、启动方法和有关惯性负荷、径向力等因素；提高泵轴材料的等级。
4、增加辅助冲洗系统
在条件允许的情况下，尽量设计辅助冲洗系统。冲洗压力一般要求高于密封腔压力0.107～0.11mpa，如果输送介质属于易汽化的，则应高于汽化压力0.117～0.12mpa。密封腔压力要根据每种泵的结构形式、系统压力等因素来计算。轴封腔压力很高时或者压力几乎接近该密封使用最高极限时，也可由密封腔引液体至低压区，使轴封液体流动以带走摩擦热。密封的可靠性和寿命，在很大程度上取决于密封辅助系统的配置。对泵输送含有固体颗粒的介质时，应选用碳化钨对碳化钨摩擦副的机械密封。另外，机械密封的平衡程度？也影响着密封的磨损。在选择机械密封时，平衡程度β=75%左右最适宜。β〈75%，磨损量虽然降低，但泄漏增加，密封面打开的可能性增大。对于高负荷（高pV值）的机械密封，由于端面摩擦热较大，β一般取65%～75%为宜，对低沸点的烃类介质等，由于温度对介质汽化较敏感，为减少摩擦热的影响，β取80%～85%为好。
根据长期的实践和经验，冲洗量在3～30L/min，可根据密封规格（直径）和介质的种类选取（见下表）
泵用机械密封的冲洗量（转速3000r/min）
■
5、消除泵汽蚀措施
①提高泵抗汽蚀性能；②确保泵入口不进气；③启动泵前将泵及管路中空气排净；④工况调节要适当。
6、消除泵振动措施
①泵检修时严格检修工艺标准；②加强维护检查，发现缺陷及时处理，避免缺陷扩大；③现场生产、操作、维修、调节时，严格把关，消除振动源。
5结束语
设计泵用机械密封时，不仅要考虑机械密封本身影响因素，而且要考虑机械密封外部各种影响因素。在实际工作中要注意以下几个问题：
第一、在泵产品设计过程中要充分考虑到泵其它零部件以及现场其它设备对机械密封使用效果的影响，为机械密封创造一个良好的外部条件。第二、增加对机械密封辅助系统的重要作用的认识，尽可能配备完善的机械密封辅助系统，以提高密封效果。第三、分析机械密封的质量事故的原因时，要充分考虑到泵的其它零部件对机械密封运行的影响，采取措施不断提高机械密封的效果。
实践证明，机械密封的使用寿命长短是确保泵实现安全、环保、稳定运行的重要因素。只要泵本身运转正常，同时机封冲洗良好，所使用的机封符合质量要求，在检修或更换机封时能正确进行安装，就可保证机封长周期稳定运行。
参考文献：
[1]牟介刚.丙烷泵的设计与研究水泵技术：1999
[2]沈阳水泵研究所叶片泵设计手册.机械工业出版社
[3]如何提高泵用机械密封的性能及寿命.水泵技术
机械密封原理与结构篇6
关键词：机械密封 失效 应对措施
一、概述
机械密封在石油和化工企业使用非常广泛，由于其具备很好的密封性和稳定的性能，而且泄漏量较少，摩擦功耗低，使用周期长，对轴(或轴套)磨损很小，能满足多种工况要求等特点而被广泛使用。但是其密封结构复杂，使用条件苛刻，价格高及维修技术高等特点，特别是机械密封工艺条件温度、压力等工艺参数的影响直接关系到设备机械密封的性能和使用寿命，因此，找出机械密封失效原因及改进措施是保证企业安全生产，提高设备使用寿命的重要任务。机械密封是一种用来解决旋转轴与机体之间动密封的装置，它是依靠弹性元件对动、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，又被称为轴向端面密封或端面密封。机械密封基本构成为：端面密封副（动换和静环）、弹性元件（如弹簧、波纹管、隔膜等）、辅助密封（如o型圈）、传动件（如传动销和传动螺钉）、防转件（如防转销）和紧固件（弹簧座、推环、压盖等）。机械密封由于具有密封性好、可靠性高、稳定向好、耐振性好、使用广泛的优点，在石油石化中得到广泛应用。
二、机械密封存在的问题
随着现代工业生产的发展，机械密封的工作环境越来越苛刻，对密封的要求越来越高。目前国内外旋转式机泵（主要为离心泵）用机械密封基本上为普通的接触式机械密封，由于密封端面之间存在直接的固体颗粒导致密封端面摩擦温升过高、过度磨损等原因早期失效。在密封环境较为恶劣的条件下，如密封易汽化类、高危险性、高腐蚀性、高含颗粒介质，失效概率明显增大，机械密封难以满足长周期运行的要求。我国JB4127.1-1999《机械密封技术条件》中规定：在选型合理、安装使用正确的情况下，被密封介质为清水、油类及类似介质时，机械密封的使用寿命一般不少于1年。被密封介质为腐蚀性介质时，机械密封的使用期一般为6个月到1年，但在使用条件苛刻时不受此限。api682《离心泵与转泵密封系统》规定，密封使用寿命3年。
三、机械密封的故障现象以及原因
在机泵故障中，轴封的故障较多。据统计，离心泵的轴封故障约占50%，轴承故障约占30%。在轴封中机械密封的使用日益广泛，为减少故障，提高效率，对机械密封的故障分析更加重要。
机械密封的故障现象及原因
机械密封故障的现象主要有五个方面：泄漏量大或不正常泄漏；功率上升；过热、冒烟、发声；不正常振动；大量析出磨损生成物。这些现象继续发展将导致密封失效和密封破坏，最后使机泵不能正常工作甚至大量泄漏引起火灾爆炸等事故。
产生机械密封故障的原因有以下几个方面
①机械密封本身不好。包括设计制造、结构、材料材质三个方面因素；
②机械密封选用不当、适应性差。包括性能结构不适用、装配位置和装配方法不当等；
③运转条件和操作管理不好，包括液体性质不合适、压力超速超限、振动太大、干运转、试压不当、压力、温度变动大、温差太大等；
④辅助装置欠佳。包括：冲洗系统欠佳、背冷或封液系统不好、冷却或保温加热系统不好等。
四、实际生产中会出现的典型机械密封故障机应对措施
1.某炼化厂重整装置倒泵过程中，机械密封突然泄漏，介质为汽油，温度200度，密封拆检中发现密封端面过度磨损。密封为单端面波纹管机械密封。并发现
①动环与动环座脱离，并且动环断裂。
②密封动、静环均严重磨损
③断裂的动环端面上有明显的窄磨痕。
原因分析：动环与动环座是热装的，所选基材的线膨胀系数是不同的，在高温条件下，有可能配合过盈不当，导致动环与动环座脱离；动环端面上有明显磨痕且磨痕颜色较深，说明有过多热量产生，密封端面有干摩擦存在以及密封端面热变形，如果密封压缩量过大，加剧密封端面的磨损，颗粒状物质进入密封端面，导致密封端面严重磨损；由于密封运行环境比较恶劣，较大热应力导致动环端面的径向热裂纹，在启停泵时，泵轴向力的改变与泵体振动导致动环彻底断裂。
应对措施：
①增设密封冷却水，改善密封运行环境，冷却水为除盐水。
②适当调整密封压缩量，不宜过大。
③更换密封前做好密封各部件的检测，避免密封质量问题。
2.重整装置强制循环热水泵密封频繁泄漏
在重整装置中，几乎每次拆检都能发现密封端面磨损，有汽蚀现象密；封腔冷却室冷却水出入口堵塞，密封冲洗液冷却器堵塞。
原因分析：泵介质为高于一百摄氏度的热水，密封冲洗冷却器冷却介质为循环水，易结垢，使得密封腔水室堵塞，自冲洗冷却器结垢循环不畅，造成密封腔内介质汽化，密封端面因干磨磨损汽蚀等，使密封失效。
应对措施：
①更换换热面积较大的换热器，避免由于换热不足引起的密封泄漏。
②建议把冷却用循环水改为软化水，避免由于冷却系统结构堵塞造成的密封泄漏。
参考文献
[1]姜培正.过程流体机械.化学工业出版社，2001，152-158.
[2]郝木明.过程装备密封技术.北京：机械工业出版社，2007
[3]顾永泉.机械密封实用技术.中国石化出版社，2010
机械密封原理与结构篇7
关键词：离心泵机械密封故障措施
离心泵的端面密封方式一般有机械密封、填料密封和动力密封三种，目前石油化工行业泵一般均设计成机械密封的形式。机械密封通常被人们简称为“机封”，它是一种旋转轴密封，又称之为端面密封。机械密封性能可靠，泄露量小，使用寿命长，功耗低.毋须经常维修，且能适应于生产过程自动化和高温，低温，高压，真空，高速以及各种强腐蚀性介质.含固体颗粒介质等苛刻工况的饿密封要求.机械密封是靠一对或几对垂直于轴作相对润动的端面在流体压力和补偿机构的弹力作用下保持接合并配以辅助密封而达到的阻漏的轴封装置。但机械密封结构复杂，制造与安装精度高，备件费用较高，对检维修人员的操作水平有一定要求，所以，分析机械密封故障原因及控制措施，保证机械密封的工作可靠性，对延长机封的使用寿命就非常重要。现从机械密封的内外部条件简要分析密封失效的几种因素和应采取的预防措施。
一、机械密封的原理及要求
机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件等组成。其中动环随泵轴一起旋转，动环和静环紧密贴合组成密封面，以防止介质泄漏。动环靠密封室中液体的压力使其端面压紧在静环端面上，并在两环端面上产生适当的比压，保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。压紧元件产生压力，可使端面在泵不运转的状态下也保持贴合，保证密封介质不外漏，并防止杂质进入密封端面。密封元件起密封动环与轴的间隙、静环与压盖的间隙的作用，同时弹性元件对泵的振动、冲击起缓冲作用。机械密封在实际运行中是与泵的其他零部件组合起来发挥作用的，其正常运行与自身性能、外部条件都有很大的关系。但是我们要首先保证机械密封的自身零件性能、辅助密封装置和安装技术达到要求，使它发挥应有的作用。
二、机械密封的常见故障及处理方法
1.机械密封泄漏
在使用过程中，机械密封故障的问题主要集中在泄漏问题上。机械密封本身质量好是避免泄漏发生的必要前提，这就对机封动静环摩擦面出厂的光洁度提出了较高要求。另外，离心泵泵体其他部件的加工精度也对机械密封的使用起着关键作用。现就从以下几种情况探讨机械密封泄漏的具体原因和处理方法。
1.1安装过紧。观察机械密封的动静环平面，如有严重烧焦现象，平面发黑和很深的痕迹，密封橡胶变硬，失去弹性，这种现象是由于安装过紧造成的。安装过程中调整安装高度，叶轮安装后，用螺丝刀拔动弹簧，弹簧有较强的张力，松开后即复位，有2-4mm的移动距离即可。
1.2安装过松。观察机封动、静环平面，其表面有一层很薄的水垢，能够擦去，表面基本无磨损，这是弹簧失去弹性及装配不良造成，或电机轴向窜动造成。
1.3机械密封冲洗介质差含颗粒。由于水质差，含有小颗粒及介质中盐酸盐含量高，形成磨料磨损机封的平面或拉伤表面产生沟槽、环沟等现象。安装过程中需要
改进水压或介质，增加过滤器或更换机封。
1.4泵运行过程中缺水运行造成干磨损坏。此现象多见于底阀式安装形式进口处负压，进水管有空气，泵腔内有空气，泵开机后，机封的磨擦高速运转时产生高温，无法得到冷却，检查机封，弹簧张力正常，摩擦面烧焦发黑，橡胶变硬开裂。正确的处理办法是排尽管道及泵腔内空气，更换机械密封。
1.5由于介质是热水，会产生汽蚀现象，水温过高产生蒸汽，管道内的汽体进入泵腔内高处，这部份的汽体无法排除，从而造成缺水运行，机封干磨失效。
1.6安装泵盖时，可能没有装平，造成轴与泵盖不垂直造成动静平面不能吻合，开机时间不长，造成单边磨损而渗水。也有可能在安装动静环时，将橡胶件损坏，或动静环表面碰伤，处理方法是安装过程中检查泵盖是否装平。
1.7橡胶件的老化、变形，主要表现的现象为水温过高，介质溶解橡胶。从外观上看橡胶件表面疏松、毛糙，失去弹性，从而使橡胶失效，此时需要更换合适材质的密封圈。
1.8静环室内孔加工尺寸误差大，表面毛糙。表现的现象为从轴向喷水，静环与内孔之间存在间隙，或者内孔粗糙，静环跟转，橡胶磨损。处理办法是更换泵盖。或用生料带缠绕静环外圈，或加密封胶作应急处理。
1.9轴套或轴颈加工精度差、尺寸小、粗糙及轴颈锈蚀的原因，处理方法是锈蚀表面用砂纸打光，用生料带缠绕后，放入动环作应急处理，最好的方法是换轴，或轴镶套后加工恢复到原轴的尺寸。
三、提高机械密封使用效果应采取的合理措施
1.消除泵轴窜量大现象
安装平衡盘和轴向止推轴承，由平衡盘平衡轴向力，由轴向止推轴承对泵轴进行轴向限位。
2.增加辅助冲洗系统
由于泵抽取的介质含有颗粒、杂质，为避免这些杂质沉积在密封腔内腐蚀、粘结机封，加速机封的老化，破坏摩擦副，必须进行冲洗。增加辅助冲洗系统可以有效保护密封面，并起到冷却、作用。
3.加强日常巡检和维护工作
严格按操作规程执行日常巡检和维护工作，杜绝抽空和气蚀，防止介质流速过快使密封环受到冷激或热激而破裂。在切换泵时应遵循先开冷却液，后启动泵：先停泵，后停冷却液或宁可不停冷却液的原则，以保证机泵在运转中有足够的冲洗冷却液。对长期备用的泵要及时将液体排空，防止生成锈蚀物而将密封摩擦副腐蚀，且在启动前一定要先手动盘车。
四、机械密封的检修误区
在泵用机械密封的检修工作中，常存在以下误区：
1.弹簧压缩量过大使弹簧失去调节能力，致使密封失效。
2.动、静环密封圈过紧，影响密封效果。
3.叶轮锁母太紧产生自锁现象。
4.拆修总比不拆好。一旦密封泄漏就急于拆修，其实，有时密封并没有损坏，过了磨合阶段经自动调整，密封仍可运行很久。
五、机械密封拆装要点
拆装机械密封时，动、静环要清洗干净，并在摩擦副面上涂抹少量清洁的油，要兼顾高压端和低压端，严禁磕碰。静环压盖安装时用力要均匀，防止压偏。用塞尺检查，上下左右位置的偏差不大于0.05ⅡⅡn；检查压盖与轴外径的配合间隙，四周要均匀，各点允许偏差不大于0.1HⅡn。安装机械密封部位的泵轴径向跳动不应超过0.05i啪。安装泵盖和密封端盖之前，要认真复核机械密封的安装定位尺寸，如果定位尺寸不符合要求，可在轴套间用钢垫调整，但钢垫精度要高，厚度差不能超过0.01mm。测量机械密封套的径向跳动和密封面的端面跳动，二者均应符合要求。动环安装完毕，将其压向弹簧后应能自动弹回来。拆卸机械密封时要仔细，严禁动用手锤和扁铲，以免损坏密封元件。
六、结束语
总之，机械密封本身是一种要求较高的密封部件，对设计、机械加工、安装技术都有很高的要求，因此，要提高工艺人员现场操作水平。对使用机械密封时所出现的各种故障，要充分分析其产生原因。这样才能确保机械密封使用的稳定性、长期性，从而保证离心泵安全高效运行，提高经济效益，并为社会节约能耗。
参考文献
[1]薛敦松《石油化工厂设备检修手册》1998.
机械密封原理与结构篇8
【关键词】改造机械密封油浆泵
某公司催化裂化FCC装置用以输送含有催化剂颗粒的塔底泵，型号为100pYS2130，单级悬臂离心泵，轴功率75kw，流量45.5m3/h，扬程130m。输送介质为油浆，介质温度370℃，泵吸入口压力为0.2mpa。虽然该泵一直使用的是焊接波纹管机械密封，但由于工况介质等诸多因素的影响，该泵在实际使用过程中，机械密封经常发生泄。据统计，机械密封使用寿命最短的时间为15天，平均使用寿命为4个月左右，严重影响了工艺装置的正常生产。为彻底消除隐患，笔者对该泵的机械密封系统进行了分析及改造，提高了机械密封的运行周期，确保了装置平稳生产。
一、故障原因分析
催化油浆泵中的机械密封是DBm290焊接波纹管机械密封，该密封结构特点为：a.静止式金属波纹管结构；b.动环与轴套法兰、螺钉连接；c.动环摩擦副低膨胀合金镶嵌，静环摩擦副为浸锑石墨；d.叶轮压紧轴套实现轴套密封垫的密封。油浆泵的工作介质为催化油浆，介质温度高且含有催化剂等固体颗粒，运行工况比较恶劣。通过数次检修及对原机械密封的解剖分析，发现机械密封失效泄漏的原因主要有以下几个方面。
（一）摩擦副磨损
DBm290焊接波纹管机械密封静环摩擦副采用的材料是浸锑石墨，拆检发现静环摩擦副磨损严重且内外缘有缺口。通过试验发现，机械密封的端面比压受波纹管的有效直径的影响，而有效直径是随压力的变化而改变。由于压力过大，导致摩擦副过度磨损引起泄漏。同时油浆中含有固体催化剂颗粒其含量为一般不大于6g/L，生产不正常时为12g/L左右，在操作中工艺条件稍有波动，催化剂颗粒会进人密封面内，划伤了动环密封面，并破坏了液膜的连续性，从而引起泄漏。正常密封时，密封面处于边界或半液体状态，两表面被一层边界膜分开。当密封面间混有催化剂颗粒或静环密封面上有磨损时，两密封面间液膜厚度明显增厚，从而导致了油浆大量泄漏。
（二）摩擦副表面热裂纹
拆捡发现摩擦副的硬质合金环出现由硬面中心向外发散的许多粗细不一的径向裂纹。焊接波纹管的硬质合金环与环座两种材料的膨胀系数存在差别，在机械密封冷却水压力不稳定或温度发生较大变化时容易产生局部高温，从而导致局部热应力过大，合金环表面热裂引起密封失效。
（三）波纹管内侧波谷部位的软焦块
温度高、密度大、含有固体颗粒是油浆生成软焦块主要原因。该泵在370℃的工况下使用，油浆会慢慢沉淀或凝固在波纹管的缝隙中形成软焦块。随着时间的推移，波纹管缝隙内的软焦块使得波纹管不能进行轴向拉伸、压缩，失去弹性。这样，波纹管就无法提供随介质压力变化的轴向作用力，起不到补偿作用，使端面液膜压减小，造成液膜反压系数下降，以致于端面比压下降，引起密封失效。
（四）轴套密封垫易发生泄漏
DBm90密封传动方式为键传动，轴套密封是靠叶轮压紧轴套内的轴套垫来实现的。造成轴套密封垫泄漏的原因主要有：a.叶轮发生反转或泵体预热温度过快造成叶轮锁紧螺母松动，使得密封垫无法压紧而泄漏；b.在安装过程中，轴套密封垫内进入杂质，使其密封性能失效而泄漏。
二、解决措施
（一）开槽斜面挤紧轴套式密封结构
针对密封轴套垫的泄漏，采取了开槽斜面挤紧轴套式密封结构。这种定位传动可靠，安装、拆卸方便且不伤轴。另外，还设置了限位板，便于泵外调整密封的压缩量。波纹管内径一处设一45°斜角，以分散应力，延长波纹管寿命。辅助密封采用柔性石墨替代其他密封材料，可以承受高达425℃的高温。
（二）采用耐磨摩擦副材料
由于油{泵介质含有固体颗粒，所以在摩擦副动环表面喷涂了氧化铬（Cr2o3），静环材料选用YG6，该配合属于“硬质合金-硬质合金”形式。由于二者硬度不同，既可防止动静环密封面同时损伤，又避免了产生热裂现象。针对高温环境下密封环镶嵌结构容易脱落的现象，改用整体结构密封环。密封压缩量定为3.4mm，有效降低了密封面过多的摩擦热。
（三）金属波纹管作为旋转动环
原来所用的机械密封为静止式结构，油浆极易在波纹管缝隙生成焦块。为了防止机械密封波纹管缝隙结焦，笔者将金属波纹管设计成旋转型结构。旋转式波纹管密封在旋转离心力作用下可以自身清洗波纹管，减少波纹管沉积和内侧结焦，并能防止因急冷造成的波纹管变形。
（四）改善密封的冷却、冲洗效果
高温油浆泵由于介质温度高，加之短时间的机械负荷或热负荷的作用，使得密封面间稳定液膜转变为蒸汽状态，这转变过程中的温差产生了辐射状径向小裂纹。为了改善密封摩擦副的冷却效果，将循环水冷却改用轻柴油冷却并将原来密封压盖的进、出冷却孔直径增加2mm，这样避免了冷却介质的汽化且流量增加一倍，大大改善了冷却效果。为了避免催化剂颗粒粘结，堵塞冲洗管通道，将冲洗孔直径由5mm增大到7mm，冲洗压力控制在0.5mpa。通过自冲洗的改进，有效地控制了密封端面温升，增大液相面积，改善了摩擦状态。
三、结束语
通过对油浆泵机械密封的失效原因分析，从其材料及结构等方面进行了有效改进。目前，改造后的油浆泵已应用于工业生产中。改造前该泵有效运行时间平均为4个月左右，改造后，该泵连续运行最长可达8000h，期间经过长周期高负荷运行和频繁的切换运行而无泄漏故障。通过对油浆泵机械密封的改造及应用，不仅解决了影响装置稳定运行的难题，而且还产生了较大的经济效益。由此可见，催化装置油浆泵机械密封的改造是成功的。
参考文献
[1]顾永泉.机械密封实用技术[m].北京：机械工业出版社，2005.
机械密封原理与结构篇9
关键词：液化气泵泄漏串联机械密封保护系统
1前言
我车间30万吨/年气体分馏装置泵-4为丙烯塔-1回流泵，输送介质为丙烯、丙烷，该泵自2009年8月份以来，经常发生机械密封（单级）泄漏情况，严重时出现喷漏。液化气具有易燃易爆、低引火点、低粘度等特点，液化气的频繁外泄，极大的增加了安全隐患，对装置的安全、连续运行造成了较大的影响，并且污染了环境。同时，频繁更换密封也造成了资金和人力的浪费。
2机械密封泄漏原因分析
机械密封靠弹性构件和介质压力在动环和静环的接触端面上产生压紧力，使两个端面紧密贴合并做相对运动，也可做补偿磨损的轴向移动，且在端面间维持一层极薄的液膜而达到密封的目的，这层液膜具有液体的动压力与静压力，它能平衡密封介质压力和端面，从而达到密封和长久使用的目的。从机械密封的结构和工作原理，液化气介质的性质及日常应用结果来看，液化气泵机械密封泄漏的原因分析如下：
2.1密封端面液膜闪蒸形成初期泄漏
因为液化气为易挥发性介质，所以极易汽化，产生相变。液化气泵机械密封的冷却系统在结垢堵塞时，或是工艺条件波动时，由于端面摩擦及旋转元件搅拌液体产生热量致使介质的饱和蒸气压上升，当密封的工作压力低于介质的饱和蒸气压时，端面液膜发生闪蒸爆裂，丧失，造成密封端面干摩擦，致使密封泄漏。拆解泄漏的机械密封时发现两点。
（1）静环被轻微咬蚀，有慧星状纹理，有的石墨环外沿切边，是因液膜闪蒸后密封端面倾斜所致；动环密封面有径向裂纹（热裂），是因密封端面间液膜转化为气态时的温差过大而造成。
（2）静环上严重磨损和凹槽；动环有径向裂纹和变色；o形圈硬化、开裂，是因密封端面干摩擦所造成。
2.2密封端面结冰促使更大泄漏
当密封端面形成干摩擦，端面磨损出现轻微泄漏后，挥发的液化气使周围的水汽遇冷凝结成冰晶，密封端面及其周围结冰，从而导致更大的泄漏。
3机械密封频繁泄漏的解决办法
针对这一情况，我厂维修车间和丹东克隆密封厂家联合对泵-4进行了密封改造，用串联机械密封替换以往的单级机械密封。
3.1串联机械密封的结构与机理
串联机械密封是由两对单端面密封同向排列在一起的密封，在串联密封中，隔离流体在两对磨擦副间，将介质端一对磨擦副与大气端磨擦副隔离，起、密封、冷却作用。其结构如图1所示：
1―冲洗口；2―弹簧组件Ⅰ；3―静环Ⅰ；4―内压盖；5―泵送环
6―封油出口；7―封油入口；8―外压盖；9―弹簧组件Ⅱ；10―静环Ⅱ
图1串联机械密封示意图
该密封动环端面开有动压半圆槽，密封旋转时可以将更多的介质带入密封端面，在端面间形成液膜，并维持液膜的状态和刚度，减少因液化气性差造成的剧烈摩擦，减少密封端面的磨损，延长密封使用寿命。封油侧密封对封油进行密封，并利用泵送环输送封油，保持封油的循环，带走摩擦热并端面。为了加强泵送效果，在设计中加大泵送环螺距及导程，调整泵送环与腔径的间隙及螺旋槽深度，同时，将压盖上封油的进出口设计成切向，减少油路的阻碍，方便循环。
3.2密封循环保护系统
串联机械密封循环保护系统由自冲洗保护系统和封油保护系统组成。自冲洗保护系统是借助泵的输送介质液化气的出口压力，从泵出口经冲洗线到泵密封腔内的自冲洗保护。利用输送介质从泵出口到泵密封腔进行自冲洗实现了热平衡，减轻了密封端面的干摩擦程度，改善了密封的环境。
封油保护系统由封油罐、管件、阀件、压力表、温度计等组成。
在封油罐内装入冷冻机油，由串联机械密封上的泵送环，利用泵轴的转动带动封油罐内的机油，使其在封油罐到密封腔内强制闭路循环冲洗。这样封油不但带走了由端面摩擦产生的大量热量，降低了温度，而且还使端面得到了充分的，极大程度的避免了端面的干摩擦，提高了机械密封的可靠性。
3.3串联机械密封的特点
从2009年11月份将泵-4改为串联机械密封到现在，已有4个月的时间。在这段时间内，丙烯塔-1回流泵泵-4从未发生过密封泄漏情况。与以前使用过的单级机械密封相比，串联机械密封有以下特点：
（1）实现了平稳生产
随着串联机械密封的使用，泵-4密封频繁泄漏问题已得到解决，使气体分馏装置消灭了因泵密封频繁泄漏导致装置停工停产的被动局面。
（2）抗工艺波动的能力加强
由于串级机械密封由两种保护系统保护，所以当工艺不稳，自冲洗系统保护作用减小时，封油保护系统将会给密封提供冷却和，最大限度的避免了辅助密封圈o型环、V型环等密封原件的损伤，延长了密封的使用寿命。
（3）安全性高，利于环保：
如果泵密封一旦泄漏，泄漏出的液化气会进入密封封油液保护系统的封油罐中，最后通过封油罐的放空口排到低压瓦斯线中去。操作人员可通过封油罐上面的压力表指示和封油罐里面封油的液位判断密封是否泄漏。这样不仅确保了安全生产，消除了安全隐患，而且还保护了环境。
（4）使用寿命长，经济效益显著
串联机械密封使用寿命长，避免了以往经常更换单级机械密封所造成的资金、人力和物力上的浪费。此外，密封的封油保护系统所用的冷冻机油是内部循环使用，停泵时也不用排放机油，和水冷却相比，要大大节省了能源。
4结束语
通过对串联机械密封的使用，气体分馏装置丙烯塔-1回流泵已经连续运行4个多月没有发生密封泄漏故障，不仅解决了影响装置稳定运行的重大安全隐患，避免了环境的污染，而且还产生了较大的经济效益，由此可见，串联机械密封在液化气泵上的使用是相当成功的。
参考文献
1顾永泉.机械端面密封.东营：石油大学出版社，1994
机械密封原理与结构篇10
【关键词】机械密封；新技术；应用
对化工产品而言，绝大部分都具有易燃、易爆、有毒等危险性，倘若这些化工产品不慎泄露，不仅会带来巨大的经济损失以及严重的环境污染，更严重的是会威胁人的生命安全。正由于化工行业存在上述特性，所以化工机械设备须具有较强的密封性与耐腐蚀性，以确保机械设备拥有较长的使用寿命[1]。与此同时，为了符合机械密封技术应用过程中复杂的作业环境及严格的现场要求，多组合、多结构、多材料的机械密封部件得到了广泛的推广与应用，各种新概念、新标准以及新工艺也相继地被研发出来，并且在石化行业中展现出较好的应用前景。
机械密封装置通常用来对机体和旋转轴进行密封，除此之外，机械密封还对确保离心机、搅拌机、反应釜、泵、过滤机、压缩机、齿轮箱、旋转接头、阀门等主要装置设备的正常作业起到关键性的保护作用。目前，随着产品生产水平的不断提高以及环保、节能问题受到越来越广泛的关注，机械的密封标准也更为严格。因此，研究机械密封新技术、新材料的开发与应用是当前石化行业发展的首要任务。
一、机械密封的新材料
自70年代陶瓷材料的推广使用以来，机械密封材料的选择范围也得到了很大的拓展。以往进行配对的两种机械密封材料中，一种是基质材料以碳石墨为主的软质材料；另一种是基质材料以陶瓷或硬合金为主的硬质材料。其中，设备辅助密封圈多采用聚四氟乙烯、合成橡胶等材料制作[2]。现如今，众多新型材料涌进了石化行业机械密封应用中，比如自型硬合金、高性能陶瓷以及高性能密封材料等等。除此之外，通过在原有的密封材料里添加强自性、低熔点的纳米材料制作而成的新型密封材料—纳米复合材料，已经在石化行业中广泛推广。
然而，通过将碳化硅SiC、氮化硅Si3n4、氧化锆Zro2等多种物质烧结所生成的新型密封材料在近期亦得到了较为普遍应用。该密封新材料的特点是韧性较好、耐热耐冲击性较好、硬度较高等。由于SiC对各类腐蚀性物质表现出较强耐腐蚀性，因此，SiC材料是目前最为常用的陶瓷材料之一。
二、机械密封的新技术
随着科学技术的高速发展以及机械密封新材料的不断涌现，推动了机械密封技术进一步发展。新型机械密封技术的推广与应用旨在减少产品泄露及其对环境的污染，同时延长机械密封装置设备的使用寿命。概括起来，机械密封新技术主要包括以下四种：
（一）剖分式机械密封技术
部分式机械密封一端为内部具有一个特定形状凹槽的连接密封腔，另一端相应位置上则为一个前端带有相似形状凸台和后部具有连接凹槽的接头，接头两部分外端面由具有环弧性凸起的结构所组成，在安装时将接头压入连接密封腔中，达到密封的目的，并可随着压力变化，自动调整密封效果。根据端面的不同可以将其分为改型端面与平行端面部分式机械密封[3]。
（二）非接触式机械密封技术
通常情况下，将非接触式机械密封技术定义为通过依托流体所产生的动压或者静压在密封端面形成一片起到隔离作用的流体膜的一种新型机械密封技术。这种密封技术与使用固相、硬性材料进行密封的接触式机械密封存在着很大的差异。由于航空航天、能源以及石化等事业的不断前进，使其对高速、高温、高压、真空等特殊工况下机械设备的密封性、可靠性以及耐用性等各项性能有了更为严格的要求。正是由于非接触式机械密封技术具有的较好密封性与耐用性，使其在石化行业的机械密封技术应用中占有一定的优势。
（三）流体回流式机械密封技术
流体回流式机械密封技术的基本原理就是通过转变外泄流体的流动路径并将其送回机械密封腔内，从而达到机械设备零泄漏的最终目的。并且，流体回流式机械密封技术具有方便维护、适用性强、结构简单等优点，特别适用于各种高参数的特殊工况，比如：高温、高速、高压等等[4]。
（四）组合式机械密封技术
组合式机械密封技术就是将多种密封技术进行结合使用的一种新型机械密封技术。它能够充分地发挥各种密封技术的优点，有效的避免各自的缺点，因此，组合式机械密封技术是当前密封技术发展的必然趋势。机械密封技术的组合形式多种多样，其中，最为常见的有接触式结合非接触的密封形式以及接触式结合接触式的密封形式。
三、新技术与新材料在石化机械密封中的应用
工程科学、材料科学以及计算机技术的深入研发与应用，给机械密封技术的改进与发展奠定了坚固的理论根基，并且，研究石化行业机械密封新技术与新材料高效运用，能够加快推动企业的稳定、快速、可持续发展。
（一）零泄漏密封
零泄漏密封指的是机械设备中的工艺流体无泄漏，也就是泄漏量为零。零泄漏密封通常使用干运转的密封方式，并且具有相应的辅助设备，比如阀门、计量仪表、密封监控装置以及报警装置等。零泄漏密封系统通过将封堵流体（其中，p封堵流体>p大气、p工艺流体）输送到密封室，来达到将工艺流体与外界大气隔绝的根本目的。
（二）集装箱式密封
集装箱式密封技术来自于运输集装箱的启发，在进行安装之前，将其静止与旋转部件以整体进行安装，待试压及检查均符合要求后再套装到集装箱的内轴，并用螺钉及螺旋进行紧定，则此密封便可进行平面运作。
四、结语
石化行业所使用的装置设备大部分都需要进行机械密封，通过机械密封来避免工艺流体的漏、跑、滴、冒，以达到保护作业环境、降低工程成本、提高运作效率的根本目的，实现石化行业现代化、科学化发展的根本要求。因此，研究并高效运用机械密封新技术与新材料，不仅能够使石化企业获取更好的工程效益，而且还能够使石化企业树立环保、节能的良好企业形象，促进企业的稳定、快速、可持续发展。本文充分考虑了石化行业的特殊工况条件，简要介绍了机械密封的新材料及新技术，为今后石化行业机械密封技术的研究与发展提供扎实的理论基础与重要的技术指导。
参考文献
[1]李磊.机械密封技术在化工行业中的应用[J].科技风，2011（13）：109-110.
[2]秦忠，魏厚瑶.油田高压注水泵机械密封新技术[J].科技创新导报，2011（08）：13-14.