一、天鎮(zhèn)機(jī)械密封的工作原理和特點(diǎn)
　　天鎮(zhèn)機(jī)械密封，也稱為端面密封，是旋轉(zhuǎn)軸的動(dòng)態(tài)密封。它依靠彈簧和密封介質(zhì)的壓力，在旋轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的接觸面上產(chǎn)生適當(dāng)?shù)臄D壓力，使兩個(gè)端面緊密貼合(端面之間保持很薄的油膜，潤(rùn)滑動(dòng)環(huán)和靜環(huán))。因此，介質(zhì)通過(guò)密封端面的阻力很大，從而防止液體或氣體物質(zhì)的泄漏，達(dá)到密封的目的。
　　天鎮(zhèn)機(jī)械密封具有性能可靠、泄漏小、使用壽命長(zhǎng)、功耗低、無(wú)需頻繁維護(hù)、對(duì)軸磨損小的優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足生產(chǎn)自動(dòng)化和高溫、低溫、真空、高速以及各種強(qiáng)腐蝕介質(zhì)和含固體顆粒介質(zhì)等惡劣工況的密封要求。因此，天鎮(zhèn)機(jī)械密封是世界上這些設(shè)備最重要的軸封方式。但天鎮(zhèn)機(jī)械密封結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造安裝精度高，成本高，對(duì)維修人員技術(shù)要求高。因此，保證天鎮(zhèn)機(jī)械密封的可靠性和延長(zhǎng)其使用壽命至關(guān)重要。
　　二、天鎮(zhèn)機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
　　天鎮(zhèn)機(jī)械密封一般由四部分組成：即由動(dòng)環(huán)和靜環(huán)組成的密封端面(摩擦副);輔助密封圈(多為O型圈);彈性元件為主要零件的緩沖補(bǔ)償機(jī)構(gòu);使動(dòng)環(huán)隨軸旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。密封分為單密封和雙密封兩種形式，單密封為一套密封只有1對(duì)動(dòng)靜環(huán)，靠物料冷卻密封面，不需要密封水;雙密封為一套密封有2對(duì)動(dòng)靜環(huán)，靠密封水冷卻，適合物料溫度較高的場(chǎng)合使用。我廠使用的密封多為雙密封形式。
　　1、摩擦副,即動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的總稱,是構(gòu)成天鎮(zhèn)機(jī)械密封的主要元件,在很大程度上決定了天鎮(zhèn)機(jī)械密封的使用性能。
　　2、機(jī)械密封的輔助密封圈共有兩個(gè)，即動(dòng)環(huán)和軸套之間的密封以及靜環(huán)與壓蓋之間的密封。由它造成的故障就是泄漏量大。他們一般屬于靜密封，但當(dāng)密封端面和軸的中心線不垂直時(shí)，軸向運(yùn)動(dòng)的位移量就比較大。輔助密封圈的材料大多是合成橡膠或柔性石墨、聚四氟乙烯，在軸向力的反復(fù)作用下，它們會(huì)逐漸老化、磨損、斷裂，喪失密封性能。
　　3、緩沖補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的主要零部件是彈性元件，即具有一定屈服系數(shù)的彈簧或波紋管，其作用是保持密封端面的貼合，其中波紋管可采用橡膠、聚四氟乙烯和焊接金屬等材料制作。
　　4、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。軸套對(duì)機(jī)械密封的影響主要是軸套表面的磨損和定位螺栓的脫落失效。軸套表面磨損后會(huì)使軸套外徑變小，密封沒(méi)有過(guò)盈力而產(chǎn)生泄漏，磨損同時(shí)也會(huì)使軸套表面出現(xiàn)溝槽導(dǎo)致密封圈和軸套之間的摩擦力增大，彈性力不足以克服該阻力，失去補(bǔ)償作用。有些密封補(bǔ)償機(jī)構(gòu)有定位螺栓，螺栓脫落后會(huì)導(dǎo)致補(bǔ)償機(jī)構(gòu)帶著動(dòng)環(huán)及其密封圈與軸套之間打轉(zhuǎn)，從而破壞動(dòng)環(huán)密封圈、軸套和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，從而導(dǎo)致密封泄漏和損壞。
　　三、機(jī)械密封常見故障及處理
　　在安裝運(yùn)行過(guò)程中常見的機(jī)械密封失效現(xiàn)象有以下幾種：
　　1、 加水或靜壓試驗(yàn)時(shí)發(fā)生泄漏
　　泵的機(jī)械密封安裝完成后，要進(jìn)行水壓試驗(yàn)，以檢查機(jī)械密封的安裝質(zhì)量。一般來(lái)說(shuō)，只要熟悉泵的結(jié)構(gòu)和細(xì)心觀察，就可以從泄漏量或泄漏部位來(lái)正確判斷泄漏的原因。
　　⑴機(jī)械密封泄漏量較小，說(shuō)明動(dòng)環(huán)或靜環(huán)的密封圈在安裝過(guò)程中出現(xiàn)了問(wèn)題，若泄漏量偏大，則表明動(dòng)環(huán)和靜環(huán)之間的接觸面不平，或安裝時(shí)發(fā)生碰傷及損壞，導(dǎo)致密封失效，不能形成緊密的密封面。
　　⑵泄漏量較小，盤車后泄漏量沒(méi)有增大，說(shuō)明動(dòng)環(huán)或靜環(huán)的橡膠密封圈在安裝時(shí)強(qiáng)行擠入導(dǎo)致?lián)p壞;若盤車后泄漏量增大，說(shuō)明動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的接觸面不平或損壞。
　　⑶泄漏的水順著泵軸的方向漏出，說(shuō)明動(dòng)環(huán)密封圈出現(xiàn)了問(wèn)題;若水從四周漏出，則說(shuō)明靜環(huán)密封圈失效。
　　2、 生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生泄漏
　　在離心泵發(fā)生的故障當(dāng)中，發(fā)生最多的水泵在運(yùn)行過(guò)程中突然發(fā)生的機(jī)械密封泄漏。總結(jié)運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生機(jī)械密封泄漏的主要原因：
　　⑴離心泵入口有金屬顆粒或異物進(jìn)入動(dòng)靜環(huán)之間的密封端面，造成密封面磨損。
　　⑵機(jī)械密封安裝時(shí)過(guò)緊，在泵體啟動(dòng)后高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，導(dǎo)致動(dòng)靜環(huán)之間的密封面嚴(yán)重磨損。
　　⑶彈簧壓縮量調(diào)整不合適。調(diào)整彈簧的壓縮量就是調(diào)整機(jī)械密封的端面比壓，是關(guān)系到密封性能及使用壽命的重要參數(shù)，與密封的結(jié)構(gòu)形式、彈簧大小以及介質(zhì)壓力有關(guān)。端面比壓過(guò)大將損壞摩擦副，過(guò)小則容易泄漏。
　　⑷動(dòng)環(huán)密封圈松緊。動(dòng)環(huán)密封圈過(guò)緊有害無(wú)益，一是加劇密封圈和軸套之間的磨損，過(guò)早泄漏;而是增大了動(dòng)環(huán)軸向調(diào)整、位移的阻力，在工作狀況變化頻繁時(shí)無(wú)法適當(dāng)調(diào)整;三是彈簧彈簧過(guò)度疲勞容易損壞;四是使密封圈變形，影響密封效果。
　　⑸靜環(huán)密封圈松緊。靜環(huán)密封圈基本處于靜止?fàn)顟B(tài)，相對(duì)較緊密封效果會(huì)好一些，特別是有些沒(méi)有靜環(huán)防轉(zhuǎn)銷的密封，必須保證靜環(huán)密封圈有一定的過(guò)盈量，從而給靜環(huán)一定的預(yù)緊力，防止靜環(huán)打轉(zhuǎn)。但過(guò)緊將導(dǎo)致：一是引起靜環(huán)密封過(guò)度變形影響密封效果;二是有些靜環(huán)材料為石墨、陶瓷，材質(zhì)較脆，過(guò)度受力容易引起碎裂;三是安裝、拆卸困難，極易損壞靜環(huán)。因此，靜環(huán)的內(nèi)勁一般比軸徑大1～2mm，O型圈的過(guò)盈量比孔徑大0.6mm左右為適;如是石墨、陶瓷材質(zhì)靜環(huán)采用靜環(huán)套，其過(guò)盈量在0.4～0.5mm為適。密封圈裝配時(shí)的松緊程度以涂上潤(rùn)滑脂后以雙手壓入為準(zhǔn)。手能很輕松壓入則太松，雙手用力壓入則太緊。
　　⑹泵空轉(zhuǎn)或密封水管脫落、密封水過(guò)小。這種情況的發(fā)生主要是由于操作工的操作不精心造成的，在我廠大部分密封損壞都是此原因造成的，占密封損壞的70%～80%。泵空轉(zhuǎn)只要1～2分鐘會(huì)使單密封由于密封面溫度過(guò)高而燒壞;對(duì)于雙密封而言，長(zhǎng)時(shí)間空轉(zhuǎn)才可能燒壞物料端的密封面。泵密封水管脫落則會(huì)使雙密封電機(jī)端的密封很快燒壞，物料端的密封也會(huì)因物料溫度高而快速上升燒損。總之泵空轉(zhuǎn)和密封水管脫落會(huì)使密封面處于干磨狀態(tài)，造成石墨材質(zhì)的密封面出現(xiàn)深而粗的環(huán)狀溝槽，碳化硅、硬質(zhì)合金、陶瓷材質(zhì)等硬材質(zhì)的密封面出現(xiàn)徑向裂紋或斷裂、崩落，輔助密封圈老化、龜裂、變色、粘結(jié)，熱裝式硬質(zhì)合金密封環(huán)脫落。我廠大部分物料溫度在50～80℃，如密封水過(guò)小則會(huì)使密封面溫度升高，密封附近水份汽化發(fā)生氣蝕，導(dǎo)致泵打不走料，從而損壞機(jī)械密封，造成泄漏，這種情況在我廠板框間的三級(jí)泵上發(fā)生比較頻繁。
　　3、 機(jī)械密封本身質(zhì)量問(wèn)題引發(fā)的泄漏。
　　⑴密封面精度不夠。更換機(jī)械密封時(shí)，要認(rèn)真檢查所換的機(jī)械密封，特別是動(dòng)靜環(huán)的密封面光潔度是否良好。一般來(lái)說(shuō)，動(dòng)環(huán)、靜環(huán)密封面的平面度應(yīng)在≤0.0009mm以內(nèi)。
　　⑵動(dòng)環(huán)的彈簧是否好用。應(yīng)注意彈簧壓縮比是否合適，彈簧與軸或軸套之間的間隙是否合理。傳動(dòng)方式是否有問(wèn)題，端面寬度是否合理以及摩擦副的配對(duì)情況等。
　　4、 檢修不當(dāng)引發(fā)的泄漏
　　在更換機(jī)械密封過(guò)程中，一定要注意檢修質(zhì)量，維修人員對(duì)于動(dòng)靜環(huán)的密封面和密封圈等的安裝要特別小心，經(jīng)常出現(xiàn)操作不當(dāng)造成密封面劃傷、密封圈損壞等問(wèn)題。對(duì)于我廠通過(guò)錐套和鎖緊套聯(lián)接的SPS系列泵，一定要保證錐套鎖緊、電機(jī)軸承完好、泵徑向跳動(dòng)≤0.04mm。
　　四、日常檢修中的安裝、維護(hù)
　　1、機(jī)械密封安裝使用的一般原則
　　⑴弄清設(shè)備的情況。要了解設(shè)備轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速、軸徑;要對(duì)設(shè)備制造精度和密封腔尺寸，設(shè)備本身的使用壽命以及設(shè)備在生產(chǎn)工藝中的地位等方面做全面均衡的考慮。
　　⑵估算介質(zhì)壓力。泵的密封腔一般不是泵的出口壓力，而是低于泵的出口壓力，約為泵出口壓力的1/3。
　　⑶弄清密封介質(zhì)的情況。要了解密封介質(zhì)的狀態(tài)，輸送介質(zhì)是氣態(tài)還是液態(tài)，介質(zhì)是否含顆粒物及顆粒狀況;了解介質(zhì)的性質(zhì)、溫度，以便合理選型及采用必要的冷卻、沖洗、潤(rùn)滑措施。
　　2、機(jī)械密封安裝使用的技術(shù)要求
　　⑴安裝機(jī)械密封部位的軸或軸套的徑向跳動(dòng)應(yīng)符合下表要求。軸和軸或軸套外徑徑向跳動(dòng)公差￠10～50mm0.03mm≥￠50～120mm0.05mm軸套的表面粗糙度應(yīng)符合技術(shù)要求。
　　⑵傳動(dòng)軸的軸向串動(dòng)不超過(guò)0.2mm。
　　⑶密封腔體端面對(duì)軸表面的跳動(dòng)公差應(yīng)符合下表要求：軸或軸套外徑徑向跳動(dòng)公差￠10～50mm0.03mm≥￠50～120mm0.05mm
　　⑷對(duì)于某些靠彈簧傳動(dòng)的機(jī)械密封必須注意彈簧的旋向，即軸旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)使彈簧越來(lái)越緊，否則密封失效，彈簧旋向的旋轉(zhuǎn)由下述方法確定：由靜環(huán)向動(dòng)環(huán)看，軸順時(shí)鐘旋轉(zhuǎn)用右旋彈簧，反之，則選用左旋彈簧。
　　3、機(jī)械密封的安裝方法及注意事項(xiàng)
　　機(jī)械密封部件在制造精度或安裝精度上要求都很嚴(yán)格，如果安裝不當(dāng)，就會(huì)影響密封的使用壽命和密封性能，嚴(yán)重時(shí)將使密封迅速失效。
　　⑴安裝前的準(zhǔn)備工作及安裝注意事項(xiàng)
　　a、檢查要進(jìn)行安裝的機(jī)械密封型號(hào)、規(guī)格是否正確，零件是否缺少。
　　b、檢查機(jī)械密封各元件是否有損失，特別是動(dòng)靜環(huán)的密封端面是否碰傷，如發(fā)現(xiàn)損壞，須進(jìn)行返修或更換。各密封元件用汽油或煤油清洗干凈，保證各元件表面無(wú)灰塵、異物。
　　c、軸或軸套表面及密封腔內(nèi)壁、密封端蓋內(nèi)表面是否有毛刺、異物等，如發(fā)現(xiàn)毛刺應(yīng)修平、打光，并進(jìn)行清洗，保持清潔。
　　d、不要用不干凈的布或棉紗擦洗密封面，應(yīng)使用干凈柔軟的紗布、脫脂棉之類的東西擦洗。
　　e、裝配時(shí)應(yīng)保持清潔，保證密封面不被劃傷、碰壞，為便于安裝，可在密封面及密封圈和與其配合處抹少量的潤(rùn)滑脂，以免啟動(dòng)瞬間產(chǎn)生干磨。
　　⑴、機(jī)械密封的裝配順序：
　　a、密封靜環(huán)的安裝：先將防轉(zhuǎn)銷裝入靜環(huán)座中，再將靜環(huán)裝入靜環(huán)座中，注意將靜環(huán)上的凹槽對(duì)準(zhǔn)防轉(zhuǎn)銷。
　　b、密封動(dòng)環(huán)的安裝：將密封的旋轉(zhuǎn)部件按先后次序組裝到軸上。若有軸套則先把動(dòng)環(huán)部件裝入軸套，然后把裝有動(dòng)環(huán)的軸套裝到軸上。
　　c、端蓋裝在密封體上，用螺絲均勻擰緊。
　　d、盤動(dòng)試車是否輕松，若盤不動(dòng)或吃力，則需要檢查裝配尺寸是否正確。
　　五、機(jī)械密封的啟動(dòng)與運(yùn)行維護(hù)
　　運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)是系統(tǒng)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)，因此，在日常生產(chǎn)中只要從細(xì)微入手，才能保證設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
　　1、啟動(dòng)前的檢查：
　　a、全面檢查機(jī)械密封以及附屬裝置和管線安裝是否齊全，是否符合技術(shù)要求。
　　b、機(jī)械密封啟動(dòng)前應(yīng)進(jìn)行靜壓試驗(yàn)，檢查密封是否有泄漏。如泄漏較多，應(yīng)查清原因予以消除。
　　c、按泵旋轉(zhuǎn)方向盤車，檢查是否輕松均勻。如盤車吃力或卡死，應(yīng)檢查裝配尺寸是否有誤。啟動(dòng)前盤車還可防止應(yīng)突然啟動(dòng)造成密封環(huán)碎裂現(xiàn)象發(fā)生。
　　d、啟動(dòng)前應(yīng)保持密封腔內(nèi)充滿液體，排氣。
　　2、啟動(dòng)及運(yùn)行時(shí)的注意事項(xiàng)：
　　a、啟動(dòng)后若有輕微泄漏現(xiàn)象，應(yīng)觀察一段時(shí)間。如連續(xù)運(yùn)行4小時(shí)泄漏量仍不減少，須停泵檢查。
　　b、在運(yùn)行中，應(yīng)避免物料打空抽干和密封水脫落的現(xiàn)象，以免造成密封干磨損壞。
　　c、經(jīng)常巡視檢查密封情況，如泄漏嚴(yán)重且無(wú)好轉(zhuǎn)趨勢(shì)，則應(yīng)進(jìn)行停泵檢查。
　　六、結(jié)束語(yǔ)
　　針對(duì)化工天鎮(zhèn)離心泵天鎮(zhèn)機(jī)械密封出現(xiàn)的問(wèn)題，總結(jié)了機(jī)械密封比較常見的滲漏原因。在使用機(jī)械密封時(shí)，應(yīng)分析使用機(jī)械密封的各種因素，使機(jī)械密封適用與各種泵的技術(shù)要求和使用要求，以保證密封長(zhǎng)期可靠運(yùn)行，切實(shí)節(jié)約生產(chǎn)成本。