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摘要：传统的离心泵填料密封改进为机械密封已经多年了，多年来机械密封的许多优点正在被从事操作、维护与管理的员工所认同。机械密封发生泄露的主要原因一样的，目前引起机泵泄露的主要因素有：第一，对于密封的材料选取不当，使得离心泵的工作性能受到很到的影响;第二，内部的各个零件磨损的十分严重;第三，动环和静环配合不均匀，也是导致泄露的主要原因;第四，静环的与静环座之间的密封不严。
关键词：机械密封 离心式输油泵 应用探讨
一、填料密封与机械密封的结构及性能分析。
离心泵的功能是输送液體，液体通过泵后获得了能量，泵内的液体压力大于外界大气压力存在着压差，压差的产生会使泵内液体从高压区流向低压区泄漏到泵外。
（一）从离心泵的填料密封结构本身，可以看出泵壳与旋转的泵轴之间存在着间隙，这个间隙依靠填料盒来密封，离心泵的填料一般是用浸石墨的石棉绳、聚四氟乙烯等材料编织制成。安装时过紧会增加磨损和消耗功率;过松会漏水漏气，压紧不当时在低压侧，就可能使空气进入泵内影响泵的正常工作，更有甚者使泵不上（油）水;在高压侧，就有液体漏出。 填料在使用一段时间后因为失去弹性和润滑作用，必须及时更换。由此看来，填料密封能够直接给运行中的离心泵带来漏失损耗和功率损耗;效率相应会受到影响。
（二）机械密封密封效果好，承磨能力强，可以达到不漏。机械密封的型号较多，目前使用在离心泵上的主要有O型环密封式、整圈金属波纹管式、多圈金属波纹管式等构成接触式液体润滑机械密封系列。按结构不同大体分为：非平衡型和平衡型;单弹簧或多弹簧结构。机械密封的基本组成元件为动环和静环，它们一起形成与轴垂直的动态密封面。动环为密封头组件的一部分，而静环和密封盒组成另一个组件，它们共同组成泵的完整密封装置。在接触式机械密封中，随着泵轴开始转动，密封平面之间发生相对运动，在滑动接触面处形成一层很薄的液膜，来达到密封的作用。
二、机械密封的基本原理
使用在输油（水）离心泵上的是接触式液体润滑密封，输送介质与密封结合面呈动态接触，此处接触的性能好坏将决定密封的效果，如果密封面处的载荷过高，密封面处的液体就会气化或炭化，造成密封面磨损，不稳定工况也会对密封面造成损坏，如果超越了材料的承受界限，会因密封面的纯粹接触而导致高磨损率从而产生泄漏 ，密封平衡就是用来避免上述情况发生和提供更有效密封装置的一种形式，任何密封腔内的压力在各个方向上都应该是相等的，并使动环与静环接触，压力只作用在环形面上。
三、填料密封与机械密封应用于离心泵运行中优略对比
离心泵使用填料密封存在泄漏是必然的，泄漏的产生会造成原油损耗、容积损耗、功率损耗，效率降低;同时增大了员工的劳动强度。如填料密封漏油造成污油缸收油、压油操作、维修作业的更换填料、轴套。
机械密封替代填料密封克服了上述缺点，应用于离心泵中达到了运行中平稳、不渗、不漏，提高了设备的可靠性能。填料密封改用机械密封延长了修保周期，由原来的一级保养1000小时必须更换填料密封，延长到现在8400—11400小时进行检查机械密封磨损情况。检修周期延长了8—11倍，从一级保养内容上去除了更换密封填料及检修更换轴套环节。
填料密封引起的功率损耗可达到输入轴功率的3-5%，机械密封与填料密封相比较摩擦系数、摩擦面积、摩擦压力摩擦热均小于填料密封，运行中减少功率损耗与填料密封引起的功率损耗相比较近5倍;机械密封的离心泵运行中无漏失损耗、无油污落地，不造成环境污染。
其优点有：（1）密封可靠，在长期运转中密封状态很稳定，泄露量很小，其泄露约为软填料密封的1%;（2） 使用寿命长，在油、水介质中一般可达1～2年或更长，在化工介质中一般能工作半年以上;（3） 擦功率消耗小，其摩擦功率仅为软填料密封的10%～50%;（4） 轴或轴套基本上不磨损;（5） 维修周期长，端面磨损后可自动补偿，一般情况下不需经常性维修;（6） 抗振性好，对旋转轴的振动以及轴对密封腔的偏斜不敏感;（7） 适用范围广，机械密封能用于高温、低温、高压、真空、不同旋转频率，以及各种腐蚀介质和含磨粒介质的密封。
四、机械密封材料的选取
根据统计，机械密封的泄露大约有80%～95%是由于密封端面，摩擦副造成的。除了要保持密封面平行之外，主要是摩擦副的材料问题。
摩擦材料应具备下列条件：
（1） 机械强度高，能耐压和耐压力变形;
（2） 具有耐干磨性，耐高载荷性，自润滑性好;
（3） 配对材料的磨合性好，无过大的磨损和对偶腐蚀;
（4） 耐磨性好，寿命长;
（5） 导热性和散热性好;
（6） 耐高温性好;
（7） 抗热裂性好;
（8） 耐腐蚀性强;
（9） 线膨胀系数小
（10） 切削加工性好，成型性能好;
（11） 气密性好;
（12） 密度小。，能耐热变形和尺寸稳定性好;
五、机械密封安装、使用技术要领
1）、设备转轴的径向跳动应≤0.04毫米，轴向窜动量不允许大于0.1毫米;
2）、设备的密封部位在安装时应保持清洁，密封零件应进行清洗，密封端面完好无损，防止杂质和灰尘带入密封部位;
3）、在安装过程中严禁碰击、敲打，以免使机械密封摩擦付破损而密封失效;
4）、安装时在与密封相接触的表面应涂一层清洁的机械油，以便能顺利安装;
5）、安装静环压盖时，拧紧螺丝必须受力均匀，保证静环端面与轴心线的垂直要求;
6）、安装后用手推动动环，能使动环在轴上灵活移动，并有一定弹性;
7）、安装后用手盘动转轴、转轴应无轻重感觉;
8）、设备在运转前必须充满介质，以防止干摩擦而使密封失效;
9）、对易结晶、颗粒介质，对介质温度>80℃时，应采取相应的冲洗、过滤、冷却措施，各种辅助装置请参照机械密封有关标准;
10）、安装时在与密封相接触的表面应涂一层清洁的机械油，要特别注意机械油的选择对于不同的辅助密封材质，避免造成O型圈侵油膨胀或加速老化，造成密封提前失效。
六、机械密封检修中存在的误区：
（1）弹簧压缩量越大密封效果越好。其实不然。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O型圈越紧越好。其实动环密封圈过紧有害无益。一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。
（长庆油田公司第三采油厂）
关键词：机械密封 离心式输油泵 应用探讨
一、填料密封与机械密封的结构及性能分析。
离心泵的功能是输送液體，液体通过泵后获得了能量，泵内的液体压力大于外界大气压力存在着压差，压差的产生会使泵内液体从高压区流向低压区泄漏到泵外。
（一）从离心泵的填料密封结构本身，可以看出泵壳与旋转的泵轴之间存在着间隙，这个间隙依靠填料盒来密封，离心泵的填料一般是用浸石墨的石棉绳、聚四氟乙烯等材料编织制成。安装时过紧会增加磨损和消耗功率;过松会漏水漏气，压紧不当时在低压侧，就可能使空气进入泵内影响泵的正常工作，更有甚者使泵不上（油）水;在高压侧，就有液体漏出。 填料在使用一段时间后因为失去弹性和润滑作用，必须及时更换。由此看来，填料密封能够直接给运行中的离心泵带来漏失损耗和功率损耗;效率相应会受到影响。
（二）机械密封密封效果好，承磨能力强，可以达到不漏。机械密封的型号较多，目前使用在离心泵上的主要有O型环密封式、整圈金属波纹管式、多圈金属波纹管式等构成接触式液体润滑机械密封系列。按结构不同大体分为：非平衡型和平衡型;单弹簧或多弹簧结构。机械密封的基本组成元件为动环和静环，它们一起形成与轴垂直的动态密封面。动环为密封头组件的一部分，而静环和密封盒组成另一个组件，它们共同组成泵的完整密封装置。在接触式机械密封中，随着泵轴开始转动，密封平面之间发生相对运动，在滑动接触面处形成一层很薄的液膜，来达到密封的作用。
二、机械密封的基本原理
使用在输油（水）离心泵上的是接触式液体润滑密封，输送介质与密封结合面呈动态接触，此处接触的性能好坏将决定密封的效果，如果密封面处的载荷过高，密封面处的液体就会气化或炭化，造成密封面磨损，不稳定工况也会对密封面造成损坏，如果超越了材料的承受界限，会因密封面的纯粹接触而导致高磨损率从而产生泄漏 ，密封平衡就是用来避免上述情况发生和提供更有效密封装置的一种形式，任何密封腔内的压力在各个方向上都应该是相等的，并使动环与静环接触，压力只作用在环形面上。
三、填料密封与机械密封应用于离心泵运行中优略对比
离心泵使用填料密封存在泄漏是必然的，泄漏的产生会造成原油损耗、容积损耗、功率损耗，效率降低;同时增大了员工的劳动强度。如填料密封漏油造成污油缸收油、压油操作、维修作业的更换填料、轴套。
机械密封替代填料密封克服了上述缺点，应用于离心泵中达到了运行中平稳、不渗、不漏，提高了设备的可靠性能。填料密封改用机械密封延长了修保周期，由原来的一级保养1000小时必须更换填料密封，延长到现在8400—11400小时进行检查机械密封磨损情况。检修周期延长了8—11倍，从一级保养内容上去除了更换密封填料及检修更换轴套环节。
填料密封引起的功率损耗可达到输入轴功率的3-5%，机械密封与填料密封相比较摩擦系数、摩擦面积、摩擦压力摩擦热均小于填料密封，运行中减少功率损耗与填料密封引起的功率损耗相比较近5倍;机械密封的离心泵运行中无漏失损耗、无油污落地，不造成环境污染。
其优点有：（1）密封可靠，在长期运转中密封状态很稳定，泄露量很小，其泄露约为软填料密封的1%;（2） 使用寿命长，在油、水介质中一般可达1～2年或更长，在化工介质中一般能工作半年以上;（3） 擦功率消耗小，其摩擦功率仅为软填料密封的10%～50%;（4） 轴或轴套基本上不磨损;（5） 维修周期长，端面磨损后可自动补偿，一般情况下不需经常性维修;（6） 抗振性好，对旋转轴的振动以及轴对密封腔的偏斜不敏感;（7） 适用范围广，机械密封能用于高温、低温、高压、真空、不同旋转频率，以及各种腐蚀介质和含磨粒介质的密封。
四、机械密封材料的选取
根据统计，机械密封的泄露大约有80%～95%是由于密封端面，摩擦副造成的。除了要保持密封面平行之外，主要是摩擦副的材料问题。
摩擦材料应具备下列条件：
（1） 机械强度高，能耐压和耐压力变形;
（2） 具有耐干磨性，耐高载荷性，自润滑性好;
（3） 配对材料的磨合性好，无过大的磨损和对偶腐蚀;
（4） 耐磨性好，寿命长;
（5） 导热性和散热性好;
（6） 耐高温性好;
（7） 抗热裂性好;
（8） 耐腐蚀性强;
（9） 线膨胀系数小
（10） 切削加工性好，成型性能好;
（11） 气密性好;
（12） 密度小。，能耐热变形和尺寸稳定性好;
五、机械密封安装、使用技术要领
1）、设备转轴的径向跳动应≤0.04毫米，轴向窜动量不允许大于0.1毫米;
2）、设备的密封部位在安装时应保持清洁，密封零件应进行清洗，密封端面完好无损，防止杂质和灰尘带入密封部位;
3）、在安装过程中严禁碰击、敲打，以免使机械密封摩擦付破损而密封失效;
4）、安装时在与密封相接触的表面应涂一层清洁的机械油，以便能顺利安装;
5）、安装静环压盖时，拧紧螺丝必须受力均匀，保证静环端面与轴心线的垂直要求;
6）、安装后用手推动动环，能使动环在轴上灵活移动，并有一定弹性;
7）、安装后用手盘动转轴、转轴应无轻重感觉;
8）、设备在运转前必须充满介质，以防止干摩擦而使密封失效;
9）、对易结晶、颗粒介质，对介质温度>80℃时，应采取相应的冲洗、过滤、冷却措施，各种辅助装置请参照机械密封有关标准;
10）、安装时在与密封相接触的表面应涂一层清洁的机械油，要特别注意机械油的选择对于不同的辅助密封材质，避免造成O型圈侵油膨胀或加速老化，造成密封提前失效。
六、机械密封检修中存在的误区：
（1）弹簧压缩量越大密封效果越好。其实不然。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O型圈越紧越好。其实动环密封圈过紧有害无益。一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。
（长庆油田公司第三采油厂）