1 前言
人们在分析机械密封泄漏故障原因时，往往习惯在机械密封的设计方面查找原因，例如：机械密封的选型是否合适，材料选择是否正确，密封面的比压是否正确，摩擦副的选择是否合理等等。再结合对机械密封的外部条件去查找原因，例如：给机械密封创造的条件（润滑、冲洗、冷却）是否合适，辅助系统的配置是否合适。可是，随着机械密封行业标准的规范，其设计应己标准化，并且意识到机械密封外部条件的低劣对其所产生的负面影响，那么影响密封寿命的关键因素似乎转移到了另一些问题上。那就是我们经常会忽略了对生产厂家所提供的成套机械密封的质量检验，想当然地认为其质量的可靠性。很少有人想到质量检验的缺失，结果同样会导致密封使用后的寿命降低，甚至是在静压测试过程中便出现泄漏的问题。
经多次对机械密封质量检验过程中发现，成套的机械密封亦会出现很多影响机械密封安装和使用的问题。只要加强机械密封的抽样检验力度，就可以避免很多不必要的浪费，同时减少生产事故。
2 摩擦副表面质量问题
2.1摩擦副的作用
机械密封的摩擦副主要依靠两个光滑表面（即动环面和静环面）和冷却液（通常是油或水）的配合，在旋转过程中形成了密封油膜，以承受一定的比压来实现密封的。这两个表面有任何一个出现划痕、破裂或其他影响密封效果的问题，就会直接导致油膜破坏，密封泄漏。通常选用硬质合金、碳化硅、石磨、陶瓷等材料的密封环，由于其磨削加工工艺较简单因此不会对新的动环或静环表面造成太大的影响，而采用喷涂的方法加工摩擦面由于工艺较为复杂，常常在静压的密封测试中就会出现泄漏的现象。
2.2喷涂的动环面质量问题
这里所说的摩擦副表面质量问题突出表现在合金动环喷涂摩擦面上，涂层能否牢固而且均匀地粘接于基体上直接决定着该摩擦副能否起到密封作用，尤其是直径大于50mm的摩擦副表面。由于喷涂工艺复杂，其工作温度曲线不能很好的控制，导致最终磨削加工后易出现妊娠纹、蜘蛛网纹或起鼓等现象（见图1），一般情况下，用肉眼或用手触摸一般无法辨别出此类缺陷的。这样的密封表面虽然形成了多线密封，但是摩擦面无法形成良好的油膜来承受较大的压力，通常压力会小于0.01MPa。
图1 机械密封动环喷涂表面放大镜下的视图
检查此类加工缺陷的最简单方法就是用放大镜（8倍以上）在阳光充足的地方，通过表面反射的光谱进行观察，对于发现此类问题的动环或静环应及时更换，以免在试压过程中，保不住压力，影响装配的进程。
另一种方法就是采用光学平镜配合钠灯进行光谱分析，由于此种方法所需要的仪器费用较高，而且需要专业人士进行操作，因此在一般的企业中难以推广，而且该方法精度太高，往往会筛选掉可以选用的密封环，造成不必要的浪费。
3 动环质量问题
3.1动环的基本结构
动环通常有动环面、密封圈、支撑环、动环座、联接螺栓等几部分构成，如图2所示。
图2 单端面机械密封基本结构
3.2联接螺栓的作用
作用一：也是最基本的作用，即将动环座与支撑环进行联接，保证弹簧预紧力使其能够容纳于动环座内。
作用二：调节动环座、支撑环与动环面三者之间的同心度，保证动环可以正确安装到轴套或直接安装到轴上。
3.3联接螺栓错误安装造成的质量问题
(1)厂商供货问题
图3就是不同批次的动环没有采用相同的联接螺栓。螺纹较长的螺栓会使检修人员造成该螺栓没有安装到位的假象，往往会加大弹簧的预紧压力，影响密封使用效果。
此类问题如果没有进行静压试验而将设备直接安装运行，必将导致密封的不良运转，缩短使用寿命，严重的还会对生产造成不必要的损失。
图3 不同批次动环选用的联接螺栓
(2)联接螺栓安装定位不统一
图4所示，就是由于联接螺栓的安装问题造成的支撑环与动环座不同心的动环式样。这样的动环一方面会由于动环座与支撑环不同心而无法安装到轴套或轴上，不过这样就会令检修工人立刻查到原因，进行修理。
另一方面，会因为轴套、支撑环、动环座不同心，弹簧在进行伸缩调整时，支撑环无法在轴套或轴上自由地滑移，不能及时调整伸缩量，影响密封效果，甚至导致密封失效。这样的情况在进行静压试验时通常发现不了，但当设备运转后，严重的会立即导致密封失效，影响生产。
图4 支撑环与动环座不同心产生角位移
3.4镶嵌的密封环的质量问题
对于镶嵌合金环的动环（图5）而言，由于在运转过程中可能产生的热胀现象，一旦镶嵌环与基体的热膨胀系数不一致，即膨胀或收缩不能同步进行，势必会导致两者脱离而影响机械密封的使用。此外，在镶嵌的过程当中需要进行预热处理，在冷却后，密封环同样有可能脱离，虽然说这样的情况很少出现，但是在检修过程中，有必要进行细致的检查，以确定密封环与基体的镶嵌效果，防止动环旋转起来其镶嵌面在集体中打滑，增加泄漏点。
图5 镶嵌的密封动环面
4 密封圈
4.1密封圈的材料与种类
在化工或石油行业中，主要的密封圈材料有四氟（有V形、O形、方形等）和橡胶（以O形圈为最常用形式，具体的成分不同又有氟胶、丁晴橡胶等等），总之，不管是什么材料最终一定要适应设备所处的工况条件，耐酸、耐碱、耐高温等等。
4.2密封圈的位置和作用
(1)静环上的密封圈
如图2所示，静环上的密封圈是防止密封腔内的介质流到腔外，产生泄漏的故障。
(2)动环上的密封圈
如图2所示，动环上的密封圈是防止密封腔内的介质沿着轴或轴套流到密封睦外，即产生泄漏的故障。
4.3密封圈常见的质量问题
(1)动环四氟V字密封圈质量问题
①数量不正确。通常V字密封圈都是采用两个密封圈成对使用，因为V字密封圈是依靠挤压变形来达到密封的程度，如果选用的V字圈过多，则会导致动环面与支撑环、动环座不同心，影响密封效果。如果选用的V字圈较少，则会因为得不到动环面与支撑环挤压无法达到密封效果，所以在安装之前一定要先进行检查，以免影响使用效果。正确的V字圈数量为V字挤压留有余量（图6），错误的V字圈数量没有为V字挤压留有足够的余量（图7）。
图6 正确的V字圈数量 图7 错误的V字圈数量
②V字密封圈与支撑环形状不符见图8。
图8 支撑环与V字密封圈形状不符
在试压过程中，有时会因为支撑环与V字密封圈形状不符，V字密封圈不能得到合理的挤压变形而紧抱在轴或轴套上，产生外部泄漏。因此，在检修过程中应该提前进行检查。
(2)橡胶密封圈的质量问题
橡胶密封圈的问题主要出现在材料选用上，那么需要注意的一点就是在检修过程中，检修工人一定要检查密封圈的材料是否满足工况要求。因为此类质量问题的出现，会引起机械密封在相当短的时间内出现泄漏故障，如橡胶圈因不耐高温或不耐油而出现碳化等现象，所以对于错误选择材料的密封圈应及时进行更换，避免盲目装配降低密封的使用寿命。
随着科技不断进步，新材料的不断涌现，旋转机械已普遍采用机械密封作为轴封装置，在石油及化工行业中尤为明显。机械密封相对于填料密封已凸现出具有无漏泄、寿命长、消耗功率小等诸多优点，但其也有结构相对复杂、检修工艺要求较高等缺点，这就给检修人员提出了较高的要求。影响密封使用寿命的问题还会不断地被发现，只要我们加强对中间过程的管理，势必会提高机械密封的使用效率，改善我们的生产环境。
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