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【摘　要】机械密封是常见的轴封方式,它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.在化工行业被广泛使用,化工反应釜就是其中之一.

【关 键 词】反应釜；械密封；故障

反应釜是综合反应容器,反应过程中产生的压力对容器的密封要求极高.在一般中等压力或抽真空情况都会使用机械密封,所以机械密封在反应釜的应用非常广,而机械密封的密封效果将直接影响反应釜的运行,严重的将造成停产、安全事故及环境污染等不可估量的损失.本文就化工反应釜中机械密封的常见故障、及其成因和排除作如下探讨.

1.机械密封的结构

机械密封由静环、动环、弹性元件、弹簧座、紧定螺钉、旋转环辅助密封圈和静止环辅助密封圈等元件组成,防转销固定在压盖上以防止静止环转动.动环和静环还可根据它们是否具有轴向补偿能力而称为补偿环或非补偿环.其中动环和轴一起旋转,动环和静环紧密贴合组成密封面,以防止介质泄漏.动环依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,即使反应釜在不工作状态下,端面也保持贴合,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,同时弹性元件对反应釜的振动、冲击起缓冲作用.

2.机械密封的故障及处理

2.1机械密封零件的故障及处理

反应釜在运行当中,密封端面经常会出现磨损、热裂、变形、破损等情况,螺杆、螺纹、弹簧用久了也会松弛、断裂和腐蚀.辅助密封圈也会出现裂口、扭曲和变形、破裂等情况.机械密封的零件如果出现故障,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反应釜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,对动环、静环的摩擦面的光洁度和平整度要求较高.动环、静环的摩擦面的宽度不大,一般在2～7毫米之间.

2.2机械密封振动、发热故障原因及处理

反应釜运转过程中,受到机械磨损和化学侵蚀作用,会使动静环贴合端面粗糙,动静环与密封腔的间隙太小,由于振摆引起碰撞从而引起振动.有时由于密封端面(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.如果动环、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,就要更改动环、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.

2.3机械密封泄漏的原因及处理

2.3.1机械密封泄漏的途径

静止环与压盖、压盖与壳体之间的密封是泄漏途径,它们均属静密封.旋转环与轴之间的密封也是泄漏途径之一,当端面摩擦磨损后,它仅仅能追随补偿环沿轴向作微量的移动,实际上它也是一个相对的静密封.因此,这三处泄漏途径相对来说比较容易封堵.静密封元件最常用的有橡胶O形圈或聚四氟乙烯V形圈,而作为补偿环的旋转环或静止环辅助密封,有时采用兼备弹性元件功能的橡胶、聚四氟乙烯或金属波纹管的结构.旋转环与静止环的端面彼此贴合作相对滑动的动密封,它是最主要的泄露途径,也是机械密封装置中的主密封,它是决定机械密封性能和寿命的关键.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润滑液膜,必须严格腔制端面上的单位面积压力,压力过大,不易形成稳定的润滑液膜,会加速端面的磨损；压力过小,泄漏量增加.所以,要想获得良好的密封性能和较长的使用期限,在设计和安装机械密封时,一定要保证端面单位面积压力值在最适当的范围.

2.3.2机械密封静压试验时泄漏原因

机械密封由于在安装时不注意,往往会将密封端面碰伤、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.

2.3.3机械密封周期性或阵发性泄漏原因

机械密封的转子组件周期性振动、轴向窜动量较大,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,反应釜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,机械密封要求轴不能有太大