1 機械密封結(jié)構(gòu)與原理

1.1 機械密封結(jié)構(gòu)

壓縮機機械密封結(jié)構(gòu)圖，與其他機械密封類似，都是由動環(huán)、靜環(huán)、彈簧、彈簧座、緊定螺釘、防轉(zhuǎn)銷、傳動銷組成的，從圖上可以看出，機械密封泄漏的途徑主要有六處；

泄漏一：墊片（序號7）作為機身與靜環(huán)（序號1）之間的密封，此處密封為靜密封，發(fā)生泄漏的可能性較小，墊片材質(zhì)、尺寸滿足要求，正常安裝即可；

泄漏二：動環(huán)（序號2）與靜環(huán)（序號1）之間：此處密封為動密封，發(fā)生泄漏的可能性最大。動、靜環(huán)摩擦副是一對相對加工精度要求較高的產(chǎn)品，設備運行時，動靜環(huán)之間形成油膜，摩擦副表面出現(xiàn)的任何微小的變化都會導致機械密封的泄漏；

泄漏三：O型圈（序號4）與曲軸之間，此O型圈防止?jié)櫥脱剌S向泄漏。一旦O型圈出現(xiàn)故障，潤滑油將沿著軸向外泄漏，其中兩次導致機械密封的泄漏都是由于此處的O 型圈發(fā)生斷裂造成的，第一次O型圈備件采用瞬干膠粘結(jié)，長時間在油的浸泡作用下，瞬干膠溶解導致O型圈斷裂，第二次新加工制作的O型圈不能滿足耐油要求，最終變形斷裂。

泄漏四：O型圈與軸之間，同泄漏三相同；

泄漏五：同泄漏點二，端蓋側(cè)動環(huán)與靜環(huán)之間；

泄漏六：同泄漏點一，是靜環(huán)與外側(cè)端蓋之間的密封。

1.2 機械密封的工作原理

機械密封工作時，由密封流體的壓力和彈性元件的彈力等引起的軸向力使動環(huán)和靜環(huán)互相貼合并相對運動，由于兩個密封端面的緊密配合，使密封端面之間的交界（密封界面）形成一個微小間隙，當有壓介質(zhì)通過此間隙時，形成極薄的液膜，產(chǎn)生阻力，阻止介質(zhì)泄漏，同時液膜又使得端面得以潤滑，獲得長期密封效果。

2 機械密封失效原因分析

2.1 機械密封失效經(jīng)過

高密度聚乙烯裝置在2010年9月22日停車檢修過程中，發(fā)生了五次機械密封泄漏現(xiàn)象。

第一次，在啟動回收壓縮機數(shù)小時后，機械密封大量泄漏，打開檢查，發(fā)現(xiàn)機械密封動環(huán)斷裂，檢修人員更換新機械密封。

第二次，壓縮機啟動幾分鐘后，機械密封又發(fā)生了泄漏。打開檢查，發(fā)現(xiàn)機械密封外側(cè)動環(huán)和靜環(huán)均發(fā)生斷裂。

第三次，在廠家技術人員指導下，進行第二套機械密封的安裝。在壓縮機啟動幾分鐘后，機械密封就發(fā)生泄漏，打開檢查，發(fā)現(xiàn)外側(cè)動環(huán)和靜環(huán)斷裂，外側(cè)軸瓦局部發(fā)生脫落。此次對軸瓦進行了更換，并且對機械密封系統(tǒng)進行了改造，從供油總管與機械密封腔內(nèi)增加管線，保證機械密封腔內(nèi)供油充足，重新更換了機械密封。啟動壓縮機，運行正常，裝置按照程序開車。

第四次，在壓縮機正常運行兩個星期后，機械密封發(fā)生泄漏，打開檢查發(fā)現(xiàn)O型圈斷裂（此O型圈為安裝前粘接），機械密封動靜環(huán)只是發(fā)生了偏磨，并無斷裂破損現(xiàn)象，重新更換新的機械密封和O型圈，啟動壓縮機，正常運行。

第五次，壓縮機運行一星期后，機械密封發(fā)生了泄漏，打開檢查發(fā)現(xiàn)機械密封動靜環(huán)完好，但新加工的O型圈嚴重變形并且斷裂，發(fā)現(xiàn)此種O型圈不滿足耐油的要求。更換原廠新O型圈，壓縮機運行正常。

2.2 原因分析及改進措施

2.2.1 機械密封失效原因

此次機械密封失效主要原因如下：

1）備件質(zhì)量，元件制造精度不能滿足要求，從第一套機械密封來看，圓柱銷加工粗糙，不能保證動環(huán)在彈簧力的作用下及時補償變形量，雖然在安裝前對其進行了打磨，但是其精度不能保證。第四次更換的O型圈不是整體加工，而是粘接的，造成機械密封在更換不久就發(fā)生O型圈在粘結(jié)處斷裂；

2）設計缺陷，在壓縮機機械密封設計過程中，也存在問題，此機械密封為雙端面機械密封，外側(cè)的動靜環(huán)在長周期運行過程中，機組內(nèi)部不能為其提供充足的潤滑，也是導致機械密封損壞的原因；

3）工藝條件，密封圈加工未考慮工藝條件，廠家制造的靜密封O型圈在加工過程中未考慮現(xiàn)場實際工況，造成了機械密封的泄漏。

2.2.2 機械密封失效解決措施

1）從設備本身講，首先，對原廠采購的機械密封備件嚴格把關，將上述不足之處反饋給機械密封制造廠家，以便對其進行改進；其次，對設備進行改進，從供油總管上向外側(cè)動靜環(huán)腔內(nèi)加引油管，連續(xù)向動靜環(huán)摩擦副供油，給摩擦副提供沖洗、冷卻和潤滑的條件，并且將軸承座的回油孔減小，保證密封腔內(nèi)有一定的壓力。此外，廠家在加工過程中必須按照現(xiàn)場實際工況加工備件；

2）從工藝操作方面講，在啟動前按照啟動步驟對設備進行盤車，設備運行過程中，盡量減小生產(chǎn)的波動，設備振動越小對機械密封長周期運行越有利；

3）從現(xiàn)場安裝方面講，首先檢查機械密封各組件是否齊全；其次，密封表面粗糙度達到設計要求；第三，保證軸套表面光滑；第四，保證機械密封的壓縮量；最后每次盡量更換靜密封圈[1]。

機械密封開始出現(xiàn)大量泄漏，說明密封已經(jīng)失效。常見的非正常失效原因一般有以下幾點：

(1)在安裝之間，選用的密封部件有問題。這包括部件未處理干凈，部件有破損(劃痕或烈縫)或是其他原因。

(2)密封安裝不正確,這主要指密封定位設置不正確。

(3)白布和軟紙。在機械密封的檢修和安裝過程中，干凈是一個最基本的也是最關鏈的條件檢修機械空封時 ，一般不允許帶手真作業(yè)。

(4)干凈的潤滑油，機械密封的所有輔助密封與之接觸部位均有一層油膜需在輔助空封上涂上一層空壓機潤滑油。選用的潤滑油時，軸與軸之間接觸的部在安裝時最好也涂上少量的潤滑油。

(5)研磨機成研平板及研磨用的全剛砂磨料。