一文读懂：什么是机械密封？

泄漏是机械设备常产生的故障之一。造成泄漏的原因主要有两个方面：一是由机械加工引起的，机械产品的表面必然存在缺陷或者形状、尺寸偏差，在机械零件联结处不可避免地会产生间隙；二是密封两侧存在压力差，工作介质就会通过间隙而泄漏。

减小或消除间隙是阻止泄漏的主要途径。密封的作用就是将接合面间的间隙封住，隔离或切断泄漏通道，增加泄漏通道中的阻力，或者在通道中加设小型做功元件，对泄漏物造成压力，与引起泄漏的压差部分抵消或完全平衡，以阻止泄漏。

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一、机械密封的基本概念

机械密封是指由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。补偿环的辅助密封为金属波纹管的称为波纹管机械密封。

二、机械密封的组成

机械密封主要有以下四类部件组成。1、主要密封件：动环和静环。2、辅助密封件：密封圈。3、压紧件：弹簧、推环。4、传动件：弹箕座及键或固定螺。

三、机械密封工作应注意问题

1、安装时注意事项

a、要十分注意避免安装中所产生的安装偏差

（1）上紧压盖应在联轴器找正后进行，螺栓应均匀上支，防止压盖端面偏斜，用塞尺检查各点，其误差不大于0.05毫米。

（2）检查压盖与轴或轴套外径的配合间隙（即同心度），四周要均匀，用塞尺检查各点允差不大于0.01毫米。

b、弹簧压缩量要按规定进行，不允许有过大或过小现象，要求误差2.00毫米。过大会增加端面比压，另速端面磨损。过小会造成比压不足而不能起到密封作用。

c、动环安装后要保证能在轴上灵活移动，将动环压向弹簧后应能自动弹回来。

2、拆卸时注意事项

a、在拆卸机械密封时要仔细，严禁动用手锤和扁铲，以免损坏密封元件。可做一对钢丝勾子，在对自负盈亏方向伸入传动座缺口处，将密封装置拉出。如果因为结垢导致拆卸不下来时，应清洗干净后再进行拆卸。

b、如果在泵两端都用机械密封时，在装配、拆卸过程中互相照顾，防止顾此失彼。

c、对运行过的机械密封，凡有压盖松动使密封发生移动的情况，则动静环零件必须更换，不应重新上紧继续使用。

四、机封正常运行和维护问题

1、启动前的准备工作及注意事项

（1）全面检查机械密封，以及附属装置和管线安装是否齐全，是否符合技术要求。

（2）机械密封启动前进行静压试验，检查机械密封是否有泄漏现象。若泄漏较多，应查清原因设法消除。如仍无效，则应拆卸检查并重新安装。一般静压试验压力用2~3公斤/平方厘米。

（3）按泵旋向盘车，检查是否轻快均匀。如盘车吃力或不动时，则应检查装配尺寸是否错误，安装是否合理。

2、安装与停运

（1）启动前应保持密封腔内充满液体。对于输送凝固的介质时，应用蒸气将密封腔加热使介质熔化。启动前必须盘车，以防止突然启动而造成软环碎裂。

（2）对于利用泵外封油系统的机械密封，应先启动封油系统。停车后最后停止封油系统。

（3）热油泵停运后不能马上停止封油腔及端面密封的冷却水，应待端面密封处油温降到80度以下时，才可以停止冷却水，以免损坏密封零件。

3、运转

（1）泵启动后若有轻微泄漏现象，应观察一段时间。如连续运行4h，泄漏量仍不减小，则应停泵检查。

（2）泵的操作压力应平稳，压力波动不大于1公斤/平方厘米。

（3）泵在运转中，应避免发生抽空现象，以免造成密封面干摩擦及密封破坏。

（4）密封情况要经常检查。运转中，当其泄漏超过标准时，重质油不大于5滴/分，轻质油不大于10滴/分，如2~3日内仍无好转趋势，则应停泵栓查密封装置。

五、机械密封结构与检修

1.结构

典型结构一般由动环、静环、动环密封圈、静环密封圈、弹簧、弹簧座、紧定螺钉、防转销等组成。

2.原理

机械密封工作时，由密封流体的压力和弹性元件的弹力等引起的轴向力使动环和静环互相贴合并相对运动，由于两个密封端面的紧密配合，使密封端面之间的交界（密封界面）形成一微小间隙，当有压介质通过此间隙时，形成极薄的液膜，产生阻力，阻止介质泄漏，同时液膜又使得端面得以润滑，获得长期密封效果。

3.分类

（1）按密封的主机：泵用机械密封、釜用机械密封、压缩机用机械密封等；

（2）按不同工作参数，分为高温、中温、低温、高压、中压、低压、高速、重型等；

（3）按结构形式分为：平衡型和非平衡型、单端面和双端面机械密封等。

4.安装

（1）准备工作

①检查轴与轴套的径向跳动、表面粗糙度、外径公差、轴的窜动等是否满足精度要求；

②检查机械密封的型号、规格是否与要求相符。各零件是否完好，密封圈尺寸是否合适，动环和静环的表面是否光滑平整。若有缺陷必须更换或修复。

③用干净的汽油对机械密封的零件进行清洗，然后擦干，注意保护密封面；

④安装机械密封时，先从说明书上查到弹簧的工作长度，然后用卡尺量得弹簧的自由长度即可得弹簧的压缩量，安装中应保证弹簧的压缩量的偏差不大于1mm。

（2）检查与测量

①动环的浮动性，要求动环与轴有一定的间隙，保证间隙为0.3~0.7mm。

②固定环是否偏心  泵用机械密封中，固定环（弹簧座）与轴采用滑动配合，间隙量很小。若间隙较大，固定环就会偏心，作用在密封面上的弹簧力不均匀时密封出现时泄时封现象。

③动环与静环贴合面的检查：检查时可用90°角尺测量贴合面对轴中心线的偏差。

（3）安装

首先分别将转动组件中各件与静环组件中各件组装完毕，并做好弹簧的初步预紧；然后完成动环组件在轴上的安装和静环组件在压盖内的安装，初步测量动环密封端面至密封腔端面的距离，与静环密封面至端盖端面的距离，两者之差即为机械密封的弹簧预压缩量，并组装好轴承；对照技术要求的压缩量，参照实测的压缩量，将压缩量调整合适，将压盖紧固。

安装过程中应保持密封的清洁和完整，不允许用工具敲打密封元件，以防止密封被损害。机械密封安装在轴上后，用手推动动环应有弹性及顺利之感，然后在密封面上加些机油，将端盖均匀压紧，不得压偏。

（4）检查与试压

安装完毕后，用手盘车，应保证转动灵活，并有一定的浮动性。对重要设备的机械密封必须进行静压试验和动压试验，试验合格后，方可投入正式使用。

5.运转

（1）启动前的注意事项：辅助装置、冷却系统是否安装无误；应清洗管线以防铁锈、杂质进入密封腔；用手盘动联轴器，检查轴是否轻松运转。如果盘动很重，应检查有关配合尺寸是否正确，设法找出原因并排除故障。

（2）试运行和正常运转：首先启动液封系统、冷却水系统，使密封腔内充满介质，然后启动主密封进行试运转。如果一开始发现有微量泄漏，但过1~3h后逐渐减少，为正常磨合过程。如果泄漏量不减少应停车检查；如果机械密封发热、发烟，一般为弹簧比压过大，可适当降低弹簧压力。经试运转合格后，可转入操作条件下的正常运转。升温、升压过程应缓慢，并密切注视有无异常现象发生。

6.停车

应先停主机，再停辅助系统和冷却水系统。停车时间较长时，应将主机内的介质放净。

7.维护

（1）要注意有无机械密封零件本身松动而泄漏或是由于杂质进入端面造成发热及一些不正常的声音；防止干摩擦；间歇运行的机械，注意停车后介质干燥形成结晶或温度降低析出结晶，启动时，采取加温或冲洗措施，防止端面划伤。

（2）观察冲洗、冷却等辅助装置及仪表是否正常工作；

（3）注意机器运行中有无异常现象，如振动或轴承损坏，都将影响机械密封的使用。

8.检修

（1）对拆卸工作的要求：

①拆卸前应熟悉机械密封的有关资料、图纸及其类型结构；

②做好准备工作，准备必要的设施和工具，并做好安全防护工作；

③有顺序的拆卸，并做好标记，以便于重新组装；边拆卸边观察，分析查找造成泄漏的原因；

④拆下的旧件应保管一段时间后再处理。在无资料或资料不全时，可按旧件材质、规格领取新件。

（2）检修方法

①动静环表面磨损严重或出现裂纹时，更换新件；较浅的划痕可进行研磨；检测动静环端面与轴中心线的垂直度偏差，若超过0.05mm，应调整或修理；

②辅助密封圈和弹簧损坏时应更换新件；选择弹簧时应选择端面平行并与中心线垂直，自由高度尽量一致，变形量尽量相等；

③调整轴向窜动量到规定范围；

④检查轴或轴套是否磨损，如有磨损应及时进行补焊、热处理及机加工。

来源：中国化学品安全协会