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摘要：在化工行业领域当中，由于化工原料一般都是具有一定的毒性，并且也会具有一定的腐蚀性，易燃和易爆，所以如果发生了泄漏问题，则会给国家和社会造成巨大经济损失，严重的危及到广大群众的财产生命安全。因此，对于化工行业来讲，机械密封则是最为重要的根本。基于此，本文就化工机械密封的故障原因及对策进行分析与研究。
关键词：化工机械；密封；故障原因；对策
中图分类号：C35文献标识码： A
引言
工业革命带来了一系列机械旋转设施投入生产应用，然而在该类设施的运行中，必然要对其进行相关的密封工作，这样做的目的是降低这些设备的输入轴动力，也就使得机械的能量消耗得以降低，增加了单位产出和效率，最终延长机械的使用年限；同时降低物料泄漏的风险，达到机械稳定、安全运行的目的。我们都知道，机械密封即是端面密封，它大多被泵、液压传动、密闭反应以及其他设施旋转装置的相关密封化工产品所利用。随着现代技术的发展，新的密封用材及新的工程技术大量涌现，从一定程度推动了机械密封相关理论的不断前进和更新。
一、机械密封的概念
（一）机械密封的由来及结构
机械密封又叫端面密封，或简称“机封”，是一种用于泵、液压传动和相关设备的旋转装置密封的高科技机工产品。随着科技的进步，新密封材料及新加工技术层出不穷，机械密封在密封理论等相关方面都取得了长足的进步及发展，主要表现为密封理论：主要包括密封摩擦和潤滑、密封原理、密封动力学理论及流体动压润滑理论等。密封构造：主要有双端面密封和多端面密封、单弹簧及多弹簧、浮动式、接触式等相关构造。机械密封系统主要包括了动环和静环；密封圈；弹簧及推环；弹箕座及键或固定螺等。
（二）机械密封的组成
机械密封的组成有很多种标准。以弹簧元件来划分，它包括旋转型和静止型。其各有优缺点。强腐蚀性是旋转型的主要不足之处，而静止型则不存在这种缺陷。由于该类介质是机械密封中的主要部件，所以它直接影响到密封的质量。所以在加工过程中，对密封坏的各项指标都有严格的要求。以密封介质泄漏方向来划分，则包括内流式及外流式。还有按介质划分的平衡式和非平衡式。按弹簧个数来区分的单弹簧或多弹簧式等诸多划分形式。
二、化工机械密封故障的主要原因
机械密封一般为内装式，常常需根据经验、现场观察及仪器测量分析来确定密封泄漏的原因。首先，弄清受损伤的密封件对密封性能的影响，然后依次对密封环、传动件、加载弹性元件、辅助密封圈、防转机构、紧固螺钉等仔细检查磨损痕迹。对附属件及密封系统等也应进行全面的检查。
（一）安装不良造成的机械密封泄露
操作中，由于抽空、气蚀、憋压等异常现象产生较大的轴向力，使动静环接触面分离；动环密封圈过紧，弹簧无法调整动环的轴向浮动量；对安装机械密封时压缩量过大，导致摩擦副端面严重磨损、擦伤；静环密封圈过松，当动环轴向浮动时，静环脱离静环座；设计选型有误，密封端面比压偏低或密封材质冷压缩较大等；工作介质中有颗粒状物质，运转中进入摩擦副端面，探伤动静环密封端面。
（二）过热损伤造成的机械密封泄露
过热不仅引起密封副变形产生磨损，还可能引起热裂和疱疤。通常，在过大的热应力作用下密封环表面上出现径向裂纹， 称为热裂。在短时间的机械负荷或热负荷作用下会出现热裂，例如由于干摩擦、冷却系统中断等热裂时密封环磨损加剧泄漏量迅速增长。对于平衡型密封， 甚至密封环分开。为了避免热裂，必须掌握材料的机械－物理性能，在设计时考虑到可能产生热裂，并给定运转条件。介质润滑性差、过载、操作温度高、线速度高、配对材料组合不当等因素，或者是以上几种因素的叠加，都可以产生过大的摩擦热，若摩擦热不能及时散发，就会产生热裂纹，从而引起泄漏。
（三）磨损因素造成的机械密封泄露
根据化工机械它的自身特点来看，由于在动环与静环的端面会产生相互摩擦的作用，并且会一直产生摩擦热作用，从而也就提高了摩擦的温度，对机械造成一定的副作用。比如，当汽化或者是因为摩擦导致副内液膜蒸发所出现的干摩擦突然中断以及抽空 ，或者是杂质进入到了密封面等因素，均会对环表面造成径向裂纹，也促使了对偶环发生快速磨损，同时也增加了密封面的快速泄漏等。如果石墨环的温度超出了标准范围时，它的表面就会析出一定的树脂，并且在摩擦面相邻的树脂则会出现炭化的现象，如果出现黏结剂时，则产生发泡软化现象，也就导致了密封面的泄漏量有所增加，直到失效。如果辅助的密封圈温度超出了标准范围并且一直使用，它会快速的老化、变硬、龟裂、失去弹性等，这些因素的产生都会对机械密封产生失效的影响。
（四）腐蚀因素造成的机械密封泄露
在化工行业当中，由于机械密封受到了腐蚀所引发的失效问题会存在很多，主要的腐蚀类型分为几种：1）表面腐蚀。因为受到了腐蚀介质作用的侵蚀，所以会导致在机械密封的表面发生腐蚀，严重时则可以发生穿孔；2）晶间腐蚀。由于碳化钨环的不锈钢环座主要是以铜焊进行连接的 ，所以在应用时则会受到敏化的作用，而不锈钢座会很容易出现品间的腐蚀影响；3）点腐蚀。因为弹簧套时常会出现点蚀以及区域性的点蚀，从而也就导致了穿孔现象，然而它对密封的应用并不会产生过为严重的影响；4）应力腐蚀。当破裂金属焊接的波纹管或者是弹簧，如果在介质腐蚀和应力的影响下 ，则会发生断裂的现象，从而导致弹簧断裂，失去密封作用。
（五）密封零件失效造成的机械密封泄露
机械密封零件失效大部分是辅助密封圈失效，机械密封由于泄漏而不能正常工作的一个主要原因也是因为O形圈失效引起的。O形圈失效的表现为老化、永久性变形、溶胀变形、扭曲及挤出损伤。
三、解决机械密封泄漏的方法
密封端之间存在着一层端面膜，它的形态会对密封效果产生影响。端面膜有液相、气相和气液混相等三种形式，不同的工艺水平产生不同的形态。在密封液体接近饱和，出现沸腾等状态时，就会发生不同的相变，从而产生不同的形式。在设计和制造时可采用多种措施保证端面膜稳定从而保障机械密封。
（一）小型潜污泵造成泄漏
由于双端面密封造成反压状态，使介质中的杂物进入密封面导致磨轴；或者由于上端密封面的润滑状态不良使得动静环之间的摩擦力矩不均衡，导致相对转动发生，这也是磨轴产生的主要原因之一。为了防止磨轴的产生，需保证：下端盖及油室的清洁，禁止使用不良润滑油，同时要使机封油室腔内的油面线高于动静环密封面。
（二）压力不稳造成泄漏
由于弹簧比压力设计故障及总比压不正常形成的高压或压力波导致机械密封发生渗漏，导致很难形成液膜，引起密封面产生热变形。所以要严格按照操作要求来装配机封，不能出现弹簧压缩量不稳定现象。另外，选用高硬度合金和陶瓷等高耐压材料，同时加强冷却防护，能够使端面受力更合理，变形概率小。
（三）规律性造成泄漏
泵转子轴过盈量和窜动量大，导致不能灵活移动动环。在出现磨损后，不能得到位移补偿。那在安装密封时，则需要保证适中的过盈量和径向密封，同时要在动环装配之后使得其能灵活移动。若密封发生干摩擦或拉毛，则表明润滑油量过少，这时需装油面高度加高至动、静环密封面之上。
（四）密封零件失效造成的机械密封泄露
合理的选用密封零件，如在选用O形圈时应考虑合成橡胶的安全使用温度，尽可能地选用截面较大的橡胶O形圈，适当提高硬度，采用沟槽式的装配结构， 通过沉浸试验合理选材，必要时选用复合材料，如橡胶包覆聚四氟乙烯密封圈。
（五）解决故障的方法与策略
1.要定期对化工机械设备进行检修与维护
化工机械设备的日常维护可以分为四个方面，即定期清理、及时整修、及时润滑以及规范操作。其中定期清理就是需要对化工机械设备进行定期的清理与检查，包括机械设备本身以及机械设备所处的外部环境都要进行清理与检查，保证化工机械设备本身没有灰尘堵塞、油污堵塞以及明显的伤痕与裂缝，并且各个零部件都完好无损，同时也要保证设备所处的环境比较干净整洁，没有过多的杂物或灰尘，以免影响机械设备的正常工作。
2.要对化工机械设备的运行状态进行实时监控与诊断
监测化工机械设备的运行状况一般包括两种，一种是依靠工作人员日常工作中的观测与感受，另一种则是运用计算机设备对于规定的部位或特殊点进行监测，这两种监测形式都具有相应的优缺点，但是随着社会的发展与科技的进步，人机相结合的监测方式正在逐步结合在一起。现在的化工企业能够通过专业监测人员培训以及相关监测软件的开发，对于化工机械设备的监测已经能够做到简单的诊断以及前期处理工作了，通过计算机信号的分析以及相关工作人员的记录，建立起健全完善的化工机械设备管理与监控工作体系。
3.对于出现故障的设备要进行及时维修
如果前面的几种方法都没有奏效，化工机械设备最终还是出了问题，那么就需要进行及时的维修，这样才能够将化工企业的损失降到最低。在维修的过程中，相关的工作人员需要按照一定的计划与周期进行定期的维修，或者根据实际情况进行应急维修。化工企业需要做到的就是加大力度培养机械设备维修方面的人才，提高相關工作人员的专业知识与技能水平，并且注重相关维修人员的薪资待遇问题，保证企业当中拥有专业的机械设备维修队伍，从而保障化工机械设备安全的运转与工作。
结束语
如果要从根本上解决化工机械的密封泄漏问题，必须要从化工机械密封出现泄露的源头抓起，根据不同的影响因素要不同对待。由此可见，科学技术和制造工艺随着不断的要求完善，以及检修技术质量的不断提高，在化工领域当中，机械密封技术必然会达到设计上的质量要求，对其泄漏问题随之也会逐渐的有所降低，并且保障了机械密封的安全性。
参考文献：
[1]李勇，唐英伟.化工机械密封的泄漏原因及对策[J].科技致富向导，2012，09:372+314.
[2]陈霄.机械密封在旋转设备上的故障原因及故障处理[J].职业，2012，06:121.
[3]郝立军.论化工机械密封的泄露问题与维修对策[J].中国石油和化工标准与质量，2013，08:24.
[4]焦会峰.化工机械密封泄漏因素分析及对策探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2013，23:243.
[5]陈健，李志山.高速泵机械密封故障原因分析及对策[J].机械，2008，08:78-80.
关键词：化工机械；密封；故障原因；对策
中图分类号：C35文献标识码： A
引言
工业革命带来了一系列机械旋转设施投入生产应用，然而在该类设施的运行中，必然要对其进行相关的密封工作，这样做的目的是降低这些设备的输入轴动力，也就使得机械的能量消耗得以降低，增加了单位产出和效率，最终延长机械的使用年限；同时降低物料泄漏的风险，达到机械稳定、安全运行的目的。我们都知道，机械密封即是端面密封，它大多被泵、液压传动、密闭反应以及其他设施旋转装置的相关密封化工产品所利用。随着现代技术的发展，新的密封用材及新的工程技术大量涌现，从一定程度推动了机械密封相关理论的不断前进和更新。
一、机械密封的概念
（一）机械密封的由来及结构
机械密封又叫端面密封，或简称“机封”，是一种用于泵、液压传动和相关设备的旋转装置密封的高科技机工产品。随着科技的进步，新密封材料及新加工技术层出不穷，机械密封在密封理论等相关方面都取得了长足的进步及发展，主要表现为密封理论：主要包括密封摩擦和潤滑、密封原理、密封动力学理论及流体动压润滑理论等。密封构造：主要有双端面密封和多端面密封、单弹簧及多弹簧、浮动式、接触式等相关构造。机械密封系统主要包括了动环和静环；密封圈；弹簧及推环；弹箕座及键或固定螺等。
（二）机械密封的组成
机械密封的组成有很多种标准。以弹簧元件来划分，它包括旋转型和静止型。其各有优缺点。强腐蚀性是旋转型的主要不足之处，而静止型则不存在这种缺陷。由于该类介质是机械密封中的主要部件，所以它直接影响到密封的质量。所以在加工过程中，对密封坏的各项指标都有严格的要求。以密封介质泄漏方向来划分，则包括内流式及外流式。还有按介质划分的平衡式和非平衡式。按弹簧个数来区分的单弹簧或多弹簧式等诸多划分形式。
二、化工机械密封故障的主要原因
机械密封一般为内装式，常常需根据经验、现场观察及仪器测量分析来确定密封泄漏的原因。首先，弄清受损伤的密封件对密封性能的影响，然后依次对密封环、传动件、加载弹性元件、辅助密封圈、防转机构、紧固螺钉等仔细检查磨损痕迹。对附属件及密封系统等也应进行全面的检查。
（一）安装不良造成的机械密封泄露
操作中，由于抽空、气蚀、憋压等异常现象产生较大的轴向力，使动静环接触面分离；动环密封圈过紧，弹簧无法调整动环的轴向浮动量；对安装机械密封时压缩量过大，导致摩擦副端面严重磨损、擦伤；静环密封圈过松，当动环轴向浮动时，静环脱离静环座；设计选型有误，密封端面比压偏低或密封材质冷压缩较大等；工作介质中有颗粒状物质，运转中进入摩擦副端面，探伤动静环密封端面。
（二）过热损伤造成的机械密封泄露
过热不仅引起密封副变形产生磨损，还可能引起热裂和疱疤。通常，在过大的热应力作用下密封环表面上出现径向裂纹， 称为热裂。在短时间的机械负荷或热负荷作用下会出现热裂，例如由于干摩擦、冷却系统中断等热裂时密封环磨损加剧泄漏量迅速增长。对于平衡型密封， 甚至密封环分开。为了避免热裂，必须掌握材料的机械－物理性能，在设计时考虑到可能产生热裂，并给定运转条件。介质润滑性差、过载、操作温度高、线速度高、配对材料组合不当等因素，或者是以上几种因素的叠加，都可以产生过大的摩擦热，若摩擦热不能及时散发，就会产生热裂纹，从而引起泄漏。
（三）磨损因素造成的机械密封泄露
根据化工机械它的自身特点来看，由于在动环与静环的端面会产生相互摩擦的作用，并且会一直产生摩擦热作用，从而也就提高了摩擦的温度，对机械造成一定的副作用。比如，当汽化或者是因为摩擦导致副内液膜蒸发所出现的干摩擦突然中断以及抽空 ，或者是杂质进入到了密封面等因素，均会对环表面造成径向裂纹，也促使了对偶环发生快速磨损，同时也增加了密封面的快速泄漏等。如果石墨环的温度超出了标准范围时，它的表面就会析出一定的树脂，并且在摩擦面相邻的树脂则会出现炭化的现象，如果出现黏结剂时，则产生发泡软化现象，也就导致了密封面的泄漏量有所增加，直到失效。如果辅助的密封圈温度超出了标准范围并且一直使用，它会快速的老化、变硬、龟裂、失去弹性等，这些因素的产生都会对机械密封产生失效的影响。
（四）腐蚀因素造成的机械密封泄露
在化工行业当中，由于机械密封受到了腐蚀所引发的失效问题会存在很多，主要的腐蚀类型分为几种：1）表面腐蚀。因为受到了腐蚀介质作用的侵蚀，所以会导致在机械密封的表面发生腐蚀，严重时则可以发生穿孔；2）晶间腐蚀。由于碳化钨环的不锈钢环座主要是以铜焊进行连接的 ，所以在应用时则会受到敏化的作用，而不锈钢座会很容易出现品间的腐蚀影响；3）点腐蚀。因为弹簧套时常会出现点蚀以及区域性的点蚀，从而也就导致了穿孔现象，然而它对密封的应用并不会产生过为严重的影响；4）应力腐蚀。当破裂金属焊接的波纹管或者是弹簧，如果在介质腐蚀和应力的影响下 ，则会发生断裂的现象，从而导致弹簧断裂，失去密封作用。
（五）密封零件失效造成的机械密封泄露
机械密封零件失效大部分是辅助密封圈失效，机械密封由于泄漏而不能正常工作的一个主要原因也是因为O形圈失效引起的。O形圈失效的表现为老化、永久性变形、溶胀变形、扭曲及挤出损伤。
三、解决机械密封泄漏的方法
密封端之间存在着一层端面膜，它的形态会对密封效果产生影响。端面膜有液相、气相和气液混相等三种形式，不同的工艺水平产生不同的形态。在密封液体接近饱和，出现沸腾等状态时，就会发生不同的相变，从而产生不同的形式。在设计和制造时可采用多种措施保证端面膜稳定从而保障机械密封。
（一）小型潜污泵造成泄漏
由于双端面密封造成反压状态，使介质中的杂物进入密封面导致磨轴；或者由于上端密封面的润滑状态不良使得动静环之间的摩擦力矩不均衡，导致相对转动发生，这也是磨轴产生的主要原因之一。为了防止磨轴的产生，需保证：下端盖及油室的清洁，禁止使用不良润滑油，同时要使机封油室腔内的油面线高于动静环密封面。
（二）压力不稳造成泄漏
由于弹簧比压力设计故障及总比压不正常形成的高压或压力波导致机械密封发生渗漏，导致很难形成液膜，引起密封面产生热变形。所以要严格按照操作要求来装配机封，不能出现弹簧压缩量不稳定现象。另外，选用高硬度合金和陶瓷等高耐压材料，同时加强冷却防护，能够使端面受力更合理，变形概率小。
（三）规律性造成泄漏
泵转子轴过盈量和窜动量大，导致不能灵活移动动环。在出现磨损后，不能得到位移补偿。那在安装密封时，则需要保证适中的过盈量和径向密封，同时要在动环装配之后使得其能灵活移动。若密封发生干摩擦或拉毛，则表明润滑油量过少，这时需装油面高度加高至动、静环密封面之上。
（四）密封零件失效造成的机械密封泄露
合理的选用密封零件，如在选用O形圈时应考虑合成橡胶的安全使用温度，尽可能地选用截面较大的橡胶O形圈，适当提高硬度，采用沟槽式的装配结构， 通过沉浸试验合理选材，必要时选用复合材料，如橡胶包覆聚四氟乙烯密封圈。
（五）解决故障的方法与策略
1.要定期对化工机械设备进行检修与维护
化工机械设备的日常维护可以分为四个方面，即定期清理、及时整修、及时润滑以及规范操作。其中定期清理就是需要对化工机械设备进行定期的清理与检查，包括机械设备本身以及机械设备所处的外部环境都要进行清理与检查，保证化工机械设备本身没有灰尘堵塞、油污堵塞以及明显的伤痕与裂缝，并且各个零部件都完好无损，同时也要保证设备所处的环境比较干净整洁，没有过多的杂物或灰尘，以免影响机械设备的正常工作。
2.要对化工机械设备的运行状态进行实时监控与诊断
监测化工机械设备的运行状况一般包括两种，一种是依靠工作人员日常工作中的观测与感受，另一种则是运用计算机设备对于规定的部位或特殊点进行监测，这两种监测形式都具有相应的优缺点，但是随着社会的发展与科技的进步，人机相结合的监测方式正在逐步结合在一起。现在的化工企业能够通过专业监测人员培训以及相关监测软件的开发，对于化工机械设备的监测已经能够做到简单的诊断以及前期处理工作了，通过计算机信号的分析以及相关工作人员的记录，建立起健全完善的化工机械设备管理与监控工作体系。
3.对于出现故障的设备要进行及时维修
如果前面的几种方法都没有奏效，化工机械设备最终还是出了问题，那么就需要进行及时的维修，这样才能够将化工企业的损失降到最低。在维修的过程中，相关的工作人员需要按照一定的计划与周期进行定期的维修，或者根据实际情况进行应急维修。化工企业需要做到的就是加大力度培养机械设备维修方面的人才，提高相關工作人员的专业知识与技能水平，并且注重相关维修人员的薪资待遇问题，保证企业当中拥有专业的机械设备维修队伍，从而保障化工机械设备安全的运转与工作。
结束语
如果要从根本上解决化工机械的密封泄漏问题，必须要从化工机械密封出现泄露的源头抓起，根据不同的影响因素要不同对待。由此可见，科学技术和制造工艺随着不断的要求完善，以及检修技术质量的不断提高，在化工领域当中，机械密封技术必然会达到设计上的质量要求，对其泄漏问题随之也会逐渐的有所降低，并且保障了机械密封的安全性。
参考文献：
[1]李勇，唐英伟.化工机械密封的泄漏原因及对策[J].科技致富向导，2012，09:372+314.
[2]陈霄.机械密封在旋转设备上的故障原因及故障处理[J].职业，2012，06:121.
[3]郝立军.论化工机械密封的泄露问题与维修对策[J].中国石油和化工标准与质量，2013，08:24.
[4]焦会峰.化工机械密封泄漏因素分析及对策探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2013，23:243.
[5]陈健，李志山.高速泵机械密封故障原因分析及对策[J].机械，2008，08:78-80.