最常见的13种损坏机械密封的方法和预防措施（一）

01干运转

听到爆裂声吗？那是机械密封干运转时发出的声音。机械密封设计用于在密封面之间使用少量流程液体，这种液体使密封面保持润滑和冷却。但是，当液体在密封面间发生汽化时，就会产生可听见的爆裂声。

以下是导致润滑液/冷却液汽化的常见原因：

1）轴向调整不当

2）夹带空气

3）填料函中滞留蒸汽

4）填料函中滞留固体

5）泵干运转

6）冷却不足

7）没有或安装了错误的冲洗方案

8）流体蒸汽压力过高

图1：干运转造成严重的热损伤（结焦）示例

图2：由于干运转和机械变形而损坏密封面

如何预防或修复

为防止干运转，通过增加冲洗流量或重新评估填料函的结构设计、密封冲洗系统或冲洗方案来使热量远离机械密封面。通过排空填料函压盖中的气体或使用锥形孔填料函压盖释放滞留的蒸汽。

02高温

如果在密封面上看到放射状裂纹（热裂纹）或者堆积物（结焦），那么可能是温度过高所致。在这种情况下，密封所面临的高温是由泵或密封运行过程中产生的热量造成的。

热裂纹

热裂纹可以通过密封面中心出现的放射状裂纹来识别（见图3）。这些裂纹充当切削刃的作用，导致密封面相互摩擦时过早磨损。

图3：源于密封面中心的放射状热裂纹

结焦

结焦会在机械密封的大气侧留下堆积物或研磨碎屑。当密封在过高温度下运行时，会出现这种聚积物，但也可能是由于冲洗液不干净或外部环境带来的污染等原因而出现（见图4）。

图4：结焦示例

泵（在性能曲线上）远离BEP运行时，会产生过多的热量；密封因高速运转或在密封面施加过大压力而产生过多的热量。

某些密封材料不是为高温应用而设计的。泵送高温液体时，如果使用错误的结构材料，则会导致机械密封过早失效。

如何预防或修复

保持密封冷却对其长期可靠运行至关重要。如果可以看到热裂纹或结焦的迹象，那么是时候仔细查看密封的冲洗方案（或有必要增加密封冲洗方案）了。

考虑增加冲洗流量，或更改冲洗方案。是否为应用正确选择了密封？正确的结构材料和密封设计确保密封能够承受高温。

03冲击

有几种不同类型的冲击可导致机械密封失效，包括机械冲击和热冲击。

图5：冲击损伤示例

机械冲击是由设备运行状况恶化引起的，例如轴承损坏、汽蚀、扭矩过大、负载不均和轴不对中。然而更常见的是，机械冲击是由于密封操作不当和装配不当造成的。

当密封在短时间内面临较大的温度波动时，会发生热冲击。密封面的不同区域会出现不同程度的膨胀和收缩，从而在密封面上造成过度应力或应变。

如何预防或修复

如何解决这种特殊情况？首先需要充分了解它发生的原因。应对冲击时要记住以下几点：

1）安装机械密封时，应避免紧固件紧固不均匀或过紧

2）注意确保安装与密封相匹配的冲洗方案

3）检查以确保冲洗液和急冷系统的设计可最大限度地减少可能出现的瞬间中断

4）在日常的项目检查中增加振动检查

5）如果运行参数规定温差很大，作为一般经验法则，将变化幅度限制在每分钟1°F。

04润滑不良

机械密封在运行过程中如果发出尖叫声，原因可能是密封面之间缺乏润滑。润滑在机械密封的运行中起着关键作用。其功能除了润滑以外，还有冷却、密封、清洁密封面和保护的作用。

硬质表面（如碳化硅或陶瓷）上的润滑不良可能会导致热裂纹。热裂纹显示密封面上存在放射状裂纹。裂纹之间的高度和距离可能从很小到很大（见图6）。

当两个旋转面在重的载荷下接触时，由于表面附近的过度摩擦发热，可能会出现局部高温。发热、密封面之间的润滑不良和机械载荷的叠加，导致材料在接触区附近出现开裂。

图6：润滑不良损伤示例

如何预防或修复

确认密封腔压力等运行工况在密封设计的限制范围之内；确认密封腔已经或能够将空气充分排出；为密封提供充足持续的（润滑）冲洗。

05转速/转矩

几乎任何旋转设备都是如此，转速往往是致命的。高的启动或运行扭矩、设备的频繁启动/停止会对机械密封造成损害。

图7：高扭矩损伤示例

如何预防或修复

检查设备的状况，并将其修复到适当的限度。根据扭矩或其它设备运行工况选择适当的驱动机构。使用平衡型密封以降低密封面扭矩和压力扭矩。

06化学侵蚀

对机械密封的一些最严重的损坏可能是来自化学侵蚀。不相容的材料会产生巨大的影响。当密封件受到化学侵蚀时，可能会出现以下任何情况：

1）严重泄漏

2）过度磨损迹象

3）易碎或破损的零件

4）密封面点蚀

5）腐蚀的金属零件

6）膨胀的O形圈

图8：化学侵蚀损伤示例

化学侵蚀是由密封及其结构材料选择不当引起的。机械密封的选择，必须由对机械密封的不同材料具有丰富经验的人员来进行，并且还了解某些化学品的反应方式，这一点至关重要。

如何预防或修复

为了正确地为流程液体选择合适的材料，应完成完整的化学分析。选择密封材料时，请详细了解密封可能存在的所有运行工况，包括清洁化学品的特性及其运行温度。选择将使用干净、兼容液体的冲洗方案。在某些情况下，可能需要双重机械密封来中和或控制腐蚀性环境。

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