密封設計涉及的問題較多，各種參數都對最終的設計有著重要的影響，而且在一些要求的理解上是不一致的，有些參數的細節提供上有微小差別，就能造成很大的影響，這就要求原始信息的提供必需完整、準確、全面，這樣才能避免失誤的產生，影響設備的正常運行，尤其是一些參數較高的密封，更是對此十分敏感。該文通過對現場問題的綜合分析和檢查，找出了密封失效的真正原因，提出修改方案，實踐表明，改進后的密封性能良好。

　　引言

　　在密封的設計和選型過程中， 密封制造商需要泵制造商或終端用戶提供輸送介質準確的參數信息，包括詳盡的介質名稱、含量、溫度、入口壓力、出口壓力、密封腔壓力、轉速、飽和蒸汽壓力、密度、粘度等信息，用戶是否有一些特殊要求， 這些信息對密封的選型和設計都有著重要的影響， 決定著密封是否能長期正常運行。一旦信息提供不準確或不完整，可能造成密封泄漏、壽命短暫等現象，這一點在一些高參數的密封應用上問題十分明顯。本文就某化肥廠的4124-P1-1.2 泵位發生的問題來說明準確的參數信息對密封選型和設計的重要性。

1、現場問題及分析解決

　　某化肥廠的4124-P1-1.2 泵位共兩臺泵，為關鍵設備，決定著全廠的正常生產，一旦出現問題，后果不堪設想，設備具體的設計參數如表1 所示。

表1 設計參數

　　此泵位在最初設計時，技術文件提供的介質“工藝冷凝液”是清潔的循環水，不含有其它介質，API 方案11+62，在API62 標準中，相關的圖示和說明如圖1 所示。

1-急冷接口(Q) 2-排液口(D) 3-沖洗接口(F) 4-密封腔

圖1 API 方案11+62

　　API62 方案說明：由外源提供急冷液。所以需要急冷是為了防止固體顆粒在密封的大氣側積累。通常配合間隙很小的節流襯套使用。

　　最終用戶對API62 方案的設計并未做任何特殊要求，因此，密封按正常的設計進行，設計方案如圖2 所示。

圖2 初始密封設計方案

　　此設計在發貨給用戶前已經通過實驗室的模擬運轉試驗檢驗，滿足設計要求。但是當泵制造商到最終用戶現場運轉時出現問題，運轉3 天后泄漏，而且最終用戶對API62 方案冷卻水的少量泄漏十分不滿意， 認為是設計失誤，此泵位由于壓力較高，泄漏量非常大，無法繼續運轉，用戶面臨停產的危險，因此，用戶要求設備制造商以最快的速度、最佳的方案來解決問題。處理此類問題時， 查找密封失效和最終用戶要求未被滿足的原因都需要對現場實際情況進行調查，通過現場觀察、詢問、檢查，將收集的資料進行分析和判斷，才能得出合理的結論，在分析和判斷機械密封的故障時，必須正確和全面的反映出故障的現象，并做好記錄，保存好已經損壞的密封元件，這才能準確的找出原因并加以解決，所以，一般需要從如下幾個方面著手進行分析和檢查：①密封設計和制造是否有問題，包括設計參數是否正確、加工精度是否符合標準等;②選型或安裝是否有誤，包括介質、溫度、壓力等參數是否和設計一致、安裝是否滿足尺寸和精度要求;③設備本身是否存在問題， 包括現場工藝運行是否穩定、是否有抽空、氣蝕等情況發生、泵的震動等參數是否超標等。

　　綜合使用壽命的要求和高壓密封的設計經驗、實驗驗證等，這些設計參數可滿足使用要求，在密封設計和制造方面未發現任何問題。

　　其次，從選型和安裝方面，經過現場核實各參數資料，發現了問題，設備制造商提供的介質信息有誤，原提供的“工藝冷凝液”是循環水，不含其它介質，而現場實際的介質是水，含微量NH3(氨)和CH3OH(甲醇)，由于含量非常小，設備制造商并未對此引起重視，也未在所提供的信息中進行說明， 而這對密封選型影響非常大， 由于原設計在輔助密封圈的選擇上根據的是清潔的循環水，所以采用了氟橡膠，經過查詢相關的腐蝕數據手冊，發現NH3(氨)和CH3OH(甲醇)對氟橡膠有一定的腐蝕性，是不能作為輔助密封的。在損壞密封的情況上可找到相一致的證據， 其輔助密封圈已經完全失效，從而導致密封靜環組件位置偏移，破壞了石墨靜環端面， 形成大量泄漏， 這是導致密封失效的主要原因。從安裝方面來看， 由于原密封采用的是集裝式設計，壓縮量已經確定，因此未發現問題。對于最終用戶在冷卻水不允許泄漏的要求，經過現場了解情況得知，用戶的冷卻水管線是封閉的， 進水管線為0.42MPa，出水管線為0.3MPa， 最終用戶認為設備制造商的水封可以完全實現零泄漏， 這種要求在最初的設計要求中并未明確說明，而設備制造商認為按API62 的解釋，這只是一個節流裝置，少量的泄漏是符合要求的，而現場應用的API62 方案水封裝置， 無法滿足此壓力下的零泄漏要求，直到密封在現場應用時，雙方才發現此在問題上理解的差異。

　　最后，在設備本身方面，經過與現場工藝人員、控制人員的交流，整體工藝運轉平穩，未出現抽空、氣蝕等情況發生，泵的震動等參數符合國家標準要求，經過檢測， 泵體各聯接與配合部位尺寸公差和位置公差均滿足國家標準要求，未發現問題。

　　根據以上的檢查和分析， 密封失效的原因是由于設備制造商提供的介質信息有誤， 導致輔助密封圈失效，造成泄漏，而最終用戶要求未被滿足的原因是由于現場的使用要求沒有在最初的設計要求中說明， 導致設計中沒有相關解決方案。