1 概述
随着环境保护意识和人类健康要求的提高，对机器的防泄漏要求也不断提高。由于机械密封泄漏量很小，密封可靠，因此自1885年英国产生第一台机械密封装置以来，机械密封就被广泛应用于化工、石化和医药工业中。目前70%～80%的工业用泵均配备了机械密封。
“石油、重化学和天然气工业用离心泵”要求泵的连续运转周期至少为3年，这就要求机械密封的连续运转周期也需达到3年以上。可据统计，由于机械密封引起的故障占全部机器故障的40%以上。造成这一现象的原因，一是作为泵机组中的动密封，其本身所处的工作条件、所起的作用所决定：二是许多设计单位以及工程公司（包括用户）认为密封选用是泵厂或密封件厂的事情，往往对机械密封了解不深，难以参与机械密封的选用工作，造成密封的选型不当。
2 腐蚀磨损问题
由于多种原因，如轴承的公差、轴端余隙、振动和主轴偏差，都会使泵的主轴产生径向和轴向运动。此外，由于将接触面之间保持绝对平行是十分困难的，因此机械密封本身的内部产生移动也是很正常的。这类移动往往是由于设备的安装公差、热膨胀、管路应力或主轴调试不当所造成。为了使密封面之间始终保持互相配合，弹簧起到机械密封与运动主轴之间的恒定调节作用。当旋转面和主轴之间采用人造橡胶密封时，该弹性体就会在主轴上来回运动。这种重复摩擦动作，会磨蚀主轴上的防腐材料，失去主轴的氧化膜保护层，最终会在主轴的摩擦面上形成磨损沟槽，造成液体从沟槽中泄漏，增加不必要的维修工作量甚至更换主轴。为了解决这一问题，一般在填料盒内安装一个可更换的轴套。然而，解决腐蚀磨损问题的唯一永久办法是去除其内部的动态密封，故选用时应首选非腐蚀磨损型密封，以防止泵零件的腐蚀磨损。
3 机械密封常用型式的确定
3.1 平衡型和非平衡型密封
机械密封的平衡与否对接触面的端面比压有很大影响，而端面比压的大小取决于弹簧力以及填料盒内介质的压力。
非平衡型不能平衡液体压力对端面的作用，端面上密封压力随液体压力增加而增加，容易引起磨损，故一般非平衡型只能用于低压（对于一般液体可用于密封压力＜0.7 MPa）。当压力大于一定的限度，密封面间的液膜就会被挤出。在丧失液膜润滑及高负荷的作用下，密封端面会很快损坏。
平衡型能部分或全部平衡液体压力对端面的作用，通常采用部分平衡，端面上密封压力随液体压力增加而缓慢增加，以改善磨损情况。一般非平衡型只能用于低压，但对润滑性能差、低沸点、易汽化介质及高速工况，即使在低压下，也应选用平衡型密封。因为对于非平衡型密封，当密封腔压力上升时，会将密封端面间的液膜挤出，使密封面很快损坏。平衡型密封能用于各种压力场合。
3.2 单端面密封、无压双重密封和有压双重密封
单端面密封：只有一对摩擦副，结构简单，制造、拆装容易，一般只需设置冲洗系统，不需要外供封液系统。
有压双重密封（原称为双端面机械密封）：有两对摩擦副，结构复杂，需要外供封液系统，密封腔内通入比介质压力高0.5～l.5 bar的隔离液，起封堵、润滑等作用，隔离液对内侧密封起到润滑作用。
无压双重密封（原称为串联密封）：有两对摩擦副，结构复杂，需要外供封液系统，密封腔内的缓冲液不加压，工艺介质对内侧密封起到润滑作用。
但在以下场合，优先选用双重机械密封：1）有毒及有危险性介质；2）高浓度的氢气；3）易挥发的低温介质（如液化石油气等）。而对一些有毒、含颗粒介质（或腐蚀性相当厉害的介质），一般可考虑：1）采用合适的环境控制措施，如外冲洗加带旋风分离器的管路冲洗系统；2）采用有压双重密封。
3.3 内装式和外装式密封
内装式密封指机械密封安装在密封腔内。外装式密封指机械密封安装在密封腔外。由于内装式密封的受力情况好，比压随介质压力的增加而增加，其泄漏方向与离心力方向相反，因此一般情况均选用内装式机械密封。只有当介质腐蚀性极强时，且又不考虑用有压双重密封时，才考虑选用外装式机械密封。
3.4 旋转式和静止式机械密封
旋转式机械密封指补偿环随轴一起转动的机械密封。静止式机械密封指补偿环不随轴一起转动的机械密封。一般情况下均选用旋转式机械密封，但在轴径较大、转速较高（密封圆周速度为25 m/s）时，由于弹簧及其他旋转元件产生的离心力较大，动平衡要求高，消耗的搅拌功率也大，应选用静止式机械密封。此外如果介质受强烈搅动易结晶的，也推荐采用静止式机械密封。
3.5 单弹簧和多弹簧机械密封
单弹簧机械密封，结构简单，弹簧可兼起传动作用，但端面比压不均匀，不适用于高速运转。多弹簧机械密封，结构复杂，弹簧不能兼起传动作用，但端面比压均匀，适用于高速运转。一般情况下，推荐选用多弹簧机械密封。
3.6 推压型和非推压型密封
推压型密封指辅助密封沿轴或轴套机械推压来补偿密封面磨损的机械密封，通常就是指弹簧压紧式密封。非推压型密封指辅助密封固定在轴上的机械密封，通常为波纹管密封。
以上只是对机械密封的基本工作原理以及常用型式的作了介绍，选用时还应了解机械密封的选用参数以及材料、标准等，同时密切与设计单位（包括用户）、泵厂和密封厂三方的联系，相互配合，以保证密封及其系统的正确选用，保证泵密封装置长期稳定、可靠地运转。
参考文献
[1]胡国桢,石流,阎家宾.化工密封技术[M].北京:化学工业出版社,1999
[2]崔继哲,陈留栓.化工机械检修技术问答[M].北京:化学工业出版社,2001
（作者单位：江苏省惠山中等专业学校）
