前言

當買方或用戶決定購買新的泵、攪拌器或其它類型的旋轉設備時，經常會問：“在必須拆卸維修之前，我的設備能夠運行多長時間？”在某些情況下，用戶可以考慮升級其現有泵，以提高其可靠性、生產量和效率，或使其符合聯邦或地方排放法規。問題通常是相同的。

在許多工業泵應用中，密封是最關鍵的部件。由于泄漏量不可接受，或者在某些情況下，液位或壓力報警，密封通常會迫使泵停止運行。雖然密封經常被認為是設備故障的原因，但真正的原因通常出在泵的運行和機械條件或密封的環境控制系統。

已成功實施提高平均維修間隔時間（MTBR）計劃的公司，實現了三年或更長的平均密封壽命，從而降低了泵組的生命周期成本（LCC）。泵應用的LCC預測可能因密封MTBR的不同而不同。在故障風險較高的情況下，謹慎的做法是尋求專家建議，因為壽命估計中的錯誤可能會產生代價高昂的后果。

任何密封MTBR預測的關鍵是了解最可能影響密封性能的因素。機械密封的關鍵性能指標通常是泄漏量和功耗。

預測一下機封壽命？

預測機械密封的使用壽命不是一項容易的事情，因為宏觀上的密封性能受到微觀層面許多現象的影響。

密封的可靠性，在很大程度上取決于其在配合面之間的間隙中保持穩定液膜的能力，同時最大限度地減小這些面的摩擦區域機械接觸的持續時間和程度。接觸過多可能會使材料過熱；接觸不足可能導致高泄漏量。

關鍵零部件

機械密封面的工作原理與軸承非常相似。主要區別在于，潤滑劑通常是泵送液體本身，在壓力下、有時在高溫下可能是臟的、易揮發的、粘性的、有毒的或爆炸性的。

顯然，密封面是任何機械密封中最脆弱的部件，但其它部件，如輔助密封元件（O形環、波紋管）或金屬部件，如彈簧、驅動銷或固定螺釘，在過度移動或高溫高壓下也可能影響密封的壽命。本文重點討論影響密封面壽命的因素。

為了對端面密封的預期壽命進行合理評估，需要了解有關機械密封功能的一些基本知識。記住五個關鍵性能因素可以指導確定機械密封的最佳更換周期。

密封面磨損

首先，必須知道密封很少出現過度泄漏，除非密封面已經完全磨損。如果發生這種情況，兩個面中較窄的面將磨損到失去接觸的程度，并為流程液體泄漏到大氣中形成泄漏路徑。事實上，密封面的正常磨損率極低，因此不是過度泄漏的典型原因。

在高壓應用和引起密封面材料磨蝕磨損的流體中，可能會發現磨損的密封件。在大多數需要對密封組件進行解體檢查的情況下，密封面確實顯示出損壞的跡象。在這些情況下，較窄的密封面的磨損仍有足夠的材料，但表面的摩擦區域受到損壞，導致泄漏量達到不可接受的程度。這些損壞癥狀可能會有所不同 - 從肉眼幾乎看不見到嚴重的損傷，如密封面破裂。

常見的損傷癥狀是點蝕、起泡、碎裂、劃痕和熱沖擊裂紋。機械密封的正常更換是例外情況，因為在這種情況下，設備很可能因與密封無關的其它原因或僅僅是出于預防性維護原因而停止使用。機械密封出現過度泄漏的癥狀，是設備、流程或控制系統中存在更深層問題的明顯證據。

密封失效的類型

根據MTBR，密封失效可分為初期型、磨損型或隨機型。從統計學來講，隨機失效（也稱為偶然失效或壽命中期失效）是主要類型。初期故障通常是由不正確的密封選擇、安裝或啟動引起的，并且隨著集裝式設計的機械密封的廣泛應用，初期故障實際上已基本消除。

在運行相當長的時間后，隨機故障往往會意外發生，其典型特征是密封的泄漏行為從正常到過度的快速變化。在運行工況下，這可能表現為在高壓或高速應用中從不可見的泄漏量變化為滴流，或從穩定滴流變化為少量泄漏。

隨機故障很難預測，因為它們通常是工藝操作或設備引起的瞬態的結果，而這是密封面材料無法容忍的。瞬態運行工況可能是有意引起的，也可能是泵中部件故障或意外工藝偏差的結果。驗證密封是否能夠處理預期的瞬態是使用壽命評估中的關鍵步驟，因為瞬態工況很可能對密封面產生破壞性影響。

與循環（非穩定工況）應用相比，本質上連續、穩態的應用相對容易。事實上，可以安全地假設，如果密封面處的潤滑膜始終保持穩定，則密封面幾乎將永久保持完好無損，因此密封將不會成為設備使用壽命的驅動因素。

在估算機械密封的壽命時，還必須考慮應用限制、最小泄漏要求和密封環境。在離心泵基礎 - 機械密封能使用多長時間（下）中，將討論影響密封壽命和后續更換需求的其它三個關鍵因素。