1机械密封基本原理
轴向端面机械密封，简称端面密封，又称机械密封，是常用的旋转轴密封，特别是在石油化工装置的机泵中应用普遍。
1885年英国早出现个机械密封专利。在第二次世界大战期间机械密封用于化工泵中，我国60年代初期在兰州炼油厂等先广泛使用机械密封，目前在炼油化工装置中85 以上采用机械密封。
机械端面密封是一种靠弹性元件对静、动环端面摩擦副的预紧和介质压力与弹性原件的压紧来达到密封的轴向旋转密封装置。主要原件有：
端面摩擦副（静环和动环）、弹性元件、辅助密封、传动件、防转件、紧固件和轴套。其中摩擦副要保证紧密贴合、组成密封面以防止介质泄漏，要求摩擦副要有良好的耐磨性；动环可以轴向移动，自动补偿密封面磨损，使之与静环良好的贴合。弹性元件主要起补偿、预紧及缓冲作用。
2原有机械密封损坏症状及原因分析
2. 1摩擦副：
机械密封动环材料石墨、静环材料硬质合金，在动环表面周围有积碳现象，是由于动环材料石墨被咬蚀和爆裂后而形成；静环表面径向产生裂纹，并有彗星状纹理，是由于密封面液膜在液体转变蒸汽后，出现汽化、闪蒸现象，而密封面摩擦产生热量未能及时有效地散除，使密封面间局部液膜发生沸腾，产生汽化闪蒸现象造成的。同时摩擦副间磨损也较为严重，说明动、静环的材质选择不合适。
2. 2辅助密封：
辅助密封圈拆卸后表面有溶胀现象并没有弹力，说明密封圈不适合现有的工况条件是造成密封泄漏原因之一。
2. 3检查弹性元件
将拆卸下的弹性元件用力反复压，检验保持原有的自由高度不变，弹簧没有断裂，表面无腐蚀等现象，说明弹性系统能够满足机械密封正常运转的要求，机械密封失效弹性元件不是主要原因。
2. 4检查各部安装配合尺寸
将各部零件清洁后，再次安装符合安装尺寸的要求。
综上分析，密封泄漏主要原因是由于动环、静环表面干磨产生热裂纹，辅助密封圈溶胀，使密封失效。
3机械密封的改进
3. 1机械密封受力分析
分析密封环的受力状况，目的是分析密封环在工作状态下受力种类、方向和大小，在此项基础上，计算出端面比压。
动环受的有弹簧力Ft和介质压力Fp方向一致，力图使密封面闭合，称为闭合力。液膜压力Fm力图使密封面分开，称为开启力，故密封环受力的合力F = Ft + Fp - Fm必须大于零（即Ft + Fp > Fm）。
3. 2机械密封端面比压
机械密封端面比压是随机械密封平衡系数K的增加使密封面间液膜减少，闭合力F增加密封面产生的磨擦热量不能及时带走，汽化半径增加，机械密封易泄漏，计算原设计平衡系数K= 0. 85 ，通过改变原来密封面密度，使平衡系数降低到0. 75 ，汽化半径减少，可以提高机封使用寿命。
3. 3摩擦副材质的选择
由于介质中含有硫酸铵结晶和其它微晶颗粒，极易对密封端面造成磨损，固将原有密封动、静环的材料改用硬对硬材料密封副，减少材料磨损。通过热裂配对实验和介质硬度比较选用两种碳化硅硬质合金材料。并且密封面带锐边，防止固体颗粒进入密封面间。弹簧采用静止式大弹簧机械密封，弹簧置于压盖内不与固体颗粒接触。
3. 4辅助密封
将原有密封的辅助密封材料国产材料F26 ，改用进口材料G621 ，使之达到与介质的相溶性。
4结论及效果评价
将机械密封改进后安装，已成功运行14个月，期间经历了多次开停工、封水含杂质等恶劣工况的考验。没有发生泄漏，将离心泵解体后，检查机械密封的动、静环表面。发现磨损非常小。证明改进非常成功。同时机械密封使用寿命由原来的运转720小时，增加到4800小时，从而为企业降低了成本，减少维修费用。保证了硫酸铵装置的安、稳、长、满、优的生产。并取得了一定的经济效益。
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