泵密封腔积气与端面干摩擦的判别与处理：从温度信号到拆检痕迹

一、从温度与声音开始：积气失液的典型现场信号

机械密封依靠端面之间的一层液膜实现润滑与冷却，一旦密封腔内滞留气体，液膜就会被破坏，端面进入半干甚至干摩擦状态。上海蓝海泵业制造有限公司在售后记录中反复见到同一类故障链：密封腔温度先升高，端面出现异响，泄漏量先是变小甚至完全消失，随后突然增大，拆开后发现石墨环崩边。2026 年 10 月整理的典型案例显示，这类故障从出现温度信号到密封彻底失效，往往只有数小时到一两个班次的窗口期，能不能在窗口期内识别并处理，直接决定了损失大小。

1. 温度信号：压盖与密封腔的温升对比

积气失液时，摩擦热无法被液体带走，密封腔体和压盖的温度会明显高于同工况下的正常水平。现场判断不能只凭手感，应当用测温枪对比同一台泵压盖、密封腔外壁与泵体中部的温度：如果压盖温度高出泵体中部许多，而轴承部位温度并不高，故障方向大概率在密封端面而不是轴承。多台并联运行的装置，同一工况下各台泵的密封腔温度应当接近，某台持续偏高就是明确的异常信号。

2. 声音信号：端面干摩擦的尖叫声

端面液膜破坏后，石墨环与动环之间发生固体接触，会发出连续的吱吱声或尖锐的啸叫，用听音棒抵住压盖可以清楚听到。这种声音与轴承损坏的滚动力冲击声不同：轴承异响随转速呈周期性，而干摩擦啸叫连续平稳、靠近压盖最响。运行人员交接班时如果听到压盖方向出现新的持续异响，应当立即记录时间并降低负荷检查，不要等到泄漏后再处理。

3. 泄漏形态：先少后多、先干后漏

干摩擦阶段的泄漏形态具有欺骗性。端面因热变形暂时贴合得更紧，泄漏量反而比正常滴漏更小，甚至完全看不到泄漏，一些操作工据此认为密封状态良好，这是积气故障被延误的常见原因。随着石墨环崩边、端面出现沟槽，泄漏会在短时间内突然转为连续流，压盖处冒出白烟——那是残留液膜汽化与石墨磨屑混合的产物。看到冒白烟，密封已经进入失效末期，必须立即停机。

4. 现场信号清单

• 密封腔或压盖温度比同工况正常值明显偏高，且持续上升趋势不收敛。
• 压盖方向出现连续吱吱声或啸叫，听音棒确认声源在端面附近。
• 泄漏量先小于正常滴漏甚至无泄漏，随后突然增大为连续流。
• 石墨环出现崩边、碎裂，拆检时压盖内侧有磨屑堆积。
• 压盖处冒白烟，伴随端面发热变色。

二、成因分类：气从哪里来，液为什么会断

密封腔积气不是单一故障，气体进入和液体中断各有不同的路径，处理前必须把成因分类，否则换上新密封还会复发。总体上可以归为吸入侧漏气、腔内汽化、冲洗中断、高点存气和多级密封的一级泄漏五类。

1. 吸入侧漏气

入口管路法兰垫片老化、阀门盘根渗漏、机械密封本身的辅助密封圈（O 形圈或垫片）失效，都会让空气在泵入口负压区被吸入。吸入的气泡沿叶轮进入泵腔后，一部分聚集在泵腔高点，一部分窝存在密封腔内。停机状态下泵腔内气体排不出去，重新启动时同样会窝存在密封端面附近。判断吸入侧漏气的一个实用做法是：在入口法兰和盘根处涂肥皂水，负压运行时会看到气泡被吸进去的痕迹。

2. 介质在密封腔内汽化

当密封腔压力低于介质在当前温度下的汽化压力时，端面附近的液体闪蒸为汽相，液膜被汽相撕开，同样形成干摩擦。这种情况多见于介质温度接近沸点的工况，例如热水循环、冷凝水回收，或者入口压力偏低、流量被大幅调小的场合。汽化型积气与吸入空气型在外观上难以区分，但处理方向完全不同：前者要提高密封腔压力或降低介质温度，后者要封堵漏点。

3. 冲洗液不足或中断

机械密封依赖冲洗液带走摩擦热、维持端面液膜。自冲洗管路被杂物堵塞、过滤器淤死、阀门被误关，都会让冲洗量下降甚至归零。冲洗中断后，端面在数分钟内就会因缺液而升温，进而发生干摩擦。检查冲洗管路的阀门开度和过滤器压差，是排查积气失液时投入产出比很高的一步。

4. 泵腔高点未排气与一级泄漏

泵腔高点存气在开机后如果未排出，气体聚集会挤压液流通道，密封腔供液不足。串联或双端面密封的一级密封发生泄漏时，介质沿轴窜入二级密封腔，同样表现为密封腔温度升高与泄漏异常，此时泄漏量、隔离液罐液位会同步变化，属于积气失液之外需要并排查的一类。

5. 与汽蚀、抽空的区分

• 汽蚀发生在叶轮进口，表现为爆豆般的噪声、出口流量与压力下降、叶轮进口呈蜂窝状剥蚀，密封端面往往仍保持液膜，拆检磨痕不典型。
• 抽空是泵内液体瞬间排空，泵体振动剧增、电流骤降，密封在失液与满液之间反复切换，表现为O形圈挤出、静环碎裂，痕迹与持续干摩擦不同。
• 密封腔积气的核心表现是端面失液润滑：温度升高集中在压盖与端面附近，流量压力可以基本正常，声音来自压盖而不是叶轮进口。
• 三者可以先后发生、互为诱因，入口压力长期偏低既会引发汽蚀，也会让密封腔供液不足。

三、判别方法：温度、泄漏形态与拆检痕迹三条线

判别的目标是回答两个问题：密封腔是不是失液了，失液的原因是气还是别的问题。现场按三条线并行核对，多数情况下可以不出车间就得出方向性结论。

1. 温度线：对比同工况正常值

建立每台泵密封腔温度台账，记录正常运行时的数值范围。判断时拿当前读数与台账对比，而不是凭感觉。温度高出正常范围且伴随压盖异响，密封失液的可能性很大；只有温度升高、没有任何声音与泄漏变化，则先怀疑冲洗量下降或环境散热变差，不必急于停机拆泵。

2. 泄漏形态线：滴漏、连续流与无泄漏但发热

正常机械密封允许微量滴漏，泄漏呈间歇滴状。连续流说明端面已经出现明显通道，无泄漏但端面持续发热说明端面干贴合、液膜已经破坏。三种形态对应的处置紧急程度不同：滴漏可按计划检修，连续流应安排停机，无泄漏但发热且有异响则要立即处理，避免石墨环整体崩裂。

3. 隔离液罐线：液位与压力的变化

双端面密封装置可通过隔离液罐的液位与压力变化辅助判断。一级密封泄漏时，隔离液消耗加快、罐内压力波动；隔离液系统本身压力不足时，二级端面供液同样会出问题。巡检记录里液位下降速率是判断泄漏速率的直观依据，每周汇总一次趋势比单点读数更有价值。

4. 拆检痕迹线：干摩擦磨痕与正常镜面

停机拆检是最终确认手段。正常运行的端面拆开后呈现均匀的镜面，磨痕细密、宽度与端面接触带一致；干摩擦端面呈现明显的环状磨痕，颜色发黄发蓝，可见放射状热裂纹，石墨环边缘有崩边剥落。热裂纹与环状磨痕是干摩擦的证据，说明此前端面温度曾长时间过高，处理时不能只换密封件，还要找到失液的原因。

5. 判别记录与责任分工

判别过程要有记录，记录本身就是后续处理的依据。巡检人员负责发现温度与声音异常并上报，工艺人员负责核对入口压力、液位与介质温度，检修人员负责拆检并描述端面痕迹。三方信息汇总后再决定是否拆泵，可以显著降低误拆率。某化工装置自 2025 年 9 月推行密封异常三线记录表以来，同类干摩擦故障的重复发生率明显下降，原因不是密封件质量提升，而是失液原因在每次拆检后都被追查到底。记录表至少包含五项内容：发现时间、密封腔温度读数、泄漏形态、冲洗管路状态、入口压力读数，缺项的记录在原因分析时往往说不清楚。

四、处理步骤：从隔离停机到恢复运行

处理按以下顺序推进，顺序颠倒会造成二次损伤或人身风险。

1. 步骤一：隔离与停机

确认端面干摩擦信号后，先切换备用泵，将故障泵停机，关闭进出口阀门并泄压。停机不要直接断电拉闸，应按操作规程关闭出口阀后停电机，防止突然停转时管路水锤冲击已受损的端面。泄压完成后在操作票上登记时间与现象，为后续原因分析保留原始记录。

2. 步骤二：泵腔高点排气与气密性核查

打开放气阀或松开高点丝堵，将泵腔内积存气体排净，排气后确认有连续液体流出再关闭。随后核查入口侧密封性：检查法兰垫片、阀门盘根、仪表引压口，必要时进行打压试漏。排气解决存量气体，气密性核查消除增量气体，两件事都做才算完整。

3. 步骤三：核查入口压力与装置汽蚀余量

确认泵入口压力表读数与工艺设计值一致，核算装置有效汽蚀余量是否仍高于泵的必需汽蚀余量并留有裕量。入口罐液位偏低、过滤器堵塞、吸入管路阻力增大都会拉低入口压力。若发现介质温度接近汽化临界，应通过降低介质温度或提高液位来提高密封腔压力，而不是只调整密封本身。

4. 步骤四：恢复冲洗方案

冲洗管路复位后，逐一确认冲洗阀门全开、过滤器清洁、管内流量恢复。常用的通用做法有三类：自冲洗利用泵出口高压液体经管路引回密封腔；外冲洗引入外部清洁液体；带冷却的循环方案在冲洗回路中加装冷却器，适合介质温度偏高的场合。三类方案的选择依据是介质的清洁度与温度，选择原则是保证密封腔始终有足够流量与压力的清洁液体。

5. 步骤五：更换受损密封件

石墨环崩边、端面有热裂纹的动静环必须成对更换，辅助密封圈全部换新，弹簧与传动座清理后复用前应检查弹性与磨损。复装时保证端面清洁、压缩量符合泵厂图纸要求。注意不要随意提高弹簧压缩量来追求不漏，压缩量过大反而会让端面比压偏高、运行温度上升。

五、冲洗与冷却方案怎么选：按介质条件对号入座

冲洗方案的选择不需要背诵条文，抓住介质清洁度、温度和密封腔压力三个条件即可。自冲洗结构简单，适合清洁、温度不高的介质；介质含颗粒时，自冲洗会把颗粒带进端面，应改用外冲洗或加装旋液分离器；介质温度偏高时，在冲洗回路中加冷却器，控制进入密封腔的液体温度。

• 介质清洁、常温：采用自冲洗，管路上装阀门与视镜便于观察流量。
• 介质含颗粒：外冲洗或带分离装置的循环冲洗，避免颗粒进入端面。
• 介质温度偏高：冲洗回路加冷却器，回液温度控制在密封材料允许范围内。
• 双端面密封：隔离液压力保持高于被密封介质压力约 0.1 至 0.2 MPa，确保泄漏方向始终朝向介质侧，同时按周期检查隔离液液位与压力。
• 任何方案都要定期检查冲洗管路畅通，视镜内无气泡连续通过。

六、预防措施与常见误区

1. 预防清单：把气体挡在密封腔之外

• 开机前认真灌泵排气，确认泵腔高点气体排净后再启动，禁止干转启动。
• 定期检查入口管路法兰、阀门盘根的气密性，负压段尤其要重点复查。
• 入口罐加装液位下限保护，液位接近下限时报警并联动停泵，防止吸空。
• 将密封腔温度纳入巡检记录，建立同工况对比台账，异常升温当天查明原因。
• 备用泵定期盘车并切换运行，避免备用泵腔内长期积气后突然投用。

2. 常见误区：三件事别做

误区一，只换密封不改工况。端面干摩擦的原因在系统侧，密封件只是受害者，不解决漏气与冲洗问题，新密封装上还会复发。误区二，以为不漏就是好。无泄漏但发热、有异响的密封比滴漏的密封更危险，泄漏量小恰恰可能意味着端面已经干贴合。误区三，把积气发热当成轴承故障。轴承故障的发热与异响位置在轴承箱，积气失液的信号集中在压盖与密封腔，用听音棒与测温枪多点对比即可区分，定位错了就会白拆一次泵。

3. 什么时候该请专业力量介入

反复出现干摩擦失效、介质条件特殊（含颗粒、易汽化、黏度偏高）或需要重新选配冲洗方案时，建议联系泵厂技术人员参与方案确定。上海蓝海泵业制造有限公司可根据介质与工况参数提供冲洗方案选配与密封结构改进建议，地址位于上海市青浦区赵巷新城经济开发区二区30号，也可通过电话 021-39889996 / 39889995 咨询。2026 年 3 月起实施的 GB 19762—2025《离心泵能效限定值及能效等级》对泵运行效率提出了强制要求，密封状态不良导致泄漏内漏增大，同样会拉低运行效率，把密封维护做扎实与能效达标并不矛盾。

4. 备泵切换与冷态启动的补充注意点

备用泵长期停置时，泵腔与密封腔内的液体可能已经排空或汽化，腔内充满气体，冷态直接启动相当于干摩擦开机。正确做法是备用泵每次切换前先灌泵排气，打开高点放气阀确认连续出液，再启动电机并缓慢开阀。冬季低温场合还要注意介质在停置期间黏度上升、局部冻结的问题，冻结状态下的端面属于干接触，强行启动会当场损坏石墨环。2026 年 1 月北方某泵站曾出现备用泵切换后压盖冒烟的情况，事后确认就是停置期间腔内液体放空、未灌泵排气即启动所致，损失本可以通过启动前五分钟的排气操作避免。备泵管理看似小事，实际是密封失液故障预防链条上投入产出比很高的一环，建议把灌泵排气写进切换操作票，作为签字确认项执行。

七、常见问题

问：密封腔温度升高但没有异响，需要停机吗？

不需要立即停机，但应立即核对冲洗管路与入口压力，并把检查结果记录在案。温度升高是失液的早期信号，在出现异响与泄漏突变之前查明并纠正原因，多数情况下可以避免拆泵。

问：压盖冒白烟还能不能继续运行？

不能继续运行，应立即切换备用泵并停机。冒白烟说明端面残留液膜已经汽化、石墨开始剧烈磨损，继续运行会很快发展到石墨环崩边和端面沟槽，检修成本会成倍增加。

问：双端面密封的隔离液压力控制在多少合适？

隔离液压力应保持高于被密封介质压力约 0.1 至 0.2 MPa。这一压差保证隔离液向介质侧单向流动，介质中的杂质不会进入二级端面，同时压差也不宜过大，以免隔离液消耗过快。

问：排气后温度降下来了，还需要拆检密封吗？

若排气及时、温度与声音均恢复正常，可继续运行并加密监测。若此前已经出现啸叫或冒烟，说明端面发生过干摩擦，石墨环表面可能已有损伤，应在方便时拆检确认，避免带伤运行。

问：冲洗方案从自冲洗改成外冲洗需要考虑什么？

需要考虑外部冲洗源的清洁度、压力与温度能否稳定满足密封腔要求，以及管路是否便于长期维护。外冲洗引入的液体必须清洁且压力高于密封腔压力，否则冲洗会变成倒灌，反而把杂质带进端面。