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机械密封失效的原因及常见故障处理
2007-07-09 14:37:30 来源:采集所得 作者: 【 】 浏览:1263次 评论:0

黄建平

    摘  要:简述机械密封失效的类型,提出引起失效的主要类型是耗损失效,并从腐蚀、热损失和摩擦三方面讨论了其表现形式;进而从机械密封振动且发热冒烟、端面泄漏和轴向泄漏三方面,分析常见故障产生的原因,并提出了排除方法。
    关键词:机械密封;耗损失效;原因;常见故障;排除
    中图分类号:TH136    文献标识码:B

    机械密封具有密封性好、性能稳定、泄漏量少、摩擦功耗低和对轴磨损小等优点,能满足多种工况的要求。现代转动设备的密封大多由原来的填料密封改为机械密封,然而机械密封失效会影响设备正常运转,严重时还会造成重大事故。为此,分析机械密封失效原因,采取相应的解决措施,对保证设备正常运转具有重要意义。
    一、机械密封失效的类型
    机械密封失效的类型分为早期失效、偶然失效和耗损失效。早期失效由机械密封设计、制造和安装缺陷等原因引起,发生在机械密封使用初期;偶然失效由偶然因素引起,常发生在机械密封的使用寿命期内;耗损失效由老化、磨损和疲劳等原因引起。而机械密封失效的主要类型是耗损失效,它有以下表现。
    1.腐蚀失效
    因腐蚀引起机械密封失效的情况不多,常见的有以下几种。
    (1)表面腐蚀。机械密封件会因腐蚀介质的侵蚀而导致表面腐蚀,严重时会造成腐蚀穿透。
    (2)点腐蚀。弹簧套常出现大面积或区域性的点蚀,有的导致穿孔。此类局部腐蚀对密封的使用虽未造成严重后果,但大修时也应更换。
    (3)应力腐蚀破裂。在应力与介质腐蚀的共同作用下,金属焊接波纹管、弹簧等会发生破裂。
    (4)缝隙腐蚀。动环的内孔与轴套表面、螺钉与螺孔以及“O”型环与轴套之间都会因间隙内、外介质浓度之差而导致缝隙腐蚀。
    (5)电化学腐蚀。在介质中的异种金属经常引起电化学腐蚀,致使镶环松动而影响密封。
    2.热损失效
    (1)因冷却水中断,密封面则处于干摩擦状态,使杂质进入密封面而导致密封处迅速泄漏,这种常见现象叫热裂。
  (2)石墨环因温度超标,使其表面出现树脂,且摩擦面附近的树脂会发生炭化。当有粘结剂时,还会发泡软化,致使密封面的泄漏扩大,从而密封失效。
    (3)橡胶密封环在温度超标且继续使用时,会使密封环迅速老化、龟裂和变硬失弹而致使密封失效。
    3.摩擦失效
    若采用耐磨性差且摩擦系数大材质的摩擦副,端面比压(包括弹簧比压)过大和密封面中进入固体颗粒均会使密封面因磨损过快而引起密封失效。
    二、机械密封的常见故障、产生原因及排除方法
    1.机械密封振动,发热冒烟
    产生原因:(1)动、静环端面宽度及比压过大;(2)动、静环端面加工精度低,表面粗糙度大;(3)转动件与填料函内径的间隙太小,致使轴振动并引起碰撞;(4)动、静环选择不当;(5)冷却不良和润滑恶化会形成抽空或死油(水)区。
    排除方法:(1)减小端面宽度和弹簧压力,降低端面比压;(2)提高端面粗糙度;(3)增大内径,扩大间隙(不小于lmm);(4)依据输送介质的性质、工作压力、温度以及滑动速度的大小,选择相应材质的动、静环;(5)加强冷却措施,疏通冷却管路,排除密封腔内空气。
    2.机械密封端面泄漏
    产生原因:(1)动、静环端面歪斜不平;(2)因弹簧装置发挥的作用不良和杂质与固化介质粘结的原因,使动环失去浮动能力;(3)固体颗粒进入动、静环的密封面;(4)由于弹簧力不足、比压小和端面磨损,使补偿作用消失;(5)动、静环的端面宽度太小;(6)端盖与轴不垂直,静环压偏,胶垫厚度不均匀;(7)动、静环的浮动性差。
    排除方法:(1)重新安装并调整动、静环,使其平正;(2)改善弹簧装置结构,防止杂物堵塞密封元件;(3)提高动、静环元件的硬度,改善密封结构;(4)增加弹簧力,更换动、静环;(5)适当增加动、静环的端面宽度,提高弹簧压力;(6)重新安装并调整端盖,使其与轴垂直,更换胶垫;(7)改善密封圈弹性,适当减小动、静环胶圈与轴套间的紧力。
    3.机械密封轴向泄漏
    产生原因:(1)密封圈与轴配合太松或太紧;(2)密封圈太软或太硬,耐蚀、耐温性能不好,会发生变形和老化;(3)安装时,密封圈卷边和扭曲;(4)轴套胶圈因损坏和压偏,致使轴与轴套之间泄漏。
    排除方法:(1)重新调整密封圈与轴的配合间隙,使其合适;(2)更换密封圈材料或改进密封结构;(3)安装时,密封圈与轴过盈的选择要适宜;(4)换胶圈或加垫调正。
    总之,选用合理的机械密封以提高安装质量和减少运转设备的振动,加强工艺管理以确保工艺指标的稳定,防止压力、温度等条件的变化过大是提高机械密封可靠性的有效方法。

参考文献
[1]机械密封的可靠性分析[C].化工工业与工程技术,2002.3.

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Tags:机械 密封 失效 原因 常见 故障 处理 责任编辑:cheanshun

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