機械密封的失效原因分析

點擊:發布(bù)日期:2022/6/29
 泵用(yong)機械密封(fēng)種類繁多(duō),型号各異(yi),但洩漏點(diǎn)主要有五(wǔ)處:
(l)軸套與(yu)軸間的密(mì)封;(2)動環與(yǔ)軸套間的(de)密封;(3)動、靜(jìng)環🌈間密封(feng)🈲;(4)對🔆靜環與(yǔ)靜環座間(jian)的密封;(5)密(mì)封端蓋與(yǔ)泵體間的(de)密封。
1.安裝(zhuāng)靜試時洩(xiè)漏
機械密(mi)封安裝調(diào)試好後,一(yī)般要進行(hang)靜試,觀察(chá)洩漏量。如(rú)洩漏量較(jiao)小,多為動(dong)環或靜環(huan)密封圈存(cún)在問題🔴;洩(xie)漏量較大(dà)時,則表明(ming)動、靜環摩(mo)擦副間存(cun)在問題。在(zai)初步觀察(chá)洩漏量、判(pàn)斷洩漏部(bù)位的基礎(chu)上,再手動(dong)盤車觀察(chá),若💞洩漏量(liang)無明顯變(biàn)化⛹🏻‍♀️則靜、動(dong)環😘密封圈(quān)有問題;如(ru)盤車時洩(xiè)漏量有明(míng)🌈顯變化則(zé)可斷定是(shi)動、靜環摩(mo)擦副存在(zai)問題;如洩(xiè)漏介質沿(yan)軸向噴射(shè),則動環密(mì)封圈存在(zài)問題居多(duo),洩漏介質(zhi)向四周噴(pēn)射或從水(shuǐ)冷✉️卻孔中(zhong)漏出,則多(duo)為🐕靜環密(mi)封圈失效(xiào)。此外,洩漏(lou)通道也可(ke)同時存在(zai),但一般有(yǒu)主次區别(bie),隻要觀察(cha)細緻,熟悉(xi)結構,一定(dìng)能正确判(pan)斷。
2.試運轉(zhuǎn)時出現的(de)洩漏。泵用(yong)機械密封(fēng)經過靜試(shì)後,運轉時(shí)高速旋轉(zhuǎn)産生的離(lí)心力,會抑(yì)制介質的(de)洩漏。因此(ci),試運轉時(shi)機械密封(fēng)洩漏在排(pai)除軸間及(jí)端蓋密封(fēng)失效後,基(ji)本上🏒都是(shi)由于動、靜(jing)環摩擦副(fu)受破壞所(suo)緻。引起摩(mó)擦副密封(feng)失效的因(yīn)素主要有(you):
(l)操作中,因(yīn)抽空、氣蝕(shí)、憋壓等異(yi)常現象,引(yǐn)起較大的(de)💜軸💁向力👄,使(shi)😄動、靜環接(jie)觸面分離(li);(2)對安裝機(jī)械密封時(shí)壓縮量過(guo)大,導緻摩(mó)擦副端面(mian)嚴重磨損(sǔn)、擦傷;(3)動環(huan)密封圈過(guò)緊,彈😘簧無(wú)法調整動(dòng)環的軸向(xiàng)浮動量;(4)靜(jìng)環密封圈(quan)♋過松,當動(dong)環軸向浮(fú)動時,靜環(huán)脫離靜環(huan)🈲座;(5)工作介(jie)質⛹🏻‍♀️中有顆(kē)粒狀🌈物質(zhi),運轉中進(jin)人摩擦副(fu)🐇,探傷動、靜(jing)環密封端(duan)面;(6)設計選(xuan)型有誤,密(mi)封端面比(bi)🐕壓偏低或(huo)密封材質(zhì)冷縮性較(jiao)大等🌂。上述(shu)現象在試(shì)運轉中經(jing)常出現,有(yǒu)💁時可以通(tong)過适當調(diao)整靜環座(zuo)等予以消(xiao)除,但多數(shu)需☂️要重新(xīn)拆裝,更換(huan)密封。
由于(yu)兩密封端(duān)面失去潤(run)滑膜而造(zào)成的失效(xiao):
a)因端面密(mi)封載荷的(de)存在,在密(mì)封腔缺乏(fá)液體時啟(qǐ)動泵而發(fa)生幹摩擦(cā);b)介質的低(di)于飽和蒸(zhēng)汽壓力,使(shǐ)得端面液(ye)🏃膜發生閃(shan)蒸,喪失潤(rùn)滑;c)如介質(zhì)為易揮發(fa)性産品,在(zai)機械密封(fēng)冷卻系統(tong)出現結垢(gou)或阻塞時(shi),由于端面(mian)摩擦及旋(xuan)轉元件攪(jiao)拌液體産(chǎn)生熱量而(ér)使介質的(de)飽👈和蒸汽(qi)壓上升,也(yě)造成介質(zhi)壓力低于(yu)其飽和蒸(zhēng)汽☂️壓🔞的狀(zhuang)況。
由于腐(fǔ)蝕而引起(qǐ)的機械密(mi)封失效:
a)密(mì)封面點蝕(shi),甚至穿透(tou)。b)由于碳化(huà)鎢環與不(bu)鏽鋼座✂️等(děng)焊接,使用(yong)中不鏽鋼(gang)座易産生(sheng)晶間腐蝕(shi);c)焊接金屬(shu)波紋管📞、彈(dan)簧等在💰應(ying)力🏒與介質(zhì)腐蝕的共(gòng)同作用下(xià)易發生破(pò)裂。
由于高(gao)溫效應而(er)産生的機(ji)械密封失(shī)效:
a)熱裂是(shi)高溫油泵(beng),如油渣泵(bèng)、回煉油泵(beng)、常減壓塔(ta)底泵等最(zuì)常見的失(shī)效現象。在(zài)密封面處(chu)由于幹摩(mó)擦、冷卻♈水(shui)突然中斷(duan),雜質進入(ru)密封面、抽(chōu)空等情況(kuang)下,都會導(dao)💰緻環面出(chū)現徑🈲向裂(lie)紋;b)石墨炭(tàn)化是使用(yòng)碳—石墨環(huan)時密封失(shī)效的主要(yao)原因之一(yi)。由于在使(shǐ)用💁中,如果(guo)石墨環一(yī)旦超過許(xu)用溫度(一(yi)般在-105~250℃)時,其(qi)表面會析(xī)出樹脂,摩(mo)擦面附近(jìn)樹脂會發(fā)生炭化⁉️,當(dāng)有粘結劑(jì)時🈲,會發泡(pào)軟化,使⛹🏻‍♀️密(mi)封面洩漏(lou)增加,密封(fēng)失效;c)輔助(zhu)密封件(如(ru)氟橡膠、乙(yi)丙橡膠、全(quán)橡膠)在超(chao)過許用溫(wen)度後,将會(huì)迅速老化(hua)、龜裂、變硬(ying)失彈。
現在(zài)所使用的(de)柔性石墨(mò)耐高溫、耐(nài)腐蝕性較(jiao)好,但其回(huí)彈🌈性💋差。而(er)且易脆裂(lie),安裝時容(róng)易損壞。
由(yóu)于密封端(duān)面的磨損(sǔn)而造成的(de)密封失效(xiào):
a)摩擦副所(suo)用的材料(liào)耐磨性差(chà)、摩擦系數(shu)大、端面比(bi)壓(包括彈(dan)💁簧比壓)過(guo)大等,都會(huì)縮短機械(xie)密封的使(shǐ)用壽命。對(duì)🙇‍♀️常用的材(cai)料,按耐磨(mó)性排列的(de)次序為:碳(tan)化矽—碳石(shí)墨、硬質合(hé)金—碳石墨(mò)、陶瓷—碳石(shí)墨、噴塗陶(táo)瓷——碳石墨(mo)、氮化矽陶(tao)瓷——碳石墨(mo)、高速鋼——碳(tan)石墨、堆焊(han)👄硬質合金(jin)——碳石墨。b)對(dui)于含🌍有固(gù)體顆粒介(jiè)質,密封面(miàn)進入固體(ti)顆粒是導(dǎo)緻使密封(feng)失效的主(zhu)要原因。固(gù)體顆粒進(jin)入摩擦副(fu)端面起研(yan)磨劑作用(yòng),使密封發(fā)生劇烈磨(mó)損而失效(xiao)📐。密封面合(hé)理的間隙(xi),以及機械(xiè)密封的平(píng)衡程度,還(hái)有密封端(duān)面液膜的(de)閃蒸等都(dōu)是造成端(duan)面打開而(ér)使固體顆(kē)粒進入的(de)主要原因(yīn)。c)機械密封(fēng)的平衡程(cheng)度β也影響(xiǎng)着密封的(de)磨損。一般(bān)♋情況下,平(píng)衡程度β=75%左(zuǒ)右最适宜(yí)。β<75%,磨損量雖(sui)然降低,但(dan)洩漏增加(jia),密封面打(dǎ)開的可能(neng)性增大。對(dui)于高負荷(he)(高PV值)的機(ji)械密封,由(yóu)于端面摩(mó)擦熱較大(da),β一般取65%~70%為(wei)宜,對低沸(fèi)點的烴類(lèi)🙇‍♀️介質等,由(yóu)于溫度對(dui)介質氣化(hua)較敏‼️感,為(wéi)減少摩擦(cā)熱的影響(xiang),β取80%~85%為好。
因(yin)安裝、運轉(zhuan)或設備本(ben)身所産生(sheng)的誤差而(er)造成機械(xie)密封洩漏(lou):
a)由于安裝(zhuang)不良,造成(chéng)機械密封(feng)洩漏。主要(yao)表現在以(yi)下幾方面(mian):1)動、靜環接(jiē)觸表面不(bu)平,安裝時(shí)碰傷、損壞(huai);2)動、靜環密(mì)封圈尺寸(cùn)有誤、損壞(huài)或未被壓(yā)緊;3)動、靜環(huán)表面有異(yi)物;4)動、靜環(huán)V型密封圈(quān)方向裝♊反(fan),或安裝時(shí)反邊;5)軸套(tao)處洩漏,密(mì)封圈未裝(zhuāng)⛷️或壓緊力(lì)不夠;6)彈簧(huang)力不均勻(yun),單彈簧不(bú)垂直,多彈(dàn)簧長短不(bú)一;7)密封腔(qiang)🥰端面與軸(zhou)垂直度不(bú)夠;8)軸套上(shàng)🐉密封圈活(huó)動處🔞有腐(fǔ)蝕點。
b)設備(bei)在運轉中(zhong),機械密封(feng)發生洩漏(lou)的原因主(zhu)要有:1)泵葉(ye)輪軸向竄(cuàn)動量超過(guò)标準,轉軸(zhou)發生周期(qi)性振動及(jí)♊工藝操作(zuò)不穩定,密(mì)封腔内壓(ya)力經常變(biàn)化等均會(huì)導緻密封(fēng)周期性洩(xiè)漏;2)摩擦副(fù)損傷或變(bian)形而不能(neng)跑合引起(qi)洩漏;3)密封(feng)圈材料選(xuan)擇不當,溶(rong)脹失♌彈;4)大(dà)彈簧轉✍️向(xiàng)不對;5)設備(bèi)💔運轉時振(zhen)動太大;6)動(dong)、靜環與軸(zhou)套間形成(cheng)水垢使彈(dàn)簧失彈而(er)不能補償(cháng)密封面的(de)磨損;7)密封(feng)環發生龜(guī)裂等。
c)泵在(zài)停一段時(shi)間後再啟(qǐ)動時發生(shēng)洩漏,這主(zhǔ)要是因為(wéi)‼️摩擦副附(fu)近介質的(de)凝固、結晶(jīng),摩擦副上(shang)有水垢、彈(dan)簧腐蝕、阻(zǔ)塞而失彈(dàn)。
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