機械密封的失效原因分析

點(diǎn)擊:發布日期:2022/6/29
 泵用(yòng)機械密封種類繁(fan)多,型号各異,但洩(xiè)漏點主要有五處(chu):
(l)軸套與軸間的密(mì)封;(2)動環與軸套間(jiān)的密封;(3)動、靜環間(jian)💘密封;(4)對靜環與靜(jing)環座間的密封;(5)密(mì)封端蓋與泵體間(jiān)的密封。
1.安裝靜試(shì)時洩漏
機械密封(feng)安裝調試好後,一(yi)般要進行靜試,觀(guan)察洩漏🐉量🌈。如🔅洩漏(lou)量較小,多為動環(huán)或靜環密封圈存(cún)在🌏問題;洩漏量較(jiào)大時,則表明動、靜(jing)環摩擦副間存在(zai)問題。在初步觀察(cha)洩漏🔞量、判斷洩漏(lòu)部位的基礎上,再(zài)手動盤車觀察,若(ruo)洩漏量無明顯變(biàn)化則靜、動環♈密封(feng)圈有問題;如盤車(che)時洩漏量有明顯(xiǎn)變化則可斷定是(shì)動、靜環摩擦副存(cún)在問題;如洩漏介(jiè)質😍沿軸向噴射,則(ze)✍️動環密🈲封圈存在(zai)問題居多,洩漏介(jie)質向💚四周噴射或(huo)從水冷卻孔中漏(lou)出,則多🐆為靜環密(mì)封圈失效。此外,洩(xiè)漏通道🐅也可同時(shi)存在,但一般有主(zhu)次區别,隻要觀察(chá)細緻,熟悉結構,一(yi)定能💋正确判斷。
2.試(shì)運轉時出現的洩(xiè)漏。泵用機械密封(feng)經過靜試後,運轉(zhuan)時高速旋轉産生(sheng)的離心力,會抑制(zhì)介質的洩漏。因🌍此(ci),試運轉時機械密(mi)🛀封洩漏在排除軸(zhou)間及端蓋密封失(shī)效後,基本上都是(shì)由🏃‍♀️于動、靜環摩擦(cā)副受破壞所緻。引(yǐn)起摩擦⚽副密封失(shī)效的因素主要有(you):
(l)操作中,因抽空、氣(qi)蝕、憋壓等異常現(xiàn)象,引起較大的軸(zhóu)向力,使動、靜環接(jie)觸面分離;(2)對安裝(zhuang)機械密封時壓縮(suō)🔴量過大,導緻摩💜擦(ca)副👨‍❤️‍👨端面嚴重磨損(sǔn)、擦傷;(3)動環密封圈(quan)過緊,彈簧無法調(diào)整動環的軸向浮(fu)動量;(4)靜環密封圈(quan)過松,當動環軸向(xiang)浮動時,靜環脫離(li)靜環♻️座;(5)工作介質(zhì)中有顆粒狀物質(zhi),運轉中進人摩擦(cā)副,探傷動、靜環密(mi)封端面;(6)設計選型(xing)有誤,密封端面比(bi)壓偏低或密封材(cái)質冷縮性較大等(děng)。上述現象在試運(yun)轉中經常出現,有(you)時可以通過适當(dāng)調整靜環座等予(yu)以消除,但多數需(xū)要重新拆裝,更換(huan)密封。
由于兩密封(feng)端面失去潤滑膜(mo)而造成的失效:
a)因(yīn)端面密封載荷的(de)存在,在密封腔缺(que)乏液體時啟動泵(beng)而發生幹摩擦;b)介(jie)質的低于飽和蒸(zhēng)汽壓力,使得端面(mian)液膜發生閃蒸,喪(sàng)🔴失潤滑;c)如介質為(wéi)易揮發性産品,在(zai)機械♻️密封冷卻系(xì)統出現結垢或阻(zu)塞時,由于端面摩(mo)擦及旋轉元件攪(jiǎo)拌液體産生熱量(liang)而使介質的飽和(he)蒸汽壓上升,也造(zào)成介質壓力低于(yú)🌈其飽和蒸汽🌈壓的(de)狀況。
由于腐蝕而(ér)引起的機械密封(feng)失效:
a)密封面點蝕(shi),甚至穿透。b)由于碳(tàn)化鎢環與不鏽鋼(gang)座🚩等⁉️焊接,使用中(zhong)不鏽鋼座易産生(sheng)晶間腐蝕;c)焊接金(jin)屬波紋管、彈簧等(deng)在應力與介質腐(fu)蝕的共同作用下(xia)易發生破裂。
由于(yu)高溫效應而産生(shēng)的機械密封失效(xiào):
a)熱裂是高溫油泵(bèng),如油渣泵、回煉油(you)泵、常減壓塔底泵(beng)等🈚最常見的失效(xiao)現象。在密封面處(chu)由于幹摩擦、冷卻(que)水突然中斷,雜質(zhi)進入密封面、抽空(kong)等情況下,都會導(dǎo)緻環面出現徑向(xiang)裂紋🈲;b)石墨炭♈化是(shì)使用碳—石墨環時(shí)密封失效的主要(yào)原因之一。由于在(zài)使用中,如果石墨(mo)💃環一旦超過許用(yong)溫度(一😘般在-105~250℃)時,其(qi)表面會析出樹脂(zhī)✨,摩擦面附近樹脂(zhī)會發生炭化,當有(you)🔆粘結劑時,會發泡(pao)軟化,使密封面洩(xiè)漏增加,密封失效(xiào);c)輔助密封件(如氟(fu)橡膠、乙丙橡膠、全(quan)橡🌈膠)在超過🔱許用(yòng)溫度後,将會迅速(su)老化、龜裂、變硬失(shī)彈。
現在所使用的(de)柔性石墨耐高溫(wen)、耐腐蝕性較好,但(dan)其回彈性差⭕。而且(qie)易脆裂,安裝時容(rong)易損壞。
由于密封(fēng)端面的磨損而造(zào)成的密封失效:
a)摩(mo)擦副所用的材料(liào)耐磨性差、摩擦系(xi)數大、端面比壓(包(bao)括彈簧比壓)過大(dà)等,都會縮短機械(xiè)密封的使用壽命(mìng)。對常用的材料,按(an)耐磨性排列的次(ci)序為:碳化矽—碳石(shi)墨、硬質合金—碳石(shí)墨、陶瓷—碳石墨、噴(pen)塗陶瓷——碳石墨、氮(dan)化矽陶瓷——碳石墨(mò)🔴、高速鋼——碳石墨、堆(dui)焊硬質合金——碳🈲石(shi)墨。b)對于含❤️有固體(ti)顆粒介質,密封面(mian)🤟進入固體顆粒是(shì)導緻使密封🍓失效(xiào)的主要原因。固體(tǐ)顆粒進入摩擦副(fù)端面🌐起研磨劑作(zuo)用,使密封發生劇(ju)烈磨損而失效🧡。密(mi)封面合理的間隙(xi),以及機械密封的(de)平衡程度,還有密(mi)封端面液膜的閃(shan)蒸等都👈是造成端(duān)面打開而使固體(tǐ)顆粒進入的主要(yao)原因🆚。c)機械密封的(de)😍平衡程度β也影響(xiang)着密封的磨損。一(yi)般✂️情況下,平衡程(cheng)度β=75%左右最适宜。β<75%,磨(mo)損量雖然降低,但(dan)洩漏增加,密封面(miàn)打開的可能性增(zēng)大。對于高負荷(高(gāo)PV值)的機械密封,由(yóu)于端面摩擦熱較(jiào)大,β一般取65%~70%為宜,對(duì)低沸點的烴類介(jie)質等,由于溫度對(dui)介質氣化較敏感(gǎn),為減🌈少摩擦熱的(de)影響,β取80%~85%為好。
因安(ān)裝、運轉或設備本(běn)身所産生的誤差(cha)而造成機械密✔️封(feng)洩漏:
a)由于安裝不(bú)良,造成機械密封(feng)洩漏。主要表現在(zai)以下💋幾方面:1)動💋、靜(jing)環接觸表面不平(píng),安裝時碰傷、損壞(huai);2)動、靜環密封圈尺(chǐ)寸有誤、損壞或未(wèi)被壓緊;3)動、靜環表(biǎo)面有異物;4)動、靜環(huan)V型密封圈方向裝(zhuang)反,或安裝時反邊(bian);5)軸套處洩漏,密封(feng)圈未裝🙇‍♀️或壓緊力(lì)不夠;6)彈簧㊙️力不均(jun)勻,單彈簧不垂直(zhí),多彈簧長短不一(yi);7)密封腔❤️端面與軸(zhou)垂直度不夠;8)軸套(tào)上密封圈活動處(chù)有腐蝕點。
b)設備在(zai)運轉中,機械密封(fēng)發生洩漏的原因(yin)主要有:1)泵葉輪軸(zhou)🏃🏻向竄動量超過标(biao)準,轉軸發生周期(qī)性振動及工藝操(cao)作不穩定,密封腔(qiang)内壓力經常變化(hua)等均會導💜緻密封(fēng)周期性🐅洩漏;2)摩⛹🏻‍♀️擦(cā)副損💃傷或變形而(er)不能跑合引起洩(xie)漏;3)密封圈材料選(xuǎn)擇不當,溶脹失彈(dàn);4)大彈簧轉向不對(dui);5)設備運轉時振動(dòng)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻太大;6)動、靜環㊙️與軸(zhou)套間形成😘水垢使(shǐ)彈簧失彈而不能(néng)補償密封面的磨(mo)損;7)密封環發生龜(gui)裂等。
c)泵在停一段(duan)時間後再啟動時(shi)發生洩漏,這主要(yào)是因為摩擦副附(fu)近介質的凝固、結(jie)晶,摩擦副上有水(shuǐ)垢、彈簧腐蝕、阻塞(sāi)而㊙️失彈。
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