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(fán)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(jian)的密封;(3)動、靜環間(jiān)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(jian)㊙️的密封。
1.安裝靜試(shi)時洩漏
機械密封(feng)安裝調試好後,一(yī)般要進行靜試,觀(guān)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(jìng)環摩擦副間存在(zai)問題。在初步觀察(chá)洩漏♉量、判斷洩漏(lou)部位的基礎上,再(zài)手動盤車觀察,若(ruo)洩漏量無明顯變(bian)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(shi)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(jiè)質向🛀🏻四周噴射或(huo)從水冷卻孔中漏(lòu)出,則多為❓靜環密(mi)封☁️圈失效。此外,洩(xie)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(shi)運轉時出現的洩(xie)漏。泵用機械密封(fēng)經過靜試後,運轉(zhuan)時高速旋轉産生(shēng)的離心力,會抑制(zhì)介質的洩漏。因此(cǐ),試♊運轉時機🌈械密(mì)封洩漏在排除軸(zhou)間及端蓋密封🌈失(shi)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(shi)⭐效的因素主要有(yǒu):
(l)操作中,因抽空、氣(qì)蝕、憋壓等異常現(xiàn)象,引起較大的💛軸(zhou)向力,使動、靜環接(jie)觸面分離;(2)對安裝(zhuāng)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(quān)過緊,彈⭕簧無法調(diao)整動環的軸🙇‍♀️向浮(fú)動量;(4)靜環密封圈(quān)🌏過松,當動環軸向(xiàng)浮動時,靜環脫離(li)靜環😘座;(5)工作介質(zhi)中有顆粒狀物質(zhì),運轉中㊙️進人摩擦(cā)副❗,探傷動、靜環密(mì)封端面;(6)設計選型(xíng)有誤,密封端面比(bǐ)壓偏低或密封材(cai)🐕質冷縮🐆性較大等(deng)🥵。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(yǔ)以消除,但多數需(xu)要重新拆裝,更換(huan)密封。
由于兩密封(feng)端面失去潤滑膜(mó)而造成的失效:
a)因(yin)端面密封載荷的(de)存在,在密封腔缺(que)乏液體時啟❤️動♉泵(bèng)而發🛀🏻生幹摩擦;b)介(jiè)質的低于飽和蒸(zheng)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(zài)機械密封冷☎️卻系(xi)統出現結垢或阻(zǔ)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(hé)蒸汽壓上升,也造(zào)成介🆚質壓力低于(yu)☎️其飽和蒸汽壓的(de)狀況。
由于腐蝕而(ér)引起的機械密封(fēng)失效:
a)密封面點蝕(shí),甚至穿透。b)由于碳(tan)化鎢環與不鏽鋼(gang)座❄️等🍓焊接,使用中(zhōng)不鏽鋼座易産生(shēng)晶間腐蝕;c)焊接金(jīn)屬波紋管、彈簧等(děng)在應力與介質腐(fǔ)蝕的共同作用下(xia)易發生破裂。
由于(yú)高溫效應而産生(sheng)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(xiào)現象。在密封面處(chu)由于幹摩擦、冷卻(que)水突然中斷,雜質(zhì)進入密封面、抽空(kong)等情況下♉,都會導(dao)🐆緻環面出現徑向(xiàng)裂紋;b)石墨炭化是(shi)使用碳—石墨環時(shi)密封失效的主要(yao)原因之一。由于在(zai)使用中,如果石墨(mò)環一旦超過許用(yòng)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(yǒu)🌈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(fú)🆚橡膠、乙丙橡膠、全(quan)橡膠)在超過許用(yòng)溫度❄️後,将會迅速(sù)🔞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(qiě)易脆裂,安裝時容(rong)易損壞。
由于密封(fēng)端面的磨損而造(zao)成的密封失效:
a)摩(mó)擦副所用的材料(liao)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(xie)密封的使用壽命(ming)。對✨常用的材料,按(àn)耐磨性排列的次(ci)序為:碳化矽—碳✔️石(shí)墨、硬質合金—碳石(shi)墨、陶瓷—碳石墨、噴(pen)塗陶瓷——碳石墨、氮(dan)化矽陶瓷——碳石墨(mo)📐、高速鋼——碳石墨、堆(dui)焊硬質合金——碳石(shí)墨。b)對于含有固體(tǐ)顆粒介質,密封面(miàn)進入固體顆粒是(shi)導緻使密封失效(xiao)的主要原因。固體(tǐ)顆粒進入摩擦副(fu)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(mì)封端面液膜的閃(shǎn)蒸等都🧡是造成端(duan)面打開💋而使固體(ti)顆粒進入的主要(yào)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(yī)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(mian)打開的可能性增(zeng)大❓。對于高負荷(高(gāo)PV值)的機械密封,由(you)于端面摩擦熱⚽較(jiào)大,β一般取65%~70%為宜,對(dui)低沸點的烴類介(jie)質等,由于溫度♈對(dui)介質氣化較敏感(gan),為減☀️少摩擦熱的(de)影響,β取80%~85%為好。
因安(an)裝、運轉或設備本(ben)身所産生的誤差(chà)而造成機🤩械密封(feng)洩漏:
a)由于安裝不(bú)良,造成機械密封(fēng)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(huài);2)動、靜環密封圈尺(chǐ)寸有誤、損壞或未(wei)被壓緊;3)動、靜環表(biǎo)面有🔅異物;4)動、靜環(huán)V型密封圈方向裝(zhuāng)反,或安裝時反邊(biān);5)軸套處洩漏,密封(fēng)圈未裝或壓緊力(li)🚶‍♀️不夠;6)彈簧🔴力不均(jun1)勻,單彈簧不垂直(zhí),多彈簧長短不一(yi);7)密封腔端面與軸(zhóu)垂直度不夠;8)軸套(tào)上密封圈活動處(chu)✂️有腐蝕點。
b)設備在(zài)運轉中,機械密封(feng)發生洩漏的原因(yīn)主要有:1)泵❗葉🔞輪軸(zhou)向竄動量超過标(biāo)準,轉軸發生周期(qi)性振動及✊工藝操(cao)作不穩定,密封腔(qiāng)内壓力經常變化(hua)等均會導緻密封(feng)周期性洩漏;2)摩擦(ca)副損傷或變形而(ér)不能跑合引起洩(xiè)漏;3)密封圈材料選(xuan)擇不當,溶脹失㊙️彈(dan);4)大彈簧轉向不對(duì);5)設備💛運轉時振動(dòng)太大;6)動、靜環與軸(zhóu)套間形成水垢使(shǐ)彈簧失彈而不能(neng)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(duàn)時間後再啟動時(shi)發生洩漏,這主要(yào)是📐因為摩🙇🏻擦副附(fù)近介質的凝固、結(jié)晶,摩擦副上有水(shuǐ)垢、彈簧腐蝕、阻塞(sai)而失彈。

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