機械密封的失效原因分析

點(dian)擊:發布日期:2022/6/29
 泵用(yong)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(mi)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(jìng)環座間的密封;(5)密(mi)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(lòu)量較小,多為動環(huan)或靜環密封圈存(cun)在👌問題;洩漏量較(jiào)☂️大時,則表明動、靜(jìng)環摩擦副間存在(zài)問題。在初步觀察(cha)洩漏量、判斷洩漏(lou)部位的基礎上,再(zai)手動盤車觀察,若(ruò)洩漏量無明顯變(biàn)化則靜、動環🙇‍♀️密封(feng)圈有問題;如盤車(chē)時洩漏量有明顯(xiǎn)變化則可斷定是(shì)動、靜環摩擦副存(cun)在問題;如洩漏介(jie)質沿軸向噴射,則(zé)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(shí)存在,但一般有主(zhu)次區别,隻要觀察(cha)細緻,熟悉結構,一(yi)定能正确判斷。
2.試(shì)運轉時出現的洩(xie)漏。泵用機械密封(feng)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(zhóu)間及端蓋密封失(shī)效後,基本上都是(shi)由于動、靜環摩擦(ca)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(suo)量過大,導緻摩🥵擦(cā)副端面嚴重磨損(sun)、擦傷;(3)動環密封圈(quān)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(xiàng)浮動時,靜環脫離(lí)靜環座;(5)工作介質(zhi)中有顆粒狀物質(zhì),運轉中進人摩擦(ca)副,探傷動、靜環👅密(mi)🍓封端面;(6)設計選型(xing)有誤,密封端面比(bǐ)🐕壓偏低或密封材(cái)質冷縮🧑🏾‍🤝‍🧑🏼性較大等(deng)。上述現象在試運(yùn)轉中經常出現,有(you)時可以通過适當(dang)調整靜環座等予(yǔ)以消除,但多數需(xu)要重新拆裝,更換(huàn)密封。
由于兩密封(feng)端面失去潤滑膜(mó)而造成的失效:
a)因(yīn)端面密封載荷的(de)存在,在密封腔缺(quē)乏液體時啟動泵(bèng)💋而發生幹摩擦;b)介(jiè)質的低于飽和蒸(zhēng)汽壓力,使得端面(miàn)液✔️膜發🙇🏻生閃蒸,喪(sang)🥵失潤滑;c)如介質為(wei)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(jiao)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(shi),甚至穿透。b)由于碳(tàn)化鎢環與不鏽鋼(gāng)座等焊☀️接,使用中(zhong)不鏽鋼座易産生(sheng)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(yu)高溫效應而産生(sheng)的機械密封失效(xiào):
a)熱裂是高溫油泵(beng),如油渣泵、回煉油(yóu)泵、常減壓塔底泵(bèng)等最常見🌏的失效(xiao)現象。在密封面處(chù)由于幹摩擦、冷卻(què)水突然中斷,雜👅質(zhi)進入密封面、抽空(kong)等情況下,都會導(dao)緻環面🏃出現徑🐪向(xiang)裂紋;b)石墨炭化是(shi)使用碳—石墨環時(shí)密封失效的主要(yao)原因之一。由于在(zài)使用🏃‍♂️中,如果石墨(mò)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(zhi),摩擦面附近樹脂(zhī)會發生炭化,當有(you)粘結劑時,會發泡(pào)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(su)老化、龜🧑🏽‍🤝‍🧑🏻裂、變硬失(shi)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(róng)易損壞。
由于密封(feng)端面的磨損而造(zào)成的密封失效:
a)摩(mó)擦副所用的材料(liào)耐磨性差、摩擦系(xì)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(àn)🤞耐磨性排列的次(ci)序為:碳化矽—碳石(shi)墨、硬質合金—碳石(shi)墨、陶瓷—碳石墨、噴(pēn)塗陶🔅瓷——碳石墨、氮(dàn)化矽陶瓷——碳石墨(mò)、高速鋼——碳🐇石墨、堆(duī)焊📧硬質合金——碳石(shí)墨。b)對于含💘有固體(ti)顆粒介質,密封面(mian)進入固體顆粒💰是(shi)導緻使密封失效(xiào)的主要原因。固體(ti)顆粒進入摩擦副(fù)端面起研磨劑作(zuò)用,使密封發生劇(jù)烈磨損而失效。密(mi)封面合理的間隙(xì),以及機械密封的(de)平💋衡程度,還有密(mì)封端面液膜的閃(shan)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(chéng)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(gao)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(duì)低沸點的烴類介(jiè)質等,由于溫度對(duì)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(ān)裝、運轉或設備本(ben)身所産生的誤差(cha)而造成機械密封(fēng)洩漏:
a)由于安裝不(bú)良,造成機械密封(feng)洩漏。主要表現在(zài)以下幾方面:1)動、靜(jìng)環接觸表面不平(ping),安裝時碰傷、損壞(huài);2)動、靜環密封圈㊙️尺(chi)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(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(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(yī);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(chu)有腐蝕點。
b)設備在(zài)運轉中,機械密封(fēng)發生洩漏的原因(yin)主要有:1)泵葉輪軸(zhóu)向竄動量超過标(biao)準,轉軸發生周期(qī)性振動及工藝操(cāo)作不穩定,密封腔(qiāng)内壓力經常變化(huà)等🈲均會導緻密封(feng)周期性洩漏;2)摩擦(ca)副損傷或變形而(er)⭐不能跑合引起洩(xie)漏;3)密封圈材料選(xuan)擇不當,溶脹失彈(dàn);4)大彈簧轉🏃🏻向不對(duì);5)設備運轉時振動(dong)♋太大;6)動、靜環與軸(zhou)套間形🌈成水垢使(shi)彈簧失🚶彈而不能(neng)補償密封面的磨(mó)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(shí)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(shui)垢、彈簧腐蝕、阻塞(sai)而失彈。
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