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机械密封失效分析与故障分析
4 S/ [% B9 f5 ^4 g }1.腐蚀失效. k4 v% ]2 f8 R# g
机械密封因腐蚀引起的失效为数不少,常见的腐蚀类型有如下几种。
. g- K( h* R4 L# R(1)表面腐蚀3 U& Y: |5 H/ M: q% W" o9 h
由于腐蚀介质的侵蚀作用,机械密封件会发生表面腐蚀,严重时也可发生腐蚀穿孔,弹簧件更为明显,采用不锈钢材料,可减轻表面腐蚀。
# q9 R$ @( d0 {% l(2)点腐蚀
& X" q+ e7 C& @$ w `9 `弹簧套常出现大面积点蚀或区域性点蚀,有的导致穿孔,此类局部腐蚀对密封使用尚不会造成很严重的后果,不过大修时也应予更换。
0 a0 D9 q! M9 B1 B(3)晶间腐蚀- L' S1 ^6 P `: Q E& K1 p- t
碳化钨环不锈钢环座以铜焊连接,使用中不锈钢座易发生晶间腐蚀,为克服敏化的影响,不锈钢应进行固溶处理。' Y* @) k7 D0 g! E5 g0 Z3 b
(4)应力腐蚀破裂8 Z, U- J+ @/ }! v# d& m
金属焊接波纹管、弹簧等在应力与介质腐蚀的共同作用下,往往会发生断裂,由于弹簧的突然断裂而使密封失效,一般采用加大弹簧丝径加以解决。
6 b) z* P8 x. U7 {(5)缝隙腐蚀
- `8 {) e- C& ^# K6 g动环的内孔与轴套表面之间、螺钉与螺孔之间,O形环与轴套之间,由于间隙内外介质浓度之差而导致缝隙腐蚀,此外陶瓷镶环与金属环座间也会发生缝隙腐蚀,一般在轴套表面喷涂陶瓷,镶环处表面涂以黏结剂以减轻缝隙腐蚀。6 u( T. ~! P+ c8 @, I: I
(6)电化学腐蚀
& s) _* W; v' @- K# U异种金属在介质中往往引起电化学腐蚀,它使镶环松动,影响密封,一般亦采取在镶接处涂黏结剂的办法予以克服。5 B6 E g0 h8 [" b3 l
2。热损失效" T, A1 Q6 k! Q" _- ~& D
(1)热裂
3 J% S2 n+ V' i1 J如密封面处于干摩擦、冷却突然中断、杂质进入密封面、抽空等,会导致环表面出现径向裂纹,从而使对偶环急剧磨损,密封面泄漏迅速增加。碳化钨环热裂现象较常见。% g2 Q7 j7 s& o! Q
(2)发泡、炭化* n! ^, F8 [0 j0 T. j3 e
使用中如石墨环超过许用温度,则其表面会析出树脂,摩擦面附近树脂会发生炭化,当有黏结剂时,又会发泡软化,使密封面泄漏量增加,密封失效。, G8 j, e4 Y9 b
(3)老化、龟裂、溶胀
! T1 C, q- M- F1 a$ d橡胶超过许用温度继续使用,将迅速老化、龟裂、变硬失弹。如是有机介质则溶胀失弹,这些均导致密封失效。
# b4 m/ K! d/ b. E凡因热损引起密封失效,关键在于尽量降低摩擦热,改善散热,使密封面处不发生温度剧变。
9 N7 H" t0 o6 E6 b/ T3。磨损失效; a) [, W5 g$ `0 b0 ]. h
摩擦副若用材耐磨性差、摩擦因数大、端面比压(包括弹簧比压)过大、密封面进入固体颗粒等均会使密封面磨损过快而引起密封失效。采用平衡型机械密封以减少端面比压及安装中适当减少弹簧压力,有利克服因磨损引起的失效,此外,选用良好的摩擦副材料可以减轻磨损。按耐磨次序材料排列为碳化钨-碳石墨、硬质合金-碳石墨、陶瓷(氧化铝)-碳石墨、喷涂陶瓷-碳石墨、氧化硅陶瓷-碳石墨、高速钢-碳石墨、堆焊硬质合金-碳石墨。" }, ?& o! g b# T; |# t4 V$ n2 r
4。安装、运转等引起的故障分析* Z1 u/ B1 n& m7 d' s
(1)加水或静压试验时发生泄漏
2 c' L, p p! o1 s由于安装不良,机械密封加水或静压试验时会发生泄漏。安装不良有下述诸方面。
- K* _& h7 J9 w& @& ^6 d1 i M! F) X, Za.动、静环接触表面不平,安装时有碰伤、损坏。
2 N$ F( | u! P# W5 j) j; yb.动、静环密封圈尺寸有误、损坏或未被压紧。5 \" h0 o( ~4 V/ n6 D o! }+ z. y
c.动、静环表面有异物夹入。
2 n7 n* T9 `3 o W$ U+ [d.动、静环V形密封圈方向装反,或安装时反边。( G: [# S+ \ K7 j) ?$ X; E
e.紧定螺钉未拧紧,弹簧座后退。
* C5 @+ P; Q u- @f.轴套处泄漏,密封圈未装或压紧不够。4 ?$ X) S# q; h" }) A6 m
g.如用手转动轴泄漏方向性则有如下原因:弹簧力不均匀,单弹簧不垂直,多弹簧长短不一或个数少;密封腔端面与轴垂直不够。7 Z* E- K: x# R j
h.静环压紧不均匀。2 ^5 r3 t% N5 @# p7 f5 r
(2)由安装、运转等引起的周期性泄漏
1 q6 L' a8 N B9 _) Q( \$ @! @4 k# D运转中如泵叶轮轴向窜动量超过标准、转轴发生周期性振动及工艺操作不稳定,密封腔内压力经常变化均会导致密封周期性泄漏。9 b' @% ?- @1 ~9 @3 p
(3)经常性泄漏
# `) G( D. {* ]3 P' D. Va.动环、静环接触端面变形会引起经常性泄漏。如端面比压过大,摩擦热引起动、静环的热变形;密封零件结构不合理,强度不够产生变形;由于材料加工原因产生的残余变形;安装时零件受力不均等,均是密封端面发生变形的主要原因。
( P J* Q* T+ N# C3 mb.镶装或粘接的动、静环接缝处泄漏造成泵的经常性泄漏,由于镶装工艺不合理引起残余变形、用材不当、过盈量不合要求、黏结剂变质均会引起接缝泄漏。3 F K1 T$ X1 M* x
c.摩擦副损伤或变形而不能跑合引起泄漏。
% x; S4 A6 s( X( P3 {/ w$ T. Bd.摩擦副夹入颗粒杂质。
" q7 Y: U# ~! m# Ge.弹簧比压过小。
) X$ _- ?! O+ l7 a7 M7 x* lf.密封圈选材不正确,溶胀失效。
) h( O; M3 x* q. h+ Og. V形密封圈装反。
& x# R' d7 l8 T sh.动、静环密封面对轴线不垂直度误差过大。6 ~( m9 Z0 w- P6 |+ f. z q0 k
i.密封圈压紧后,传动销、防转销顶住零件。
& [' M0 I# U4 {: g, jj.大弹簧旋向不对。
7 c+ R" w2 |( ~( yk.转轴振动。
& m* I' I# @1 J: vl.动、静环与轴套间形成水垢不能补偿磨损位移。
1 I+ u/ V; n2 cm.安装密封圈处轴套部位有沟槽或凹坑腐蚀。. `% t1 r( ^+ `
n.端面比压过大,动环表面龟裂。/ m) _. z. W8 c+ v7 p3 X
o.静环浮动性差。
( q. n, b6 ?0 B( l# P! i- Fp.辅助装置有问题。
2 y* L- y+ C6 s4.突发性泄漏
- C- h1 O. i) W4 t' r由于以下原因,泵密封会出现突然的泄漏。0 Q1 l6 w& r [
(1)泵强烈振动、抽空破坏了摩擦副。
5 ~# ]8 \' M- i; z# l8 N5 G(2)弹簧断裂。
( \& p2 k( O1 ~+ T2 p6 W(3)防转销脱落或传动销断裂而失去作用。
9 f1 q5 O0 O' o! Z# _(4)辅助装置有故障使动、静环冷热骤变导致密封面产生变形或裂纹。: O8 ?* b4 j/ o! y$ C
(5)由于温度变化,摩擦副周围介质发生冷凝、结晶影响密封。 |5 U8 b8 b# N% v- {1 \
5.停泵一段时间再开支时发生泄漏* H0 f2 ^' |1 Q4 q% p; C1 h4 l A8 c
摩擦副附近介质的凝固、结晶,摩擦副上有水垢;弹簧锈蚀、堵塞而丧失弹性,均可引起泵重新开动时发生泄漏。
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