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[技术]机械密封的密封失效原因分析
更新时间:2014-07-14 发布:www.1024sj.com

泵用机械密封种类繁多,型号各异,但泄漏点主要有五处:
(l)轴套与轴间的密封;
(2)动环与轴套间的密封;
(3)动、静环间密封;
(4)对静环与静环座间的密封;
(5)密封端盖与泵体间的密封。

1.安装静试时泄漏
机械密封安装调试好后,一般要进行静试,观察泄漏量。如泄漏量较小,多为动环或静环密封圈存在问题;泄漏量较年夜时,则讲明动、静环磨擦副间存在问题。在初步观察泄漏量、判定泄漏部位的根蒂根基上,再手动盘车观察,若泄漏量无较着变化则静、动环密封圈有问题;如盘车时泄漏量有较着变化则可判定是动、静环磨擦副存在问题;如泄漏介质沿轴向喷射,则动环密封圈存在问题占多数,泄漏介质向四面喷射或从水冷却孔中漏出,则多为静环密封圈失效。此外,泄漏通道也可同时存在,但一般有主次区分,只要观察细致,熟悉结构,一定能准确判定。

2.试运转时泛起的泄漏。泵用机械密封经过静试后,运转时高速旋转发生的离心力,会抑制介质的泄漏。是以,试运转时机械密封泄漏在破除轴间及端盖密封失效后,基本上都是由于动、静环磨擦副受破坏而至。引发磨擦副密封失效的身分主要有:
(l)操作中,因抽暇、气蚀、憋压等异常现象,引发较年夜的轴向力,使动、静环接触面分手;
(2)对安装机械密封时压缩量过年夜,致使磨擦副端面严重磨损、擦伤;
(3)动环密封圈过紧,弹簧没法调整动环的轴向浮动量;
(4)静环密封圈过松,当动环轴向浮动时,静环脱离静环座;
(5)工作介质中有颗粒状物资,运转中进人磨擦副,探伤动、静环密封端面;
(6)设计选型有误,密封端面比压偏低或密封材质冷缩性较年夜等。上述现象在试运转中经常泛起,有时可以经由过程适当调整静环座等予以消除,但大都需要重新拆装,更换密封。

由于两密封端面失往润滑膜而酿成的失效:
a)因端面密封载荷的存在,在密封腔缺少液体时启动泵而发生干磨擦;

b)介质的低于饱和蒸汽压力,使得端面液膜发生闪蒸,损失润滑;

c)如介质为易挥发性产物,在机械密封冷却系统泛起结垢或阻塞时,由于端面磨擦及旋转元件搅拌液体发生热量而使介质的饱和蒸汽压上升,也造成介质压力低于其饱和蒸汽压的状态。

由于侵蚀而引发的机械密封失效:
a)密封面点蚀,甚至穿透。

b)由于碳化钨环与不锈钢座等焊接,使用中不锈钢座易发生晶间侵蚀;

c)焊接金属波纹管、弹簧等在应力与介质侵蚀的配合作用下易发生破裂。

由于高温效应而发生的机械密封失效:
a)热裂是高温油泵,如油渣泵、回炼油泵、常减压塔底泵等多见的失效现象。在密封面处由于干磨擦、冷却水突然中断,杂质进进密封面、抽暇等情况下,城市致使环面泛起径向裂纹;

b)石墨炭化是使用碳—石墨环时密封失效的主要缘由。由于在使用中,假设石墨环一旦跨越许用温度(一般在-105~250℃)时,其概况会析出树脂,磨擦面四周树脂会发生炭化,当有粘结剂时,会发泡软化,使密封面泄漏增加,密封失效;

c)辅助密封件(如氟橡胶、乙丙橡胶、全橡胶)在跨越许用温度后,将会迅速老化、龟裂、变硬失弹。现在所使用的柔性石墨耐高温、耐侵蚀性较好,但其回弹性差。而且易脆裂,安装时轻易损坏。

由于密封端面的磨损而酿成的密封失效:
a)磨擦副所用的材料耐磨性差、磨擦系数年夜、端面比压(包括弹簧比压)过年夜等,城市缩短机械密封的使用寿命。对经常使用的材料,按耐磨性排列的顺序为:碳化硅—碳石墨、硬质合金—碳石墨、陶瓷—碳石墨、喷涂陶瓷——碳石墨、氮化硅陶瓷——碳石墨、高速钢——碳石墨、堆焊硬质合金——碳石墨。
b)对于含有固体颗粒介质,密封面进进固体颗粒是致使使密封失效的主要缘由。固体颗粒进进磨擦副端面起研磨剂作用,使密封发生剧烈磨损而失效。密封面合理的间隙,和机械密封的平衡水平,还有密封端面液膜的闪蒸等都是造成端面打开而使固体颗粒进进的主要缘由。
c)机械密封的平衡水平β也影响着密封的磨损。一般情况下,平衡水平β=75左右适合。β<75,磨损量虽然下降,但泄漏增加,密封面打开的可能性增年夜。对于高负荷(高PV值)的机械密封,由于端面磨擦热较年夜,β一般取65~70为好,对低沸点的烃类介质等,由于温度对介质气化较敏感,为削减磨擦热的影响,β取80~85为好。

因安装、运转或装备自己所发生的误差而造成机械密封泄漏:
a)由于安装不良,造成机械密封泄漏。主要浮现在以下几方面:
1)动、静环接触概况不服,安装时碰伤、损坏;
2)动、静环密封圈尺寸有误、损坏或未被压紧;
3)动、静环概况有异物;
4)动、静环V型密封圈标的目的装反,或安装时反边;
5)轴套处泄漏,密封圈未装或压紧力不够;
6)弹簧力不平均,单弹簧不垂直,多弹簧犬牙交错;
7)密封腔端面与轴垂直度不够;
8)轴套上密封圈勾当处有侵蚀点。

b)装备在运转中,机械密封发生泄漏的缘由主要有:
1)泵叶轮轴向窜动量跨越尺度,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等均会致使密封周期性泄漏;
2)磨擦副损伤或变形而不能跑合引发泄漏;
3)密封圈材料选择不妥,溶胀失弹;
4)年夜弹簧转向不合错误;
5)装备运转时振动太年夜;
6)动、静环与轴套间形成水垢使弹簧失弹而不能抵偿密封面的磨损;
7)密封环发生龟裂等。

c)泵在停一段时间后再启动时发生泄漏,这主要是由于磨擦副四周介质的凝固、结晶,磨擦副上有水垢、弹簧侵蚀、阻塞而失弹。

d)泵轴扰度太年夜。

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