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发表于 2024-8-12 18:19:36
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机械密封失效分析与故障分析
* [+ V/ X* \1 J1.腐蚀失效
* f; t( Z9 L& a' ^' ~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。- {- H2 \9 ^+ Y/ w
（1）表面腐蚀/ R' ^. w5 W( j$ _
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。
' K A8 G! h3 ]9 K( n6 j（2）点腐蚀" ?0 `. v; r1 `0 q: `
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。, `8 }4 D. W& |6 k. k
（3）晶间腐蚀 J( {/ @2 _- s Z+ l
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。( ~/ w: e: A5 n$ A1 S& d$ D! J2 s
（4）应力腐蚀破裂8 |4 U5 C8 X: t/ |; E
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。1 B, P/ l1 `0 f
（5）缝隙腐蚀 R' H0 k# I2 H
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。
* k; l9 O: @' r* N4 y（6）电化学腐蚀2 e6 W7 O& {/ F) F2 P6 {% N
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。/ q6 v: E! U3 u; y0 ~
2。热损失效
5 d$ c$ U" i9 S; L% I) Z（1）热裂
$ ]% ~7 H' r# W a" \( o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。( c# Y M0 ]' p
（2）发泡、炭化7 h4 A4 B% S" m; m
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。
B4 B- R _! C; v0 I! S( h/ e（3）老化、龟裂、溶胀9 ^' h- Y& p( y- q, s# K! o
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。
! {7 g! j: E+ i8 o3 P6 o \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。
" X8 F% C+ m# v' [: x; J9 s9 \# {7 q6 s: j3。磨损失效
, c+ O$ g! b) _3 W# T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。
+ a1 D0 H2 {8 M' ]4 |. U- y4。安装、运转等引起的故障分析/ k' L! G W" L4 o l7 h
（1）加水或静压试验时发生泄漏
% e$ F+ w( H p. k' ?+ l( ?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。
. ?3 {/ Q' J# N+ g5 E3 j4 {a.动、静环接触表面不平，安装时有碰伤、损坏。
7 j6 h! X9 ]7 [. T, nb.动、静环密封圈尺寸有误、损坏或未被压紧。* t1 i5 `# P6 X& t! R. M7 z
c.动、静环表面有异物夹入。 m8 F, C* {) i0 C" n
d.动、静环V形密封圈方向装反，或安装时反边。
, H/ [+ l2 q6 W" Y' q$ ae.紧定螺钉未拧紧，弹簧座后退。
3 k9 m. o7 f- ?% Of.轴套处泄漏，密封圈未装或压紧不够。
: ]& ]! ^: M8 sg.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。; y, ]* P# @! k4 Z" o* g- g3 f7 a3 R
h.静环压紧不均匀。: d2 v- L; D T1 R* Z% g3 G
（2）由安装、运转等引起的周期性泄漏
5 }, B) K) a7 j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。
0 P( C% X$ l: X. [3 K（3）经常性泄漏
! k5 X T% i% m* G" s/ na.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。& `( ]. N5 U* q: C! ^ t3 B
b.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。
4 |1 i$ g4 h5 z4 ?# yc.摩擦副损伤或变形而不能跑合引起泄漏。- v5 _! K' O; A- k% A1 L
d.摩擦副夹入颗粒杂质。/ h8 `! \* @0 d3 _7 }2 M* j
e.弹簧比压过小。
1 A$ u' `4 b' H2 `f.密封圈选材不正确，溶胀失效。) Z/ ~( P3 B( |. ] h, c/ F+ Y* c5 [" u
g. V形密封圈装反。) Z1 M6 d8 v4 `" J$ h6 j
h.动、静环密封面对轴线不垂直度误差过大。1 H) H9 d% ~ S; [# ?0 s
i.密封圈压紧后，传动销、防转销顶住零件。
# ~# f8 v, {2 t. J$ e V) Xj.大弹簧旋向不对。# a+ o2 p: w# Y
k.转轴振动。( X0 @& d! c: U2 d7 c4 F. C" [) ^
l.动、静环与轴套间形成水垢不能补偿磨损位移。/ C8 _6 H& C$ q z5 J* {0 X
m.安装密封圈处轴套部位有沟槽或凹坑腐蚀。
. [ O- f1 a( t! Yn.端面比压过大，动环表面龟裂。
, a( ]$ R0 r( `1 c# i# T0 B) Oo.静环浮动性差。; W N* ^" Z, K4 a# c& u4 _, ^
p.辅助装置有问题。
: `( _9 ]% I' A; p R5 ~4.突发性泄漏$ O& ]9 X* K3 ]- k% @+ C
由于以下原因，泵密封会出现突然的泄漏。
z1 E7 t2 [: J9 \- C# ?6 N（1）泵强烈振动、抽空破坏了摩擦副。5 e+ ~+ C {( ?& ]
（2）弹簧断裂。
3 A+ S. @0 H5 }& v（3）防转销脱落或传动销断裂而失去作用。/ E/ ?+ d Z' L+ v
（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。' s4 Y" ~$ r/ z, u
（5）由于温度变化，摩擦副周围介质发生冷凝、结晶影响密封。) a$ _5 K L5 s2 v5 ^# c
5.停泵一段时间再开支时发生泄漏9 R+ k/ S% p0 h- A0 z; u* L
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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