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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7 ?3 w. Z4 T& k3 W$ }/ Y
1.腐蚀失效' T; E7 z/ h! j' E, C
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。8 _$ @% Q2 n+ Z$ n. ^
（1）表面腐蚀0 ~( w1 A; o0 O5 u
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。$ O& ?6 `# l3 G) h. K
（2）点腐蚀
! |6 I- j4 A9 V* `, E1 }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 o- t1 @4 Q. f9 j7 c0 H
（3）晶间腐蚀
9 j! I1 [' \/ ~8 w2 ]- 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。
# f9 m4 M4 n9 {6 S（4）应力腐蚀破裂$ v6 d+ w0 N) j& U5 B l/ b
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。4 x6 k$ E' H$ y; L. f* n
（5）缝隙腐蚀
& Y |1 T8 G/ ~1 a( X) p# }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。
! J/ _# y7 E/ d' M（6）电化学腐蚀 O8 Q6 U5 j1 a) c% N8 e
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。3 G2 q& w0 o/ N; a/ R# y2 O/ `
2。热损失效, S$ U" g; |/ T% ~) C
（1）热裂
$ N9 z& C0 A/ _( s. |; T# |1 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。0 q/ V9 Q, U; U) G. |( f* ~0 f" J
（2）发泡、炭化
3 j* ]. o9 L' ?% M& h# V4 k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。
! [3 {4 L6 s# e（3）老化、龟裂、溶胀: k3 P5 r" d( l
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。4 S9 R. C$ e4 N6 o/ {: Z0 x
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。8 \1 u4 i, F" l
3。磨损失效0 N0 ?. x6 S- L O) J, P" b
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。7 Y$ B" l, U$ i4 v0 M
4。安装、运转等引起的故障分析. T7 E0 {/ N, m+ S5 D$ c( R+ t( U# a
（1）加水或静压试验时发生泄漏
+ o9 N! n* m1 a0 c z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。$ C/ c3 K2 D1 @ _0 s7 W8 `
a.动、静环接触表面不平，安装时有碰伤、损坏。; c( V# R( J3 r6 e" w' j% V5 i
b.动、静环密封圈尺寸有误、损坏或未被压紧。/ A! `$ i- b- _& o4 ]
c.动、静环表面有异物夹入。
3 I+ K) z' q( cd.动、静环V形密封圈方向装反，或安装时反边。
) ~' X, O4 U. \0 Le.紧定螺钉未拧紧，弹簧座后退。
3 B l$ k p: K) |8 Vf.轴套处泄漏，密封圈未装或压紧不够。5 Y2 E. E5 _$ ?! R- l( I3 o
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。3 H7 V5 H6 z8 U& ^' I( I( D
h.静环压紧不均匀。
6 J; w5 }! g8 s（2）由安装、运转等引起的周期性泄漏4 F2 ^! D+ V* }" W. Q& b1 U
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。
* y1 u4 o# E1 W) k; w; m& k（3）经常性泄漏2 p2 E. Q, I/ X4 y$ y, B, E
a.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。+ A$ E$ f) R4 @0 S% r- x$ L
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。& O1 ?" c2 l( r }2 X4 I
c.摩擦副损伤或变形而不能跑合引起泄漏。
9 l% U" j3 j1 E% Wd.摩擦副夹入颗粒杂质。! M3 E0 w. |" D: {0 `! B
e.弹簧比压过小。
m1 Z; t: O5 M. V* Lf.密封圈选材不正确，溶胀失效。) K0 p7 V5 Z1 ]9 L. N _6 `
g. V形密封圈装反。" o s4 g2 J) B& W3 m- {( j
h.动、静环密封面对轴线不垂直度误差过大。( V2 J7 E- @9 V0 S, S' R
i.密封圈压紧后，传动销、防转销顶住零件。3 g0 Y! f( d: Q9 l
j.大弹簧旋向不对。
5 j: e, v8 v0 v9 p. t% uk.转轴振动。$ e8 S& c$ i Y" D# M% j, f- C8 A
l.动、静环与轴套间形成水垢不能补偿磨损位移。( F0 c# s' ^# T: }# Y
m.安装密封圈处轴套部位有沟槽或凹坑腐蚀。
/ N% C: Z+ `; l+ m- l3 J% K$ wn.端面比压过大，动环表面龟裂。
: z( p1 `( P5 n, |) m- i( A! so.静环浮动性差。
9 O$ N% A, m* i" l+ y5 Q/ ~p.辅助装置有问题。. f1 ?& x, ^1 j
4.突发性泄漏+ i0 k1 N% n' t* r3 V
由于以下原因，泵密封会出现突然的泄漏。% X3 ~, ?) ~0 e1 h4 j: C
（1）泵强烈振动、抽空破坏了摩擦副。
7 g s1 A6 e8 n, Z7 O（2）弹簧断裂。
{3 H! e& `3 T8 u' N+ _（3）防转销脱落或传动销断裂而失去作用。
" Y0 U. w/ J5 P4 ]( x' G/ `. U8 `* f& ]（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。" K5 }* B) R$ b; @* ?3 W
（5）由于温度变化，摩擦副周围介质发生冷凝、结晶影响密封。* Q5 q& r1 ?5 A' K; b
5.停泵一段时间再开支时发生泄漏' P' K) v B5 e1 z0 ?/ K
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。: @ [4 C, d5 @; R& l7 W
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