淺談機械密封失效分析(李軍紅)

1、淺談機械密封失效分析試采一廠富民采油管理區(qū) 李軍紅離心泵傳動部分平衡管轉動部分密封部分泵進口泵出口泵殼部分軸承 靜環(huán)動環(huán)靜環(huán)與壓蓋密封圈動環(huán)與軸套密封圈密封端面機械密封機械密封機械密封彈簧動環(huán)靜環(huán)密封圈密封圈密封圈密封圈機械密封的失效分析機械密封的失效分析 機械密封的工作原理機械密封的工作原理 機械密封亦稱端面密封，其有一對垂 直于旋轉軸線的端面，該端面在流體壓力及補償機械外彈力的作用下，依賴輔助密封的配合，與另一端保持貼合，并相對滑動，從而防止流體泄漏的軸封裝置。 機械密封的失效分析機械密封的失效分析 泵用機械密封種類繁多，型號各異，但泄漏點主要有五處： （l）軸套與軸間的密封； （2）動環(huán)

2、與軸套間的密封； （3）動、靜環(huán)間密封； （4）靜環(huán)與靜環(huán)座間的密封； （5）密封端蓋與泵體間的密封。 機械密封的失效分析機械密封的失效分析 1安裝靜試時泄漏。 2試運轉時出現(xiàn)的泄漏。 （l）因抽空、氣蝕、憋壓等異?，F(xiàn)象 （2）對安裝機械密封時壓縮量過大， （3）動環(huán)密封圈過緊，彈簧無法調整動環(huán)的軸向浮動量； （4）靜環(huán)密封圈過松，當動環(huán)軸向浮動時，靜環(huán)脫離靜環(huán)座； （5）工作介質中有顆粒狀物質，運轉中進人摩擦副，探傷動、靜環(huán)密封端面；機械密封的失效分析機械密封的失效分析 由于腐蝕而引起的機械密封失效 a）密封面點蝕，甚至穿透。 b）由于碳化鎢環(huán)與不銹鋼座等焊接， 使用中不銹鋼座易產生晶間腐蝕

3、； c）彈簧在應力與介質腐蝕的共同作用 下易發(fā)生破裂。 機械密封的失效分析機械密封的失效分析 由于高溫效應而產生的機械密封失效 a）在密封面處由于干摩擦、冷卻水突然中斷，雜質進入密封面、抽空等情況下 b）石墨炭化是使用碳石墨環(huán)時密封失效的主要原因之一。由于在使用中，如果石墨環(huán)一旦超過許用溫度（一般在105250）時，發(fā)生炭化，使密封面泄漏增加，密封失效； c）輔助密封件（如氟橡膠、乙丙橡膠、全橡膠）在超過許用溫度后，將會迅速老化、龜裂、變硬失彈。機械密封的失效分析機械密封的失效分析由于密封端面的磨損而造成的密封失效 a）摩擦副所用的材料耐磨性差、摩擦系數(shù)大、端面比壓（包括彈簧比壓）過大等,都會

4、縮短機械密封的使用壽命。 b）對于含有固體顆粒介質，密封面進入固體顆粒是導致使密封失效的主要原因。固體顆粒進入摩擦副端面起研磨劑作用，使密封發(fā)生劇烈磨損而失效。機械密封的失效分析機械密封的失效分析因安裝、運轉或設備本身所產生的誤差而造成機械密封泄漏 a）由于安裝不良，造成機械密封泄漏。主要表現(xiàn)在以下幾方面： 1）動、靜環(huán)接觸表面不平，安裝時碰傷、損壞； 2）動、靜環(huán)密封圈尺寸有誤、損壞或未被壓緊； 3）動、靜環(huán)表面有異物； 4）軸套處泄漏，密封圈未裝或壓緊力不夠； 5）彈簧力不均勻，單彈簧不垂直，多彈簧長短不一； 6）密封腔端面與軸垂直度不夠； 7）軸套上密封圈活動處有腐蝕點。機械密封的失效分

5、析機械密封的失效分析b）設備在運轉中，機械密封發(fā)生泄漏的原因主要有：1）泵葉輪軸向竄動量超過標準，轉軸發(fā)生周期性振 動及工藝操作不穩(wěn)定，密封腔內壓力經常變化等均會導致密封周期性泄漏；2）摩擦副損傷或變形而不能跑合引起泄漏；3）密封圈材料選擇不當，失去彈性； 4）動環(huán)與軸套間形成水垢使彈簧失彈而不能補償密封面的磨損； 5）密封環(huán)發(fā)生龜裂等。 機械密封的失效分析機械密封的失效分析c）泵在停一段時間后再啟動時發(fā)生泄漏，這主要是因為摩擦副附近介質的凝固、結晶，摩擦副上有水垢、彈簧腐蝕、阻塞而失彈。 一、常見的周期性滲漏及對策 1、泵轉子軸向竄動量大，輔助密封與軸的過盈量大，動環(huán)不能在軸上靈活移動。在泵

6、轉動時，動、靜環(huán)磨損，得不到補償位移。 對策：在裝配機械密封時，軸的軸向竄動量應符合要求，輔助密封與軸的過盈量適中，在保證徑向密封的同時，動環(huán)裝配后保證能在軸上靈活移動(把動環(huán)壓向彈簧能自由彈回來) 2、密封面潤滑油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面 對策：油腔內潤滑油油面高度應高于動、靜環(huán)密封面 二、由于壓力產生的滲漏 高壓和壓力波造成的機械密封滲漏 由于彈簧比壓力及總比壓設計過大，密封腔內的壓力超過3Mpa時，會使密封端面比壓過大，液膜難以形成，密封端面磨損嚴重，發(fā)熱量增多，造成密封面熱變形。 對策：在裝配機械密封時，彈簧的壓縮量一定要按規(guī)定進行，不允許過大或過小。 真空狀態(tài)運行造成的機械密封

7、泄漏 泵在起、停過程中，由于泵進口堵塞，抽送介質中含有氣體等原因，有可能使密封腔出現(xiàn)負壓，進而引起密封面干摩擦。 對策：采用雙端面機械密封，這樣有助于改善潤滑條件，提高密封性能。必須注意以下幾個問題： 1）冷卻系統(tǒng)要保障，禁止冷卻水中斷，以防端面升高，潤滑膜閃蒸而降低密封端面的潤滑，加劇磨損；2）機械密封在安裝過程中，要給密封端面澆一些潤滑油（機油或黃油均可）。以防止起泵時。密封端面由于缺乏潤滑而造成的干摩擦； 3）安裝過程中注意清潔機械密封與軟填料密封比較如下： 優(yōu)點：1）密封可靠，在長期運轉中密封狀態(tài)很穩(wěn)定，泄露量很小，其泄露約為軟填料密封的1%；2）使用壽命長，在油、水介質中一般可達12

8、年或更長，在化工介質中一般能工作半年以上；3）軸功率消耗小，其摩擦功率僅為軟填料密封的10%50%；4）軸或軸套基本上不磨損；5）維修周期長，端面磨損后可自動補償，一般情況下不需經常性維修；6）抗振性好，對旋轉軸的振動以及軸對密封腔的偏斜不敏感；7）適用范圍廣，機械密封能用于高溫、低溫、高壓、真空、不同旋轉頻率，以及各種腐蝕介質和含磨粒介質的密封。機械密封與軟填料密封比較如下： 缺點：1）較復雜，對加工要求高；2）安裝與更換比較麻煩，要求工人有一定的技術水平；3）發(fā)生偶然性事故時，處理較困難；4）價高。技術要求啟泵后出口閥門要及時打開，防止泵體發(fā)熱產生氣蝕；出口閥門要緩慢的打開，合理的調節(jié)泵壓和排量；做到聽到、看到、摸到、聞到。小結： 械密封的工作機械密封的失效分析械密封的工作機械密封的失效分析