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機械密封失效分析與故障分析
- k; v+ r0 n" Y1.腐蝕失效 V: j% B- P$ b- m- Y8 ?
機械密封因腐蝕引起的失效為數不少，常見的腐蝕類型有如下幾種。
0 X+ k; w7 J! i* d4 r（1）表面腐蝕- {6 x7 O, n4 t% F5 w% ]
由于腐蝕介質的侵蝕作用，機械密封件會發生表面腐蝕，嚴重時也可發生腐蝕穿孔，彈簧件更為明顯，采用不銹鋼材料，可減輕表面腐蝕。
7 [( d; ~7 R4 \% y（2）點腐蝕
9 D8 Z: |1 W6 j彈簧套常出現大面積點蝕或區域性點蝕，有的導致穿孔，此類局部腐蝕對密封使用尚不會造成很嚴重的后果，不過大修時也應予更換。
) ^- u9 n) A j, |% }4 @（3）晶間腐蝕% G6 e' Y, g- A8 M7 [7 |
碳化鎢環不銹鋼環座以銅焊連接，使用中不銹鋼座易發生晶間腐蝕，為克服敏化的影響，不銹鋼應進行固溶處理。) F/ p- j1 j. u, }1 h% z
（4）應力腐蝕破裂8 f7 Q4 u0 s3 W" H' o
金屬焊接波紋管、彈簧等在應力與介質腐蝕的共同作用下，往往會發生斷裂，由于彈簧的突然斷裂而使密封失效，一般采用加大彈簧絲徑加以解決。
7 H6 e' J8 `' W6 q, ]( r( e6 u( i! k（5）縫隙腐蝕1 Y" ]( [, E2 \! p2 S
動環的內孔與軸套表面之間、螺釘與螺孔之間，O形環與軸套之間，由于間隙內外介質濃度之差而導致縫隙腐蝕，此外陶瓷鑲環與金屬環座間也會發生縫隙腐蝕，一般在軸套表面噴涂陶瓷，鑲環處表面涂以黏結劑以減輕縫隙腐蝕。# M3 z5 b3 ~$ U8 x: S" V+ r
（6）電化學腐蝕' e9 K. H9 S; k
異種金屬在介質中往往引起電化學腐蝕，它使鑲環松動，影響密封，一般亦采取在鑲接處涂黏結劑的辦法予以克服。
: `/ Z- C1 X* Y9 E; v3 d2。熱損失效3 p6 B: D. X( F" v8 f
（1）熱裂
4 S2 J7 k* Q, G) u0 s如密封面處于干摩擦、冷卻突然中斷、雜質進入密封面、抽空等，會導致環表面出現徑向裂紋，從而使對偶環急劇磨損，密封面泄漏迅速增加。碳化鎢環熱裂現象較常見。$ r$ v2 X- b' c( Z. j' {
（2）發泡、炭化2 u# ^% g- E, u- g: Y4 |
使用中如石墨環超過許用溫度，則其表面會析出樹脂，摩擦面附近樹脂會發生炭化，當有黏結劑時，又會發泡軟化，使密封面泄漏量增加，密封失效。+ Q, J! H+ c0 t, ?: ^1 n7 |( b
（3）老化、龜裂、溶脹
) `1 b9 _' s0 X2 Z8 n橡膠超過許用溫度繼續使用，將迅速老化、龜裂、變硬失彈。如是有機介質則溶脹失彈，這些均導致密封失效。
" C# e, x3 C* k- i/ K( j Z# U" _凡因熱損引起密封失效，關鍵在于盡量降低摩擦熱，改善散熱，使密封面處不發生溫度劇變。2 K0 o3 q) N* H9 L6 v/ g
3。磨損失效) q d* n L1 d |7 i, G
摩擦副若用材耐磨性差、摩擦因數大、端面比壓（包括彈簧比壓）過大、密封面進入固體顆粒等均會使密封面磨損過快而引起密封失效。采用平衡型機械密封以減少端面比壓及安裝中適當減少彈簧壓力，有利克服因磨損引起的失效，此外，選用良好的摩擦副材料可以減輕磨損。按耐磨次序材料排列為碳化鎢-碳石墨、硬質合金-碳石墨、陶瓷（氧化鋁）-碳石墨、噴涂陶瓷-碳石墨、氧化硅陶瓷-碳石墨、高速鋼-碳石墨、堆焊硬質合金-碳石墨。
8 f+ }% r; F6 A0 h6 b4。安裝、運轉等引起的故障分析
$ @& V/ t: G! y9 c0 U# c（1）加水或靜壓試驗時發生泄漏# t; ^" j5 a2 _8 D6 S
由于安裝不良，機械密封加水或靜壓試驗時會發生泄漏。安裝不良有下述諸方面。1 q, A' M8 J! ?- H6 a
a.動、靜環接觸表面不平，安裝時有碰傷、損壞。
( V' f0 S3 n1 K' h+ P2 Mb.動、靜環密封圈尺寸有誤、損壞或未被壓緊。
! L9 a' s' a: R- Y; W3 `5 Z$ l; zc.動、靜環表面有異物夾入。
& B1 D. N9 D% v! z: ]0 Q. Jd.動、靜環V形密封圈方向裝反，或安裝時反邊。
' z( y6 r* p: l8 Ie.緊定螺釘未擰緊，彈簧座后退。) a2 ^2 H O, O* s/ x" S
f.軸套處泄漏，密封圈未裝或壓緊不夠。
9 v# o" B. y8 v, [& F! [0 ^1 M. lg.如用手轉動軸泄漏方向性則有如下原因：彈簧力不均勻，單彈簧不垂直，多彈簧長短不一或個數少；密封腔端面與軸垂直不夠。
/ x; ]3 {1 H3 O" P+ `( Nh.靜環壓緊不均勻。- u6 _+ `; S6 x$ m/ |
（2）由安裝、運轉等引起的周期性泄漏* W9 R5 T3 ~/ m" P/ @
運轉中如泵葉輪軸向竄動量超過標準、轉軸發生周期性振動及工藝操作不穩定，密封腔內壓力經常變化均會導致密封周期性泄漏。' f/ {" X% T4 h4 {9 o
（3）經常性泄漏, F! x/ N0 p% r: ?0 H
a.動環、靜環接觸端面變形會引起經常性泄漏。如端面比壓過大，摩擦熱引起動、靜環的熱變形；密封零件結構不合理，強度不夠產生變形；由于材料加工原因產生的殘余變形；安裝時零件受力不均等，均是密封端面發生變形的主要原因。# |3 W; ~! ^% t a3 O! W2 {
b.鑲裝或粘接的動、靜環接縫處泄漏造成泵的經常性泄漏，由于鑲裝工藝不合理引起殘余變形、用材不當、過盈量不合要求、黏結劑變質均會引起接縫泄漏。
8 o3 }3 `7 B* Q# a# J$ Jc.摩擦副損傷或變形而不能跑合引起泄漏。8 d1 i. v# n. D7 v
d.摩擦副夾入顆粒雜質。
$ ^1 L. {# {$ y0 L7 Qe.彈簧比壓過小。
% O) r( i; R7 X& @2 N) _f.密封圈選材不正確，溶脹失效。
2 O) S4 q$ Y; i' f! p% Vg. V形密封圈裝反。
$ D: i5 X. {! E+ ch.動、靜環密封面對軸線不垂直度誤差過大。& H$ v: p# I; Y0 f: B
i.密封圈壓緊后，傳動銷、防轉銷頂住零件。; N8 Z/ M8 |% w$ K- P
j.大彈簧旋向不對。
; C- A" A. T" @, p* gk.轉軸振動。) h1 N5 y) M+ n, H0 |2 T- y3 V
l.動、靜環與軸套間形成水垢不能補償磨損位移。
; q* M; [ U" s& O# P$ U+ Bm.安裝密封圈處軸套部位有溝槽或凹坑腐蝕。% g1 w/ {3 O0 B3 v, r
n.端面比壓過大，動環表面龜裂。
( L& g" f" k* f# ^7 z( _ n1 R) io.靜環浮動性差。
7 t) v. L8 [0 q' O/ l/ A. r9 op.輔助裝置有問題。- k4 O7 r: \& ~" L3 F4 F
4.突發性泄漏- K( I/ P$ s* c( \4 b
由于以下原因，泵密封會出現突然的泄漏。
$ X$ p0 I) t2 j G（1）泵強烈振動、抽空破壞了摩擦副。
; L: B8 V; M0 N. A# ^（2）彈簧斷裂。' N1 {' P, Y5 @
（3）防轉銷脫落或傳動銷斷裂而失去作用。3 [6 M/ ?( u S7 N' @
（4）輔助裝置有故障使動、靜環冷熱驟變導致密封面產生變形或裂紋。5 B3 _9 p, _/ Y3 `
（5）由于溫度變化，摩擦副周圍介質發生冷凝、結晶影響密封。
K) V; Z" k* i; Z& c5.停泵一段時間再開支時發生泄漏7 n4 \0 E+ \# L, q/ ]; g
摩擦副附近介質的凝固、結晶，摩擦副上有水垢；彈簧銹蝕、堵塞而喪失彈性，均可引起泵重新開動時發生泄漏。+ A4 y. d6 c7 K7 a6 Q' S
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發表于 2024-8-12 13:55:34
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