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公司名称:上海超众液压气动成套设备有限公司
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机械密封失效分析与故障分析

点击次数:907 发布时间:2011-07-12

  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。
  
  (1)表面腐蚀
  
  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。
  
  (2)点腐蚀
  
  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。
  
  (3)晶间腐蚀
  
  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。
  
  (4)应力腐蚀破裂
  
  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。
  
  (5)缝隙腐蚀
  
  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。
  
  (6)电化学腐蚀
  
  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。
  
  2。热损失效
  
  (1)热裂
  
  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。
  
  (2)发泡、炭化
  
  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)老化、龟裂、溶胀
  
  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。
  
  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。
  
  3。磨损失效
  
  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。
  
  4。安装、运转等引起的故障分析
  
  (1)加水或静压试验时发生泄漏
  
  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。
  
  a.动、静环接触表面不平,安装时有碰伤、损坏。
  
  b.动、静环密封圈尺寸有误、损坏或未被压紧。
  
  c.动、静环表面有异物夹入。
  
  d.动、静环V形密封圈方向装反,或安装时反边。
  
  e.紧定螺钉未拧紧,弹簧座后退。
  
  f.轴套处泄漏,密封圈未装或压紧不够。
  
  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。
  
  h.静环压紧不均匀。
  
  (2)由安装、运转等引起的周期性泄漏
  
  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。
  
  (3)经常性泄漏
  
  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。
  
  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。
  
  c.摩擦副损伤或变形而不能跑合引起泄漏。
  
  d.摩擦副夹入颗粒杂质。
  
  e.弹簧比压过小。
  
  f.密封圈选材不正确,溶胀失效。
  
  g.V形密封圈装反。
  
  h.动、静环密封面对轴线不垂直度误差过大。
  
  i。密封圈压紧后,传动销、防转销顶住零件。
  
  j.大弹簧旋向不对。
  
  k.转轴振动。
  
  l.动、静环与轴套间形成水垢不能补偿磨损位移。
  
  m.安装密封圈处轴套部位有沟槽或凹坑腐蚀。
  
  n.端面比压过大,动环表面龟裂。
  
  o.静环浮动性差。
  
  p.辅助装置有问题。
  
  4.突发性泄漏
  
  由于以下原因,泵密封会出现突然的泄漏。
  
  (1)泵强烈振动、抽空破坏了摩擦副。
  
  (2)弹簧断裂。
  
  (3)防转销脱落或传动销断裂而失去作用。
  
  (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。
  
  (5)由于温度变化,摩擦副周围介质发生冷凝、结晶影响密封。
  
  5.停泵一段时间再开支时发生泄漏
  
  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。新材料和新技术 
    密封技术正处于迅猛发展中。下面举例介绍几项新材料和新技术。

        (1)
液体密封:随着高分子有机合成工业的迅猛发展,近年出现了液态密封胶,使用于静密封;这项新技术,通常叫做液体密封。液体密封的原理,是利用液态密封胶的粘附性、流动性和单分子膜效应越薄的膜自然回复倾向越大,在适当压力下,使它象垫圈一样地起作用。所以对使用着的密封胶,也叫做液体垫圈。
 
        (2)
聚四氟乙烯生料密封:聚四氟乙烯也是高分子有机化合物,它在烧结成制品之前,叫做生料,质地柔软,也有单分子膜效应。用生料做成的带叫生料带,可以卷成盘长期保存。使用时能自由成形,任意接头,只要一有压力,便形成一个均匀地起着密封作用的环形膜。作为阀门中阀体与阀盖间的垫圈,可在不取出阀瓣或闸板的情况下,撬开一缝隙,塞进生料带去就行了。压紧力小,不粘手,也不粘法兰面,更换十分方便。对于榫槽法兰zui适宜。聚四氟乙烯生料,还可做成管形和棒状,作密封用。

        (3)
金属空心O形圈:弹性好,压紧力小,有自紧作用,可选用多种金属材料,从而在低温、高温和强腐蚀性介质中都能适应。

        (4)
石墨板密封圈:在人们印象中,石墨是脆性物质,缺乏弹性和韧性,但经过特殊处理的石墨,却是质地柔软,弹性良好。这样,石墨的耐热性能和化学稳定性,便可以在垫圈材料中得以显示;而且这种垫圈压紧力小,密封效果异常优越。这种石墨还能做成带,跟金属带配合,组成性能优异的缠绕垫圈。石墨板密封圈和石墨----金属缠绕垫圈的出现,是高温抗腐蚀密封的重大突破。这类垫圈,国外已经大量生产和使用。/

 
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