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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9 k2 Q) D# ]- g9 B7 t
1.腐蚀失效* v! s9 v& N' ]2 r1 ^' R( O
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。
) K2 i* K6 j5 M2 k（1）表面腐蚀& o a" W. Y' r2 F g8 F: B( G
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。
% @ ^! \$ K8 P. U1 G* ^4 s（2）点腐蚀
' {% h) W; p% [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。
* d7 B i/ w. S9 [) e) a（3）晶间腐蚀
/ V. ]" f* ^: o* x; ?, ?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。
t. s5 s$ T; {: v3 D（4）应力腐蚀破裂
1 L7 _4 g( A; f Y# s! s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。2 d, t- b, O: ~5 M$ h4 q" {- z7 h5 r
（5）缝隙腐蚀
; r, |" T; `' z$ S$ |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。; P) h" ]) C$ \" V* C& G
（6）电化学腐蚀* A$ H5 q) }, V; c/ H+ U& H
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。
I) |" k/ i; Z! I' Y2。热损失效3 |% l9 I. T' ~8 e7 k6 M A+ P* U
（1）热裂
5 f3 e5 Z7 K T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' q1 T& {& {（2）发泡、炭化
/ w8 _! h J5 D( ~. ?/ c6 q9 u, |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。$ w2 @" C& Y1 n( }
（3）老化、龟裂、溶胀
4 ^: A [. x! u0 }1 ^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。
0 D9 R6 F- a" A5 t: B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。
1 n- [- k( ~" A( {# x- s' V3 g3。磨损失效
( C5 D* N# F9 @ k `3 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。
$ F' i/ F5 k! m7 D4。安装、运转等引起的故障分析* {) j# ]( h8 l
（1）加水或静压试验时发生泄漏$ S7 g4 w% C" Z% ^ H
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。) }* H- E$ u* G9 g! M8 s
a.动、静环接触表面不平，安装时有碰伤、损坏。: O: S6 M. u3 Y' h. C- N: u
b.动、静环密封圈尺寸有误、损坏或未被压紧。% m2 ?5 T* s2 Z b
c.动、静环表面有异物夹入。
; o7 g, _: T' ~ a L$ z- ]d.动、静环V形密封圈方向装反，或安装时反边。
0 F8 v9 m6 l' {* H/ g6 ye.紧定螺钉未拧紧，弹簧座后退。
0 u$ h( K" \# y+ w$ ^: h( @f.轴套处泄漏，密封圈未装或压紧不够。0 _0 x/ v- f8 @: a7 |+ k6 V* M
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。! O. c5 n9 g' f- h6 I+ D. Q
h.静环压紧不均匀。
' ` I, p/ i& D, _（2）由安装、运转等引起的周期性泄漏# c6 T: |* y3 d
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。* G0 _: | \4 E* r* ?0 B
（3）经常性泄漏
) M2 v& @1 [# i1 m+ u% I1 T" Wa.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。1 ?. O1 @$ `* 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。
9 z; u; {" z D& ~) e: \/ cc.摩擦副损伤或变形而不能跑合引起泄漏。: O' @; j" n7 {) T! [0 d, h
d.摩擦副夹入颗粒杂质。
6 [0 w2 f E8 I0 N3 I& \e.弹簧比压过小。. k6 ]$ F% n. Q( t1 W. A$ k% n% A
f.密封圈选材不正确，溶胀失效。8 K3 v* _; H/ ]/ R7 |" @9 m/ ` A
g. V形密封圈装反。
& Y, C" ^( w3 `) th.动、静环密封面对轴线不垂直度误差过大。
2 ~, ?8 j9 X- _i.密封圈压紧后，传动销、防转销顶住零件。
/ k( ^$ o& t4 J' h3 pj.大弹簧旋向不对。
/ m+ w! i* j* tk.转轴振动。
2 G" o" y5 L, V, B- h3 k% @" Gl.动、静环与轴套间形成水垢不能补偿磨损位移。6 { c' U' k: g* Z$ O$ u
m.安装密封圈处轴套部位有沟槽或凹坑腐蚀。* r2 Q" |% V7 j1 ^( O: R, z
n.端面比压过大，动环表面龟裂。
- h$ \" f5 b& z. p2 ^o.静环浮动性差。1 j% t9 I+ j# p! {2 q8 e
p.辅助装置有问题。" o# f3 O) `. I6 ?
4.突发性泄漏& i6 ^+ k2 P1 z# o+ P
由于以下原因，泵密封会出现突然的泄漏。
{* x) C, P/ K9 p# {/ b（1）泵强烈振动、抽空破坏了摩擦副。
5 V8 @/ M# a7 M4 I（2）弹簧断裂。/ u+ n7 O1 {* q6 [* `( S4 W
（3）防转销脱落或传动销断裂而失去作用。
- Y) N# l, t j# n# f0 S, u（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。
' R/ f- n7 @9 y, ] 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。
7 m" Q% L% W7 S* I& o+ B3 N+ v5.停泵一段时间再开支时发生泄漏
% D8 D2 S% e( }9 {; O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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