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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8 m% l1 l9 O& H y+ b6 Y% Z
1.腐蚀失效5 ]* R6 r1 a. ` P
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。
7 \5 `) d( g) ^* ]（1）表面腐蚀8 O/ o4 R0 I6 A; u" K- D2 X
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。
: Q" D/ a$ @5 V K& ~/ X9 x（2）点腐蚀: y* A" y+ ~6 [4 ?0 m& N
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。! a' S' a N J U! I* T; [
（3）晶间腐蚀, A! `9 n$ M$ D$ T8 a+ s
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。
5 a5 L% ?7 ~/ D* v) D4 Q7 l# E, a（4）应力腐蚀破裂
4 ]; ?' g( A1 s2 S+ ?, x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。
7 x e" r4 U7 f（5）缝隙腐蚀
6 i+ A" w0 w3 N: X& Z+ Y0 H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。) _$ E. l0 b) `, a! v* v
（6）电化学腐蚀! z( O! A2 d" s: _' Q/ i
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。
; o6 b0 k, G! I3 _2。热损失效( s4 u0 L4 ~9 ~& o
（1）热裂0 c7 c ]$ l% ^
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。
; f# s4 D1 `( K3 c* {$ w# h- ?/ X' u（2）发泡、炭化2 W7 e( M+ z9 C4 k" i: q1 y- Q, s
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。( g. y/ b: Y: Y
（3）老化、龟裂、溶胀' g4 l, i' D% L. c4 K( B; M/ P
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。
+ n3 j0 h' }! Y; I; c/ m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。: e: m: e; w7 H
3。磨损失效
5 j! o2 J, b0 ?( Y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。9 @ C2 o, c" C
4。安装、运转等引起的故障分析0 x1 q4 d+ X; e4 w
（1）加水或静压试验时发生泄漏
! a3 i4 A8 x3 T8 I* D. s- O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。, E5 F' ?( M" k( M' M
a.动、静环接触表面不平，安装时有碰伤、损坏。
" a( Y, L+ t/ m7 i. B: a b+ fb.动、静环密封圈尺寸有误、损坏或未被压紧。
/ O; ^+ x4 q Cc.动、静环表面有异物夹入。
# f" j( T3 _1 @. T& G. fd.动、静环V形密封圈方向装反，或安装时反边。. C; V' @6 g" }; @% q4 y$ |& h
e.紧定螺钉未拧紧，弹簧座后退。
8 {' a" R; L- `+ c: Bf.轴套处泄漏，密封圈未装或压紧不够。
3 ^6 w; X) T* e' xg.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。
; r: B; j6 M. C+ j& Gh.静环压紧不均匀。
6 \) \ j4 B, I( Q（2）由安装、运转等引起的周期性泄漏
: b+ I* K" |* `% m) _: ^! e2 i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。
& w" L7 L4 t& |（3）经常性泄漏
1 \; S7 v7 C6 O0 k9 H9 Ya.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。
. `8 a4 }! |) h$ j( ?' `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。
+ r( x! `- u/ B2 Pc.摩擦副损伤或变形而不能跑合引起泄漏。
- @4 d$ v! r9 |$ i! u& Rd.摩擦副夹入颗粒杂质。
) ?; c1 s$ E7 b; l' v& Pe.弹簧比压过小。$ s' |8 N; Q- X2 q; Q
f.密封圈选材不正确，溶胀失效。# u6 L, {; C6 ?5 B* f: h
g. V形密封圈装反。, d+ k0 M% p0 S2 P8 S' J! V
h.动、静环密封面对轴线不垂直度误差过大。
. x- o. e q1 q% ^( o" Xi.密封圈压紧后，传动销、防转销顶住零件。7 J! s5 \5 t8 {! W$ f
j.大弹簧旋向不对。
9 F, W1 }2 l+ E$ D% Sk.转轴振动。$ n7 s. ?6 \# s. \" t; [
l.动、静环与轴套间形成水垢不能补偿磨损位移。. o' ^5 a0 O' A, f6 m( a0 d3 X6 ^
m.安装密封圈处轴套部位有沟槽或凹坑腐蚀。
8 t) x1 X! }- w$ s9 Yn.端面比压过大，动环表面龟裂。' c3 H5 U7 W2 W0 c9 l+ g
o.静环浮动性差。0 _! w8 L3 X7 z% h
p.辅助装置有问题。
7 [4 y: _: M- R- s P4.突发性泄漏! I' |3 [# w( Q$ _
由于以下原因，泵密封会出现突然的泄漏。
' e6 [/ L' q. w4 n# ?4 ?（1）泵强烈振动、抽空破坏了摩擦副。6 `# F, o# S5 h6 E0 D4 R* ]/ T4 E$ z
（2）弹簧断裂。4 g9 x) H/ Z' a$ |; M
（3）防转销脱落或传动销断裂而失去作用。
* W6 S/ q7 C/ u5 }/ h$ S（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。
1 ?- [2 s1 F: s! ^（5）由于温度变化，摩擦副周围介质发生冷凝、结晶影响密封。, e1 ^& ?' L4 N. E
5.停泵一段时间再开支时发生泄漏
1 [3 w4 d) w/ {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 S) x X! f8 @& L' I ^- N1 a; g
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