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机械密封故障的原因与处理

   日期:2024-01-31 12:37:35     来源:网络整理    作者:本站编辑    浏览:15    评论:0    

(一)从机械损坏判断密封失效原因

(1)动环断裂或开裂。动环用脆性材料制成,断面较薄,非常脆弱。若断裂表面变色不均匀,或者存在磨屑,动环断裂是在开车前或运行中发生的。若没有磨屑、变色,断裂可能是在拆卸时造成的。密封阻力过大造成的损坏一般伴有所配合的传动装置磨损或损坏。原因可能是密封装配不当;安装操作失误;因压缩量过大、泵压力超高、润滑性差、密封面干摩擦、密封面冲蚀或密封面粘着造成的密封面阻力过大;泵压力超高;密封拆卸或解体时损坏;温度变化大。预防纠正措施:安装时应小心操作,降低泵送液体压力,调整压缩量;加大冷却水量,降低密封温度,改善摩擦副环境,防止摩擦副润滑不良造成的阻力过大;仔细装配,避免密封卡死。

(2)密封面扭曲。原因可能是压盖螺栓松紧不均或夹持力过大,冷却不好,有不均匀热应力。泵操作压力过高,超出设计。辅助密封膨胀,密封面不平或面间有杂物,密封环支撑面不合适。应调整压盖螺栓压紧力至均匀、合适力度,调整冷却或冲洗液流量,保证密封面有足够的冷却和润滑,并除去流体中杂质。降低泵的操作压力;改变辅助密封结构和材料;将密封面重新加工平直。

(3)密封面有擦伤和刻痕。原因可能是制造或装配时损伤;密封面进入颗粒物。可用机械或人工研磨消除刻痕或擦痕,消除流体中的颗粒物。

(4)密封环切边。原因可能有:轴振动大或泵压力太高,轴弯曲或密封面与轴线不垂直。应降低轴振动值,降低泵操作压力。消除轴的弯曲变形,保持密封面和轴线垂直。

(5)密封环粘着磨损。原因可能是密封面润滑冷却不良,局部温度过高;密封比压过大;密封面硬度不合适。应加强冲洗、冷却,减小密封比压,提高密封面硬度。

(6)密封面磨粒磨损。固体颗粒沉积在密封环或其附近,硬环密封面上出现有规则的槽痕,软环密封面上磨痕不均匀。硬密封环应使用更硬的耐磨材料,同时采用双端面密封和洁净的密封液(油)。

(7)密封面严重磨损、开裂、变色和过热。原因可能是密封面问无液体或液体不足,密封干磨。应在启动前灌泵时排净气体,排除影响泵吸入流量和压头的故障,如过滤器堵塞、人口阀开度不够、入口液体温度高、压头低等。

(8)辅助密封件物理损坏或被挤出。0形圈或v形环等辅助密封件的切口、擦痕、刻痕、撕裂等损坏或被挤出,都能导致密封失效。原因可能是安装经验不足,安装时将密封件划伤或用力过大以及制造有缺陷。

(9)传动失效。主要有传动销磨坏和断裂,传动凸耳磨损,传动螺钉和卡箍失效。原因有:密封组件卡住;泵轴向串量太大;轴承失效;密封面润滑差;泵操作压力过高;轴弯曲和振动过大。应防止润滑冲洗液中断,减小轴向串量,保持紧钉螺钉紧力,使密封元件不在轴套上滑动。检查轴承,降低操作压力,矫直弯曲的轴,降低轴振动。

(10)弹簧失弹。原因可能有固体颗粒堆积,结垢严重。应使用大弹簧密封,少用小弹簧密封。

(二)从热损坏判断机械密封故障原因

(1)密封环热裂。密封面受高速摩擦、高热,热应力过大,金属或陶瓷密封面出现径向裂纹。原因是缺乏合适的润滑,密封面间液膜汽化。缺乏合适的冷却,d、pv值(密封流体压力P与密封端面平均滑动速度 的乘积)过大。应保证密封面处有足够流量的润滑冷却液,以便带走密封产生的摩擦热和泵送热流体传导的热量。一般润滑冷却液流过轴密封箱的温升应<22~C,轴密封箱压力应高于流体在该温度下的饱和蒸汽压约0.17MPa。使密封压缩量在合理范围,尤其注意计人轴向串量的变化。采用抗热、耐振,具有高p 值的碳化钨、碳化硅作密封面材料。

(2)机械密封汽化泄漏。原因是操作压力超高,密封冷却润滑不足,密封面变形。应改善密封面冷却润滑状况,尽量采用窄密封面的密封环,以减少摩擦热。检查冷却液是否有阻塞,机械密封压缩量是否在设计范围内,即保证在合理的p 值下工作。

(3)密封环表面剥落、起疤。原因是密封面干磨,局部突然过热膨胀,碳石墨环热应力过大。黏性液体摩擦产生高热,石墨环内浸渍剂汽化膨胀造成隆起。频繁开停车造成局部过热,形成高应力,使材料破坏。注意防止干运转,选用双端面密封,采用热虹吸或强制循环冷却润滑系统,避免频繁开停车。采用无孔隙和无浸渍剂的碳化钨和碳化硅密封材料代替石墨。

(4)镶嵌环松脱。由于镶嵌环过盈配合选择不当,在工作时的高温下镶嵌环松脱,造成机械密封泄漏。可改用整体硬质合金环,正确选用材料在工作温度下的配合过盈量。用膨胀系数接近的材料制作镶嵌环和环座,以减少温度的影响。

(5)辅助密封环(0形环或V形环)过热变脆、产生开裂、永久变形或弹性消失。原因有轴和轴承箱过热,密封面过载产生大量摩擦热或辅助密封环材料选用不正确。应保持密封箱冷却循环液畅通,管路无堵塞无结垢。检查泵有无抽空、干运转情况,检查辅助密封环材料是否满足使用温度要求。

(三)从密封面磨损状态判断故障原因

(1)机械密封的动、静密封面一般由一软一硬的两个密封环组成(有时也用两个硬环,俗称“硬碰硬”),其中软环比硬环窄。如果硬环密封面外径处磨损较重,软环的外缘可能有切边。如果在运行压力低时有少量泄漏,在较高压力下反而不漏或漏量很少,可能是密封面研磨不平,密封环变形或密封面间有杂质。

(2)硬环密封面内径处接触磨损较重,软环的内缘可能有切边,密封面形成锥角。可能是密封环热变形,应改善密封的冷却或更换密封材料。

(3)硬环密封面上接触磨损的宽度远大于软环宽度,泵静止时密封不漏,运转时连续滴漏。可能是泵对中不好,轴弯曲以及轴承间隙大或损坏,泵振动或汽蚀,泵憋压,静环偏心或未对中。

(4)静环上有一处或几处高点接触,动静密封面不平行。可能的原因是泵轴对中不好,机械密封压盖和静环接触处有毛刺或沟槽,机械密封压盖变形(可能螺栓紧力过大),动、静环密封面平直度不够,防转销位置不正确或静环槽过浅。

(5)密封面偏心接触,静环上有偏心接触迹象。如果静环无破损,动环上无异常磨损,一般是动环未对中,动环结构设计和间隙不正确以及轴套外径和轴密封箱内径不同轴。

(6)硬环磨损严重或产生360。热裂纹,软环高度磨损,有时大气侧有石墨粉积聚。原因是密封面摩擦热量大、所输送的产品温度高,冷却液大量汽化,应该加强密封面的冲洗和冷却,降低密封面温度,改变材料或改变密封结构。

(四)从泄漏形式判断故障原因

(1)安装静试时泄漏。机械密封安装调试好后,一般要进行静试,观察泄漏量。如泄漏量较小,多为动环或静环密封圈存在问题。泄漏量较大时,则表明动、静环摩擦副间存在问题。在初步观察泄漏量,判断泄漏部位的基础上,再手动盘车观察,若泄漏量无明显变化,则动、静环密封圈有问题。如盘车时泄漏量有明显变化则可断定是动、静环摩擦副存在问题。如泄漏介质沿轴向喷射,则动环密封圈存在问题的可能性居多,泄漏介质向四周喷射或从水冷却孔中漏出,则多为静环密封圈失效。

(2)试运转时出现泄漏。机械密封经过静试后,运转时高速旋转产生的离心力会抑制介质泄漏。因此试运转时机械密封的泄漏,在排除轴间隙及端盖密封失效的原因后,基本上都是由于动、静环摩擦副破坏所致。引起摩擦副密封失效的因素主要有:操作中因抽空、汽蚀、憋压等异常,引起较大的轴向力,使动、静环接触面分离。安装机械密封时压缩量过大,导致摩擦副端面严重磨损、擦伤。动环密封圈过紧,弹簧无法调整动环的轴向浮动量。静环密封圈过松,当动环轴向浮动时,静环脱离静环座。工作介质中有颗粒状物质,运转中进入摩擦副。设计选型有误,密封端面比压偏低或密封材料胀缩较大等。

(3)正常运转中突然泄漏。离心泵在运转中突然泄漏,少数是因正常磨损或已达到使用寿命,大多数是由于工况变化较大或操作、维护不当引起的。抽空、汽蚀或较长时间憋压,导致密封破坏。泵实际输出量偏小,大量介质在泵内循环使热量积聚,引起介质汽化而导致密封失效。回流量偏大,导致吸入管侧容器底部沉渣泛起,将损坏密封。对较长时间停运,重新启动时没有手动盘车,摩擦副因粘连而损坏密封面。另外介质中腐蚀性、聚合性、结胶性物质增多,环境温度急剧变化,工况频繁变化或调整,突然停电或故障停机等也会导致密封突然泄漏。

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