机械密封泄漏原因失效的原因?

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机械密封失效的常见症状
& 在密封件处于正常工作位置,仅从外界可以观察和发现到的密封失效或即将失效前的常见症状有以下几种。
& 在密封件处于正常工作位置,仅从外界可以观察和发现到的密封失效或即将失效前的常见症状有以下几种。
& a、密封持续泄漏。泄漏是密封最易发现和判断的密封失效症状。机械密封实际工作中总会有一定程度的泄漏,但泄漏率可以很低,采用了先进材料和先进技术的单端面机械密封,其典型的质量泄漏率可以低于19/h。所谓&零泄漏&,一般是指&用现有仪器测量不到的泄漏率&,采用带封液的双端面机械密封可以实现对被密封介质的零泄漏,但封液向系统内的泄漏和向外界环境的泄漏总是不可避免的。
& 不同结构形式的机械密封判断密封泄漏失效的准则可以不同,但在实践中,往往还依赖于工厂操作人员的目测。就比较典型的滴漏频率来说,对于有毒、有害介质的场合,即使滴漏频率降低到很低的程度,也是不允许的;同样,如果预料密封滴漏频率会迅速加大,也应该判定密封失效。对于非关键性场合(如水),即使滴漏频率大一些,也常常是允许的。目前生产实践中判定密封失效,既依赖于技术,也依赖于操作人员的经验。
& 机械密封出现持续泄漏的原因主要有:密封端面问题,如端面不平、端面出现裂纹、破碎、端面发生严重的热变形或机械变形;辅助密封问题,如安装时辅助密封被压伤或擦伤、介质从轴套间隙中漏出、O形圈老化、辅助密封屈服变形(变硬或变脆)、辅助密封出现化学腐蚀(变软或变黏);密封零件问题,如弹簧失效、零件发生腐蚀破坏、传动机构发生腐蚀破坏。
& b、工作时密封尖叫。密封端面润滑状态不佳时,可能产生尖叫,在这种状态下运行,将导致密封端面磨损严重,并可能导致密封环裂、碎等更为严重的失效。此时应设法改善密封端面的润滑状态,如设置或加大旁路冲洗等。 &
& c、密封面外侧有石墨粉尘积聚。可能是密封端面润滑状态不佳,或者密封端面间液膜汽化或闪蒸,此时应考虑改善润滑或尽量避免闪蒸出现。某些情况下可能是留下残渣造成石墨环的磨损。也可能是密封腔内压力超过该密封和密封流体允许的范围,此时必须纠正密封腔压力。&&&|&&|&&|&&|&&|&
您当前位置:机械密封的密封失效原因分析&机械密封的密封失效原因分析来源:&日期: 10:48:13&&密封安装调试好后,一般要进行静试, 篮式过滤器观察泄漏量。
  泵用机械密封种类繁多,型号各异,但泄漏点主要有五处:
  (l)轴套与轴间的密封;
  (2)动环与轴套间的密封;
  (3)动、静环间密封;
  (4)对静环与静环座间的密封;
  (5)密封端盖与泵体间的密封。
  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静、动环密封圈有问题;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。此外,泄漏通道也可同时存在,但一般有主次区别,只要观察细致,熟悉结构,一定能正确判断。
  2.试运转时出现的泄漏。泵用机械密封经过静试后,
运转时高速旋转产生的离心力,会抑制介质的泄漏。因此,试运转时机械密封泄漏在排除轴间及端盖密封失效后,基本上都是由于动、静环摩擦副受破坏所致。引起摩擦副密封失效的因素主要有:
  (l)操作中,因抽空、气蚀、憋压等异常现象,引起较大的轴向力,使动、静环接触面分离;
  (2)对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;
  (3)动环密封圈过紧,
弹簧无法调整动环的轴向浮动量;
  (4)静环密封圈过松,当动环轴向浮动时,静环脱离静环座;
  (5)工作介质中有颗粒状物质,运转中进人摩擦副,探伤动、静环密封端面;
  (6)设计选型有误,密封端面比压偏低或密封材质冷缩性较大等。上述现象在试运转中经常出现,有时可以通过适当调整静环座等予以消除,但多数需要重新拆装,更换密封。
  由于两密封端面失去润滑膜而造成的失效:
  a)因端面密封载荷的存在,在密封腔缺乏液体时启动泵而发生干摩擦;
  b)介质的低于饱和蒸汽压力,使得端面液膜发生闪蒸,丧失润滑;
  c)如介质为易挥发性产品,
在机械密封冷却系统出现结垢或阻塞时,由于端面摩擦及旋转元件搅拌液体产生热量而使介质的饱和蒸汽压上升,也造成介质压力低于其饱和蒸汽压的状况。
  由于腐蚀而引起的机械密封失效:
  a)密封面点蚀,甚至穿透。
  b)由于碳化钨环与座等焊接,使用中座易产生晶间腐蚀;
  c)焊接金属波纹管、弹簧等在应力与介质腐蚀的共同作用下易发生破裂。
  由于高温效应而产生的机械密封失效:
  a)热裂是高温油泵,如油渣泵、回炼油泵、常减压塔底泵等最常见的失效现象。
在密封面处由于干摩擦、冷却水突然中断,杂质进入密封面、抽空等情况下,都会导致环面出现径向裂纹;
  b)石墨炭化是使用碳—石墨环时密封失效的主要原因之一。由于在使用中,如果石墨环一旦超过许用温度(一般在-105~250℃)时,其表面会析出树脂,摩擦面附近树脂会发生炭化,当有粘结剂时,会发泡软化,使密封面泄漏增加,密封失效;
  c)辅助密封件(如氟橡胶、乙丙橡胶、全橡胶)在超过许用温度后,将会迅速老化、龟裂、变硬失弹。现在所使用的柔性石墨耐高温、耐腐蚀性较好,但其回弹性差。而且易脆裂,安装时容易损坏。
  由于密封端面的磨损而造成的密封失效:
  a) 摩擦副所用的材料耐磨性差、摩擦系数大、端面比压(包括弹簧比压)过大等,都会缩短机械密封的使用寿命。对常用的材料,按耐磨性排列的次序为:碳化硅—碳石墨、硬质合金—碳石墨、陶瓷—碳石墨、喷涂陶瓷——碳石墨、氮化硅陶瓷——碳石墨、高速钢——碳石墨、堆焊硬质合金——碳石墨。
  b)对于含有固体颗粒介质,密封面进入固体颗粒是导致使密封失效的主要原因。固体颗粒进入摩擦副端面起研磨剂作用,使密封发生剧烈磨损而失效。密封面合理的间隙,以及机械密封的平衡程度,还有密封端面液膜的闪蒸等都是造成端面打开而使固体颗粒进入的主要原因。
  c)机械密封的平衡程度β也影响着密封的磨损。一般情况下,平衡程度β=75%左右最适宜。β<75%,磨损量虽然降低,但泄漏增加,密封面打开的可能性增大。对于高负荷(高PV值)的机械密封,由于端面摩擦热较大,β一般取65%~70%为宜,对低沸点的烃类介质等,
由于温度对介质气化较敏感,为减少摩擦热的影响,β取80%~85%为好。
  因安装、运转或设备本身所产生的误差而造成机械密封泄漏:
  a)由于安装不良,造成机械密封泄漏。主要表现在以下几方面:
  1)动、静环接触表面不平,安装时碰伤、损坏;
  2)动、静环密封圈尺寸有误、损坏或未被压紧;
  3)动、静环表面有异物;
  4)动、静环V型密封圈方向装反,或安装时反边;
  5)轴套处泄漏,密封圈未装或压紧力不够;
  6)弹簧力不均匀,单弹簧不垂直,多弹簧长短不一;
  7)密封腔端面与轴垂直度不够;
  8)轴套上密封圈活动处有腐蚀点。
  b)设备在运转中,机械密封发生泄漏的原因主要有:
  1)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等均会导致密封周期性泄漏;
  2)摩擦副损伤或变形而不能跑合引起泄漏;
  3)密封圈材料选择不当,溶胀失弹;
  4)大弹簧转向不对;
  5)设备运转时振动太大;
  6)动、静环与轴套间形成水垢使弹簧失弹而不能补偿密封面的磨损;
  7)密封环发生龟裂等。
  c)泵在停一段时间后再启动时发生泄漏,这主要是因为摩擦副附近介质的凝固、结晶,摩擦副上有水垢、弹簧腐蚀、阻塞而失弹。
  d)泵轴扰度太大。
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编辑:()机械密封常见典型失效原因分析
机械密封常见典型失效原因分析
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一、机械密封本身问题
  1、镶装不到位或不平整;
  2、载荷系数太大或端面比压设计不合理;
  3、材质选用不当;
  4、密封面不平;
  5、密封面太宽或太窄。
  二、辅助系统问题
  1、工况条件复杂,但没有冲洗等辅助设施;
  2、冲洗管堵塞;
  3、冷却管结垢。
  三、介质及工作条件问题
  1、介质腐蚀性强;
  2、介质中有固体颗粒;
  3、设备抽空;
  4、密封面结晶;
  5、介质粘度太大。
  四、泵
一、机械密封本身问题
  1、镶装不到位或不平整;
  2、载荷系数太大或端面比压设计不合理;
  3、材质选用不当;
  4、密封面不平;
  5、密封面太宽或太窄。
  二、辅助系统问题
  1、工况条件复杂,但没有冲洗等辅助设施;
  2、冲洗管堵塞;
  3、冷却管结垢。
  三、介质及工作条件问题
  1、介质腐蚀性强;
  2、介质中有固体颗粒;
  3、设备抽空;
  4、密封面结晶;
  5、介质粘度太大。
  四、泵的问题
  1、轴的加工精度不佳、串轴、跳动、安装间隙过大;
  2、泵开启后振动太大;
  3、压盖垫环不佳;
  4、密封箱不平;
  5、机械密封安装没有达到应有的压缩量。
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泵用机械密封失效的原因与防止措施
纹。解决密封过热问题, 除改变端面面积比、减少载荷外, 采用静止型密封并加导流 作套,强制将冷却循环液体导向密封面或在密封端面上开流体动力槽来加以解决。
1.3由腐蚀引起的密封泄漏
腐蚀是机械密封产生泄漏并引起机械密封失效的最主要原因之~ 。机械密封的腐蚀有化学 腐蚀和电化学腐蚀。密封接触腐蚀性介质产生表面腐蚀, 甚至在表面各处产生剧烈腐蚀点形成点蚀。在金属的晶界上产生的晶间腐蚀,深入到金属的内部并进一步产生破坏而引起断裂。电化学腐蚀足由于密封环两种金属在电介质溶液中的电位不同,产生电位差,形成电池作用,引发电池腐蚀。腐蚀对机械密封的影响很大, 由于密封件比主机的零件小,且更精密,通常选用比主机更耐腐蚀的材料。经验表明,压力、温度和滑动速度都能使腐蚀加速。密封件的腐蚀速率随温度升高呈指数规律增加。装置处理强腐蚀流体时,采用双端面密封,可以最大限度地减轻腐蚀对密封件的影响, 因为它与工艺流体相接触的零件数量少,这也是在强腐蚀条件下,选择密封结构的一条重要原则。根据机械密封的实际工况,合理选择耐腐蚀材料和热处理工艺是防止密封在应用时产生泄漏的重要做法。可选用奥氏体不锈钢做 密封环,其表面能形成氧化物或氢氧化物的保护膜使金属钝化而不受腐蚀。但奥氏体不锈钢在450~850℃产生晶间腐蚀,因此材料要在1050℃下进行热处理。
1.4由密封零件失效弓l 起的密封泄漏
机械密封的辅助密封圈, 以采用合成橡胶O 形圈较多。机械密封零件失效大多是辅助密封圈失效,0形圈失效的形式表现为老化、永久性变形、溶胀变形、扭曲及挤出损伤等。因此, 在选用O 形圈时应考虑合成橡胶的安全使用温度,尽可能选用截面较大的橡胶0形圈, 并适当提高硬度,采用沟槽式装配结构,通过沉浸试验合理选材,必要时选用复合材料,如橡胶包覆聚四氟乙烯密封圈。安装时,在槽内涂以润滑脂,保证其滚动自如。弹簧、传动销等零件失效也会引起机械密封泄漏,在使用中,机械密封的弹簧失效形式有永久变形、断裂、腐蚀、蠕变或松弛等。传动销、传动螺钉等用于传递转矩,驱动密封件旋转,发生振动或安装位置偏斜、不同心等,均会使传动件磨损、弯曲甚至损坏。
2防止机械密封泄漏失效的措施
通过对机械密封泄漏部位、泄漏量的观察,找到初步原因,再观察密封零件的损坏情况找到 根本原因。防止机械密封泄漏失效的措施主要有:
2.1防止密封副端面问泄漏的措施
安装错误会造成密封副端面之间泄漏。如:安装尺寸未达到图纸设计要求,非补偿环安装倾 斜,端面变形等。安装时应仔细阅读安装说明书及附图,重新调整安装尺寸。若是压盖安装偏斜,应重新安装。同时检查密封环端面与压盖端面各点的距离是否一致,防转销是否进入密封环的凹槽中,是否顶到凹槽底部,总装时压盖螺钉要均匀锁紧。碳石墨环弹性模量低, 易变形。碳石墨环端面变形的原因有:箱体内夹杂金属碎片或污垢,局部受载;合成橡胶O 形圈在介质中溶胀,体积增大,碳环受压而使端面变形;端面分离,弹簧阻塞:温度变化引起介质结晶、积垢,端面不能很好贴合,弹簧被腐蚀丧失强度也会产生同样结果。对此需清除碎片,清洗箱体、底座,根据介质性质更换O 形圈, 对于因腐蚀而造成的泄漏,一般要改用合适的材料。密封副端面不平、端面平面度、粗糙度未达到要求,或在使用前遭到破坏, 因而产生泄漏。应重新研磨抛光或更换密封环。工作端面平面度可用平晶检查光干涉带来测定。造成端面分离的原因还有: (1)同轴度误差、安装对中调整不良、各零件加工精度不佳造成累计误差,连接螺栓中轴线偏差、传动轴直线超差或加工后产生的变形等。机械密封 部件安装(包括密封轴) 后,应测量轴的径向跳动与端面跳动值。 (2)端面接触压力不足。轴或轴套与密封圈之间磨擦阻力过大使闭合减小, 阻力增加是因为橡胶O 形圈溶胀引起密封环卡滞。(3)轴可能因点腐蚀或电偶腐蚀而失去光滑的表面,从而增加摩擦力或使密封圈的压缩量过大,当轴窜动时,补偿环随轴窜动致使端面不闭合,补偿环组件与轴的间隙过小。为
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机械密封常见典型失效原因分析
16:22 来源:建设工程教育网整理&#12288; |
  一、机械密封本身问题
  1、镶装不到位或不平整;
  2、载荷系数太大或端面比压设计不合理;
  3、材质选用不当;
  4、密封面不平;
  5、密封面太宽或太窄。
  二、辅助系统问题
  1、工况条件复杂,但没有冲洗等辅助设施;
  2、冲洗管堵塞;
  3、冷却管结垢。
  三、介质及工作条件问题
  1、介质腐蚀性强;
  2、介质中有固体颗粒;
  3、设备抽空;
  4、密封面结晶;
  5、介质粘度太大。
  四、泵的问题
  1、轴的加工精度不佳、串轴、跳动、安装间隙过大;
  2、泵开启后振动太大;
  3、压盖垫环不佳;
  4、密封箱不平;
  5、机械密封安装没有达到应有的压缩量。 责任编辑:芊墨
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