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機械密封失效分析與故障分析

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1。腐蝕失效 機械密封因腐蝕引起的失效為數不少,常見的腐蝕類型有如下幾種。
(1)表面腐蝕 由于腐蝕介質的侵蝕作用,機械密封件會發生表面腐蝕,嚴重時也可發生腐蝕穿孔,彈簧件更為明顯,采用不銹鋼材料,可減輕表面腐蝕。
(2)點腐蝕 彈簧套常出現大面積點蝕或區域性點蝕,有的導致穿孔,此類局部腐蝕對密封使用尚不會造成很嚴重的后果,不過大修時也應予更換。
(3)晶間腐蝕 碳化鎢環不銹鋼環座以銅焊連接,使用中不銹鋼座易發生晶間腐蝕,為克服敏化的影響,不銹鋼應進行固溶處理。
(4)應力腐蝕破裂 金屬焊接波紋管、彈簧等在應力與介質腐蝕的共同作用下,往往會發生斷裂,由于彈簧的突然斷裂而使密封失效,一般采用加大彈簧絲徑加以解決。
(5)縫隙腐蝕 動環的內孔與軸套表面之間、螺釘與螺孔之間,O形環與軸套之間,由于間隙內外介質濃度之差而導致縫隙腐蝕,此外陶瓷鑲環與金屬環座間也會發生縫隙腐蝕,一般在軸套表面噴涂陶瓷,鑲環處表面涂以黏結劑以減輕縫隙腐蝕。
(6)電化學腐蝕 異種金屬在介質中往往引起電化學腐蝕,它使鑲環松動,影響密封,一般亦采取在鑲接處涂黏結劑的辦法予以克服。
2。熱損失效
(1)熱裂 如密封面處于干摩擦、冷卻突然中斷、雜質進入密封面、抽空等,會導致環表面出現徑向裂紋,從而使對偶環急劇磨損,密封面泄漏迅速增加。碳化鎢環熱裂現象較常見。
(2)發泡、炭化 使用中如石墨環超過許用溫度,則其表面會析出樹脂,摩擦面附近樹脂會發生炭化,當有黏結劑時,又會發泡軟化,使密封面泄漏量增加,密封失效。
(3)老化、龜裂、溶脹 橡膠超過許用溫度繼續使用,將迅速老化、龜裂、變硬失彈。如是有機介質則溶脹失彈,這些均導致密封失效。 凡因熱損引起密封失效,關鍵在于盡量降低摩擦熱,改善散熱,使密封面處不發生溫度劇變。
3。磨損失效 摩擦副若用材耐磨性差、摩擦因數大、端面比壓(包括彈簧比壓)過大、密封面進入固體顆粒等均會使密封面磨損過快而引起密封失效。采用平衡型機械密封以減少端面比壓及安裝中適當減少彈簧壓力,有利克服因磨損引起的失效,此外,選用良好的摩擦副材料可以減輕磨損。按耐磨次序材料排列為碳化鎢-碳石墨、硬質合金-碳石墨、陶瓷(氧化鋁)-碳石墨、噴涂陶瓷-碳石墨、氧化硅陶瓷-碳石墨、高速鋼-碳石墨、堆焊硬質合金-碳石墨。
4。安裝、運轉等引起的故障分析本
(1)加水或靜壓試驗時發生泄漏 由于安裝不良,機械密封加水或靜壓試驗時會發生泄漏。安裝不良有下述諸方面。
a.動、靜環接觸表面不平,安裝時有碰傷、損壞。
b.動、靜環密封圈尺寸有誤、損壞或未被壓緊。 
c.動、靜環表面有異物夾入。 
d.動、靜環V形密封圈方向裝反,或安裝時反邊。
e.緊定螺釘未擰緊,彈簧座后退。 
f.軸套處泄漏,密封圈未裝或壓緊不夠。
g.如用手轉動軸泄漏方向性則有如下原因:彈簧力不均勻,單彈簧不垂直,多彈簧長短不一或個數少;密封腔端面與軸垂直不夠。 
h.靜環壓緊不均勻。
(2)由安裝、運轉等引起的周期性泄漏 運轉中如泵葉輪軸向竄動量超過標準、轉軸發生周期性振動及工藝操作不穩定,密封腔內壓力經常變化均會導致密封周期性泄漏。(3)經常性泄漏
a.動環、靜環接觸端面變形會引起經常性泄漏。如端面比壓過大,摩擦熱引起動、靜環的熱變形;密封零件結構不合理,強度不夠產生變形;由于材料加工原因產生的殘余變形;安裝時零件受力不均等,均是密封端面發生變形的主要原因。
b.鑲裝或粘接的動、靜環接縫處泄漏造成泵的經常性泄漏,由于鑲裝工藝不合理引起殘余變形、用材不當、過盈量不合要求、黏結劑變質均會引起接縫泄漏。
c.摩擦副損傷或變形而不能跑合引起泄漏。 
d.摩擦副夾入顆粒雜質。
e.彈簧比壓過小。
f.密封圈選材不正確,溶脹失效。
g.V形密封圈裝反。
h.動、靜環密封面對軸線不垂直度誤差過大。
i。密封圈壓緊后,傳動銷、防轉銷頂住零件。本
j.大彈簧旋向不對。
k.轉軸振動。 
l.動、靜環與軸套間形成水垢不能補償磨損位移。
m.安裝密封圈處軸套部位有溝槽或凹坑腐蝕。
n.端面比壓過大,動環表面龜裂。
o.靜環浮動性差。 本
p.輔助裝置有問題。
4.突發性泄漏 由于以下原因,泵密封會出現突然的泄漏。
(1)泵強烈振動、抽空破壞了摩擦副。
(2)彈簧斷裂。
(3)防轉銷脫落或傳動銷斷裂而失去作用。
(4)輔助裝置有故障使動、靜環冷熱驟變導致密封面產生變形或裂紋。
 (5)由于溫度變化,摩擦副周圍介質發生冷凝、結晶影響密封。
5.停泵一段時間再開支時發生泄漏 摩擦副附近介質的凝固、結晶,摩擦副上有水垢;彈簧銹蝕、堵塞而喪失彈性,均可引起泵重新開動時發生泄漏。
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