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機械密封失效原因分析

作者:網(wǎng)絡(luò) 發(fā)布時間:2024-09-20 點擊次數(shù):

在煉油廠和化工廠的機泵故障中,軸封的故障較多。據(jù)統(tǒng)計,離心泵的軸封故障約占50%,軸承故障約占30%。

(1)機械密封的故障現(xiàn)象及其原因

故障現(xiàn)象

■泄漏量太大或不正常泄漏;

■功率上升;

■過熱、冒煙、發(fā)聲;

■不正常振動;

■大量析出磨損生成物。

原因

◆機械密封本身不好。

◆機械密封選用不當(dāng)、適應(yīng)性差。

◆運轉(zhuǎn)條件和操作管理不好。

◆輔助裝置欠佳。

(2)密封失效及其表現(xiàn)形式

?當(dāng)被密封的介質(zhì)通過密封部件并造成下列情況之一,則認(rèn)為密封失效:

?從密封系統(tǒng)中泄漏出大量介質(zhì);

?密封系統(tǒng)的壓力大幅度降低;

?封液大量進入密封系統(tǒng)(如雙端面機械密封)。

機械密封失效外部特征

密封持續(xù)泄漏;

密封泄漏和密封環(huán)結(jié)冰;

密封在工作時發(fā)出爆鳴聲;

密封工作時產(chǎn)生尖叫;

石墨粉聚集在密封面的外側(cè);

密封壽命短。

密封失效的具體表現(xiàn)形式

對失效的機械密封進行拆卸、解體時,可以發(fā)現(xiàn)密封失效的形式多種多樣,常見的有機械損壞、腐蝕損壞和熱損壞。

①機械損壞

機械損壞的主要形式是磨損,其中包括其它由于機械強度不夠的各種形式損壞。

(a)磨損損壞

(b)沖蝕和汽蝕損壞

密封流體對密封元件會造成沖蝕磨損。原因:在高壓蓋(約30大氣壓以上)重負(fù)荷密封中出現(xiàn),高壓差會使密封面翹起造成流體對密封面沖蝕。在特別高的周速下出現(xiàn)泄漏也會將密封面的結(jié)合材料(軟環(huán))沖刷掉。

(c) 軸套磨損

由于O形圈與軸套之間有相對運動而產(chǎn)生軸套磨損。原因:機加工誤差、軸向竄動以及環(huán)座傾斜所致。另外,因介質(zhì)內(nèi)的固體顆粒(或其它固體顆粒)嵌入O形圈而致使軸套磨損及O形圈損壞。

(d)O形圈阻塞

O形圈阻塞:因產(chǎn)品側(cè)密封空間內(nèi)固體顆粒(尤其是纖維物質(zhì))的積聚而使O形圈阻塞。另外,因介質(zhì)閃蒸逸出物在大氣側(cè)的緩慢沉積而使密封面不能保持緊密接觸。

(e)摩擦扭矩所致?lián)p壞

傳動螺釘與傳動套之間的磨損,一般發(fā)生在頻繁開停工況下,致使彈性元件失去彈性補償作用甚至密封面不能緊密貼合而失效。

(f) 金屬波紋管開裂

因劇烈振動及干運轉(zhuǎn)而造成金屬波紋管在焊接處開裂,撥叉?zhèn)鲃咏Y(jié)構(gòu)來避免。

②腐蝕磨損

機械密封因腐蝕引起的失效為數(shù)不少,而構(gòu)成腐蝕的原因錯綜復(fù)雜

(a)表面腐蝕:腐蝕為發(fā)生在零件接觸介質(zhì)表面的均勻腐蝕。表現(xiàn)為零件的重量減輕,失去強度,降低硬度,甚至?xí)勘桓g掉。

(c)晶間腐蝕:一般發(fā)生在銅焊碳化鎢環(huán)的支承材料,進發(fā)生在金屬的晶界面上。其重量腐蝕率很小,但能深深地腐蝕到金屬的內(nèi)部,且易因缺口效應(yīng)而引起切斷損壞。

(d)應(yīng)力腐蝕:應(yīng)力腐蝕是金屬材料在腐蝕介質(zhì)和應(yīng)力的共同作用下,產(chǎn)生裂紋或發(fā)生斷裂的觀象。金屬焊接波紋管、彈簧、傳動套的傳動耳環(huán)等機械密封構(gòu)件最易因產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕而失效。

(e)縫隙腐蝕:機械密封動環(huán)密封面內(nèi)孔處由于窄縫這沉積而產(chǎn)生的縫隙腐蝕情況,是一種濃差電池腐蝕。一般產(chǎn)生在兩個零件靠近的狹窄縫隙部位(如動環(huán)與軸套縫隙內(nèi))。

(f)電池腐蝕:機械密封的密封環(huán)銀焊料與鉻鋼之間電位差產(chǎn)生的電池腐蝕情況,是由于兩種金屬在電介質(zhì)中有電位差而產(chǎn)生電池作用。措施:應(yīng)盡量避免使用有電位差的兩種金屬組合使用的結(jié)構(gòu)。

③熱損傷損壞

機械密封件因過熱而導(dǎo)致的失效,即為熱損傷失效,最常見的熱損傷失效有端面熱變形、熱裂、泡疤、碳化,彈性元件的失彈,橡膠件的老化、永久變形、龜裂等。

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