機(jī)械密封基礎(chǔ)知識(shí)

機(jī)械密封根底知識(shí)煉油分部機(jī)動(dòng)處2021年10月29日一、機(jī)械密封原理二、機(jī)械密封的根本零件三、機(jī)械密封輔助系統(tǒng)四、機(jī)械密封的計(jì)算五、機(jī)械密封的選用六、機(jī)械密封的使用七、機(jī)械密封的失效分析及處理八、機(jī)械密封的維護(hù)要點(diǎn)九、機(jī)械密封失效案例十、討論目錄〔一〕根本結(jié)構(gòu)〔圖1-1〕一、機(jī)械密封原理六局部組成:1.端面摩擦副〔動(dòng)環(huán)、靜環(huán)〕2.彈性元件〔彈簧、波紋管〕3.輔助密封圈〔O型圈、V型圈、楔形圈等〕4.傳動(dòng)件〔傳動(dòng)銷(xiāo)、轉(zhuǎn)動(dòng)鍵、傳動(dòng)環(huán)、傳動(dòng)座等〕5.緊固件〔緊定螺釘、彈簧座、壓蓋、組裝套、軸套〕6.密封輔助沖洗系統(tǒng)六個(gè)密封點(diǎn)：1、動(dòng)、靜環(huán)間密封2、靜環(huán)與靜環(huán)座間的密封

3、動(dòng)、靜環(huán)鑲嵌結(jié)構(gòu)配合處密封4、密封壓蓋與泵體間的密封

5、軸套與軸間的密封6、動(dòng)環(huán)與軸套間的密封

圖1-1典型機(jī)械密封示意圖〔二〕定義機(jī)械密封是一種用于旋轉(zhuǎn)流體機(jī)械的軸封裝置。它由至少一對(duì)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面組成,在流體壓力及補(bǔ)償機(jī)構(gòu)彈力(或磁力)共同作用下，以及輔助密封圈的配合下，該對(duì)端面保持貼合并相對(duì)滑動(dòng)，而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置?！踩吃磔S通過(guò)軸套、傳動(dòng)座和推環(huán)，帶動(dòng)動(dòng)環(huán)旋轉(zhuǎn)，靜環(huán)固定不動(dòng)，依靠介質(zhì)壓力和彈簧力使動(dòng)靜環(huán)之間的密封端面緊密貼合，阻止了介質(zhì)的泄漏。摩擦副外表磨損后，在彈簧的推動(dòng)下實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償。為了防止介質(zhì)通過(guò)動(dòng)環(huán)與軸之間泄漏，裝有動(dòng)環(huán)密封圈；而靜環(huán)密封圈那么阻止了介質(zhì)沿靜環(huán)和壓蓋之間的泄漏。一、機(jī)械密封原理1、旋轉(zhuǎn)式和靜止式機(jī)械密封〔圖1-2〕〔1〕旋轉(zhuǎn)式：彈性元件隨軸旋轉(zhuǎn)；用于線速度不大于25m/s的場(chǎng)合?！?〕靜止式：彈性元件不隨軸旋轉(zhuǎn)；用于線速度大于25m/s的場(chǎng)合?！菜摹硻C(jī)械密封的種類(lèi)一、機(jī)械密封原理2、內(nèi)裝式和外裝式機(jī)械密封〔圖1-3〕〔1〕內(nèi)裝式：靜環(huán)裝在壓蓋內(nèi)側(cè)，靜環(huán)端面面向工作腔；用于溫度、壓力較高，腐蝕性不強(qiáng)的場(chǎng)合?！?〕外裝式：靜環(huán)裝在壓蓋外側(cè)，靜環(huán)端面背向工作腔；用于低壓、腐蝕性強(qiáng)的場(chǎng)合。一、機(jī)械密封原理3、內(nèi)流式和外流式機(jī)械密封〔一般和內(nèi)裝式、外裝式一致〕〔1〕內(nèi)流式：泄漏方向朝向軸心；一般密封都采用這種結(jié)構(gòu)?！?〕外流式：泄漏方向朝向離心力方向；易泄漏，只有在壓力、溫度都不高的腐蝕性介質(zhì)中用。4、多彈簧和單彈簧機(jī)械密封〔1〕多彈簧：軸向尺寸短，軸向彈力均勻；宜用于高速，不宜用于腐蝕性介質(zhì)?！?〕單彈簧：軸向尺寸長(zhǎng)，軸向彈力不均勻；不宜用于高轉(zhuǎn)速的場(chǎng)合。一、機(jī)械密封原理〔1〕平衡型：載荷系數(shù)K＜1.0；用于壓力較高的場(chǎng)合〔≥0.7MPa〕〔2〕非平衡型：載荷系數(shù)K≥1.0；用于壓力較低的場(chǎng)〔＜0.7MPa〕端面比壓Pb＝Pt+〔K－λ〕P15、平衡型和非平衡型機(jī)械密封〔圖1-4〕

圖1-4平衡型和非平衡型機(jī)械密封示意圖一、機(jī)械密封原理

兩套密封的補(bǔ)償環(huán)面對(duì)面或背對(duì)背安裝在一起。用于工作介質(zhì)有毒、易燃、易爆、易揮發(fā)、易結(jié)晶、高溫、低溫，或氣體、高真空度等場(chǎng)合。兩套密封之間形成一的個(gè)密封腔，在密封腔中引入封液：堵封、潤(rùn)滑、冷卻，選潔凈、潤(rùn)滑性好的封液介質(zhì)。

6、雙端面機(jī)械密封〔圖1-5〕

圖1-5雙端面機(jī)械密封示意圖一、機(jī)械密封原理兩套密封沿同一方向布置，密封腔壓力逐級(jí)降低。用于高壓場(chǎng)合。

7、串聯(lián)式機(jī)械密封〔圖1-6〕

圖1-6串聯(lián)式機(jī)械密封示意圖一、機(jī)械密封原理去掉了補(bǔ)償環(huán)密封圈及其摩擦阻力，補(bǔ)償環(huán)密封圈改至彈簧座處,補(bǔ)償環(huán)追隨性提高。防止了補(bǔ)償環(huán)密封圈因軸串、振動(dòng)所產(chǎn)生的磨損。金屬波紋管用于高溫介質(zhì)聚四氟乙烯波紋管用于腐蝕性介質(zhì)。8、波紋管機(jī)械密封〔圖1-7〕

圖1-7波紋管機(jī)械密封示意圖一、機(jī)械密封原理將機(jī)械密封、軸套、壓蓋組合成一個(gè)整體。安裝時(shí)只需固定壓蓋、軸套，取下定位擋塊即可。安裝方便，排除了安裝不良的影響。9、集裝式機(jī)械密封〔圖1-8〕

圖1-8集裝式機(jī)械密封示意圖一、機(jī)械密封原理1、作用：保持密封面緊密貼合，防止介質(zhì)泄漏。

2、要求：〔1〕具有良好的耐磨性、耐腐蝕性和導(dǎo)熱性；動(dòng)環(huán)要有良好的追隨性〔自

動(dòng)補(bǔ)償密封面的磨損〕；動(dòng)、靜環(huán)具有浮動(dòng)性，起緩沖作用。

〔2〕密封端面的粗糙度Ｒａ≤0.2μm，平面度＜0.9μm。密封端面承載能力與外表粗糙度有很大關(guān)系，如下表：粗糙度（μm）3.20.80.40.2承載面積（%）4124095端面比壓增加（倍）247.31.50.05

由表中可見(jiàn)，密封端面粗糙度對(duì)端面比壓影響較大，當(dāng)粗糙度變大時(shí)，承載面積減小，端面比壓變大，造成高點(diǎn)接觸，局部壓力很高，密封面過(guò)熱磨損，甚至開(kāi)裂，所以密封端面越粗糙，承載能力越差?！惨弧扯嗣婺Σ粮倍?、機(jī)械密封的根本零件3、密封環(huán)的種類(lèi)整體式〔用同一種材料制造〕、組合式〔如鑲嵌〕、外表堆焊、外表噴涂。〔二〕彈性元件：〔彈簧、波紋管等〕1、作用：起預(yù)緊、補(bǔ)償及緩沖的作用。2、要求：使密封面產(chǎn)生一個(gè)合理的比壓，保證端面摩擦副良好的貼合和動(dòng)環(huán)的追隨性，材料要求耐腐蝕和疲勞?！踩?/p>

輔助元件〔O型環(huán)、V型環(huán)、楔型環(huán)等〕1、作用：主要起靜環(huán)和動(dòng)環(huán)的密封作用，同時(shí)起浮動(dòng)和緩沖作用。2、要求：耐熱或耐寒并能與介質(zhì)相容。二、機(jī)械密封的根本零件〔四〕傳動(dòng)件〔傳動(dòng)銷(xiāo)、傳動(dòng)鍵、傳動(dòng)環(huán)、傳動(dòng)座等〕

1、作用：將軸的轉(zhuǎn)矩傳給動(dòng)環(huán)

2、要求：材料耐磨耐腐

〔五〕緊固件〔緊定螺釘、彈簧座、壓蓋、軸套〕

1、作用：起到靜、動(dòng)環(huán)的定位，固緊作用，保證摩擦副密封面處于正確的位置，并保持良好貼合的彈簧比壓。

2、要求：注意安裝密封環(huán)的導(dǎo)向測(cè)角和壓縮量。二、機(jī)械密封的根本零件三、機(jī)械密封輔助系統(tǒng)〔三〕沖洗液1、對(duì)沖洗液的要求〔1〕沖洗液應(yīng)清潔，無(wú)腐蝕性，較好的潤(rùn)滑性,高溫下不容易汽化?！?〕沖洗液進(jìn)入泵內(nèi)不影響產(chǎn)品質(zhì)量，泄漏出來(lái)不自燃、不污染環(huán)境，無(wú)其它不良影響?！?〕沖洗液進(jìn)入泵內(nèi)不影響泵的運(yùn)轉(zhuǎn)。例如不引起泵的抽空和汽蝕?！?〕沖洗液有良好的導(dǎo)熱性，能及時(shí)將熱量導(dǎo)出。沖洗溫度要符合工作要求。〔5〕沖洗液引入方便、經(jīng)濟(jì)。2、常用的外沖洗液(1)柴油:輕柴油是170~360℃的組分，在270~300℃就有50％以上的組分汽化，90％以上的組分在350℃左右汽化。輕柴油不宜用在溫度較高的環(huán)境。〔2〕蠟油：汽化溫度高，適用于溫度較高的環(huán)境。三、機(jī)械密封輔助系統(tǒng)〔四〕沖洗量確實(shí)定由于沖洗量計(jì)算復(fù)雜，有很多數(shù)據(jù)是選取的，計(jì)算結(jié)果意義不大，一般根據(jù)密封規(guī)格和介質(zhì)的種類(lèi)選取經(jīng)驗(yàn)值。如下表:密封軸徑mm≤4545~6060~8585~9595~135135~185185~235235~275275~300沖洗量l/min34681115192634一般介質(zhì)泵用機(jī)械密封的沖洗量(轉(zhuǎn)速3000r/min以下)

根據(jù)選取的沖洗量，對(duì)易揮發(fā)介質(zhì)或溫度較高的介質(zhì)沖洗量要適當(dāng)大一些。三、機(jī)械密封輔助系統(tǒng)〔五〕密封腔壓力確實(shí)定1、懸臂泵、雙吸單級(jí)雙支承泵：接近入口壓力。三、機(jī)械密封輔助系統(tǒng)三、機(jī)械密封輔助系統(tǒng)2、沒(méi)有回流管的兩級(jí)雙支承泵：入口端密封腔壓力接近泵入口壓力，出口端密封腔壓力接近一級(jí)葉輪出口壓力。即P=(Pc-Pr)/2+Pr=(Pc+Pr)/2。對(duì)于這種泵入口端密封腔壓力低容易搶沖洗油量，閥門(mén)應(yīng)關(guān)小，出口端閥門(mén)應(yīng)開(kāi)大。否那么沖洗油壓力低時(shí)，出口端介質(zhì)會(huì)通過(guò)沖洗油管流向入口端。三、機(jī)械密封輔助系統(tǒng)3、用平衡盤(pán)〔鼓〕平衡軸向力的多級(jí)雙支承泵、有回流管的兩級(jí)雙支承泵：入口端密封腔壓力接近泵入口壓力，出口端密封腔壓力取決于平衡鼓或節(jié)流套的徑向間隙：當(dāng)間隙在0.4~0.5mm時(shí)，密封腔壓力比泵的入口壓力高0~0.05MPa；當(dāng)間隙在0.55~0.7mm時(shí)，密封腔壓力比泵的入口壓力高0.1~0.2MPa；當(dāng)間隙在0.75~0.9mm時(shí)，密封腔壓力比泵的入口壓力高0.25~0.35MPa。三、機(jī)械密封輔助系統(tǒng)〔六〕沖洗壓力確實(shí)定

一般沖洗壓力比密封腔內(nèi)壓力大0.05~0.20MPa，如果壓差過(guò)大，會(huì)造成沖洗流速過(guò)大，對(duì)密封件沖蝕。三、機(jī)械密封輔助系統(tǒng)喉部襯套(底套)三、機(jī)械密封輔助系統(tǒng)

〔六〕葉輪口環(huán)間隙和喉部襯套〔底套〕間隙對(duì)密封沖洗的影響1、葉輪口環(huán)間隙和喉部襯套間隙過(guò)大，導(dǎo)致大量介質(zhì)倒流進(jìn)密封腔，使密封腔壓力升高。2、喉部襯套間隙過(guò)大，起不到節(jié)流沖洗油的作用，使沖洗油在密封腔內(nèi)不能形成一定壓力阻止介質(zhì)進(jìn)入密封腔。3、喉部襯套間隙過(guò)大，節(jié)流效果差，當(dāng)密封泄漏，會(huì)造成大量介質(zhì)外泄。當(dāng)密封腔壓力變高、密封結(jié)垢頻繁損壞，應(yīng)按下表間隙標(biāo)準(zhǔn)拆檢調(diào)整口環(huán)和喉部襯套間隙。單位：mm三、機(jī)械密封輔助系統(tǒng)泵類(lèi)口環(huán)直徑殼體口環(huán)與葉輪口環(huán)間隙喉部襯套與軸套間隙冷油泵＜1000.40~0.600.30~0.40≥1000.60~0.700.40~0.50熱油泵＜1000.60~0.800.40~0.60≥1000.80~1.00.60~0.70三、機(jī)械密封輔助系統(tǒng)PointstoNoteforAPIPlan11:API沖洗方案11應(yīng)注意的事項(xiàng)-Useanorificetorestricttheflowrateifthedischargepressureis3barhigherthansealchamberpressure.如果出口壓力高于密封腔壓力3bar，需要用一個(gè)孔限制流量-Useoncleanandlowabrasivesduties用在干凈，含磨石性顆粒少的工礦SealFlushingBy-PassfromDischarge單密封通過(guò)出口進(jìn)行沖洗三、機(jī)械密封輔助系統(tǒng)Recirculationfromsealchamberthroughaflowcontrolorificeandbacktopumpsuction從密封腔里出通過(guò)一個(gè)孔板返回到泵的入口PointstoNoteforAPIPlan13:API沖洗方案13應(yīng)注意的事項(xiàng)-Useanorificetorestricttheflowrateifthesealchamberpressureis3barhigherthansuctionpressure.如果密封腔壓力高于入口壓力3bar，需要用一個(gè)孔板限制流量-handleabrasivesdutybetterthanAPIplan11處理含有磨蝕性顆粒的工況13方案好于11方案-highersealchamberpressuretosuppressvaporisation較高的密封腔壓力可抑制它的汽化三、機(jī)械密封輔助系統(tǒng)+=PointstoNoteforAPIPlan14:API沖洗方案14應(yīng)注意的事項(xiàng)：-Flowbacktosuctionsidewillevacuatevapoursthatmaycollectinsealchamber.-Recommendedforlighthydrocarbonservice.三、機(jī)械密封輔助系統(tǒng)RecirculationfrompumpdischargethroughaflowcontrolorificeandcoolertosealOpenLoopCoolingCircuitCoolingWaterOutlet冷水出口CoolingWaterInlet冷水入口三、機(jī)械密封輔助系統(tǒng)三、機(jī)械密封輔助系統(tǒng)HeatExchanger三、機(jī)械密封輔助系統(tǒng)RecirculationfromapumpingringinthesealchamberthroughcoolerandbacktosealClosedLoopCoolingCircuit沖洗液通過(guò)密封腔中的泵效環(huán)從密封腔中流出經(jīng)過(guò)換熱器，再返回到密封中，形成自封閉循環(huán)。形成封閉的冷卻回路ThroatbushingSuction入口Discharge出口18-24"Ventathighestpointofthepiping排起在管線的最高點(diǎn)CoolingWaterOutlet冷水出口CoolingWaterInlet冷水入口mechanicalsealwithpumpingringHeatexchanger換熱器三、機(jī)械密封輔助系統(tǒng)Recirculationfrompumpdischargethroughacycloneseparatordeliveringcleanfluidtothesealandfluidwithsolidsbacktopumpsuctionline沖洗液從泵出口流出，通過(guò)一旋液別離器，使干凈流體進(jìn)入密封腔，帶有顆粒的流體返回到泵入口處形成封閉循環(huán)CleanoverflowUnderflowInlet三、機(jī)械密封輔助系統(tǒng)SingleSealFlushingfromExternalSource單密封通過(guò)外部來(lái)源進(jìn)行沖洗ThroatBushing三、機(jī)械密封輔助系統(tǒng)Cleanexternalflush三、機(jī)械密封輔助系統(tǒng)RecirculationfrompumpdischargethroughacycloneseparatordeliveringcleanfluidthroughacoolerandthentosealandfluidwithsolidsbacktopumpsuctionlineCoolingWaterOutletCoolingWaterInlet三、機(jī)械密封輔助系統(tǒng)PressureGauge壓力計(jì)LevelGauge水準(zhǔn)儀FillvalveOrificeDrainLevelSwitch(H)電平開(kāi)關(guān)LevelSwitch(L)PressureSwitch壓力開(kāi)關(guān)(NormallyOpen)Ventvalve排氣閥三、機(jī)械密封輔助系統(tǒng)PressureGauge壓力表LevelGauge水準(zhǔn)儀LevelSwitch(L)電平開(kāi)關(guān)VentValve排氣閥

(NormallyClose)通常關(guān)著OrificePressureSwitch壓力操縱開(kāi)關(guān)ExternalPressure外部壓力SourceOne-wayBlockValve

(NormallyOpen)Drain三、機(jī)械密封輔助系統(tǒng)PointstoNoteforAPIPlan62:對(duì)于APIplan62須注意:Thequenchmayberequiredtopreventsolidsfromaccumulatingontheatmosphericsideoftheseal.增加吹掃口以防止在密封大氣側(cè)有顆粒的積累Typicallyusedwithaclose-clearancethrottlebushing.普遍使用節(jié)流襯套SingleSealQuenchfromExternalSource單密封通過(guò)外部急冷三、機(jī)械密封輔助系統(tǒng)e.gsteamquench三、機(jī)械密封輔助系統(tǒng)〔一〕載荷系數(shù)K的計(jì)算K=AeA（d2－d0）２２（d2－d１）２２Ae=π4A=π4（d2－d0）２２（d2－d１）２２K=四、機(jī)械密封的計(jì)算〔二〕端面比壓的計(jì)算Ｆ＝Ｆt+Ｆp－ＦmFP=P1π4（d2－d0）２２（d2－d0）２２（d2－d１）２２K=Fm=Pmπ4（d2－d1）２２Ft=Ptπ4（d2－d1）２２F=Pbπ4（d2－d1）２２Pm＝λP1端面比壓Pb＝Pt+〔K－λ〕P1λ：膜壓系數(shù)≈0.5〔中粘度〕，=0.65～0.75〔低粘度〕，=0.3～0.4〔高粘度〕。四、機(jī)械密封的計(jì)算密封端面的摩擦熱同時(shí)取決于端面比壓和摩擦副線速度。密封端面的性質(zhì)要考慮P、V的乘積，即PV值。PV值過(guò)大：液膜氣化，密封失效，端面嚴(yán)重磨損。因此對(duì)一定摩擦系數(shù)的端面材料組對(duì)，有一許用PV值。P：端面比壓；V=π〔d1＋d2〕n/120×10－3為摩擦副平均線速度。PV＜［PV］?！踩砅V值計(jì)算各種組對(duì)在非平衡型機(jī)械密封中的許用［PV］值〔單位：MPa·m/s〕SiC/硬石墨SiC/SiCWC/硬石墨WC/WCAl2O3/填充PTFEWC/青銅WC/軟石墨Cr2O3噴涂/石墨Stellite/軟石墨252025201.521085四、機(jī)械密封的計(jì)算〔一〕機(jī)械密封的選型

1、密封選型考慮的因素

〔1〕P——機(jī)械密封腔的壓力。根據(jù)壓力確定機(jī)械密封是選用平衡型的密封還是非平衡型。

〔2〕V——機(jī)械密封的線速度。根據(jù)線速度確定機(jī)械密封是靜止型還是選旋轉(zhuǎn)型。

〔3〕T——機(jī)械密封腔的溫度。根據(jù)溫度確定機(jī)械密封是波紋管型的還是彈簧型的以及確定機(jī)械密封輔助密封選什么。

〔4〕完整的機(jī)械密封結(jié)構(gòu)尺寸。〔包括沖洗、背冷及排液開(kāi)孔的軸向及周向位置〕。

〔5〕介質(zhì)的特性——濃度、粘度、腐蝕性、有無(wú)固體顆粒及纖維雜質(zhì)，是否易汽化或結(jié)晶等。

〔6〕主機(jī)工作特點(diǎn)及操作的連續(xù)性。

〔7〕主機(jī)對(duì)密封的泄漏量及泄漏方向的要求。

〔8〕操作及生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性。

五、機(jī)械密封的選用2、根據(jù)P-V-T選型

〔1〕對(duì)于介質(zhì)粘度高、潤(rùn)滑性好的，P≤0.7Mpa或介質(zhì)粘度低、潤(rùn)滑性差，P≤0.5Mpa時(shí)通常選用非平衡型密封，反之選用平衡型密封。

〔2〕當(dāng)V≤25m/s時(shí)可以選用旋轉(zhuǎn)型密封，反之必須選用靜止型密封。

〔3〕機(jī)械密封標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定當(dāng)密封腔的溫度T＞150℃時(shí)屬于高溫通常選金屬波紋管型密封，反之通常選用彈簧

密封?！?〕補(bǔ)償機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)時(shí)易產(chǎn)生質(zhì)量不平衡，同時(shí)消耗攪拌功率，因此，旋轉(zhuǎn)式密封不能用于高速；而靜止式密封可用于高速。但是旋轉(zhuǎn)式密封安裝比較方便。所以，普通的機(jī)械密封大多采用旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)。五、機(jī)械密封的選用3、根據(jù)介質(zhì)選型

〔1〕當(dāng)介質(zhì)的腐蝕性較弱，通常選用內(nèi)置式；當(dāng)介質(zhì)屬于強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)時(shí)，通常選用聚四氟乙烯波紋管或外置式密封。

〔2〕對(duì)于易結(jié)晶、易凝固和高粘度介質(zhì)，應(yīng)該選單彈簧型或彈簧外置型機(jī)械密封。

〔3〕對(duì)于有雜質(zhì)、纖維或固體顆粒的介質(zhì)，應(yīng)該選用硬對(duì)硬的摩擦副組合。

〔4〕對(duì)于易燃、易爆、有素、有害的介質(zhì)，應(yīng)該選用串聯(lián)或雙端面密封。五、機(jī)械密封的選用〔二〕機(jī)械密封材料選擇

1、密封端面材料要求：

〔1〕

機(jī)械強(qiáng)度高,

能耐壓和耐壓力變形;

〔2〕具有耐干磨性、耐高載荷性,

自潤(rùn)滑性好;

〔3〕

配對(duì)材料的磨合性好,

無(wú)過(guò)大的磨損和對(duì)偶腐蝕;

〔4〕

耐磨性好,

壽命長(zhǎng);

〔5〕導(dǎo)熱性和散熱性好;

〔6〕

耐高溫性好;

〔7〕

抗熱裂性好;

〔8〕

耐腐蝕性強(qiáng);

〔9〕

線膨脹系數(shù)小;

〔10〕

氣密性好。常用摩擦副材料：〔1〕碳石墨：是機(jī)械密封的主要耐磨材料之一，碳與石墨都不是五、機(jī)械密封的選用理想的摩擦副材料，以碳為主體參加定量石墨粘結(jié)煅燒，成為碳—石墨，根據(jù)參加的石墨多少，可分為軟、中、硬三種，石墨越多，越軟。由于燒結(jié)過(guò)程中，局部粘結(jié)劑揮發(fā)，導(dǎo)致制品中產(chǎn)生微孔，在帶壓介質(zhì)中，介質(zhì)通過(guò)氣孔而產(chǎn)生“冒汗〞現(xiàn)象，可通過(guò)浸漬樹(shù)脂或金屬以防止這種現(xiàn)象，并且材料的物理性能有所改變。碳石墨的耐磨性優(yōu)于石墨，導(dǎo)熱性介于石墨與碳之間〔石墨的導(dǎo)熱性與可與金屬相當(dāng)，介于鋁和碳鋼之間，碳的導(dǎo)熱性只有石墨的1/100〕，碳石墨的導(dǎo)熱性在石墨與碳之間?！?〕聚四氟乙烯：純聚四氟乙烯韌性與彈性較好，可做V形圈及波紋管等。但它不耐磨，故需要在其中參加填充料，以制作動(dòng)、靜環(huán)及其他耐磨零件?！?〕氧化鋁：陶瓷硬度較高，耐腐蝕和磨損，并耐受一定的溫度，是制作動(dòng)靜環(huán)較為理想的材料。但是，硬度高，脆性大，機(jī)加工困難，使用不當(dāng)會(huì)開(kāi)裂。氧化鋁陶瓷主要有含氧化鋁99%和95%，簡(jiǎn)稱為99陶瓷/95陶瓷。陶瓷中參加一定的金屬粉，可以改善抗震性和脆性，但耐腐蝕性能有所下降。五、機(jī)械密封的選用〔4〕碳化硅：黑色，類(lèi)似石墨外觀，有自潤(rùn)滑]性，摩擦系數(shù)約為硬質(zhì)合金的1/2，耐磨性優(yōu)于氧化鋁、氮化硼、碳化物，與石墨組成摩擦副，其耐磨性能更好。其硬度高，耐熱性好，耐腐蝕尤其耐堿性能在陶瓷中居首。與其他硬質(zhì)材料相比，它的摩擦系數(shù)極低。〔5〕硬質(zhì)合金：以硬質(zhì)合金為摩擦副的應(yīng)用很廣，常用的硬質(zhì)合金以WC為硬質(zhì)項(xiàng)，以Co為粘結(jié)項(xiàng)燒結(jié)而成，成為碳化鎢。耐磨性、導(dǎo)熱性明顯高于高速鋼。線脹系數(shù)小，耐蝕性能好。常用的摩擦副材料牌號(hào)YG6為WC含量94％和Co含量6％的碳化鎢硬質(zhì)合金?！?〕另外，鋼結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金，高硅鑄鐵，鉻鋼，鉻鎳鋼以及堆焊硬質(zhì)合金、噴涂陶瓷等也有應(yīng)用。五、機(jī)械密封的選用2、輔助密封材料要求：

〔1〕

材料致密性好，不易泄漏介質(zhì)；

〔2〕

有適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度和硬度；

〔3

〕壓縮性和回彈性好，永久變形小；

〔4

〕高溫下不軟化，不分解，低溫下不硬化，不脆裂；

〔5

〕抗腐蝕性能好，在酸，堿，油等介質(zhì)中能長(zhǎng)期工作，其體積和硬度變化小，且不粘附在金屬外表上；

〔6〕

摩擦系數(shù)小，耐磨性好；

〔7〕

具有與密封面結(jié)合的柔軟性；

〔8

〕耐老化性好，經(jīng)久耐用；

〔9〕

加工制造方便，價(jià)格廉價(jià)，取材容易。

橡膠是最常用的密封材料。除橡膠外，適合于做密封材料的還有石墨等，聚四氟乙烯以及各種密封膠等。五、機(jī)械密封的選用3、其它金屬材料要求：〔1〕與介質(zhì)接觸的金屬件，其材料耐腐蝕等級(jí)不得低于泵的材料等級(jí)；〔2〕密封上的螺紋連接件材料必須為奧氏體不銹鋼或更高耐蝕材料，〔3〕彈簧材料必須為奧氏體不銹鋼或更高耐蝕材料?！?〕焊接金屬波紋管材料為316L或AM350或INCONEL718。4、密封元件材料使用溫度限〔1〕摩擦副的溫度限+260+200+400+180+280+220+200溫度限（℃）浸銻石墨浸鉛石墨浸銅碳石墨浸巴氏合金碳石墨浸酚環(huán)氧脂碳石墨浸呋喃樹(shù)脂碳石墨浸酚醛樹(shù)脂碳石墨材料碳石墨的溫度限五、機(jī)械密封的選用+400+288+120+400+232+117溫度限（℃）鑲嵌碳化鎢（17-4PH）鑲嵌碳化鎢（C-耐蝕鎳基合金）鑲嵌碳化鎢（不銹鋼）整體碳化鎢整體鑄造斯太利特（鎢鉻鈷）硬質(zhì)合金堆焊斯太利特（鎢鉻鈷）硬質(zhì)合金材料金屬、陶瓷和非金屬等的溫度限+71+177+177+177+427+371溫度限（℃）填充玻璃聚四氟乙烯表面鍍鉻陶瓷青銅碳化硅硅化石墨材料五、機(jī)械密封的選用〔2〕輔助密封的溫度限-100~+250-100~+250-18~+204-65~+230-40~+130-40~+100（低丙烯晴）-30~+120（中丙烯晴）-20~+120（高丙烯晴）溫度限（℃）聚四氟乙烯氟硅橡膠氟橡膠硅橡膠氯丁橡膠丁晴橡膠材料

-40~+177+400-18~+280+325+400溫度限（℃）聚四氟乙烯包橡膠膨脹石墨全氟橡膠氟橡膠+石棉聚四氟乙烯+石棉材料〔3〕金屬元件溫度限400+200+275+200+120溫度限（℃）鎳鉻鈦合金鎳銅合金18-8不銹鋼硬拔碳鋼琴鋼絲材料五、機(jī)械密封的選用

〔一〕安裝前對(duì)設(shè)備的檢查

1、工況相符合。

2、應(yīng)確保系統(tǒng)已經(jīng)關(guān)閉，并處于無(wú)壓及冷卻狀態(tài)。

3、確認(rèn)機(jī)械密封的型號(hào)及設(shè)備型號(hào)及位號(hào)，以確保機(jī)械密封的工作參數(shù)和應(yīng)用。對(duì)于單端面機(jī)械密封的維修，在撤除軸套前應(yīng)測(cè)量其相對(duì)位置尺寸并記錄，以確保機(jī)械密封壓縮量的準(zhǔn)確調(diào)整。

機(jī)械密封運(yùn)行的好壞及壽命的長(zhǎng)短較大程度上取決于設(shè)備自身的條件，因此在安裝機(jī)械密封前，仔細(xì)對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查將會(huì)降低密封失效的可能及維修的費(fèi)用。對(duì)設(shè)備須從以下幾個(gè)方面進(jìn)行檢查：

1、密封腔孔徑及深度尺寸應(yīng)該與密封組裝圖上尺寸一致，一般偏差為±0.13mm；軸或軸套的尺寸偏差為±0.03mm或±0.00mm－0.05。軸的軸向竄量檢查，總的軸向竄量不能超過(guò)0.5mm；軸的徑向跳動(dòng)檢查，軸的徑向跳動(dòng)一般小于0.05mm。徑向跳動(dòng)過(guò)大，有可能造成軸或軸套的磨損；密封面之間泄漏量增加；設(shè)備的振動(dòng)加劇從而降低密封的壽命。

六、機(jī)械密封的使用

2、軸的彎曲度檢查。軸的最大彎曲度應(yīng)小于0.07mm。密封腔外表的跳動(dòng)檢查，密封腔與壓蓋連接面的跳動(dòng)不能超過(guò)0.13mm。密封腔外表如與軸不垂直，有可能造成機(jī)械密封一系列的故障。因?yàn)槊芊鈮荷w是靠螺栓固定在泵體上的，連接面跳動(dòng)過(guò)大，造成壓蓋安裝傾斜，依次造成密封靜環(huán)傾斜，從而導(dǎo)致整個(gè)密封不正常晃動(dòng)，這是產(chǎn)生微振磨損的主要原因，另外機(jī)械密封與軸或軸套的輔助密封磨損也將加劇，再有就是密封的不正?；蝿?dòng)也將造成金屬波紋管或傳動(dòng)銷(xiāo)的磨損和疲勞，導(dǎo)致密封的過(guò)早失效。

3、密封腔孔與軸的對(duì)中檢查，不對(duì)中度應(yīng)小于0.13mm。密封腔孔與軸不對(duì)中，將會(huì)影響密封面之間的動(dòng)載荷，從而縮短密封的運(yùn)轉(zhuǎn)壽命。調(diào)整該對(duì)中度，可通過(guò)調(diào)整泵頭與軸承架之間的墊片或?qū)υ摻佑|面重新加工，來(lái)獲得較好的對(duì)中度?！捕嘲惭b前對(duì)密封的檢查

無(wú)論是新?lián)Q的機(jī)械密封，還是修復(fù)的密封，在安裝前均需仔細(xì)檢查以下各項(xiàng)：檢查所有的部件，部件須干凈無(wú)垢，尤其是動(dòng)靜環(huán)的密封面；檢查密封的轉(zhuǎn)動(dòng)部件，傳動(dòng)銷(xiāo)及彈簧銷(xiāo)等均動(dòng)作自如；檢查轉(zhuǎn)動(dòng)部件的定位螺絲，定位螺絲應(yīng)松緊自如，舊的應(yīng)更換；根據(jù)密封安裝圖仔細(xì)檢查全部輔助密封圈的厚度，厚度不適宜將會(huì)影響密封的正確定位及施加于密封面上的彈簧載荷；檢查所有的旋轉(zhuǎn)部件與軸或軸套配適宜當(dāng)；檢查動(dòng)靜環(huán)密封面，不能有任何刻痕或劃傷，任何一點(diǎn)細(xì)微的損傷都有可能造成密封面泄漏。六、機(jī)械密封的使用〔三〕裝有機(jī)械密封的設(shè)備啟動(dòng)、操作和使用

正確的操作和使用對(duì)于機(jī)械密封的壽命影響也至關(guān)重要，一般說(shuō)來(lái)，以下本卷須知適用于大多數(shù)機(jī)械密封的正確使用。

1、大多數(shù)機(jī)械密封設(shè)計(jì)時(shí)都是考慮在液態(tài)的環(huán)境中工作，因此開(kāi)車(chē)以前密封面就必須浸在液體之中，干運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)嚴(yán)重破壞密封面，影響密封的使用和壽命。

2、與設(shè)備相連的管道系統(tǒng)也必須清理干凈，該系統(tǒng)的雜物如不及時(shí)清理干凈，長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)后，雜物有可能進(jìn)入密封中，從而影響密封的壽命。新設(shè)備密封的提前失效大多數(shù)是由于這種原因造成的。因此新設(shè)備開(kāi)車(chē)前在進(jìn)口設(shè)置過(guò)濾器很有必要。

3、翻開(kāi)冷卻或沖洗系統(tǒng)，無(wú)論設(shè)備是否運(yùn)轉(zhuǎn)，最好不要切斷冷卻或沖洗系統(tǒng)，尤其是在設(shè)備輸送的是熱的介質(zhì)或介質(zhì)冷卻后有可能結(jié)晶的情況下。

4、對(duì)于新安裝的設(shè)備，在第一次運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，開(kāi)始有可能發(fā)生輕微的泄漏，這是正?，F(xiàn)象，隨著密封的磨合，泄漏量會(huì)減少直至不泄漏。但如果持續(xù)時(shí)間的泄漏，應(yīng)進(jìn)行檢修。

5、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的好壞也是影響密封壽命的一個(gè)關(guān)鍵因素。泵的汽蝕、抽空不但影響泵的性能，也會(huì)對(duì)密封產(chǎn)生不利的影響。汽蝕、抽空會(huì)造成軸的不正常振動(dòng)和擺動(dòng)，使軸承損壞，破壞密封面之間形成的液膜造成干磨，甚至把波紋管拉裂，靜環(huán)脫離防轉(zhuǎn)銷(xiāo)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)靜環(huán)崩裂，最終導(dǎo)致密封失效。六、機(jī)械密封的使用六、機(jī)械密封的使用〔16〕泵啟動(dòng)后假設(shè)有輕微泄漏現(xiàn)象，應(yīng)觀察一段時(shí)間。如連續(xù)運(yùn)行4小時(shí)，泄漏量仍不減小，那么應(yīng)停泵檢查。

〔17〕泵的操作壓力應(yīng)平穩(wěn)，壓力波動(dòng)不大于1公斤/平方厘米。

〔18〕泵在運(yùn)轉(zhuǎn)中，應(yīng)防止發(fā)生抽空現(xiàn)象，以免造成密封面干摩擦及密封破壞。

〔19〕密封情況要經(jīng)常檢查。運(yùn)轉(zhuǎn)中，當(dāng)其泄漏超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，重質(zhì)油不大于5滴/分，輕質(zhì)油不大于10滴/分，如2-3日內(nèi)仍無(wú)好轉(zhuǎn)趨勢(shì)，那么應(yīng)停泵檢查密封。

〔四〕機(jī)械密封的檢修

機(jī)械密封的檢修無(wú)須特別的工具和材料，一般來(lái)說(shuō)檢修機(jī)械密封須備有如下工具和材料：

1、白布和軟紙：在機(jī)械密封的檢修和安裝過(guò)程中，干凈是一個(gè)最根本的也是最關(guān)鍵的條件，檢修機(jī)械密封時(shí)，一般不允許帶手套作業(yè)。

2、干凈的潤(rùn)滑油：機(jī)械密封的所有輔助密封，與之接觸部位均有一薄層油膜，因此安裝輔助密封時(shí)需在輔助密封上涂上薄薄的一層干凈的潤(rùn)滑油。選用的潤(rùn)滑油應(yīng)與介質(zhì)或密封液相溶，但不能溶解輔助密封材質(zhì)，所有與軸或軸套接觸的部件，安裝時(shí)最好也涂上少量的潤(rùn)滑油。

3、研磨機(jī)或研磨平板及研磨用的金剛砂磨料。

4、緊固定位螺絲用的內(nèi)六角扳手。一般機(jī)構(gòu)密封用的定位螺絲均為不銹鋼材質(zhì)，不適宜的工具有可能損壞螺絲，從而不能很好地緊固動(dòng)環(huán)座。

六、機(jī)械密封的使用〔五〕拆裝及檢修本卷須知

1、要十分注意防止安裝中所產(chǎn)生的安裝偏差，〔1〕上緊壓蓋應(yīng)在聯(lián)軸器找正后進(jìn)行，螺栓應(yīng)均勻上緊，防止壓蓋端面偏斜。〔2〕檢查壓蓋與軸或軸套外徑的配合間隙〔即同心度〕，四周要均勻。

2、彈簧壓縮量要按規(guī)定進(jìn)行，不允許有過(guò)大或過(guò)小現(xiàn)象，要求誤差1.00毫米。過(guò)大會(huì)增加端面比壓，加速端面磨損。過(guò)小會(huì)造成比壓缺乏而不能起到密封作用。

3、旋轉(zhuǎn)型密封.動(dòng)環(huán)安裝后應(yīng)保證能在軸上靈活移動(dòng)，將動(dòng)環(huán)壓向彈簧后應(yīng)能自動(dòng)彈回來(lái)。

4、在拆卸機(jī)械密封時(shí)要仔細(xì)，嚴(yán)禁動(dòng)用手錘和扁鏟，以免損壞密封元件?？勺鲆粚?duì)鋼絲勾子，伸入傳動(dòng)座缺口處，將密封裝置拉出。如果結(jié)垢拆卸不下時(shí)，應(yīng)清洗干凈后再進(jìn)行拆卸。

5、如果在泵兩端都用機(jī)械密封時(shí)，在裝配，拆卸過(guò)程中互相照顧，防止顧此失彼。

6、對(duì)運(yùn)行過(guò)的機(jī)械密封，凡有壓蓋松動(dòng)使密封發(fā)生移動(dòng)的情況，那么動(dòng)靜環(huán)零件必須更換，不應(yīng)重新上緊繼續(xù)使用。因?yàn)檫@樣移動(dòng)后，摩擦副原來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡會(huì)發(fā)生變動(dòng)，接觸面的密封性就很容易遭到破壞。7、安裝后用手盤(pán)動(dòng)轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸應(yīng)無(wú)輕重感覺(jué)；

六、機(jī)械密封的使用七、機(jī)械密封的失效分析機(jī)械密封種類(lèi)繁多，型號(hào)各異，但泄漏點(diǎn)主要有六處：

1、動(dòng)、靜環(huán)間泄漏；2、軸套與軸間的泄漏；

3、動(dòng)環(huán)與軸套間的泄漏；

4、靜環(huán)與靜環(huán)座間的泄漏；

5、密封壓蓋與泵體間的泄漏；6、動(dòng)、靜環(huán)鑲嵌結(jié)構(gòu)配合處泄漏。

一般來(lái)說(shuō)，軸套外伸的軸間、密封壓蓋與泵體間的泄漏比較容易發(fā)現(xiàn)和解決，但需細(xì)致觀察，特別是當(dāng)工作介質(zhì)為液化氣體或高壓、有毒有害氣體時(shí)，相對(duì)困難些。其余的泄漏直觀上很難辯別和判斷，須在長(zhǎng)期管理、維修實(shí)踐的根底上，對(duì)泄漏病癥進(jìn)行觀察、分析、研判，才能得出正確結(jié)論。七、機(jī)械密封的失效分析

〔三〕故障檢查

1、收集整套密封元件。

2、檢查磨損痕跡

〔1〕磨痕變寬：說(shuō)明電機(jī)與泵嚴(yán)重不對(duì)中：

原因：〔a〕軸承損壞

〔b〕軸抖動(dòng)或軸變形

〔c〕軸彎曲

〔d〕泵氣蝕產(chǎn)生振動(dòng)。〔e〕聯(lián)軸器未對(duì)中

〔f〕管線應(yīng)力

〔g〕密封靜壞傾斜。

〔2〕磨痕變窄：說(shuō)明密封超壓，密封設(shè)計(jì)有誤，選高壓或高溫機(jī)封。

〔3〕無(wú)磨痕：可能是靜環(huán)與動(dòng)環(huán)一起旋轉(zhuǎn)。

〔4〕無(wú)磨痕但有亮點(diǎn)：超壓或外表粗糙或是壓蓋壓不均勻。

3、檢查密封面

(1)斷裂：一般發(fā)生在陶瓷環(huán)上.高溫拒用陶瓷〔150°C〕

〔2〕硬密封面深痕:因?yàn)楣腆w顆粒會(huì)埋入軟密封面內(nèi)并生成磨削性結(jié)晶體磨削硬密封面。

4、傳動(dòng)件磨損：軸套傳動(dòng)鍵的磨損。

5、檢查彈性元件

〔1〕彈簧和波紋管斷裂。七、機(jī)械密封的失效分析〔2〕彈簧卡住。

〔3〕

彈性體斷裂、硬化或損壞。

6、檢查磨擦碰撞情況。

〔四〕故障分析和判斷

機(jī)械密封開(kāi)始出現(xiàn)大量泄漏，說(shuō)明密封已經(jīng)失效。常見(jiàn)的非正常失效原因一般有以下幾點(diǎn)：

1、在安裝之間，選用的密封部件有問(wèn)題。這包括部件未處理干凈，部件有破損〔劃痕或裂縫〕或是其它原因。

2、密封安裝不正確，這主要指密封定位設(shè)置不正確。

3、密封選用不正確，包括密封主體或密封環(huán)材質(zhì)選用不當(dāng)，設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有綜合考慮好壓力、溫度、轉(zhuǎn)速以及流體特性等各方面的因素。

4、操作失誤。設(shè)備啟動(dòng)時(shí)密封液的壓力缺乏、密封干運(yùn)轉(zhuǎn)或是密封輔助系統(tǒng)未投入運(yùn)行。

5、密封腔有雜物。有可能是安裝時(shí)帶進(jìn)去雜物或是輔助系統(tǒng)處理不干凈。

6、設(shè)備本身運(yùn)轉(zhuǎn)不良導(dǎo)致密封失效。軸的串量、擺動(dòng)或是振動(dòng)過(guò)大。

機(jī)械密封一旦出現(xiàn)故障泄漏時(shí)，不能立即停車(chē)檢修，當(dāng)設(shè)備還在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，相關(guān)人員就應(yīng)立即到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查，仔細(xì)觀察設(shè)備的工況，輔助系統(tǒng)七、機(jī)械密封的失效分析的壓力流量，泄漏部位以及設(shè)備振動(dòng)情況等各方面因素，以便于分析失效的原因?！参濉车湫托孤┰蚍治黾芭袛?/p>

1．安裝靜試時(shí)泄漏。a)機(jī)械密封安裝調(diào)試好后，一般要進(jìn)行靜試，觀察泄漏量。如泄漏量較小，多為動(dòng)環(huán)或靜環(huán)密封圈存在問(wèn)題；b)泄漏量較大時(shí)，那么說(shuō)明動(dòng)、靜環(huán)摩擦副間存在問(wèn)題。在初步觀察泄漏量、判斷泄漏部位的根底上，再手動(dòng)盤(pán)車(chē)觀察，假設(shè)泄漏量無(wú)明顯變化那么靜、動(dòng)環(huán)密封圈有問(wèn)題；c)如盤(pán)車(chē)時(shí)泄漏量有明顯變化那么可斷定是動(dòng)、靜環(huán)摩擦副存在問(wèn)題；d)如泄漏介質(zhì)沿軸向噴射，那么動(dòng)環(huán)密封圈存在問(wèn)題居多，泄漏介質(zhì)向四周?chē)娚浠驈乃鋮s孔中漏出，那么多為靜環(huán)密封圈失效。e〕其它原因：動(dòng)、靜環(huán)V形密封圈方向裝反，或安裝時(shí)反邊；緊定螺釘未擰緊，彈簧座后退。軸套處泄漏，密封圈未裝或壓緊不夠；如用手轉(zhuǎn)動(dòng)軸泄漏方向性那么有如下原因：彈簧力不均勻，單彈簧不垂直，多彈簧長(zhǎng)短不一或個(gè)數(shù)少；密封腔端面與軸垂直不夠。此外，泄漏通道也可同時(shí)存在，但一般有主次區(qū)別，只要觀察細(xì)致，熟悉結(jié)構(gòu)，一定能正確判斷。

七、機(jī)械密封的失效分析2、試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)的泄漏。泵用機(jī)械密封經(jīng)過(guò)靜試后，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，會(huì)抑制介質(zhì)的泄漏。因此，試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)械密封泄漏在排除軸間及端蓋密封失效后，根本上都是由于動(dòng)、靜環(huán)摩擦副受破壞所致。引起摩擦副密封失效的因素主要有：

a)操作中，因抽空、氣蝕、憋壓等異?，F(xiàn)象，引起較大的軸向力，使動(dòng)、靜環(huán)接觸面別離；

b)對(duì)安裝機(jī)械密封時(shí)壓縮量過(guò)大，導(dǎo)致摩擦副端面嚴(yán)重磨損、擦傷；

c)動(dòng)環(huán)密封圈過(guò)緊，彈簧無(wú)法調(diào)整動(dòng)環(huán)的軸向浮動(dòng)量；

d)靜環(huán)密封圈過(guò)松，當(dāng)動(dòng)環(huán)軸向浮動(dòng)時(shí)，靜環(huán)脫離靜環(huán)座；

e)工作介質(zhì)中有顆粒狀物質(zhì)，運(yùn)轉(zhuǎn)中進(jìn)人摩擦副，探傷動(dòng)、靜環(huán)密封端面；

f)設(shè)計(jì)選型有誤，密封端面比壓偏低或密封材質(zhì)冷縮性較大等。上述現(xiàn)象在試運(yùn)轉(zhuǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)，有時(shí)可以通過(guò)適當(dāng)調(diào)整靜環(huán)座等予以消除，但多數(shù)需要重新拆裝，更換密封。3．正常運(yùn)轉(zhuǎn)中突然泄漏。離心泵在運(yùn)轉(zhuǎn)中突然泄漏少數(shù)是因正常磨損或已到達(dá)使用壽命，而大多數(shù)是由于工況變化較大或操作、維護(hù)不當(dāng)引起的。

a)抽空、氣蝕或較長(zhǎng)時(shí)間憋壓，導(dǎo)致密封破壞；

七、機(jī)械密封的失效分析七、機(jī)械密封的失效分析〔六〕其它引起密封失效的原因

1.腐蝕失效

機(jī)械密封因腐蝕引起的失效為數(shù)不少，常見(jiàn)的腐蝕類(lèi)型有如下幾種。

〔1〕外表腐蝕

由于腐蝕介質(zhì)的侵蝕作用，機(jī)械密封件會(huì)發(fā)生外表腐蝕，嚴(yán)重時(shí)也可發(fā)生腐蝕穿孔，彈簧件更為明顯，采用不銹鋼材料，可減輕外表腐蝕。

〔2〕點(diǎn)腐蝕

彈簧套常出現(xiàn)大面積點(diǎn)蝕或區(qū)域性點(diǎn)蝕，有的導(dǎo)致穿孔，此類(lèi)局部腐蝕對(duì)密封使用尚不會(huì)造成很?chē)?yán)重的后果，不過(guò)大修時(shí)也應(yīng)予更換。

〔3〕晶間腐蝕

碳化鎢環(huán)不銹鋼環(huán)座以銅焊連接，使用中不銹鋼座易發(fā)生晶間腐蝕，為克服敏化的影響，不銹鋼應(yīng)進(jìn)行固溶處理。

〔4〕應(yīng)力腐蝕破裂

金屬焊接波紋管、彈簧等在應(yīng)力與介質(zhì)腐蝕的共同作用下，往往會(huì)發(fā)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〕縫隙腐蝕七、機(jī)械密封的失效分析

動(dòng)環(huán)的內(nèi)孔與軸套外表之間、螺釘與螺孔之間，O形環(huán)與軸套之間，由于間隙內(nèi)外介質(zhì)濃度之差而導(dǎo)致縫隙腐蝕，此外陶瓷鑲環(huán)與金屬環(huán)座間也會(huì)發(fā)生縫隙腐蝕，一般在軸套外表噴涂陶瓷，鑲環(huán)處外表涂以黏結(jié)劑以減輕縫隙腐蝕。

〔6〕電化學(xué)腐蝕

異種金屬在介質(zhì)中往往引起電化學(xué)腐蝕，它使鑲環(huán)松動(dòng)，影響密封，一般亦采取在鑲接處涂黏結(jié)劑的方法予以克服。(7)石墨環(huán)腐蝕。

用樹(shù)脂浸漬的不透性石墨環(huán)，它的腐蝕有三個(gè)原因：一是當(dāng)端面過(guò)熱，溫度大于180oC時(shí)，浸漬的樹(shù)脂要折離石墨環(huán)，使環(huán)耐磨性下降；二是浸漬的樹(shù)脂假設(shè)選擇不當(dāng)，就會(huì)在介質(zhì)中發(fā)生化學(xué)變化，也使耐磨性下降；三是樹(shù)脂浸漬深度不夠，當(dāng)磨去浸漬層后，耐磨性下降。所以密封冷卻系統(tǒng)的建立，選擇耐蝕的浸漬樹(shù)脂，采用高壓浸漬，增加浸漬深度是非常必要的。

(8)石墨環(huán)的氧化。

在氧化性的介質(zhì)中，端面在干摩擦或冷卻不良時(shí)，產(chǎn)生350～40o℃

的溫度能使石墨環(huán)與氧發(fā)生反響，產(chǎn)生CO，氣體，可使端面變粗糙，甚至破裂。非金屬環(huán)在化學(xué)介質(zhì)和應(yīng)力的同時(shí)作用下，也會(huì)破裂。七、機(jī)械密封的失效分析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(zhì)進(jìn)入密封面、抽空等，會(huì)導(dǎo)致環(huán)外表出現(xiàn)徑向裂紋，從而使對(duì)偶環(huán)急劇磨損，密封面泄漏迅速增加。碳化鎢環(huán)熱裂現(xiàn)象較常見(jiàn)。

〔2〕發(fā)泡、炭化

使用中如石墨環(huán)超過(guò)許用溫度，那么其外表會(huì)析出樹(shù)脂，摩擦面附近樹(shù)脂會(huì)發(fā)生炭化，當(dāng)有黏結(jié)劑時(shí)，又會(huì)發(fā)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(guò)許用溫度繼續(xù)使用，將迅速老化、龜裂、變硬失彈。如是有機(jī)介質(zhì)那么溶脹失彈，這些均導(dǎo)致密封失效。

凡因熱損引起密封失效，關(guān)鍵在于盡量降低摩擦熱，改善散熱，使密封面處不發(fā)生溫度劇變。

3.磨損失效

摩擦副假設(shè)用材耐磨性差、摩擦因數(shù)大、端面比壓〔包括彈簧比壓〕過(guò)大、密封面進(jìn)入固體顆粒等均會(huì)使密封面磨損過(guò)快而引起密封失效。采用平衡型機(jī)械密封以減少端面比壓及安裝中適當(dāng)減少?gòu)椈蓧毫?，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七、機(jī)械密封的失效分析磨損。按耐磨次序材料排列為碳化鎢-碳石墨、硬質(zhì)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(zhì)合金-碳石墨。4.設(shè)備或缺陷a)軸向力偏大

機(jī)械密封在使用過(guò)程中是不能夠承受軸向力的，假設(shè)存在軸向力，對(duì)機(jī)械密封的影響是嚴(yán)重的。

有時(shí)由于泵的軸向力平衡機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理及制造、安裝、使用等方面的原因，造成軸向力沒(méi)有被平衡掉。機(jī)械密封承受一個(gè)軸向力，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)密封壓蓋溫度將偏高，對(duì)于聚丙烯類(lèi)的介質(zhì)，在高溫下會(huì)被熔融，因此泵啟動(dòng)后很快就失去密封效果，泵靜止時(shí)那么密封端面出現(xiàn)間斷的噴漏現(xiàn)象。b)泵軸的撓度偏大

機(jī)械密封又稱端面密封，是一種旋轉(zhuǎn)軸向的接觸式動(dòng)密封，它是在流體介質(zhì)和彈性元件的作用下，兩個(gè)垂直于軸心線的密封端面緊密貼合、相對(duì)旋轉(zhuǎn)，從而到達(dá)密封效果，因此要求兩個(gè)密封之間要受力均勻。c)泵汽蝕的原因

由于裝置系統(tǒng)操作不合理以及泵進(jìn)口汽蝕性能不好、泵的轉(zhuǎn)速偏高，在泵的入口處發(fā)生局部汽蝕，汽蝕發(fā)生后，水中會(huì)有氣泡，它一方面會(huì)沖擊機(jī)械密封面的外外表，使其外表出現(xiàn)破損；

另一方面會(huì)使動(dòng)靜環(huán)的吻合面的流動(dòng)膜中也含有氣泡，不能形成穩(wěn)定的流動(dòng)膜，造成動(dòng)靜環(huán)的吻合面的干摩擦，使機(jī)械密封裝置損壞。七、機(jī)械密封的失效分析〔七〕局部故障解決措施1、動(dòng)、靜環(huán)摩擦面上出現(xiàn)劃痕和不平整時(shí)，可進(jìn)行重新研磨、拋光修復(fù)。

2、當(dāng)出現(xiàn)下述情況時(shí)須更換新件：動(dòng)、靜環(huán)摩擦面上出現(xiàn)裂紋或磨損嚴(yán)重；彈簧銹蝕、斷裂或彈力缺乏；軸套磨損較大或出現(xiàn)溝痕；O形密封環(huán)每次檢修都應(yīng)該更換

3、轉(zhuǎn)子組件軸向竄動(dòng)量太大。處理方法：調(diào)整推力軸承，使軸的竄動(dòng)量不大于0.25mm。

4、轉(zhuǎn)子組件周期性振動(dòng)。處理方法：找出原因并予以消除。

5、密封腔內(nèi)壓力經(jīng)常大幅度變化。處理方法：穩(wěn)定工藝條件6、消除泵進(jìn)口汽蝕的措施

(1)

提高泵的汽蝕性能水平，滿足現(xiàn)場(chǎng)裝置的汽蝕性能的要求。

(2)

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)裝置的要求要與泵汽蝕性能水平匹配。

(3)

現(xiàn)場(chǎng)安裝和工況調(diào)節(jié)要給泵創(chuàng)造有利的條件。7、消除泵振動(dòng)的措施七、機(jī)械密封的失效分析(3)

泵、電機(jī)、底座、現(xiàn)場(chǎng)管路等輔助設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，要嚴(yán)格把關(guān)，消除振動(dòng)源。

(4)

現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)、操作、維修、調(diào)節(jié)時(shí)，嚴(yán)格把關(guān)，消除振動(dòng)源?！舶恕硻C(jī)械密封檢修中的幾個(gè)誤區(qū)

1．彈簧壓縮量越大密封效果越好。其實(shí)不然，彈簧壓縮量過(guò)大，可導(dǎo)致摩擦副急劇磨損，瞬間燒損；過(guò)度的壓縮使彈簧失去調(diào)節(jié)動(dòng)環(huán)端面的能力，導(dǎo)致密封失效。

2．動(dòng)環(huán)密封圈越緊越好。其實(shí)動(dòng)環(huán)密封圈過(guò)緊有害無(wú)益。一是加劇密封圈與軸套間的磨損，過(guò)早泄漏；二是增大了動(dòng)環(huán)軸向調(diào)整、移動(dòng)的阻力，在工況變化頻繁時(shí)無(wú)法適時(shí)進(jìn)行調(diào)整；三是彈簧過(guò)度疲勞易損壞；四是使動(dòng)環(huán)密封圈變形，影響密封效果。

3．靜環(huán)密封圈越緊越好。靜環(huán)密封圈根本處于靜止?fàn)顟B(tài)，相對(duì)較緊密封效果會(huì)好些，但過(guò)緊也是有害的。一是引起靜環(huán)密封因過(guò)度變形，影響密封效果；二是靜環(huán)材質(zhì)以石墨居多，一般較脆，過(guò)度受力極易引起碎裂；三是安裝、拆卸困難，極易損壞靜環(huán)。

七、機(jī)械密封的失效分析4．葉輪鎖母越緊越好。機(jī)械密封泄漏中，軸套與軸之間的泄漏〔軸間泄漏〕是比較常見(jiàn)的。一般認(rèn)為，軸間泄漏就是葉輪鎖母沒(méi)鎖緊，其實(shí)導(dǎo)致軸間泄漏的因素較多，如軸間墊失效，偏移，軸間內(nèi)有雜質(zhì)，軸與軸套配合處有較大的形位誤差，接觸面破壞，軸上各部件間有間隙，軸頭螺紋過(guò)長(zhǎng)等都會(huì)導(dǎo)致軸間泄漏。鎖母鎖緊過(guò)度只會(huì)導(dǎo)致軸間墊過(guò)早失效，相反適度鎖緊鎖母，使軸間墊始終保持一定的壓縮彈性，在運(yùn)轉(zhuǎn)中鎖母會(huì)自動(dòng)適時(shí)鎖緊，使軸間始終處于良好的密封狀態(tài)。

七、機(jī)械密封的失效分析〔一〕運(yùn)行維護(hù)要點(diǎn)1、泵開(kāi)啟前必須預(yù)熱，升溫或降溫速度不大于50℃/h，15分鐘按運(yùn)行方向盤(pán)車(chē)一次，如有明顯卡澀應(yīng)降低升溫速度等預(yù)熱均勻再盤(pán)。防止軸受熱不均勻彎曲，防止葉輪、殼體等零件受熱不均變形開(kāi)裂，特別是如高鉻鑄鐵等材料制成的零件，硬度高、耐磨，但受熱不均勻容易變形開(kāi)裂。如油漿泵內(nèi)件就是采用了硬度高、耐磨的材料。同時(shí)容易造成動(dòng)靜密封點(diǎn)受熱不均發(fā)生泄漏。2、冷卻水流量大小以冷卻效果來(lái)調(diào)整，通過(guò)測(cè)定密封壓蓋、冷卻腔蓋的溫度與泵體溫度比照，檢查冷卻效果，如果冷卻效果差，應(yīng)考慮清理冷卻系統(tǒng)。冷卻水一般冷卻軸承箱、密封腔、泵座、潤(rùn)滑油、密封自沖洗油等：冷卻軸承箱和潤(rùn)滑油可以降低軸承溫度，防止?jié)櫥蜏囟冗^(guò)高，粘度降低，保證潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑性；冷卻密封腔和密封自沖洗油可以降低密封腔內(nèi)液體溫度過(guò)高汽化，造成動(dòng)靜環(huán)摩擦副間不能形成液膜，同時(shí)減少介質(zhì)熱傳到軸承箱；冷卻泵座可以防止泵座溫度過(guò)高變軟、變形，造成泵振動(dòng)。曾出現(xiàn)過(guò)，因冷卻水不通，泵在預(yù)熱狀態(tài)軸承箱溫度就到達(dá)67℃，比正常運(yùn)轉(zhuǎn)的軸承箱溫度還要高。八、機(jī)械密封的維護(hù)要點(diǎn)3、密封反面急冷水調(diào)整，以排空水連續(xù)急速向下為準(zhǔn)，不宜四周飛濺，不能燙手或呈蒸汽。密封反面采用急冷蒸汽時(shí)，開(kāi)度以壓蓋四周出現(xiàn)明顯蒸汽并有輕微響聲為好，不能停用急冷蒸汽或開(kāi)了看不見(jiàn)蒸汽出來(lái)。急冷水和急冷蒸汽主要作用是冷卻動(dòng)靜環(huán)內(nèi)外表，防止小漏出來(lái)的介質(zhì)自燃，把密封微漏出來(lái)的介質(zhì)帶走，防止出來(lái)的介質(zhì)在動(dòng)靜環(huán)與軸套之間堆積結(jié)垢，造成密封環(huán)失去追隨補(bǔ)償性。急冷水和急冷蒸汽過(guò)小冷卻、沖洗效果差，過(guò)大可能會(huì)造成動(dòng)靜環(huán)內(nèi)外表產(chǎn)生壓力，使動(dòng)靜環(huán)密封面張開(kāi)泄漏。同時(shí)造成水、蒸汽的浪費(fèi)。八、機(jī)械密封的維護(hù)要點(diǎn)4、泵正常運(yùn)行，外來(lái)密封沖洗油一般比密封腔壓力高0.05~0.2MPa，如條件許可〔封油充足、不抽空〕可以稍微開(kāi)大，高于密封腔壓力0.25MPa左右〔關(guān)封油注入手閥，壓力表顯示即密封腔壓力〕，必須檢查是否注入〔可測(cè)溫或手摸〕。封油溫度對(duì)于國(guó)產(chǎn)機(jī)械密封控制在70℃以下，對(duì)于進(jìn)口機(jī)械密封控制在80℃以下，檢查封油過(guò)濾器〔60目的過(guò)濾網(wǎng)，過(guò)濾精度控制在0.25mm〕是否堵塞，如果過(guò)濾器壓差超過(guò)0.1MPaG，切換過(guò)濾器清洗，封油過(guò)濾器應(yīng)定期清洗檢查，記錄封油壓力，如封油壓力逐漸上升或測(cè)定的密封腔壓力明顯大于計(jì)算壓力，應(yīng)分析原因及時(shí)處理，如密封腔壓力高于設(shè)計(jì)壓力，應(yīng)解體檢查口環(huán)間隙、底套間隙。通過(guò)測(cè)定密封壓蓋、水冷腔蓋的溫度變化，來(lái)判斷密封腔水冷效果和密封沖洗油的沖洗冷卻效果。沖洗油的主要作用是帶走摩擦熱，冷卻密封腔，改善密封腔環(huán)境的，防止密封面受摩擦熱的影響汽化，形不成液膜，造成密封干磨。八、機(jī)械密封的維護(hù)要點(diǎn)八、機(jī)械密封的維護(hù)要點(diǎn)八、機(jī)械密封的維護(hù)要點(diǎn)7、密封沖洗采用自沖洗的泵應(yīng)全開(kāi)密封沖洗管線手閥，沖洗量由孔板控制，自沖洗過(guò)濾器及冷卻器應(yīng)根據(jù)介質(zhì)情況定期清洗。8、須巡檢內(nèi)容：密封急冷水軟管是否脫落，封油壓力變化，冷卻水回水溫度，密封沖洗液、急冷蒸汽或急冷水的流量是否足夠，自沖洗冷卻器和密封冷卻水套的冷卻效果是否正常，軸承的潤(rùn)滑、冷卻是否正常，泵的振動(dòng)、溫度、聲音等是否正常。(二)備用狀況：1、泵應(yīng)處于預(yù)熱備用狀態(tài)，不能出現(xiàn)反轉(zhuǎn)。2、泵冷卻水、密封急冷水或急冷蒸汽不能停。3、外沖洗封油不停，可以調(diào)小，封油壓力比泵入口壓力高0.05MPa并保證暢通，以防波紋管結(jié)垢及熱油泄漏。4、備用泵每天盤(pán)車(chē)，每三個(gè)月內(nèi)至少切換一次，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不低于24小時(shí)。八、機(jī)械密封的維護(hù)要點(diǎn)(三)檢修維護(hù)1、