技能培訓(xùn)資料：機(jī)械密封故障的原因與處理

(一）從機(jī)械損壞判斷密封失效原因(1)動(dòng)環(huán)斷裂或開(kāi)裂。動(dòng)環(huán)用脆性材料制成，斷面較薄，非常脆弱。若斷裂表面變色不均勻，或者存在磨屑，動(dòng)環(huán)斷裂是在開(kāi)車(chē)前或運(yùn)行中發(fā)生的。若沒(méi)有磨屑、變色，斷裂可能是在拆卸時(shí)造成的。密封阻力過(guò)大造成的損壞一般伴有所配合的傳動(dòng)裝置磨損或損壞。原因可能是密封裝配不當(dāng)；安裝操作失誤；因壓縮量過(guò)大、泵壓力超高、潤(rùn)滑性差、密封面干摩擦、密封面沖蝕或密封面粘著造成的密封面阻力過(guò)大；泵壓力超高；密封拆卸或解體時(shí)損壞；溫度變化大。預(yù)防糾正措施：安裝時(shí)應(yīng)小心操作，降低泵送液體壓力，調(diào)整壓縮量；加大冷卻水量，降低密封溫度，改善摩擦副環(huán)境，防止摩擦副潤(rùn)滑不良造成的阻力過(guò)大；仔細(xì)裝配，避免密封卡死。(2)密封面扭曲。原因可能是壓蓋螺栓松緊不均或夾持力過(guò)大，冷卻不好，有不均勻熱應(yīng)力。泵操作壓力過(guò)高，超出設(shè)計(jì)。輔助密封膨脹，密封面不平或面間有雜物，密封環(huán)支撐面不合適。應(yīng)調(diào)整壓蓋螺栓壓緊力至均勻、合適力度，調(diào)整冷卻或沖洗液流量，保證密封面有足夠的冷卻和潤(rùn)滑，并除去流體中雜質(zhì)。降低泵的操作壓力；改變輔助密封結(jié)構(gòu)和材料；將密封面重新加工平直。(3)密封面有擦傷和刻痕。原因可能是制造或裝配時(shí)損傷；密封面進(jìn)入顆粒物。可用機(jī)械或人工研磨消除刻痕或擦痕，消除流體中的顆粒物。(4)密封環(huán)切邊。原因可能有：軸振動(dòng)大或泵壓力太高，軸彎曲或密封面與軸線(xiàn)不垂直。應(yīng)降低軸振動(dòng)值，降低泵操作壓力。消除軸的彎曲變形，保持密封面和軸線(xiàn)垂直。(5)密封環(huán)粘著磨損。原因可能是密封面潤(rùn)滑冷卻不良，局部溫度過(guò)高；密封比壓過(guò)大；密封面硬度不合適。應(yīng)加強(qiáng)沖洗、冷卻，減小密封比壓，提高密封面硬度。(6)密封面磨粒磨損。固體顆粒沉積在密封環(huán)或其附近，硬環(huán)密封面上出現(xiàn)有規(guī)則的槽痕，軟環(huán)密封面上磨痕不均勻。硬密封環(huán)應(yīng)使用更硬的耐磨材料，同時(shí)采用雙端面密封和潔凈的密封液(油)。(7)密封面嚴(yán)重磨損、開(kāi)裂、變色和過(guò)熱。原因可能是密封面問(wèn)無(wú)液體或液體不足，密封干磨。應(yīng)在啟動(dòng)前灌泵時(shí)排凈氣體，排除影響泵吸入流量和壓頭的故障，如過(guò)濾器堵塞、人口閥開(kāi)度不夠、入口液體溫度高、壓頭低等。(8)輔助密封件物理?yè)p壞或被擠出。0形圈或v形環(huán)等輔助密封件的切口、擦痕、刻痕、撕裂等損壞或被擠出，都能導(dǎo)致密封失效。原因可能是安裝經(jīng)驗(yàn)不足，安裝時(shí)將密封件劃傷或用力過(guò)大以及制造有缺陷。(9)傳動(dòng)失效。主要有傳動(dòng)銷(xiāo)磨壞和斷裂，傳動(dòng)凸耳磨損，傳動(dòng)螺釘和卡箍失效。原因有：密封組件卡?。槐幂S向串量太大；軸承失效；密封面潤(rùn)滑差；泵操作壓力過(guò)高；軸彎曲和振動(dòng)過(guò)大。應(yīng)防止?jié)櫥瑳_洗液中斷，減小軸向串量，保持緊釘螺釘緊力，使密封元件不在軸套上滑動(dòng)。檢查軸承，降低操作壓力，矯直彎曲的軸，降低軸振動(dòng)。(10)彈簧失彈。原因可能有固體顆粒堆積，結(jié)垢嚴(yán)重。應(yīng)使用大彈簧密封，少用小彈簧密封。(二）從熱損壞判斷機(jī)械密封故障原因(1)密封環(huán)熱裂。密封面受高速摩擦、高熱，熱應(yīng)力過(guò)大，金屬或陶瓷密封面出現(xiàn)徑向裂紋。原因是缺乏合適的潤(rùn)滑，密封面間液膜汽化。缺乏合適的冷卻，d、pv值(密封流體壓力P與密封端面平均滑動(dòng)速度的乘積)過(guò)大。應(yīng)保證密封面處有足夠流量的潤(rùn)滑冷卻液，以便帶走密封產(chǎn)生的摩擦熱和泵送熱流體傳導(dǎo)的熱量。一般潤(rùn)滑冷卻液流過(guò)軸密封箱的溫升應(yīng)<22~C，軸密封箱壓力應(yīng)高于流體在該溫度下的飽和蒸汽壓約0．17MPa。使密封壓縮量在合理范圍，尤其注意計(jì)人軸向串量的變化。采用抗熱、耐振，具有高p值的碳化鎢、碳化硅作密封面材料。(2)機(jī)械密封汽化泄漏。原因是操作壓力超高，密封冷卻潤(rùn)滑不足，密封面變形。應(yīng)改善密封面冷卻潤(rùn)滑狀況，盡量采用窄密封面的密封環(huán)，以減少摩擦熱。檢查冷卻液是否有阻塞，機(jī)械密封壓縮量是否在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，即保證在合理的p值下工作。(3)密封環(huán)表面剝落、起疤。原因是密封面干磨，局部突然過(guò)熱膨脹，碳石墨環(huán)熱應(yīng)力過(guò)大。黏性液體摩擦產(chǎn)生高熱，石墨環(huán)內(nèi)浸漬劑汽化膨脹造成隆起。頻繁開(kāi)停車(chē)造成局部過(guò)熱，形成高應(yīng)力，使材料破壞。注意防止干運(yùn)轉(zhuǎn)，選用雙端面密封，采用熱虹吸或強(qiáng)制循環(huán)冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng)，避免頻繁開(kāi)停車(chē)。采用無(wú)孔隙和無(wú)浸漬劑的碳化鎢和碳化硅密封材料代替石墨。(4)鑲嵌環(huán)松脫。由于鑲嵌環(huán)過(guò)盈配合選擇不當(dāng)，在工作時(shí)的高溫下鑲嵌環(huán)松脫，造成機(jī)械密封泄漏。可改用整體硬質(zhì)合金環(huán)，正確選用材料在工作溫度下的配合過(guò)盈量。用膨脹系數(shù)接近的材料制作鑲嵌環(huán)和環(huán)座，以減少溫度的影響。(5)輔助密封環(huán)(0形環(huán)或V形環(huán))過(guò)熱變脆、產(chǎn)生開(kāi)裂、永久變形或彈性消失。原因有軸和軸承箱過(guò)熱，密封面過(guò)載產(chǎn)生大量摩擦熱或輔助密封環(huán)材料選用不正確。應(yīng)保持密封箱冷卻循環(huán)液暢通，管路無(wú)堵塞無(wú)結(jié)垢。檢查泵有無(wú)抽空、干運(yùn)轉(zhuǎn)情況，檢查輔助密封環(huán)材料是否滿(mǎn)足使用溫度要求。(三）從密封面磨損狀態(tài)判斷故障原因(1)機(jī)械密封的動(dòng)、靜密封面一般由一軟一硬的兩個(gè)密封環(huán)組成(有時(shí)也用兩個(gè)硬環(huán)，俗稱(chēng)“硬碰硬”)，其中軟環(huán)比硬環(huán)窄。如果硬環(huán)密封面外徑處磨損較重，軟環(huán)的外緣可能有切邊。如果在運(yùn)行壓力低時(shí)有少量泄漏，在較高壓力下反而不漏或漏量很少，可能是密封面研磨不平，密封環(huán)變形或密封面間有雜質(zhì)。(2)硬環(huán)密封面內(nèi)徑處接觸磨損較重，軟環(huán)的內(nèi)緣可能有切邊，密封面形成錐角。可能是密封環(huán)熱變形，應(yīng)改善密封的冷卻或更換密封材料。(3)硬環(huán)密封面上接觸磨損的寬度遠(yuǎn)大于軟環(huán)寬度，泵靜止時(shí)密封不漏，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)連續(xù)滴漏。可能是泵對(duì)中不好，軸彎曲以及軸承間隙大或損壞，泵振動(dòng)或汽蝕，泵憋壓，靜環(huán)偏心或未對(duì)中。(4)靜環(huán)上有一處或幾處高點(diǎn)接觸，動(dòng)靜密封面不平行。可能的原因是泵軸對(duì)中不好，機(jī)械密封壓蓋和靜環(huán)接觸處有毛刺或溝槽，機(jī)械密封壓蓋變形(可能螺栓緊力過(guò)大)，動(dòng)、靜環(huán)密封面平直度不夠，防轉(zhuǎn)銷(xiāo)位置不正確或靜環(huán)槽過(guò)淺。(5)密封面偏心接觸，靜環(huán)上有偏心接觸跡象。如果靜環(huán)無(wú)破損，動(dòng)環(huán)上無(wú)異常磨損，一般是動(dòng)環(huán)未對(duì)中，動(dòng)環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和間隙不正確以及軸套外徑和軸密封箱內(nèi)徑不同軸。(6)硬環(huán)磨損嚴(yán)重或產(chǎn)生360。熱裂紋，軟環(huán)高度磨損，有時(shí)大氣側(cè)有石墨粉積聚。原因是密封面摩擦熱量大、所輸送的產(chǎn)品溫度高，冷卻液大量汽化，應(yīng)該加強(qiáng)密封面的沖洗和冷卻，降低密封面溫度，改變材料或改變密封結(jié)構(gòu)。(四）從泄漏形式判斷故障原因(1)安裝靜試時(shí)泄漏。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。泄漏量較大時(shí)，則表明動(dòng)、靜環(huán)摩擦副間存在問(wèn)題。在初步觀察泄漏量，判斷泄漏部位的基礎(chǔ)上，再手動(dòng)盤(pán)車(chē)觀察，若泄漏量無(wú)明顯變化，則動(dòng)、靜環(huán)密封圈有問(wèn)題。如盤(pán)車(chē)時(shí)泄漏量有明顯變化則可斷定是動(dòng)、靜環(huán)摩擦副存在問(wèn)題。如泄漏介質(zhì)沿軸向噴射，則動(dòng)環(huán)密封圈存在問(wèn)題的可能性居多，泄漏介質(zhì)向四周?chē)娚浠驈乃鋮s孔中漏出，則多為靜環(huán)密封圈失效。(2)試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)泄漏。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)泄漏。因此試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)械密封的泄漏，在排除軸間隙及端蓋密封失效的原因后，基本上都是由于動(dòng)、靜環(huán)摩擦副破壞所致。引起摩擦副密封失效的因素主要有：操作中因抽空、汽蝕、憋壓等異常，引起較大的軸向力，使動(dòng)、靜環(huán)接觸面分離。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。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。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。工作介質(zhì)中有顆粒狀物質(zhì)，運(yùn)轉(zhuǎn)中進(jìn)入摩擦副。設(shè)計(jì)選型有誤，密封端面比壓偏低或密封材料脹縮較大等。(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)是因正常磨損或已達(dá)到使用壽命，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。抽空、汽蝕或較長(zhǎng)時(shí)間憋壓，導(dǎo)致密