技能培訓(xùn)資料：機械密封故障的原因與處理

(一）從機械損壞判斷密封失效原因(1)動環(huán)斷裂或開裂。動環(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，動環(huán)斷裂是在開車前或運行中發(fā)生的。若沒有磨屑、變色，斷裂可能是在拆卸時造成的。密封阻力過大造成的損壞一般伴有所配合的傳動裝置磨損或損壞。原因可能是密封裝配不當(dāng)；安裝操作失誤；因壓縮量過大、泵壓力超高、潤滑性差、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大；泵壓力超高；密封拆卸或解體時損壞；溫度變化大。預(yù)防糾正措施：安裝時應(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，防止摩擦副潤滑不良造成的阻力過大；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大，冷卻不好，有不均勻熱應(yīng)力。泵操作壓力過高，超出設(shè)計。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損傷；密封面進(jìn)入顆粒物?？捎脵C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：軸振動大或泵壓力太高，軸彎曲或密封面與軸線不垂直。應(yīng)降低軸振動值，降低泵操作壓力。消除軸的彎曲變形，保持密封面和軸線垂直。(5)密封環(huán)粘著磨損。原因可能是密封面潤滑冷卻不良，局部溫度過高；密封比壓過大；密封面硬度不合適。應(yīng)加強沖洗、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、開裂、變色和過熱。原因可能是密封面問無液體或液體不足，密封干磨。應(yīng)在啟動前灌泵時排凈氣體，排除影響泵吸入流量和壓頭的故障，如過濾器堵塞、人口閥開度不夠、入口液體溫度高、壓頭低等。(8)輔助密封件物理損壞或被擠出。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)驗不足，安裝時將密封件劃傷或用力過大以及制造有缺陷。(9)傳動失效。主要有傳動銷磨壞和斷裂，傳動凸耳磨損，傳動螺釘和卡箍失效。原因有：密封組件卡?。槐幂S向串量太大；軸承失效；密封面潤滑差；泵操作壓力過高；軸彎曲和振動過大。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。檢查軸承，降低操作壓力，矯直彎曲的軸，降低軸振動。(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速度的乘積)過大。應(yīng)保證密封面處有足夠流量的潤滑冷卻液，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。一般潤滑冷卻液流過軸密封箱的溫升應(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)機械密封汽化泄漏。原因是操作壓力超高，密封冷卻潤滑不足，密封面變形。應(yīng)改善密封面冷卻潤滑狀況，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，機械密封壓縮量是否在設(shè)計范圍內(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，局部突然過熱膨脹，碳石墨環(huán)熱應(yīng)力過大。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。頻繁開停車造成局部過熱，形成高應(yīng)力，使材料破壞。注意防止干運轉(zhuǎn)，選用雙端面密封，采用熱虹吸或強制循環(huán)冷卻潤滑系統(tǒng)，避免頻繁開停車。采用無孔隙和無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)過盈配合選擇不當(dāng)，在工作時的高溫下鑲嵌環(huán)松脫，造成機械密封泄漏?？筛挠谜w硬質(zhì)合金環(huán)，正確選用材料在工作溫度下的配合過盈量。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))過熱變脆、產(chǎn)生開裂、永久變形或彈性消失。原因有軸和軸承箱過熱，密封面過載產(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，管路無堵塞無結(jié)垢。檢查泵有無抽空、干運轉(zhuǎn)情況，檢查輔助密封環(huán)材料是否滿足使用溫度要求。(三）從密封面磨損狀態(tài)判斷故障原因(1)機械密封的動、靜密封面一般由一軟一硬的兩個密封環(huán)組成(有時也用兩個硬環(huán)，俗稱“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。如果在運行壓力低時有少量泄漏，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?？赡苁敲芊猸h(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，泵靜止時密封不漏，運轉(zhuǎn)時連續(xù)滴漏?？赡苁潜脤χ胁缓?，軸彎曲以及軸承間隙大或損壞，泵振動或汽蝕，泵憋壓，靜環(huán)偏心或未對中。(4)靜環(huán)上有一處或幾處高點接觸，動靜密封面不平行?？赡艿脑蚴潜幂S對中不好，機械密封壓蓋和靜環(huán)接觸處有毛刺或溝槽，機械密封壓蓋變形(可能螺栓緊力過大)，動、靜環(huán)密封面平直度不夠，防轉(zhuǎn)銷位置不正確或靜環(huán)槽過淺。(5)密封面偏心接觸，靜環(huán)上有偏心接觸跡象。如果靜環(huán)無破損，動環(huán)上無異常磨損，一般是動環(huán)未對中，動環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計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)安裝靜試時泄漏。機械密封安裝調(diào)試好后，一般要進(jìn)行靜試，觀察泄漏量。如泄漏量較小，多為動環(huán)或靜環(huán)密封圈存在問題。泄漏量較大時，則表明動、靜環(huán)摩擦副間存在問題。在初步觀察泄漏量，判斷泄漏部位的基礎(chǔ)上，再手動盤車觀察，若泄漏量無明顯變化，則動、靜環(huán)密封圈有問題。如盤車時泄漏量有明顯變化則可斷定是動、靜環(huán)摩擦副存在問題。如泄漏介質(zhì)沿軸向噴射，則動環(huán)密封圈存在問題的可能性居多，泄漏介質(zhì)向四周噴射或從水冷卻孔中漏出，則多為靜環(huán)密封圈失效。(2)試運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)泄漏。機械密封經(jīng)過靜試后，運轉(zhuǎn)時高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力會抑制介質(zhì)泄漏。因此試運轉(zhuǎn)時機械密封的泄漏，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、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、靜環(huán)接觸面分離。安裝機械密封時壓縮量過大，導(dǎo)致摩擦副端面嚴(yán)重磨損、擦傷。動環(huán)密封圈過緊，彈簧無法調(diào)整動環(huán)的軸向浮動量。靜環(huán)密封圈過松，當(dāng)動環(huán)軸向浮動時，靜環(huán)脫離靜環(huán)座。工作介質(zhì)中有顆粒狀物質(zhì)，運轉(zhuǎn)中進(jìn)入摩擦副。設(shè)計選型有誤，密封端面比壓偏低或密封材料脹縮較大等。(3)正常運轉(zhuǎn)中突然泄漏。離心泵在運轉(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、汽蝕或較長時間憋壓，導(dǎo)致密