故障原因
機械密封的故障大體上都是由異常的泄漏、異常的磨損,、異常的扭矩等現(xiàn)象出現(xiàn)后才被人們所知道,。造成故障的原因大致有如下四方面:
1、機械密封的設(shè)計選型不對,;
2,、機械密封質(zhì)量不好;
3,、使用或安裝機械密封的機器本身精度達(dá)不到要求,;
4、機器運行操作錯誤,。
具體情況具體分析
密封失效的原因及分析
�,。ㄒ唬┟芊馐е饕邢率鋈N原因:
1,、密封面打開
在修理機械密封時,85%的密封失效不是因磨損造成,,而是在磨損前就已泄漏了,。
當(dāng)密封面一打開,介質(zhì)中的固體微粒在液體壓力的作用下進入密封面,,密封面閉合后,,這些固體微粒就嵌入軟環(huán)(通常是右墨環(huán))的面上,這實際成了一個“砂輪”會損壞硬環(huán)表面,。
由于動環(huán)或橡膠圈緊固在軸(軸套)上,,當(dāng)軸串動時,動環(huán)不能及時貼合,,而使密封面打開,,并且密封面的滯后閉合,就使固體微粒進入密封面中,。
同時軸(軸套)和滑動部件之間也存在有固體微粒,,影響橡膠圈或動環(huán)的滑動(相對動密封點,常見故障),。另外,,介質(zhì)也會在橡膠圈與軸(軸套)磨擦部位產(chǎn)生結(jié)晶物,在彈簧處也會存有固體物質(zhì),,都會使密封面打開,。
2過熱
因密封面上會產(chǎn)生熱,故橡膠圈使用溫度應(yīng)低于設(shè)計規(guī)范,。氟橡膠和聚四氟乙烯的使用溫度為216℃,,丁晴橡膠的使用溫度為162℃,雖然它們都能承受較高的溫度,,但因密封面產(chǎn)生的熱較高,,所以橡膠圈有繼續(xù)硫化的危險,終失去彈性而泄漏,。(冷區(qū)考慮冷脆)
密封面之間還會因熱引起介質(zhì)的結(jié)晶,,如結(jié)碳,造成滑動部件被粘住和密封面被凝結(jié),。而且有些聚合物因過熱而焦化,,有些流體因過熱而失去潤滑等甚至閃火。
過熱除能改變介質(zhì)的狀況外,,還會加劇它的腐蝕速率,。引起金屬零件的變形,合金面的開裂,,以及某些鍍層裂縫,,設(shè)計應(yīng)選用平衡型機械密封,,以降低比壓防止過熱。
3超差
正確的裝配公差,,對于安裝機械密封是很必要的,,軸(軸套)必須有合適的表面粗糙度和正確的尺寸,但制造者很少提供公差數(shù)據(jù),,這些數(shù)據(jù)對安裝來講都是很關(guān)鍵的,。(依靠經(jīng)驗和常識)
機械密封的尺寸精度及形位公差必須符合圖紙要求,超差將會導(dǎo)致密封提前失效,。
�,。ǘ┟芊馐г蚍治�
密封面本身也會提供密封失效的跡象,如振動時,,在傳動零件上就會有磨損的痕跡,,如痕跡不明顯,則一般是裝配不當(dāng)造成的,。
對于質(zhì)量較差的石墨環(huán)(動環(huán))來講,,其內(nèi)部氣孔較多,這是因為在制造過程中,,聚集在石墨內(nèi)部的氣體膨脹將碳微粒吹出的所致,,因此這種低質(zhì)的石墨環(huán)在密封啟用中,其碳微粒很容易脫落,,而使密封面在密封停用時粘住,。
密封面內(nèi)圓柱面上的傷痕很可能是外面的雜物進入密封面或安裝不當(dāng)造成的。密封面上的環(huán)形溝槽,,多數(shù)是固體微粒沉積于密封面而引起的,。
石墨環(huán)(動環(huán))的裂紋是由于傳動件的振動,,橡膠圈的漲大以及石墨環(huán)本身的內(nèi)應(yīng)力造成的,,而結(jié)焦則是因高溫所致,這在煉油廠的高溫?zé)嵊徒橘|(zhì)中是常見的,。
發(fā)煙硫酸,、硝酸、氫氟酸,、次綠酸鈉,、王水、過氫氧化物等對石墨有侵蝕作用的幾種強氧化劑,,其腐蝕作用隨溫度增加而加劇,。
通常硬環(huán)(靜環(huán))表面的過熱會引起密封環(huán)的嚴(yán)重磨損,如無冷卻的立式泵,。在高溫,、高壓下,、彈簧壓縮過大,軸串動也會過大的情況下,,都會引起密封面的過渡磨損,,
在檢查硬環(huán)表面時有四種跡象要注意:
(1)陶瓷環(huán)破裂,;(2)熱裂,;(3)刻痕;(4)鍍層的脫落,。
陶瓷環(huán)裝配過緊是破裂的主要原因,,裝配不當(dāng)者也是一個較常見的原因。
由于鍍層材料與基體材料二者線脹速率不同,,所以溫度升高時,,環(huán)表面會出現(xiàn)裂紋,司太立特合金尤為嚴(yán)重,。在較高級的涂層材料中,,鈷基碳化鎢不如鎳基涂層。而對密封面進行冷卻,,能有效地防止熱裂,,殘留在密封面上的固體微粒經(jīng)常損壞表面,如磨削時砂輪上的砂粒就會損傷硬環(huán)表面,,導(dǎo)致密封面打開或在密封面之間生成結(jié)晶物,,而在重新研磨石墨環(huán)后,研磨料就會嵌入石墨環(huán)表面,。
橡膠圈的失效與使用方式有關(guān),,通常高壓是使壓制成型的○型圈失效的一個原因,當(dāng)發(fā)現(xiàn)○型變成矩形或環(huán)變硬時,,就需要調(diào)整壓縮量,,否則會發(fā)熱。所以有必要了解一種合成橡膠的使用溫度,。合成橡膠圈溶脹大多半是因化學(xué)侵蝕造成的,,它們都具有一些各自的特點,如氟橡膠耐較高溫度,,而乙烯,、丙烯○型圈在石油潤滑油中使用會脹大,臭氧對丁晴橡膠有侵蝕作用,,所以丁晴橡膠制品不要裝在電動機內(nèi),,因此高溫及化學(xué)腐蝕通常是造成橡膠制品硬化、裂紋的主要原因,。
安裝時橡膠制件被割傷和表面有刻痕,,也是密封失效常見的原因,。而軸上的舊固定螺釘、鍵槽,、花鍵軸,,鋒利的軸肩等跡象都會損傷橡膠制件。
這里,,對于密封面磨損痕跡尚需補充以下幾點,,檢查磨損痕跡,可以幫助分析故障,。
1,,磨損變寬:表明機泵發(fā)生了嚴(yán)重的不對中。
其原因是: (1)軸承損壞,;
�,。�2)軸振動或軸變形;
�,。�3)軸彎曲,;
(4)泵汽蝕產(chǎn)生振動,;
�,。�5)聯(lián)軸器未對中;
�,。�6)管子嚴(yán)重變形,;
(7)密封靜環(huán)傾斜,。
2,,磨痕變窄:磨痕比兩個密封面的小寬度還要窄,這說明密封超壓,,壓力或溫度使密封面變形,。
3,無磨痕:
說明密封面不粘合,。檢查彈簧等補償機構(gòu)是否打滑或受阻礙,。
4,,密封面無磨痕但有亮點,。
密封面翹曲會出現(xiàn)有亮點而無磨痕。壓力太高,,壓蓋螺拴未擰好或未夾好,,或泵表面粗糙均能形成亮點。當(dāng)采用兩個螺拴的壓蓋時,,其剛度不夠,,變形也是形成亮點的一個原因,。
這種癥狀的出現(xiàn)說明:密封可能一開車就發(fā)生泄漏。
5,,密封面有切邊:
這是由于密封面分得太開,,而在合攏時斷裂。閃蒸(氣化)是較普遍的密封面分開的原因,,特別是在熱水系統(tǒng)或流體中有凝液時,,水從液體膨脹成蒸氣,可使密封面分開,。(冷介質(zhì)氣化也同樣會造成)
密封的金屬零件,,如彈簧、固定螺釘,,傳動件及金屬套都可能成為密封失效的根源,。受交變應(yīng)力作用的彈簧受腐蝕是它的首要問題,因為金屬在應(yīng)力作用下會迅速腐蝕,,不繡鋼彈簧易受氯化物的應(yīng)力腐蝕,,且世界上存在許多的氯化物,所以有國外部門建議,,不要使用不銹鋼彈簧,,而推薦使用耐蝕性較高的哈斯特合金鋼的彈簧。另外,,裝配不當(dāng)造成彈簧疲勞是失效的又一原因,。
機械密封使用的固定螺釘,不要用硬化后的材料來做,,因熱處理會降低金屬的耐蝕能力,,而未經(jīng)熱處理的較軟的固定螺釘能緊固在軸上。
振動,、偏斜,、不同心會使傳動件磨損,如密封面啟動時有粘住的現(xiàn)象時,,傳動件會彎曲甚至損壞,,而磨擦作用產(chǎn)生的熱常常加劇腐蝕。
金屬套外圓表面的磨痕,,可能是從密封側(cè)進入套內(nèi)的固體微粒造成的,,它干擾密封的隨動能力。也可能是偏斜,,不同心的原因造成的,。
金屬在溫升過程中要改變顏色,不銹鋼在使用時應(yīng)注意下列溫度時的顏色。
淡黃色————溫度為700~800℉(約370~432℃)
棕 色————溫度為900~1000℉(約486~540℃)
蘭 色————溫度為1100℉(約590℃)
黑 色————溫度為1200℉(約648℃)
當(dāng)密封失效不符合上述任何一種時,,檢修就比較困難,,但下面幾種情況的泄漏可供參考:
1、泵軸套泄漏
許多軸套不伸出密封箱,,因此要判斷泄漏的來源是很困難的,。軸套的泄漏通常是穩(wěn)定的,而密封面的泄漏往往是增加或減小,。密封面泄漏后,,使表面不平,但有時也會磨合到原狀,。(有時不要急于檢修,,可觀察一段時間再說)
2、如密封周圍是潮濕的,,而且看不出漏,。這在起動時泵運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力使泄漏的液體回到密封面內(nèi),起一道屏障的作用,。而從泵上的法蘭或接頭泄漏的液體滴入填料箱內(nèi),。
3、熱膨脹能使鑲接在金屬部件內(nèi)的石墨環(huán)松脫,,也可能是因低溫使O型環(huán)失去彈性,,而導(dǎo)致泄漏。
4,、沖洗壓力發(fā)生波動會引起密封失效,,沖洗壓力必須比密封腔壓力高一些,啟用裝在泵前的電磁閥和延時開關(guān)可保證沖洗中的殘留物在泵啟動前或停車后沖干凈,,如使用淬冷的方法來控制溫度,,一定要維持密封腔的壓力。
5,、如果在冷卻隔套上沉淀一層水垢,,我們可在密封腔底部裝一個石墨襯套,利用它的熱屏障作用來解決這些問題,。
6,、熱交換器的泄漏,往往是冷卻面上的積垢阻礙了熱的傳遞,,冷卻器內(nèi)的流體流速就加快,,或者熱交換器的方向裝反了。
技術(shù)文章由上海新寶龍水泵有限公司03445.cn提供