機(jī)械密封是精密、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的機(jī)械基礎(chǔ)元件之一。是各種泵、反應(yīng)合成釜、透平壓縮機(jī)、潛水電機(jī)等設(shè)備的關(guān)鍵部件。

具體情況具體分析

密封失效的原因及分析

(1)密封失效的主要原因有以下三個(gè)：

1、打開密封面

修理機(jī)械密封時(shí)，85%的密封失效不是由磨損引起的，而是磨損前的泄漏。

當(dāng)密封面打開時(shí)，介質(zhì)中的固體顆粒在液體壓力的作用下進(jìn)入密封面。密封面閉合后，這些固體顆粒嵌入軟環(huán)（通常是右墨環(huán)）的表面，實(shí)際上成為“砂輪”，會(huì)損壞硬環(huán)表面。

由于動(dòng)環(huán)或橡膠圈緊固在軸（軸套）上，當(dāng)軸串動(dòng)時(shí)，動(dòng)環(huán)不能及時(shí)貼合，造成密封面張開，密封面滯后關(guān)閉，使固體顆粒進(jìn)入密封面。

同時(shí)，軸（套）與滑動(dòng)部位之間也存在固體顆粒，影響膠圈或動(dòng)環(huán)的滑動(dòng)（相對(duì)于動(dòng)密封點(diǎn)，為常見故障）。另外，介質(zhì)還會(huì)在膠圈與軸（套）摩擦處產(chǎn)生結(jié)晶，彈簧處也會(huì)有固體物質(zhì)，導(dǎo)致密封面張開。

2 過熱

由于密封面會(huì)產(chǎn)生熱量，因此橡膠圈的工作溫度應(yīng)低于設(shè)計(jì)規(guī)范。氟橡膠和聚四氟乙烯的使用溫度為216，丁腈橡膠的使用溫度為162。雖然它們可以承受較高的溫度，但密封面產(chǎn)生的熱量較高，因此橡膠圈會(huì)繼續(xù)硫化。危險(xiǎn)在于它最終會(huì)失去彈性并泄漏。 （寒冷地區(qū)考慮冷脆）

密封面之間的熱量還會(huì)引起介質(zhì)的結(jié)晶，如碳化，造成滑動(dòng)部件卡死和密封面凝結(jié)。而且有的聚合物會(huì)因過熱而結(jié)焦，有的流體會(huì)因過熱而失去潤(rùn)滑甚至閃火。

過熱除了改變介質(zhì)的狀況外，還會(huì)增加其腐蝕速度。造成金屬零件變形、合金表面裂紋、部分鍍層裂紋。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采用平衡機(jī)械密封，以降低比壓并防止過熱。

3 超出公差

安裝機(jī)械密封需要正確的裝配公差。軸（軸套）必須具有適當(dāng)?shù)谋砻娲植诙群驼_的尺寸，但制造商很少提供對(duì)安裝至關(guān)重要的公差數(shù)據(jù)。的。 （依靠經(jīng)驗(yàn)和常識(shí)）

機(jī)械密封的尺寸精度和形位公差必須符合圖紙要求。公差太大會(huì)導(dǎo)致密封過早失效。

(2)密封失效原因分析

密封表面本身也會(huì)提供密封失效的跡象。例如，振動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)部件上會(huì)出現(xiàn)磨損的痕跡。如果痕跡不明顯，一般是裝配不當(dāng)造成的。

質(zhì)量差的石墨環(huán)（動(dòng)環(huán)），內(nèi)部氣孔較多。這是因?yàn)樵谥圃爝^程中，石墨內(nèi)部積聚的氣體膨脹并吹出了碳顆粒。因此，這種劣質(zhì)石墨環(huán)在用于密封時(shí)，其碳粒很容易脫落，導(dǎo)致密封件停用時(shí)密封面粘住。

密封面圓柱面的劃傷很可能是由于異物進(jìn)入密封面或安裝不當(dāng)造成的。密封面上的環(huán)形槽多是由于固體顆粒在密封面上沉積造成的。

石墨環(huán)（動(dòng)環(huán)）裂紋是由于傳動(dòng)件的振動(dòng)、橡膠圈的膨脹以及石墨環(huán)本身的內(nèi)應(yīng)力造成的，而結(jié)焦則是由于高溫造成的，這種情況在高溫下會(huì)出現(xiàn)。 -煉油廠的高溫?zé)嵊徒橘|(zhì)。常見的。

腐蝕石墨的強(qiáng)氧化劑有發(fā)煙硫酸、硝酸、氫氟酸、次氯酸鈉、王水、過氫氧化物等，其腐蝕作用隨溫度升高而加劇。

通常硬環(huán)（靜環(huán)）表面過熱會(huì)導(dǎo)致密封圈嚴(yán)重磨損，例如不冷卻的立式泵。在高溫、高壓、彈簧壓縮過大、軸竄動(dòng)過大的情況下，會(huì)導(dǎo)致密封面過度磨損。

檢查硬環(huán)表面時(shí)需要注意四個(gè)跡象：

(1)陶瓷環(huán)破裂； (2)熱裂解； (3) 成績(jī)； (4)涂層脫落。

陶瓷環(huán)裝配過緊是破裂的主要原因，裝配不當(dāng)也是常見原因。

由于涂層材料和基體材料的線膨脹率不同，當(dāng)溫度升高時(shí)環(huán)表面會(huì)出現(xiàn)裂紋，特別是司立特合金。在較高等級(jí)的涂層材料中，鈷基碳化鎢的性能不如鎳基涂層。冷卻密封面可有效防止熱裂。殘留在密封表面上的固體顆粒常常會(huì)損壞表面。例如，磨削時(shí)砂輪上的砂粒會(huì)損壞硬環(huán)表面，導(dǎo)致密封面張開或密封面之間張開。其間形成晶體，石墨環(huán)重新研磨后，研磨材料會(huì)嵌入石墨環(huán)表面。

橡膠圈的失效與其使用方式有關(guān)。通常壓力過高是壓制形圈失效的原因之一。當(dāng)發(fā)現(xiàn)形形狀變成矩形或環(huán)變硬時(shí)，需要調(diào)整壓縮量，否則會(huì)產(chǎn)生熱量。因此有必要了解合成橡膠的使用溫度。合成橡膠圈的膨脹大多是由化學(xué)侵蝕引起的。他們都有自己的特點(diǎn)。例如，氟橡膠耐高溫，而乙烯環(huán)和丙烯環(huán)用于石油潤(rùn)滑油時(shí)會(huì)膨脹。臭氧具有耐丁晴性。橡膠具有腐蝕性，因此NBR產(chǎn)品不宜安裝在電機(jī)中。因此，高溫和化學(xué)腐蝕通常是橡膠制品硬化和龜裂的主要原因。

安裝過程中橡膠件的割傷和劃傷也是密封失效的常見原因。舊的固定螺釘、鍵槽、花鍵軸、尖肩以及軸上的其他標(biāo)志會(huì)損壞橡膠部件。

這里，關(guān)于密封面上的磨損痕跡需要補(bǔ)充以下幾點(diǎn)。檢查磨損痕跡有助于分析故障。

1. 磨損擴(kuò)大：這表明泵嚴(yán)重不對(duì)中。

原因是：

(1)軸承損壞；

(2)軸振動(dòng)或軸變形；

(3)軸彎曲；

(4)泵汽蝕產(chǎn)生振動(dòng)；

(5)聯(lián)軸器未對(duì)準(zhǔn)；

(6)管道嚴(yán)重變形；

(7)靜密封環(huán)傾斜。

2、磨損痕跡變窄：磨損痕跡窄于兩個(gè)密封面的最小寬度，這表明密封件超壓，壓力或溫度使密封面變形。

3、無磨損痕跡：

表明密封面未粘合。檢查彈簧及其他補(bǔ)償機(jī)構(gòu)是否打滑或卡滯。

4、密封面無磨損痕跡，但有亮點(diǎn)。

如果密封面翹曲，會(huì)有亮點(diǎn)，但無磨損痕跡。壓力過高、壓蓋螺栓未擰緊或夾緊不當(dāng)、或泵表面粗糙等都會(huì)造成亮點(diǎn)。當(dāng)使用帶有兩個(gè)螺栓的壓蓋時(shí)，其剛性不夠，變形也是形成亮點(diǎn)的一個(gè)原因。

出現(xiàn)這種癥狀就說明汽車一啟動(dòng)密封條就有可能泄漏。

5、密封面有切邊：

這是由于密封表面過于分散，并且當(dāng)它們結(jié)合在一起時(shí)會(huì)破裂。閃蒸（汽化）是密封表面分離的常見原因，特別是在熱水系統(tǒng)中或當(dāng)流體中有冷凝時(shí)。水從液體膨脹為蒸汽，這會(huì)導(dǎo)致密封表面分離。 （冷介質(zhì)的汽化也會(huì)造成）

密封金屬部件，如彈簧、固定螺釘、傳動(dòng)部件和金屬套筒等，可能成為密封失效的根源。彈簧受到交變應(yīng)力的腐蝕是其首要問題，因?yàn)榻饘僭趹?yīng)力作用下會(huì)迅速腐蝕。不銹鋼彈簧容易受到氯化物的應(yīng)力腐蝕，而世界上氯化物的含量也很多，因此國(guó)外有部門建議不要使用不銹鋼彈簧，而是使用耐腐蝕性更高的哈氏合金鋼彈簧。此外，裝配不當(dāng)引起的彈簧疲勞也是導(dǎo)致故障的另一個(gè)原因。

機(jī)械密封中使用的固定螺釘不宜采用硬化材料制成，因?yàn)闊崽幚頃?huì)降低金屬的耐腐蝕性，可以將未經(jīng)熱處理的較軟的固定螺釘擰緊在軸上。

振動(dòng)、偏轉(zhuǎn)、不同心等都會(huì)造成傳動(dòng)部件的磨損。例如，如果啟動(dòng)時(shí)密封面發(fā)粘，傳動(dòng)部件就會(huì)彎曲甚至損壞，摩擦產(chǎn)生的熱量往往會(huì)加劇腐蝕。

金屬套筒外表面的磨損痕跡可能是固體顆粒從密封側(cè)進(jìn)入套筒造成的，干擾了密封的隨動(dòng)能力。也可能是由于偏差或不一致造成的。

金屬在溫度升高時(shí)會(huì)變色。使用不銹鋼時(shí)，應(yīng)注意以下溫度下的顏色。

淺黃色———— 溫度為700~800F (約370~432)

棕色———— 溫度為900~1000F (約486~540)

藍(lán)色————溫度為1100F（約590C）

黑色————溫度為1200F（約648）

當(dāng)密封失效不滿足上述任一條件時(shí)，維修會(huì)比較困難，但以下泄漏情況可供參考：

1、泵軸套泄漏

許多套管沒有延伸到密封盒之外，因此確定泄漏源可能很困難。軸套的泄漏通常是穩(wěn)定的，而密封面的泄漏往往會(huì)增加或減少。密封面泄漏后，表面會(huì)凹凸不平，但有時(shí)會(huì)磨損回到原來的狀態(tài)。 （有時(shí)候不要急于修復(fù)，可以等一段時(shí)間再做決定）

2. 密封件周圍的區(qū)域是否潮濕并且沒有可見泄漏。啟動(dòng)時(shí)泵運(yùn)行產(chǎn)生的離心力使泄漏的液體返回到密封面，起到屏障作用。從泵上的法蘭或接頭泄漏的液體滴入填料函。

3、熱膨脹會(huì)導(dǎo)致嵌在金屬部件中的石墨環(huán)松動(dòng)，或者低溫可能導(dǎo)致O型圈失去彈性，造成泄漏。

4、沖洗壓力波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致密封失效。沖洗壓力必須高于密封腔壓力。啟動(dòng)安裝在泵前的電磁閥和延時(shí)開關(guān)，可以保證在啟動(dòng)泵前或停止泵后沖洗殘留物。如果采用淬火來控制溫度，則必須保持密封腔內(nèi)的壓力。

5、如果冷卻隔圈上沉積了一層水垢，我們可以在密封室底部安裝石墨襯套，利用其熱障功能來解決這些問題。

6、換熱器的泄漏往往是由于冷卻面上結(jié)垢阻礙傳熱、冷卻器內(nèi)流體流速加快或換熱器安裝方向錯(cuò)誤等原因造成的。

問題原因

機(jī)械密封故障一般只有在出現(xiàn)異常泄漏、異常磨損、異常扭矩等現(xiàn)象后才被人們所認(rèn)識(shí)。失敗的原因一般包括以下四個(gè)方面：

1、機(jī)械密封設(shè)計(jì)選型不正確；

2、機(jī)械密封質(zhì)量不好；

3、使用或安裝機(jī)械密封的機(jī)器本身精度不符合要求；

4.機(jī)器操作錯(cuò)誤。