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機械密封失效分析與故障分析; D! @) T& U/ {1 o8 D9 \
1.腐蝕失效
" |1 b, I1 w {1 L+ D機械密封因腐蝕引起的失效為數不少，常見的腐蝕類型有如下幾種。$ m7 o0 F1 T( s
（1）表面腐蝕; B( F- M" r% n) j: A3 A
由于腐蝕介質的侵蝕作用，機械密封件會發生表面腐蝕，嚴重時也可發生腐蝕穿孔，彈簧件更為明顯，采用不銹鋼材料，可減輕表面腐蝕。
( E4 X2 V; m$ z（2）點腐蝕5 A( L$ Z1 y/ [/ q8 }
彈簧套常出現大面積點蝕或區域性點蝕，有的導致穿孔，此類局部腐蝕對密封使用尚不會造成很嚴重的后果，不過大修時也應予更換。
5 i3 U" t! I* I6 A（3）晶間腐蝕
* v( f! D: c9 v& l* ^' _& o碳化鎢環不銹鋼環座以銅焊連接，使用中不銹鋼座易發生晶間腐蝕，為克服敏化的影響，不銹鋼應進行固溶處理。* P$ O& G' {6 l4 H
（4）應力腐蝕破裂
1 O$ W8 N' X4 \; C% P金屬焊接波紋管、彈簧等在應力與介質腐蝕的共同作用下，往往會發生斷裂，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 @" S$ X j8 m; u
（5）縫隙腐蝕
7 P% ~! H3 g0 |* B( n; `動環的內孔與軸套表面之間、螺釘與螺孔之間，O形環與軸套之間，由于間隙內外介質濃度之差而導致縫隙腐蝕，此外陶瓷鑲環與金屬環座間也會發生縫隙腐蝕，一般在軸套表面噴涂陶瓷，鑲環處表面涂以黏結劑以減輕縫隙腐蝕。
& v* y: E5 V' }, Z* v（6）電化學腐蝕$ D" |$ _2 v( Z6 C
異種金屬在介質中往往引起電化學腐蝕，它使鑲環松動，影響密封，一般亦采取在鑲接處涂黏結劑的辦法予以克服。0 s3 M# i/ n4 y4 v- G- g
2。熱損失效
: j+ H' B4 l3 ]* q（1）熱裂" X: l8 G7 }0 k* B8 C9 n
如密封面處于干摩擦、冷卻突然中斷、雜質進入密封面、抽空等，會導致環表面出現徑向裂紋，從而使對偶環急劇磨損，密封面泄漏迅速增加。碳化鎢環熱裂現象較常見。
: m5 z/ g1 G$ q7 B6 j: I（2）發泡、炭化& L4 o2 X: m1 K' j
使用中如石墨環超過許用溫度，則其表面會析出樹脂，摩擦面附近樹脂會發生炭化，當有黏結劑時，又會發泡軟化，使密封面泄漏量增加，密封失效。( H8 T r7 e Z% i
（3）老化、龜裂、溶脹2 t2 o. K) \& M1 l9 H+ x) p; O
橡膠超過許用溫度繼續使用，將迅速老化、龜裂、變硬失彈。如是有機介質則溶脹失彈，這些均導致密封失效。
% y7 [8 \8 u& x& @0 f& T凡因熱損引起密封失效，關鍵在于盡量降低摩擦熱，改善散熱，使密封面處不發生溫度劇變。
9 K9 _- s: y+ Y; n5 r, {3。磨損失效
6 N" ?$ M$ Z8 p摩擦副若用材耐磨性差、摩擦因數大、端面比壓（包括彈簧比壓）過大、密封面進入固體顆粒等均會使密封面磨損過快而引起密封失效。采用平衡型機械密封以減少端面比壓及安裝中適當減少彈簧壓力，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磨損。按耐磨次序材料排列為碳化鎢-碳石墨、硬質合金-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、堆焊硬質合金-碳石墨。9 p+ ^7 E2 G+ o% _. c4 {
4。安裝、運轉等引起的故障分析, B* }( \) n* I( _. j1 S1 z) Z, l
（1）加水或靜壓試驗時發生泄漏2 y$ B0 S8 U' n S. S0 c
由于安裝不良，機械密封加水或靜壓試驗時會發生泄漏。安裝不良有下述諸方面。
$ D$ e* P% E; Q4 M! ~8 K0 g+ t( m* l- u% xa.動、靜環接觸表面不平，安裝時有碰傷、損壞。/ q7 V$ l7 B- \& t5 M& n
b.動、靜環密封圈尺寸有誤、損壞或未被壓緊。& T) H( k2 X( P4 B8 o
c.動、靜環表面有異物夾入。/ Z6 M: w% V+ K0 f: H( _
d.動、靜環V形密封圈方向裝反，或安裝時反邊。
# N/ w: U# h! i8 }. \& H5 I% [. S& |e.緊定螺釘未擰緊，彈簧座后退。: x8 D* k: u! ]% N; f0 r! k
f.軸套處泄漏，密封圈未裝或壓緊不夠。8 Q4 A% V3 F6 F9 K" U, k# f# |3 |! W
g.如用手轉動軸泄漏方向性則有如下原因：彈簧力不均勻，單彈簧不垂直，多彈簧長短不一或個數少；密封腔端面與軸垂直不夠。
; a. c+ n7 k1 p, D) r# ih.靜環壓緊不均勻。
' ~- ^; X4 c3 ? V（2）由安裝、運轉等引起的周期性泄漏
! i, C/ n2 `8 |+ O9 m運轉中如泵葉輪軸向竄動量超過標準、轉軸發生周期性振動及工藝操作不穩定，密封腔內壓力經常變化均會導致密封周期性泄漏。, A8 X! s& l* ^7 S. |; P
（3）經常性泄漏4 ?. N K5 Q# `: b: X% t0 U6 {
a.動環、靜環接觸端面變形會引起經常性泄漏。如端面比壓過大，摩擦熱引起動、靜環的熱變形；密封零件結構不合理，強度不夠產生變形；由于材料加工原因產生的殘余變形；安裝時零件受力不均等，均是密封端面發生變形的主要原因。0 Y: V# x0 l0 i9 C8 \$ Z
b.鑲裝或粘接的動、靜環接縫處泄漏造成泵的經常性泄漏，由于鑲裝工藝不合理引起殘余變形、用材不當、過盈量不合要求、黏結劑變質均會引起接縫泄漏。# y. Y/ v# | e& ~* f
c.摩擦副損傷或變形而不能跑合引起泄漏。 I7 B; P( E. d4 u( i5 Y" {
d.摩擦副夾入顆粒雜質。' L9 ^$ w2 X i/ e
e.彈簧比壓過小。
' B, \; Z4 o$ v3 L4 U' Tf.密封圈選材不正確，溶脹失效。
D+ h) C! i8 ]7 w$ E9 o+ H5 L2 Kg. V形密封圈裝反。% u& h4 a6 X* R& z
h.動、靜環密封面對軸線不垂直度誤差過大。: o& }6 h9 d9 o/ k. t5 {7 r# a
i.密封圈壓緊后，傳動銷、防轉銷頂住零件。7 \3 S2 J9 \3 A, T. I3 j
j.大彈簧旋向不對。: U1 ?, t5 Q8 [+ a5 g% L
k.轉軸振動。
1 z+ h1 q! A0 U: I y _l.動、靜環與軸套間形成水垢不能補償磨損位移。
, [7 T' x7 ^0 r! N- X2 xm.安裝密封圈處軸套部位有溝槽或凹坑腐蝕。, X/ U% u, c9 u$ `5 l& U
n.端面比壓過大，動環表面龜裂。. ~' h8 x) [0 V: m
o.靜環浮動性差。
$ W- w# ^4 n! K6 z3 X! [: |% [p.輔助裝置有問題。
" e/ d B, N5 G, f+ }4 G! W" Q3 P2 c4.突發性泄漏2 U# a) L* m6 Q. [9 m
由于以下原因，泵密封會出現突然的泄漏。' b1 o5 @+ D5 a; R
（1）泵強烈振動、抽空破壞了摩擦副。
6 p) }% _" V* u/ X! O（2）彈簧斷裂。
' `4 E; a, q8 r（3）防轉銷脫落或傳動銷斷裂而失去作用。
5 T" g/ ^/ R5 u/ l8 ~: `（4）輔助裝置有故障使動、靜環冷熱驟變導致密封面產生變形或裂紋。5 q4 P g0 @2 S$ X o( w% d
（5）由于溫度變化，摩擦副周圍介質發生冷凝、結晶影響密封。
4 k5 F$ j H0 ]0 ?6 L" `5.停泵一段時間再開支時發生泄漏
' y/ f; A* J. v: Z0 X# s摩擦副附近介質的凝固、結晶，摩擦副上有水垢；彈簧銹蝕、堵塞而喪失彈性，均可引起泵重新開動時發生泄漏。1 i0 L( M% K" a$ d2 U
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發表于 2024-8-12 13:55:34
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