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密封機械故障分析及處理

2021-02-25

一、機械密封的原理和要求

機械密封又稱端面密封,它是一種旋轉機械設備上的軸封裝置,在液體壓力和垂直于旋轉軸端面的彈性壓縮元件的作用下,剛性密封面保持配合并能相對滑動,與輔助密封機構耦合而成的防止流動介質泄漏的裝置。軸向密封容易泄漏,端面密封更難泄漏。

機械密封主要由動環、靜環、彈性壓縮元件和密封元件組成。其中動環隨軸轉動,靜環固定,動環與靜環緊密配合形成一對摩擦副。動環通過密封腔內的液體壓力和彈性壓件的彈性壓力使其端面附著在靜環端面上,并在兩端適當的比壓和保持一層液體保護膜的封閉面上達到密封的目的,防止介質泄漏。彈性壓緊元件產生的壓力能使轉子與轉子環的接觸端面在軸不轉動的情況下保持緊密,從而保證密封介質不泄漏,防止雜質進入疊片表面。同時,彈性壓縮元件可以降低設備的振動和沖擊。密封件一般位于動環和軸之間,靜環和壓蓋之間。在設備的使用中,部分機械密封是與轉軸一起運轉的相關零件,機械密封的正常使用與自身的性能、相關的外部條件有很大的關系。必須保證設備的零部件性能、機械密封的制造和安裝符合設計要求,才能發揮機械密封的重要作用。

二、機械密封失效性能及原因

1、機械密封件故障

旋轉設備在使用中,密封端面可能出現磨損、損壞、開裂、變形等現象,彈性壓縮元件(彈簧)長期使用也會發生松弛、斷裂或腐蝕。密封件也可能出現開裂、變形等情況。

2、機械密封振動發熱故障原因分析

靜、靜環結合面粗糙,靜、靜環與密封腔間隙過小,振動由振動和擺錘碰撞引起。有時由于密封端面的耐腐蝕性和耐溫性差,冷卻不足或靜環和靜環端面在安裝時有顆粒物或其他雜質,也會使機械密封產生振動和發熱。

3、機械密封介質泄漏故障原因分析

① 靜壓試驗時發生泄漏。機械密封安裝時,密封端面碰傷、變形、損壞或含有雜質,壓蓋未壓緊,使密封端面未完全貼合,密封件裝配不當或損壞,導致介質泄漏。

② 間歇性泄漏。機械密封轉動部件的周期性振動和較大的軸向竄動量會引起間歇性泄漏。密封端面之間要有比壓,才能起到密封作用,這就要求機械密封的彈性壓縮元件要有適當的壓縮量,給密封端面一個軸向推力,旋轉環使密封端面產生適當的比壓。為了保證這個合適的比壓,轉動軸不能有過多的軸向通道。一般要求保證在0.25mm以內。但在實際應用中,由于設計或加工的不合理,往往會使轉軸產生大量軸向竄流,造成機械密封泄漏。

③ 頻繁泄漏。機械密封頻繁泄漏有幾個原因。首先,它可能是由于密封端面的缺陷造成的。其次,它可能是由密封件斷裂引起的。再次,它是由彈性壓縮部件的缺陷造成的。在其他方面,還包括電機轉子振動引起的泄漏、傳動部件質量差引起的泄漏、輔助密封機構引起的泄漏、介質問題引起的泄漏等。

 ④ 嚴重泄漏。摩擦副部件斷裂、彈性壓縮元件失效或卡住、止推環卡住、防轉失效等,都會導致嚴重泄漏。

4、機械密封振動過大

除機械密封本身外,其他零件也可能導致振動較大的原因,如轉軸設計不合理、加工質量差、軸承精度低、聯軸器平行度差、徑向力過大等。

三、機械密封故障處理

1、機械密封零件故障處理

機械密封件失效,需及時更換。為了提高密封效果,對靜環和靜環的表面粗糙度和平整度的精度提出了更高的要求。靜環和靜環的層壓面寬度較窄,一般在2~7mm范圍內。

2、機械密封振動與熱處理

如果動靜環與密封腔間隙過小,則需要加大密封腔內徑,或減小轉動部分外徑,以保證間隙大于0.75mm。如果摩擦副配對不當,有必要考慮改變靜環的材質,以提高耐高溫和耐腐蝕性能。

3、機械密封介質泄漏處理

機械密封介質泄漏的原因是多方面的。為盡可能減少泄漏,機械密封應按技術規范安裝,并應注意以下事項。

(1) 裝配應干凈整潔。機械密封零件、裝配工具、潤滑劑等應非常干凈。應使用柔軟的無毛布擦拭活動環的密封端面。

(2) 修整倒角。軸和密封端蓋等零件上的倒角要修整光滑。

(3) 組裝密封件時,橡膠密封件不能用汽油、煤油等浸泡清洗,防止膨脹變形和過早老化。動靜環組裝完成后,用手推動,自然復位,觀察彈簧是否靈活。

密封件

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