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密封失效的原因及分析

发布时间:2021-04-05 浏览人数:19

1、密封面打开


在修理机械密封时,85%的密封失效不是因磨损造成,而是在磨损前就已泄漏了。


当密封面一打开,介质中的固体微粒在液体压力的作用下进入密封面,密封面闭合后,这些固体微粒就嵌入软环(通常是右墨环)的面上,这实际成了一个“砂轮”会损坏硬环表面。


由于动环或橡胶圈紧固在轴(轴套)上,当轴串动时,动环不能及时贴合,而使密封面打开,并且密封面的滞后闭合,就使固体微粒进入密封面中。


同时轴(轴套)和滑动部件之间也存在有固体微粒,影响橡胶圈或动环的滑动(相对动密封点,常见故障)。另外,介质也会在橡胶圈与轴(轴套)磨擦部位产生结晶物,在弹簧处也会存有固体物质,都会使密封面打开。


2、过热


因密封面上会产生热,故橡胶圈使用温度应低于设计规范。氟橡胶和聚四氟乙烯的使用温度为216℃,丁晴橡胶的使用温度为162℃,虽然它们都能承受较高的温度,但因密封面产生的热较高,所以橡胶圈有继续硫化的危险,最终失去弹性而泄漏。(冷区考虑冷脆)


密封面之间还会因热引起介质的结晶,如结碳,造成滑动部件被粘住和密封面被凝结。而且有些聚合物因过热而焦化,有些流体因过热而失去润滑等甚至闪火。


过热除能改变介质的状况外,还会加剧它的腐蚀速率。引起金属零件的变形,合金面的开裂,以及某些镀层裂缝,设计应选用平衡型机械密封,以降低比压防止过热。

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3、超差


正确的装配公差,对于安装机械密封是很必要的,轴(轴套)必须有合适的表面粗糙度和正确的尺寸,但制造者很少提供公差数据,这些数据对安装来讲都是很关键的(依靠经验和常识)。


机械密封的尺寸精度及形位公差必须符合图纸要求,超差将会导致密封提前失效。


(二)密封失效原因分析


密封面本身也会提供密封失效的迹象,如振动时,在传动零件上就会有磨损的痕迹,如痕迹不明显,则一般是装配不当造成的。


对于质量较差的石墨环(动环)来讲,其内部气孔较多,这是因为在制造过程中,聚集在石墨内部的气体膨胀将碳微粒吹出的所致,因此这种低质的石墨环在密封启用中,其碳微粒很容易脱落,而使密封面在密封停用时粘住。


密封面内圆柱面上的伤痕很可能是外面的杂物进入密封面或安装不当造成的。密封面上的环形沟槽,多数是固体微粒沉积于密封面而引起的。


石墨环(动环)的裂纹是由于传动件的振动,橡胶圈的涨大以及石墨环本身的内应力造成的,而结焦则是因高温所致,这在炼油厂的高温热油介质中是常见的。


发烟硫酸、硝酸、氢氟酸、次绿酸钠、王水、过氢氧化物等对石墨有侵蚀作用的几种强氧化剂,其腐蚀作用随温度增加而加剧。


通常硬环(静环)表面的过热会引起密封环的严重磨损,如无冷却的立式泵。在高温、高压下、弹簧压缩过大,軸串动也会过大的情况下,都会引起密封面的过渡磨损,


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