浅谈机械密封失效分析(李军红)

1、浅谈机械密封失效分析试采一厂富民采油管理区 李军红离心泵传动部分平衡管转动部分密封部分泵进口泵出口泵壳部分轴承 静环动环静环与压盖密封圈动环与轴套密封圈密封端面机械密封机械密封机械密封弹簧动环静环密封圈密封圈密封圈密封圈机械密封的失效分析机械密封的失效分析 机械密封的工作原理机械密封的工作原理 机械密封亦称端面密封，其有一对垂 直于旋转轴线的端面，该端面在流体压力及补偿机械外弹力的作用下，依赖辅助密封的配合，与另一端保持贴合，并相对滑动，从而防止流体泄漏的轴封装置。 机械密封的失效分析机械密封的失效分析 泵用机械密封种类繁多，型号各异，但泄漏点主要有五处： （l）轴套与轴间的密封； （2）动环

2、与轴套间的密封； （3）动、静环间密封； （4）静环与静环座间的密封； （5）密封端盖与泵体间的密封。 机械密封的失效分析机械密封的失效分析 1安装静试时泄漏。 2试运转时出现的泄漏。 （l）因抽空、气蚀、憋压等异常现象 （2）对安装机械密封时压缩量过大， （3）动环密封圈过紧，弹簧无法调整动环的轴向浮动量； （4）静环密封圈过松，当动环轴向浮动时，静环脱离静环座； （5）工作介质中有颗粒状物质，运转中进人摩擦副，探伤动、静环密封端面；机械密封的失效分析机械密封的失效分析 由于腐蚀而引起的机械密封失效 a）密封面点蚀，甚至穿透。 b）由于碳化钨环与不锈钢座等焊接， 使用中不锈钢座易产生晶间腐蚀

3、； c）弹簧在应力与介质腐蚀的共同作用 下易发生破裂。 机械密封的失效分析机械密封的失效分析 由于高温效应而产生的机械密封失效 a）在密封面处由于干摩擦、冷却水突然中断，杂质进入密封面、抽空等情况下 b）石墨炭化是使用碳石墨环时密封失效的主要原因之一。由于在使用中，如果石墨环一旦超过许用温度（一般在105250）时，发生炭化，使密封面泄漏增加，密封失效； c）辅助密封件（如氟橡胶、乙丙橡胶、全橡胶）在超过许用温度后，将会迅速老化、龟裂、变硬失弹。机械密封的失效分析机械密封的失效分析由于密封端面的磨损而造成的密封失效 a）摩擦副所用的材料耐磨性差、摩擦系数大、端面比压（包括弹簧比压）过大等,都会

4、缩短机械密封的使用寿命。 b）对于含有固体颗粒介质，密封面进入固体颗粒是导致使密封失效的主要原因。固体颗粒进入摩擦副端面起研磨剂作用，使密封发生剧烈磨损而失效。机械密封的失效分析机械密封的失效分析因安装、运转或设备本身所产生的误差而造成机械密封泄漏 a）由于安装不良，造成机械密封泄漏。主要表现在以下几方面： 1）动、静环接触表面不平，安装时碰伤、损坏； 2）动、静环密封圈尺寸有误、损坏或未被压紧； 3）动、静环表面有异物； 4）轴套处泄漏，密封圈未装或压紧力不够； 5）弹簧力不均匀，单弹簧不垂直，多弹簧长短不一； 6）密封腔端面与轴垂直度不够； 7）轴套上密封圈活动处有腐蚀点。机械密封的失效分

5、析机械密封的失效分析b）设备在运转中，机械密封发生泄漏的原因主要有：1）泵叶轮轴向窜动量超过标准，转轴发生周期性振 动及工艺操作不稳定，密封腔内压力经常变化等均会导致密封周期性泄漏；2）摩擦副损伤或变形而不能跑合引起泄漏；3）密封圈材料选择不当，失去弹性； 4）动环与轴套间形成水垢使弹簧失弹而不能补偿密封面的磨损； 5）密封环发生龟裂等。 机械密封的失效分析机械密封的失效分析c）泵在停一段时间后再启动时发生泄漏，这主要是因为摩擦副附近介质的凝固、结晶，摩擦副上有水垢、弹簧腐蚀、阻塞而失弹。 一、常见的周期性渗漏及对策 1、泵转子轴向窜动量大，辅助密封与轴的过盈量大，动环不能在轴上灵活移动。在泵

6、转动时，动、静环磨损，得不到补偿位移。 对策：在装配机械密封时，轴的轴向窜动量应符合要求，辅助密封与轴的过盈量适中，在保证径向密封的同时，动环装配后保证能在轴上灵活移动(把动环压向弹簧能自由弹回来) 2、密封面润滑油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面 对策：油腔内润滑油油面高度应高于动、静环密封面 二、由于压力产生的渗漏 高压和压力波造成的机械密封渗漏 由于弹簧比压力及总比压设计过大，密封腔内的压力超过3Mpa时，会使密封端面比压过大，液膜难以形成，密封端面磨损严重，发热量增多，造成密封面热变形。 对策：在装配机械密封时，弹簧的压缩量一定要按规定进行，不允许过大或过小。 真空状态运行造成的机械密封

7、泄漏 泵在起、停过程中，由于泵进口堵塞，抽送介质中含有气体等原因，有可能使密封腔出现负压，进而引起密封面干摩擦。 对策：采用双端面机械密封，这样有助于改善润滑条件，提高密封性能。必须注意以下几个问题： 1）冷却系统要保障，禁止冷却水中断，以防端面升高，润滑膜闪蒸而降低密封端面的润滑，加剧磨损；2）机械密封在安装过程中，要给密封端面浇一些润滑油（机油或黄油均可）。以防止起泵时。密封端面由于缺乏润滑而造成的干摩擦； 3）安装过程中注意清洁机械密封与软填料密封比较如下： 优点：1）密封可靠，在长期运转中密封状态很稳定，泄露量很小，其泄露约为软填料密封的1%；2）使用寿命长，在油、水介质中一般可达12

8、年或更长，在化工介质中一般能工作半年以上；3）轴功率消耗小，其摩擦功率仅为软填料密封的10%50%；4）轴或轴套基本上不磨损；5）维修周期长，端面磨损后可自动补偿，一般情况下不需经常性维修；6）抗振性好，对旋转轴的振动以及轴对密封腔的偏斜不敏感；7）适用范围广，机械密封能用于高温、低温、高压、真空、不同旋转频率，以及各种腐蚀介质和含磨粒介质的密封。机械密封与软填料密封比较如下： 缺点：1）较复杂，对加工要求高；2）安装与更换比较麻烦，要求工人有一定的技术水平；3）发生偶然性事故时，处理较困难；4）价高。技术要求启泵后出口阀门要及时打开，防止泵体发热产生气蚀；出口阀门要缓慢的打开，合理的调节泵压和排量；做到听到、看到、摸到、闻到。小结： 械密封的工作机械密封的失效分析械密封的工作机械密封的失效分析