技能培训资料：机械密封故障的原因与处理

(一）从机械损坏判断密封失效原因(1)动环断裂或开裂。动环用脆性材料制成，断面较薄，非常脆弱。若断裂表面变色不均匀，或者存在磨屑，动环断裂是在开车前或运行中发生的。若没有磨屑、变色，断裂可能是在拆卸时造成的。密封阻力过大造成的损坏一般伴有所配合的传动装置磨损或损坏。原因可能是密封装配不当；安装操作失误；因压缩量过大、泵压力超高、润滑性差、密封面干摩擦、密封面冲蚀或密封面粘着造成的密封面阻力过大；泵压力超高；密封拆卸或解体时损坏；温度变化大。预防纠正措施：安装时应小心操作，降低泵送液体压力，调整压缩量；加大冷却水量，降低密封温度，改善摩擦副环境，防止摩擦副润滑不良造成的阻力过大；仔细装配，避免密封卡死。(2)密封面扭曲。原因可能是压盖螺栓松紧不均或夹持力过大，冷却不好，有不均匀热应力。泵操作压力过高，超出设计。辅助密封膨胀，密封面不平或面间有杂物，密封环支撑面不合适。应调整压盖螺栓压紧力至均匀、合适力度，调整冷却或冲洗液流量，保证密封面有足够的冷却和润滑，并除去流体中杂质。降低泵的操作压力；改变辅助密封结构和材料；将密封面重新加工平直。(3)密封面有擦伤和刻痕。原因可能是制造或装配时损伤；密封面进入颗粒物。可用机械或人工研磨消除刻痕或擦痕，消除流体中的颗粒物。(4)密封环切边。原因可能有：轴振动大或泵压力太高，轴弯曲或密封面与轴线不垂直。应降低轴振动值，降低泵操作压力。消除轴的弯曲变形，保持密封面和轴线垂直。(5)密封环粘着磨损。原因可能是密封面润滑冷却不良，局部温度过高；密封比压过大；密封面硬度不合适。应加强冲洗、冷却，减小密封比压，提高密封面硬度。(6)密封面磨粒磨损。固体颗粒沉积在密封环或其附近，硬环密封面上出现有规则的槽痕，软环密封面上磨痕不均匀。硬密封环应使用更硬的耐磨材料，同时采用双端面密封和洁净的密封液(油)。(7)密封面严重磨损、开裂、变色和过热。原因可能是密封面问无液体或液体不足，密封干磨。应在启动前灌泵时排净气体，排除影响泵吸入流量和压头的故障，如过滤器堵塞、人口阀开度不够、入口液体温度高、压头低等。(8)辅助密封件物理损坏或被挤出。0形圈或v形环等辅助密封件的切口、擦痕、刻痕、撕裂等损坏或被挤出，都能导致密封失效。原因可能是安装经验不足，安装时将密封件划伤或用力过大以及制造有缺陷。(9)传动失效。主要有传动销磨坏和断裂，传动凸耳磨损，传动螺钉和卡箍失效。原因有：密封组件卡住；泵轴向串量太大；轴承失效；密封面润滑差；泵操作压力过高；轴弯曲和振动过大。应防止润滑冲洗液中断，减小轴向串量，保持紧钉螺钉紧力，使密封元件不在轴套上滑动。检查轴承，降低操作压力，矫直弯曲的轴，降低轴振动。(10)弹簧失弹。原因可能有固体颗粒堆积，结垢严重。应使用大弹簧密封，少用小弹簧密封。(二）从热损坏判断机械密封故障原因(1)密封环热裂。密封面受高速摩擦、高热，热应力过大，金属或陶瓷密封面出现径向裂纹。原因是缺乏合适的润滑，密封面间液膜汽化。缺乏合适的冷却，d、pv值(密封流体压力P与密封端面平均滑动速度的乘积)过大。应保证密封面处有足够流量的润滑冷却液，以便带走密封产生的摩擦热和泵送热流体传导的热量。一般润滑冷却液流过轴密封箱的温升应<22~C，轴密封箱压力应高于流体在该温度下的饱和蒸汽压约0．17MPa。使密封压缩量在合理范围，尤其注意计人轴向串量的变化。采用抗热、耐振，具有高p值的碳化钨、碳化硅作密封面材料。(2)机械密封汽化泄漏。原因是操作压力超高，密封冷却润滑不足，密封面变形。应改善密封面冷却润滑状况，尽量采用窄密封面的密封环，以减少摩擦热。检查冷却液是否有阻塞，机械密封压缩量是否在设计范围内，即保证在合理的p值下工作。(3)密封环表面剥落、起疤。原因是密封面干磨，局部突然过热膨胀，碳石墨环热应力过大。黏性液体摩擦产生高热，石墨环内浸渍剂汽化膨胀造成隆起。频繁开停车造成局部过热，形成高应力，使材料破坏。注意防止干运转，选用双端面密封，采用热虹吸或强制循环冷却润滑系统，避免频繁开停车。采用无孔隙和无浸渍剂的碳化钨和碳化硅密封材料代替石墨。(4)镶嵌环松脱。由于镶嵌环过盈配合选择不当，在工作时的高温下镶嵌环松脱，造成机械密封泄漏。可改用整体硬质合金环，正确选用材料在工作温度下的配合过盈量。用膨胀系数接近的材料制作镶嵌环和环座，以减少温度的影响。(5)辅助密封环(0形环或V形环)过热变脆、产生开裂、永久变形或弹性消失。原因有轴和轴承箱过热，密封面过载产生大量摩擦热或辅助密封环材料选用不正确。应保持密封箱冷却循环液畅通，管路无堵塞无结垢。检查泵有无抽空、干运转情况，检查辅助密封环材料是否满足使用温度要求。(三）从密封面磨损状态判断故障原因(1)机械密封的动、静密封面一般由一软一硬的两个密封环组成(有时也用两个硬环，俗称“硬碰硬”)，其中软环比硬环窄。如果硬环密封面外径处磨损较重，软环的外缘可能有切边。如果在运行压力低时有少量泄漏，在较高压力下反而不漏或漏量很少，可能是密封面研磨不平，密封环变形或密封面间有杂质。(2)硬环密封面内径处接触磨损较重，软环的内缘可能有切边，密封面形成锥角。可能是密封环热变形，应改善密封的冷却或更换密封材料。(3)硬环密封面上接触磨损的宽度远大于软环宽度，泵静止时密封不漏，运转时连续滴漏。可能是泵对中不好，轴弯曲以及轴承间隙大或损坏，泵振动或汽蚀，泵憋压，静环偏心或未对中。(4)静环上有一处或几处高点接触，动静密封面不平行。可能的原因是泵轴对中不好，机械密封压盖和静环接触处有毛刺或沟槽，机械密封压盖变形(可能螺栓紧力过大)，动、静环密封面平直度不够，防转销位置不正确或静环槽过浅。(5)密封面偏心接触，静环上有偏心接触迹象。如果静环无破损，动环上无异常磨损，一般是动环未对中，动环结构设计和间隙不正确以及轴套外径和轴密封箱内径不同轴。(6)硬环磨损严重或产生360。热裂纹，软环高度磨损，有时大气侧有石墨粉积聚。原因是密封面摩擦热量大、所输送的产品温度高，冷却液大量汽化，应该加强密封面的冲洗和冷却，降低密封面温度，改变材料或改变密封结构。(四）从泄漏形式判断故障原因(1)安装静试时泄漏。机械密封安装调试好后，一般要进行静试，观察泄漏量。如泄漏量较小，多为动环或静环密封圈存在问题。泄漏量较大时，则表明动、静环摩擦副间存在问题。在初步观察泄漏量，判断泄漏部位的基础上，再手动盘车观察，若泄漏量无明显变化，则动、静环密封圈有问题。如盘车时泄漏量有明显变化则可断定是动、静环摩擦副存在问题。如泄漏介质沿轴向喷射，则动环密封圈存在问题的可能性居多，泄漏介质向四周喷射或从水冷却孔中漏出，则多为静环密封圈失效。(2)试运转时出现泄漏。机械密封经过静试后，运转时高速旋转产生的离心力会抑制介质泄漏。因此试运转时机械密封的泄漏，在排除轴间隙及端盖密封失效的原因后，基本上都是由于动、静环摩擦副破坏所致。引起摩擦副密封失效的因素主要有：操作中因抽空、汽蚀、憋压等异常，引起较大的轴向力，使动、静环接触面分离。安装机械密封时压缩量过大，导致摩擦副端面严重磨损、擦伤。动环密封圈过紧，弹簧无法调整动环的轴向浮动量。静环密封圈过松，当动环轴向浮动时，静环脱离静环座。工作介质中有颗粒状物质，运转中进入摩擦副。设计选型有误，密封端面比压偏低或密封材料胀缩较大等。(3)正常运转中突然泄漏。离心泵在运转中突然泄漏，少数是因正常磨损或已达到使用寿命，大多数是由于工况变化较大或操作、维护不当引起的。抽空、汽蚀或较长时间憋压，导致密