机械密封的模糊可靠性计算与分析
机械密封失效分析与故障分析
机械密封失效分析与故障分析机械密封是一种常见的密封方式，广泛应用于各种工业设备中，它起到防止液体或气体泄漏的作用。
然而，由于机械密封长时间运行或使用条件不当等原因，可能出现失效或故障。
本文将对机械密封的失效分析与故障分析进行探讨。
首先，机械密封的失效主要表现为泄漏。
泄漏可能来自密封面之间的间隙或密封材料的损坏。
泄漏的原因可以是由于机械密封的安装不当、密封面磨损、密封材料老化或质量不合格等多种因素。
在进行失效分析时，需要对泄漏的位置、程度以及泄漏时的工况等进行全面的观察和记录，以便找出失效的根本原因。
其次，机械密封的故障种类较多，常见的故障有密封面磨损、泄漏、密封材料老化、弹簧断裂等。
对于不同的故障，需要采取相应的措施进行修复或更换。
比如对于密封面磨损导致的泄漏，可以通过研磨、打磨或更换密封面来解决；对于弹簧断裂，需要更换弹簧等。
在进行故障分析时，需要梳理故障出现的原因、频率以及对设备运行的影响，以便采取相应的措施进行维修和防范。
失效分析和故障分析的目的是为了找出机械密封失效和故障的原因，并采取相应的措施进行预防和维修。
对于机械密封的失效分析，可以通过实验手段进行模拟和验证，例如使用试压设备对机械密封进行压力测试，以检测泄漏的位置和程度；对于机械密封的故障分析，可以通过观察故障部件的状态和特征来确定故障原因，同时可以进行实验和实地测试，以验证故障的原因和解决方案。
在进行机械密封失效分析与故障分析时，需要注意以下几点。
首先，要对机械密封的运行条件、使用环境以及工艺参数进行详细了解和记录，以便进行精确的分析。
其次，要进行全面的检查和测试，包括外观、内部构造、密封面状态、密封材料性能等等。
第三，要对失效和故障进行分类和归纳，以便建立相应的数据库和维修记录，为以后的失效分析和故障排除提供参考。
最后，要不断总结和积累经验，不断完善和改进机械密封的设计、安装和维护，以提高机械密封的使用寿命和性能。
总之，机械密封的失效分析与故障分析对于保证设备的安全运行和延长设备的使用寿命非常重要。
机械密封基础知识-三机械密封的计算精选全文
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（三）液膜反力的计算
Fm =λP介 S
（液膜比压Pm=λP介）
λ：膜压系数≈0.5（中粘度），=0.65～0.75（低粘度），
=0.3～0.4（高粘度）。
它是一个平均值，表示液膜压力占介质压力的比例，
并不表示压力的分布情况。该公式为端面比压的计算
提供了方便。
S：端面面积S=π（d22－d12）/4
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各种组对在非平衡型机械密封中的许用［PV］值
SiC/ SiC/ 石墨 SiC
WC/ WC/ WC/
WC/ Al2O3/ Cr2O3喷涂/ Stellite/
石墨 WC 填充PTFE 青铜 石墨
石墨
石墨
180
14.5
7~1 5
4.4
5
2 3~7.5 15
3~9
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三、机械密封的计算
（一）补偿环的受力状况
要进行端面比压计算，首先要分析补偿环的受力情况。 如图，补偿环受到的力有：
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向左的：弹簧力Ft、介质压力所产生的作用力Fp 向右的：液膜反力Fm、静环作用的端面支承力F； 摩擦力R，很小可以忽略； 以上四力平衡，有F=Ft＋Fp－Fm 端面比压P=F/S （S为端面面积） 上面各项力的计算方法在后面章节再加以叙述。
（4）端面缝隙情况：渐开形，λ减小；渐收形，λ增大
（5）其他因素：转速高，对于内流式λ减小，对于外流式λ
增大。此外端面比压、密封面温度、粗糙度等都有一定影响。
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（六）弹簧比压的计算
Pt =F弹/S F弹可计算得出，但一般有误差±10%，这是由于制造厂、 制造工艺、原材料的化学成分、热处理工艺等存在差异的 缘故。 一般Pt =0.15~0.2Mpa(内装)，0.3~0.6Mpa(外装)，反应釜中， 转速低，轴摆动大，取大值。
水泵机械密封的技术分析和解决办法
水泵机械密封的技术分析和解决办法水泵机械密封是水泵的重要组成部分，其作用是防止水泵轴承处进入水或其他介质，同时也起到了防止泄漏和保持压力稳定的作用。
在水泵的使用过程中，机械密封的性能将直接影响水泵的可靠性和效率。
因此，在水泵机械密封的设计和使用中，需要充分考虑各种技术问题和解决办法。
一、机械密封的技术分析1.密封环的动静压力分析在机械密封中，密封环的动静压力是决定密封效果的重要因素。
它是指在机械密封中，两个互相接触并具有相对运动的平面之间的压力。
在密封环的选择和安装中，需要根据不同的介质和工况条件来进行分析和计算，确定合适的动静压力值，以确保机械密封的效果。
2.密封环与轴颈的匹配在机械密封的安装过程中，密封环与轴颈的匹配也是非常重要的。
一般来说，密封环与轴颈的配合应该是相对松动的，以便润滑油能够进入密封面之间的间隙中，起到润滑作用，减少摩擦和磨损。
如果密封环与轴颈的配合太紧，不仅会增加电机负荷，还会导致密封环卡死，增加维修成本。
3.密封环的材质选择机械密封环的材质选择也是影响机械密封效果的关键因素。
不同的介质和工况条件需要选择不同的密封材料。
例如，对于高温高压的介质，应选择能承受高温高压的密封材料，如碳化硅、碳化钨等；对于腐蚀介质，应选择抗腐蚀性能好的密封材料，如陶瓷、特种橡胶等。
二、机械密封的解决办法1.根据泵的型号和工况情况，选择合适的机械密封型号和材料。
2.在安装过程中，应对机械密封环和轴颈进行润滑处理，确保密封环与轴颈之间的间隙适当，不过紧或太松。
3.应按照要求进行机械密封的调整，检验机械密封的密封性能。
4.在长期使用中，应根据机械密封的使用寿命，及时更换，防止机械密封老化或磨损影响泵的性能。
综上所述，机械密封是水泵不可或缺的组成部分，正确的选择和使用机械密封将直接影响水泵的效率和可靠性。
因此，在水泵机械密封的设计和使用中，需要根据不同的介质和工况条件进行技术分析和解决办法的选择，以保证机械密封的有效性和水泵的正常运行。
机械密封性能的数值模拟与优化
机械密封性能的数值模拟与优化随着制造技术的不断进步和工业的快速发展，机械设备在现代生产中扮演着至关重要的角色。
而机械设备中的密封件是确保设备正常运行的关键部件之一。
机械密封性能的好坏直接影响设备的使用寿命和效率。
为了能够准确评估和优化机械密封的性能，数值模拟已经成为了一种重要的工具。
数值模拟可以通过数学方法和计算机程序，对机械密封在各种条件下的性能进行预测和分析。
通过这种方式，我们可以在实际生产前对机械密封的性能进行优化，减少试验测试的成本和时间。
在机械密封性能的数值模拟中，最常用的方法之一是CFD（ComputationalFluid Dynamics）技术。
CFD技术可以对流体力学问题进行数值求解，通过分析流体在机械密封中的流动情况，评估密封件的工作状态。
例如，在汽车发动机中，活塞与气缸壁之间的密封性能对发动机的性能和排放有重要的影响。
通过CFD技术，可以模拟活塞环与气缸壁之间的流动情况，优化密封设计，提高发动机的效率和可靠性。
除了CFD技术，还有一些其他的数值模拟方法可以应用于机械密封性能的评估。
比如，有限元分析（Finite Element Analysis）可以模拟机械密封在不同温度和压力条件下的变形情况，从而评估密封的可靠性。
此外，优化算法也可以结合数值模拟，通过调整密封件的几何形状或材料来提高其性能。
然而，仅仅进行数值模拟还不足以得出准确的结论。
数值模拟通常需要依赖于大量的实验数据来验证模拟结果的准确性。
因此，在进行数值模拟前，我们需要对机械密封的实际工作环境进行详细的调查和研究，收集实验数据，并与数值模拟的结果进行对比和分析。
另外，机械密封的性能还受到很多其他因素的影响，比如材料的选择、工作条件的变化等。
因此，在进行数值模拟时，我们还需要考虑这些因素，并进行全面的优化设计。
例如，在高温环境下，机械密封可能会出现热膨胀问题，这就需要选择合适的材料来解决这个问题。
总之，机械密封性能的数值模拟与优化是提高设备性能和可靠性的重要手段。
机械密封件设计与可靠性分析
机械密封件设计与可靠性分析机械密封件是机械设备中非常重要的一个部件，它起着防止液体、气体以及粉尘等物质泄漏的作用。
在机械设备的运行过程中，机械密封件的可靠性直接影响着设备的安全性和正常运行。
首先，机械密封件的设计是确保其可靠性的关键因素之一。
在设计过程中，需要考虑到密封件的材料选择、结构设计以及加工工艺等方面。
材料选择要考虑到不同工况下的化学特性、热膨胀系数等因素，以确保密封件能够适应复杂的工作环境。
结构设计要合理，保证密封件在压力、温度变化以及设备运动等因素的影响下能够发挥最佳的密封性能。
加工工艺要严格控制，确保密封件表面的粗糙度、平整度等指标符合要求。
其次，机械密封件的可靠性分析是评估密封件是否能够满足设计要求的重要手段。
通过可靠性分析，可以确定密封件的寿命和故障模式，从而采取相应的改进和预防措施。
常见的可靠性分析方法包括故障模式与影响分析（FMEA）和故障树分析（FTA）等。
FMEA通过对不同故障模式以及其可能引起的影响进行分析，确定可能造成故障的原因和相应的控制措施。
FTA则通过建立故障树，分析故障的发生路径，找出导致故障的基本事件，进而确定故障产生的主要因素。
通过可靠性分析，可以及时调整设计方案，提高密封件的可靠性。
此外，对机械密封件的可靠性进行测试和验证也是确保其性能的重要手段之一。
在测试过程中，可以通过模拟实际工作条件进行试验，例如模拟不同温度、压力、转速等工况进行密封性能测试。
同时，还可以对密封件进行耐磨、耐腐蚀等方面的测试，以评估其在各种恶劣条件下的可靠性。
通过测试和验证，可以为密封件的设计和改进提供实验数据和依据。
综上所述，机械密封件的设计和可靠性分析是保证机械设备正常运行的重要环节。
合理的设计和严格的可靠性分析能够提高密封件的可靠性，减少故障率，从而提高设备的安全性和稳定性。
同时，对密封件进行有效的测试和验证也是确保其性能的重要手段。
只有不断地改进设计和完善可靠性分析与测试方法，才能满足不断提高的工程要求，适应不同行业的需求，为设备的长期稳定运行提供保障。
机械密封运行可靠性及失效分析
Removal and Disassembly
Face Inspection
Secondary Seals
Adaptive Hardware
Wear, breakage, cracks, fretting, corrosion 破损、裂纹
Seal Component Visual Analysis
运转状况
哪儿失效
何时失效
System Status 系统状况
Equipment 设备
Modifications, vibration, pipe stress, shaft speed
改动、振动、管道应力、转速
Piping, foundation, driver 管路、基础、电动机 Fluid, operating conditions, contaminants 介质、操作条件、污染物 Cycling, procedures, lineup, control, upsets 周期、程序、对中、控制、干扰
Possible Edge Chipping
Rotation Due to Pressure
Heavy to Moderate Contact
Light Contact
Rotation Due to Pressure
Heavy Inside Diameter Contact
Heavy Inside Diameter Contact
High Spots
No Contact Erosion (Wire Drawing) Occurs While Stationary
多孔端面液体机械密封摩擦性能的数值分析
ｒ ｍｅｅｓａ ｄ ｄｆｅｅ ｔｐ ｒｍｅｅｓ ｏ ｏｏ ｓｓｒ ｃｕ ｅ ｗｅｅ ｏ ｔｉ ｅ ． ｈ ｅ ｕｔ ｈ ｗ ｈ ｔｓ ｅ ｒｓｒ ｓ ｓｍａｎｙ ａ ｔｄ ｏ ａ ｔｒ ｎ ｉ ｒｎ ａ ａ ｔｒ ｆｐ ｒ ｕ ｔｕ ｔ ｒ ｒ ｂ ａｎ ｄ Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｔ ａ ｈ ａ ｔｅ ｓ ｉ ｉ ｌ ｃｅ ｎ ｆ ｓ
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鞲 啦 基 鸯
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小剪切应力 ，降低端面的摩擦损失 ，延长密封的使用寿命 。 关 键 词 ：多 孔端 面 ；机 械 密 封 ；摩 擦性 能 ；数 值 模拟
机械密封原理安装精度及故障分心
机械密封原理安装精度及故障分心机械密封是一种常用的密封装置，广泛应用于各种工业设备中。
其原理是通过两个相对旋转的部件之间的接触面来实现密封。
机械密封的安装精度和故障分析是保证其正常运行的关键因素。
首先，机械密封的原理是基于两个相对旋转的部件之间的接触面来实现密封。
在机械密封中，由于接触面的摩擦，两个旋转部件之间形成一个密闭的间隙，防止介质泄漏。
机械密封通常由一个固定环和一个旋转环组成，旋转环固定在旋转轴上，而固定环固定在设备外壳中。
通过旋转部件的转动，两个环之间的接触面形成摩擦密封。
其次，机械密封的安装精度对其运行性能有着重要的影响。
安装精度包括两个方面：轴向位置和径向跳动。
机械密封的轴向位置是指密封环相对于旋转轴的位置，通常要求在润滑剂注入接口处的密封环轴向位置±0.1mm以内。
如果轴向位置偏差过大，会导致密封环与旋转轴形成不良接触，从而影响密封效果。
径向跳动是指密封环在径向方向的运动范围，通常要求在0.01mm以内。
如果径向跳动过大，会导致接触面上的摩擦不均匀，从而加速磨损，影响密封效果。
最后，机械密封的故障分析对于维护和修理机械密封具有重要意义。
机械密封常见的故障有泄漏、卡死和磨损等。
泄漏是机械密封最常见的故障，通常是由于密封面损坏或密封环松动引起的。
为了避免泄漏，需要注意定期检查密封面的状态，并及时调整和更换密封环。
卡死是指密封环因润滑剂干涸或污染而无法自由旋转的状态。
为了避免卡死，需要定期注入润滑剂，并保持润滑剂的清洁。
磨损是机械密封的一种常见故障，常常是由于接触面之间的摩擦引起的。
为了延长机械密封的使用寿命，需要注意定期更换密封环，并保持润滑剂的清洁。
总结起来，机械密封的原理是通过两个相对旋转的部件之间的接触面来实现密封。
安装精度和故障分析对于保证机械密封的正常运行非常重要。
正确的安装精度可以确保机械密封的密封效果良好，而故障分析可以帮助维护和修理机械密封，延长其使用寿命。
机械密封失效分析与故障分析
机械密封失效分析与故障分析机械密封是密封设备中应用广泛的一种密封形式，在工业应用领域有着非常重要的作用。
但是，在长时间的使用过程中，机械密封很容易出现失效和故障。
因此，对机械密封的失效和故障进行分析和判断，对保障设备的正常运转和延长设备的使用寿命具有重要的意义。
一、机械密封失效的原因及分析1.磨损机械密封零件在工作过程中会产生磨损，进而导致泄漏和失效。
一般表现为密封面磨损严重，接触角度发生偏移，密封力降低，密封效果下降。
磨损的原因通常是质量不佳、安装不正确、润滑不足、使用寿命过长等。
2.烧蚀机械密封工作时，由于摩擦产热、摩擦面压力等原因，密封面可能会发生烧蚀现象，导致密封面凹凸不平，口径变形等问题，直接影响到密封的性能。
导致烧蚀问题的原因可能是密封面材料的选择不当、安装不正确、运转时润滑不足等。
3.过度压缩和拉伸如果机械密封的压缩和拉伸超过设定的范围，将会导致密封面产生变形，直接影响到密封的效果。
过度压缩的原因可能是密封件的尺寸不合适、安装不正确等；过度拉伸的原因可能是密封件维护不及时、使用寿命过长等。
二、机械密封故障的原因及分析1.泄漏机械密封工作时，泄漏是最常见的故障。
泄漏的原因是多种多样的，如机械密封的选择不当、安装不正确、密封面磨损严重、烧蚀等。
泄漏的位置和严重程度直接影响到设备的正常运转和生产效率。
2.振动和噪声机械密封的振动和噪声较大，对设备的运转和生产都会带来负面影响。
振动和噪声的原因主要是轴承的磨损或者轴承的设计不合理等。
3.温度过高机械密封的工作温度过高可能会导致密封面材料变硬、韧性下降，从而导致密封破坏。
温度过高的原因可能是设备的运转负荷过大、润滑不良等。
综上所述，机械密封的失效和故障都是可以避免的。
对于机械密封的选择和安装要依据实际情况，密切关注设备的运转情况，做好保养和维护工作，延长设备的使用寿命和提高生产效率。
泵轴机械密封的失效分析
泵轴机械密封的失效分析泵轴机械密封是一种广泛应用于工业生产的密封装置，它的主要作用是防止介质泄漏，确保生产过程的安全、稳定和高效。
但是在使用过程中，泵轴机械密封可能会出现失效现象，导致介质泄漏、能源浪费、设备损坏等问题。
本文将从失效原因和解决方法两个方面对泵轴机械密封的失效进行分析。
一、失效原因1.密封面磨损密封面磨损是泵轴机械密封失效的主要原因之一。
在介质的作用下，动环和静环之间会发生摩擦和磨损，导致密封性能下降。
此外，如果密封面的加工精度不够高，也容易引起磨损现象。
2.密封面污染泵轴机械密封的失效还可能与密封面污染有关。
介质中的颗粒物、油脂和杂质等物质会进入密封面之间，形成污染层，使密封面无法正常接触。
导致介质泄漏和密封性能下降。
3.密封面热量失控泵轴机械密封还可能因为密封面热量失控而失效。
在高温、高压环境下，密封面会受到高温的影响，产生热量，如果无法及时散发，就会导致密封面爆裂或变形，从而影响密封性能。
4.密封面松动密封面的安装质量是泵轴机械密封是否正常运行的关键。
如果密封面安装松动，会导致密封面不能接触，导致泄漏现象。
此外，密封面的安装不合理也会引起泄漏和性能下降。
5.轴偏心和振动轴偏心和振动是泵轴机械密封失效的重要原因之一。
如果轴偏心或振动过大，会导致动环和静环之间的密封面摩擦和磨损加剧，导致密封性能降低，进而导致泄漏现象。
二、解决方法1.密封面的加工精度提高密封面加工精度是有效避免泵轴机械密封失效的一个方法。
只有密封面加工精度达到要求，才能有效减少摩擦和磨损，保证密封性能。
2.密封面的清洗和维护在生产过程中，应定期对密封面进行清洗和维护，避免污染物、油脂等物质在密封面之间产生污染层。
这样可以有效避免泄漏现象的发生。
3.密封面热量失控的处理在高温、高压环境下，需要对泵轴机械密封进行散热处理，降低密封面的温度。
可以通过增大密封面的接触面积、减小密封面的热传导系数等措施实现。
4.密封面的紧固保持密封面的紧固是避免泵轴机械密封产生泄漏的重要方法之一。
机械密封失效的三大原因及分析
机械密封失效的三大原因及分析1、密封失效主要有下述三种原因：（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。
（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。
2、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。
机械密封故障分析——故障树分析方法
机械密封故障分析——故障树分析方法故障树分析方法义称为FTA法，目前，在实践中有不少单位采用该方法。
通过故障树分析可以定量地计算复杂系统的故障概率及其他可靠性参数，为评估和改善系统可靠性提供定量依据。
法国CFR Total公司的Michalis,P.M.M.对炼油厂的轻烃泵用机械密封进行了FTA分析的报导。
他以轻烃泵用机械密封为实例述了FTA的建树、建立数学模型、定性分析、定量分析等具体步骤。
一、FTA方法特点故障树分析法是在系统设计过程中通过对可能造成系统故障的各种因素(包括硬件、软件、环境、人为因素)进行分析。
画出逻辑框图(即故障树)，借此确定系统故障原因的各种可能组合力一式或其发生概率，从而计算出系统故障概率并据此采取相应的解决措施，以提高系统，可靠性的一种方法。
FTA法的特点有:①分析力一法灵活，特别可以对环境条件和人为囚素加以分析;②它是一种逻辑推理方法，层层深入，一环扣一环;③它是对系统更深入认识的过程，许多问题在分析过程中就可以被发现和解决;④通过故障树可以定量地计算复杂系统的故障概率及其他可靠性参数，为改善和评核系统可靠性提供定量数据。
二、危险性分析在炼油厂的某些离心泵中，由于输送流体的性质或其输送状态，因其过度泄漏，漏到大气发生事故，会构成对人身或设备的潜在危险.。
因此，检查流体的流动是必要的。
危险性流体分类见表13一5所述。
炼油厂机械密封所发生故障级别分类及所导致的后果见表13一6所述。
对以上流体，根据机械密封最初发生过度泄漏的事故作一因/果示意图，可以判定九组可能发生的不同情况的后果C1至C9，见图13一28:这些后果取决于以下参数，如所采用的机械密封类刑、要堵住流体的类型、有无报警仪器系统、外部事件的作用等。
根据图13一2，可能引起严重后果和灾难性后果的情况.见表13一7所述。
三、故障树分析通过机械密封系统“故障树”的分析，有可能将导致带来不希望故障的原始事件加以分类。
分类的依据是:故障类型(腐蚀、热影响、机械影响……)，故障原因(设计不良、工艺过程、泵、辅助流体)，应负责任者(设计人员、维修人员、用户)。
机械密封件的密封性能测试与分析
机械密封件的密封性能测试与分析引言：机械密封件广泛应用于工业设备中，用于防止介质泄漏，并保证系统的工作稳定性和安全性。
而密封性能是机械密封件的重要指标之一，对于确保设备的正常运行具有重要意义。
本文将围绕机械密封件的密封性能进行测试与分析，探讨密封性能的影响因素和提升方法。
一、密封性能测试方法1. 压缩测试法：压缩测试法是一种常用的测试机械密封件密封性能的方法。
其原理是通过施加一定的压力，测量在不同压力下机械密封件的泄漏量，进而评估其密封性能。
压缩测试法可以分为静态测试和动态测试两种方式。
静态测试通常用于低温或低压环境下的密封性能评估，而动态测试则适用于高温高压环境下的实际工况模拟。
2. 气密性测试法：气密性测试法主要用于机械密封件对气体介质的密封性能评估。
测试过程中，通过将待测试的机械密封件置于封闭的密封室内，注入一定压力的气体，测量室内气体压力的变化情况，从而判断机械密封件的气密性能。
气密性测试法一般适用于阀门、泵等设备的密封性能评估。
3. 液密性测试法：液密性测试法主要用于机械密封件对液体介质的密封性能评估。
测试过程中，将待测试的机械密封件安装在液体管路上，通过注入一定压力的液体，测量液体压力变化或泄漏量，判断机械密封件的液密性能。
液密性测试法适用于密封件在液体环境下的实际工况模拟。
二、密封性能的影响因素机械密封件的密封性能受多种因素影响，其主要包括以下几个方面：1. 密封面材料的选择：机械密封件的密封面材料直接影响着其密封性能。
常用的密封面材料包括橡胶、金属、塑料等。
不同的材料具有不同的化学稳定性、热稳定性和机械强度，因此密封性能也会有所差异。
2. 密封面的加工质量：密封面的加工质量对于机械密封件的密封性能至关重要。
密封面的平整度、光洁度和尺寸精度等因素都会直接影响密封面的贴合度和密封效果。
因此，加工工艺的合理性和操作技术的熟练程度对于确保密封面加工质量具有重要作用。
3. 密封结构的设计：密封结构的设计直接决定了机械密封件的密封性能。
机械密封的故障分析
机械密封的故障分析一、为什么要开展对机械密封的故障分析国内外的统计表明，机械密封故障占离心泵故障的50%~70%。
机械密封故障中老化性故障仅占总数的10%~30%，绝大部分故降属事故性故障。
事故性故障是我们分析研究故障的对象。
事故性故障是指一个或几个密封零件没达到预计的使用寿命便丧失了功能，泄漏量超过了允许值。
需经维修处理，密封性能得到恢复。
显然，离心泵的维修工作重点是抓好机械密封的维修。
经过长期的实践，人们得出结论:流体机械的可靠性，主要取决于密封的可靠性。
提高密封的可靠性，.便可大大减少离心泵的故障率，延长设备使用寿命，提高设备的利用率，维修费用和生产成本均可下降，有利于生产的长期运行，经济效益和社会效益都是显著的。
如何减少故障的发生是个重要的课题。
而故障分析是技术改进和减少故障的一种行之有效的科学手段。
通过对故障现象和磨损痕迹的分析和研究，找出故障的原因，再做特定的改进，使其日趋完善。
因此有人说一切改进来自故障分析，故障分析是技术进步的阶梯。
我们要很好地利用故障分析这一工具，借以提高我国的机械密封技术水平。
二、进行故障分析需做好哪些基础工作首先要了解“问答183”中所列的各项内容。
此外还要了解密封的结构型式(如平衡型还是非平衡型)、轴径、各零件的材料和制造厂，密封腔中的压力和温度、采取何种冷却方式、有无冲洗及冲洗的方式、有无过滤器，安装和使用时何及寿命、安装者和操作员的技术水平等。
三、怎样进行故障分析1)进行故障分析的人员要具备两个条件:一是有一定的基础知识;二是有丰富的实践经验。
此外，还要热爱本职工作，深入现场实际亲自开展故障分析，不能道听途说。
还要将密封的故障分析和机泵维修工作结合起来，不能将两者割裂开，只有这样才能收到良好的效果。
2)做好机泵维修和故障分析的记录。
至少应建立机泵运行台帐、机泵维修台帐和密封故障登记等记录表。
按时准确地记录机泵运行和维修情况以及密封失效现象、失效部位，失效时间及寿命、磨损情况、原因分析和改进措施等。
机械密封件寿命预测与可靠性分析
机械密封件寿命预测与可靠性分析机械密封件是一种广泛应用于工业设备中的关键组件，它能有效地防止液体或气体泄漏。
然而，随着设备的长期使用，机械密封件的寿命会逐渐减少，可能导致系统的故障和停机时间增加。
因此，对机械密封件的寿命预测和可靠性分析非常重要。
一、机械密封件寿命预测的方法1. 统计方法统计方法是一种常用的机械密封件寿命预测方法。
通过对大量可靠性数据的统计分析，可以得到机械密封件的寿命分布情况。
常用的统计方法包括Weibull分布和指数分布等。
通过建立数学模型，可以对机械密封件的寿命进行预测，并制定相应的维护计划。
2. 物理模型方法物理模型方法是根据机械密封件的工作原理和结构特点，通过建立数学模型来预测其寿命。
这种方法通常需要对机械密封件进行详细的实验研究，收集数据并进行分析。
通过这些数据，可以建立机械密封件的动态模型，预测其寿命并提供寿命优化方案。
二、机械密封件可靠性分析的方法1. 失效模式与失效效应分析（FMEA）失效模式与失效效应分析是一种常用的可靠性分析方法。
通过对机械密封件的失效模式进行分析，可以预测其可能发生的故障类型及其可能产生的影响。
通过这种方法可以确定系统中易失效的部件，采取相应的措施进行改进和优化，提高机械密封件的可靠性。
2. 可靠性评估可靠性评估是对机械密封件可靠性进行全面分析和评估的过程。
通过收集可靠性数据，建立可靠性模型，确定机械密封件的可靠性指标，并提供可靠性报告。
可靠性评估的结果可以指导设备的设计和维护工作，提高机械密封件的可靠性。
三、机械密封件寿命预测与可靠性分析的意义1. 提前预防故障通过机械密封件的寿命预测和可靠性分析，可以提前发现潜在的故障点，采取预防措施，避免意外停机和设备损坏。
这样可以降低维修成本和停机时间，提高设备的可靠性和维护效率。
2. 优化设备维护计划机械密封件的寿命预测和可靠性分析可以帮助制定合理的设备维护计划。
根据密封件的寿命预测结果，可以确定更换周期，并制定相应的检修方案。
机械密封设计中的计算
机械密封设计中的计算机械密封是一种常用的密封装置，用于防止流体或气体从机械设备的旋转轴向泄漏，常见于泵、压缩机、离心机等设备中。
机械密封设计中的计算主要包括尺寸计算、密封面压力计算、密封面面积计算和密封间隙计算等。
一、尺寸计算机械密封的尺寸计算包括密封环、密封座、弹簧和密封面等部件的尺寸选择。
这些尺寸的选择必须保证密封具有足够的密封性能，同时要满足设备的工作要求。
首先，需要根据设备的工作参数确定密封面径向力大小。
然后，根据密封面径向力和密封环材料的特性，选择适当的密封环尺寸。
密封环的尺寸选择主要包括内径、外径和厚度。
内径的选择要满足密封环与旋转轴的配合要求，外径的选择要保证密封环能容纳缺口或泄漏环等附件，厚度的选择要满足密封环对密封面的压力要求。
其次，根据设备的工作参数和密封环的尺寸，计算出密封环所受的载荷。
根据载荷大小，选择适当的密封座尺寸，并确保密封座与密封环的配合间隙满足要求。
最后，根据密封环和密封座的尺寸，选择合适的弹簧。
弹簧的选择要考虑到其材料、刚度和变形量等因素，以确保弹簧能够提供足够的压力来保持密封面的接触。
二、密封面压力计算密封面压力是机械密封的关键参数，直接影响到密封的可靠性和使用寿命。
通过计算密封面压力，可以确定密封面是否能够满足密封要求，以及是否需要进一步调整密封参数。
密封面压力计算一般采用力学分析方法。
首先，根据设备工作参数，确定密封面所受的径向力和轴向力。
然后，根据密封环和密封座的特性，计算出密封面的接触面积。
最后，利用力学原理计算出密封面的压力。
在计算密封面压力时，需要考虑到密封环和密封座的变形。
变形对密封面压力的分布和大小均有影响，因此需要进行相应的变形分析。
三、密封面面积计算密封面面积是机械密封的另一个重要参数，直接决定了密封面的紧密程度和密封性能。
通过计算密封面面积，可以确定密封面是否足够大，以及是否需要调整密封参数。
密封面面积计算一般采用几何方法。
首先，根据密封环和密封座的尺寸计算出密封面的面积。
密封可靠性分析简述
回顾与业主商讨设定的设备可靠性完成状况----设备的平均无故障运行时间 (MTBR&MTBF)；
按照业主现场转动设备的关键等级设定约定的及时交货时间，跟踪设备维修及时交货 率
就客户现有密封装机以及库存，提交可行性的标准化方案，以及标准化方案的实施情 况；
定期的技术培训实施情况
108 9904
102 9807
115
99 90
1
0
0
1
2
1
Oct-11
Nov-11
Dec-11
12个月计密封可靠性
40
35
30
25
137
137
20
108
108 15
90
90
10
5
2 1
Jan-12
0
0
Feb-12
12个月计设备可靠性
数据分析： 2011年3月设备平均无故障维修时间74个月，反推过去一年的维修数量是301*12/74=48.8套 2012年2月设备平均无故障维修时间提升至108个月，反推过去一年维修数量是301*12/108=33.4套
设备维护统计分析
密封设备失效 69%
机械问题 24%
操作原因 40%
其他失效 7%
联轴器失效 2%
水力失效 3%
静密封点 失效9%
密封组件 9%
轴承失效 10%
其他原因 8%
系统设计问题导致 19%
设备寿命周期内失效类别统计
机械密封失效分析统计
Flowserve Corporation Property and Confidential
Flowserve Corporation Property and Confidential
机械密封的故障分析及质量要求
泵维护与检修 杨雨松 等编著
二、一般故障诊断的方法——目测检查和故障判断 通常失效原因最好的、最重要的标志从目测检查开始，一旦原因确定，有效解决办法通常也就清楚了。必须注意： 若征兆或迹象在拆卸时丟掉，就无法追回。为了避免关键信息丢失的危险性，应注意下列失效模式：
①外部征兆；
②拆卸前检查结果； ③拆卸后检查结果；
泵维护与检修 杨雨松 等编著
⑩机械密封在正常工作状态下的安装尺寸。检查机械密封的安装尺寸是否与图纸一致，检查压缩长度允差一般为士 0.5mm。 ⑪ 压盖。压盖螺钉不能拧得太紧以免发生静环变形造成泄漏。这一点很重要，如果有四个螺钉最好按1、3、4、2 的顺序拧紧。 ⑫ 弹簧压缩量一定要按规定进行，不允许有过大或过小的现象。误差允许士2mm(指大弹簧密封)，小弹簧密封和波 纹管密封误差允许±0.5mm。弹簧旋向应与轴转动方向一致。 ⑬ 动环安装后必须保证动环能在轴上或轴套上灵活移动。为了使转子平衡运转时不产生较大的振动，安装时应注意 以下几点：转子的径向跳动，叶轮口环不超过0.06～0.10mm，轴套等部位不超过0.04～0.06mm,叶轮找平衡。 ⑭ 密封箱与轴的同轴度0.l0mm。 ⑮ 密封箱与轴的垂直度0.l0mm。 ⑯ 转子的轴向窜动0.30mm。 ⑰ 压盖与密封腔配合支口同轴度0.l0mm。 ⑬ 工作温度下泵与电机的同轴度：轴向0.08mm，径向0.10mm。 四、机械密封的质量检查 高质量的机械密封必须有良好的密封性能、泄漏量小和使用的耐久性。
⑤联轴器找正，驱动端与轴间的找正，应定期检查，这是很重要的。
⑥热态和冷态找正的检查特别是泵的流体温度高于80℃,运转几个小时以后，一旦停车应立即找正检查，如有必要须 重新找正。 ⑦密封零件，无论从制造精度上和安装精度上，都要求很严格，安装不当会影响机械密封的性能，严重会导致密封 失效，因此，必须在安装中加以特别的注意。 ⑧安装前的准备工作及注意事项，检查机械密封型号、规格，特别是机械密封的质量是否合格。 ⑨静环尾部与防转销顶部应保证1～2mm的间隙，以免缓冲失效。检查弹簧旋向，芦簧旋向应与轴的旋向相同，如果 方向搞错传动就会失败。 ⑩机械密封在正常工作状态下的安装尺寸。检查机械密封的安装尺寸是否与图纸一致，检查压缩长度允差一般为士 0.5mm。
机械密封设计安装使用引起的失效分析及控制措施
机械密封设计安装使用引起的失效分析及控制措施摘要：随着经济的快速发展，社会在不断的进步，机械密封广泛应用于各种类型的机泵上，是一种精度较高的密封装置。
大部分机泵采用串级机械密封，并对机械密封的安装和使用有了新的要求。
本文对机械密封在设计、安装、使用等方面出现的失效原因进行了分析，结合实践有针对性的提出了解决方案。
关键词：机械密封；设计；安装；使用；失效分析引言机泵使用的机械密封形式多种多样，但不论何种形式，其泄漏部位主要集中在如下部位：泵轴和轴套之间处；机封动环与轴套之间处；机封静环与其密封座之间处；机封动、静环之间处；机封部位端盖与泵体之间处。
1机泵运行时出现泄漏的原因1.1造成摩擦端面损坏的原因（1）由于操作人员的原因引起机泵出现气蚀、超压、抽空等问题，产生非常大的轴向力，迫使机械密封的动环与静环的摩擦副分开；（2）安装人员计算错误，导致压缩量超过技术要求，使动、静环之间的摩擦副表面出现破损、划伤等问题；（3）密封动环内部的密封圈力过大，致使弹簧的弹力不能满足动环轴向压缩量的调整；（4）密封静环的密封圈力过小，当动环轴向压缩调整时，可能使静环与其座分离；（5）输送的介质中存有杂质或结晶等物质，由于机泵高速运转使之进入动、静环之间的摩擦副，损坏其两环的接触面；（6）机械密封在设计制造时存在问题，机械密封的端面其压比较低或者机械密封的材质选择错误如冷缩性比较大等。
这些问题经常存在，一般可采用调整静环安装座就可解决，但是大部分情况还是需要重新组装或者更换该套机械密封。
1.2摩擦副失效原因（1）输送介质汽化。
动静环相对运动部位介质汽化，造成摩擦副部位得不到有效的冷却、润滑，使静环严重磨损、热裂变形失效。
（2）摩擦副干运转。
由于密封冲洗液量不足或无液，造成摩擦副严重磨损、热裂（拆下后发现有变色情况）失效，有时可能造成相临的“O”形密封环因高温产生硬化开裂失效。
（3）摩擦副部位结焦或结晶。
由于介质在摩擦副部位结焦积碳或结晶，使运动部位得不到有效的润滑，同时波纹管（弹簧）的预紧力减小，补偿能力降低，致使介质从摩擦副部位直接泄漏。
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f = 0. 1, 试进行机械密封泄漏量、磨损率和端面
摩擦功耗的模糊可靠度计算和分析。
3. 1 用模糊综合评判法确定 a1 和 a2 本例的机械密封, 选型、摩擦副材料、机械密
封的加工质量、相容性等使用条件均较好, 弹簧刚 度高, 辅助密封圈性能较好, 则影响 ∃* 取值的因 素、因素等级和隶属度如表 1 所示。备择集取值 范围是[ 0, 1] 区间,
素评判矩阵 B。 ~ 取截集水平值 ∃为评判对象, 选定其取值范
围 ∃= ( ∃1 , ∃2 , #, ∃n ) 。为了准确反映各因素及因 素等级对评判对象 ∃的影响, 按各因素的重要程
度给出权重 W, 则模糊综合评判集 A = W ! B =
~
~
~
~
( A 1 , A 2 , #, A n ) , 由加权平均法求最优水平阈值
3. 2 模糊可靠度计算与分析
按制造工艺, 密封环内、外径等和轴径的均值
∀Di 的公差为 0. 005 ∀Di , 标准离差为 公差的 1/ 3。
计算出标准离差: 密封环内径 #D1 = 0. 088 3 mm;
外径 #D2 = 0. 105 mm ; 平均直径 #Dm = 0. 097 mm,
平衡直径 #DB = 0. 091 7 m m, 取介质压力差 # p =
( 6)
2. 2 采用模糊综合评判法确定最优水平阈值 ∃*
根据机械密封设计条件, 如机械密封的选型、 机械密封的加工质量、摩擦副材料合理配对, 密封
材料与密封介质具有良好的相容性、密封环导热
性等使用条件, 合适的弹簧刚度及辅助密封圈性 能等, 确定影响 ∃* 取值的因素、因素等级和隶属
度, 隶属度是采用专家打分法确定, 于是得到单因
密封面介质压力差, MP a;
流体动力黏度, Pa ! s;
V
密封 面 平 均圆 周 速 度, V =
Dm 60
n,
m/ s; n 转速, r/ m in; b 密封面宽度, m ; p c 密封面比压, M Pa; [ Q] 允许泄漏量, 轴( 或轴套) 外径 d> 50
mm 时, [ Q] ∀ 5 mL / h, d ∀ 50 mm 时, [ Q ] ∀ 3 m L/ h[ 3] 。 通常在设计时按下式计算端面摩擦功耗
#N = 0. 000 012#N , 将端面摩 擦功耗的 a1 、a2 、∀N
和 #N 代入式( 11) , 得 R2 = 0. 999 9。 ~ 磨损率均 值 ∀!= 0. 201 ∀m/ h, 标准 差 #!=
0. 006 27 ∀m / h, 将磨损率的 a1 、a2 、∀! 和 #! 代入
∃= { 0. 60, 0. 70, 0. 80, 0. 90, 1. 00} 。 根据设计条件可确定权重集
W = { 0. 25, 0. 25, 0. 15, 0. 10, 0. 15, 0. 10}
~
由模糊矩阵乘法得到评判结果为:
B= W ! R= ( 0. 775, 0. 97, 0. 665, 0. 26, 0. 05)
∀m/ h, a2 = 0. 208 ∀m/ h; 对[ N ] , a1 = 0. 001 53 W, a2 = 0. 001 67 W。
表 1 影响因素、因素等级及其隶属度
等级
隶属度
影响因素
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
密封选择
好
较好
一般
较差
差
0. 8
1. 0
0. 5
0. 0
0. 0
摩擦材料配对
好
较好
一般
∃* 为:
n
n
∃ ∃ ∃* =
∃iA i / A i
( 7)
i= 1
i= 1
2. 3 Q、!或 p V 的随机分布规律
各设计参数作为服从正态分布的随机变量处
理, 其概率密度函数为:
f i(x) =
s
1 2
exp
-
( x - ∀) 2 2s2
( 8)
式中: ∀, s 分别为 Q、!或 p V 的均值 和标准
摘 要: 泄漏量、端面摩擦功耗和磨损率是机械密封运 行过程中的 重要指标, 对密封 的使用性 能和寿 命 具有重大影响。将模糊可靠性理论应用到机械密封当中, 用模糊综合评判考虑机械密封的各种性能, 从指 标 的随机性和许用值的模糊性出发, 提出模糊可靠度性计 算的数学模型, 通过示例计算了三个指标的模糊可 靠 度, 结果表明了机械密封具体的可靠程度, 为使用性能评价和工程应用打下基础。
泄漏量均值 ∀Q = 4. 02 mL / h, 标 准差 #Q = 0. 246 2 mL / h, 将泄漏量的 a1 、a2 、∀Q 和 #Q 代入
式( 9) , 得 R1 = 0. 999 4, 因为 Q 靠近[ Q ] , 所以 R1
~
~
减小。
端面摩擦功耗均值 ∀N = 0. 003 4 W, 标准差
0. 01 M Pa。弹簧比压 #psp = 0. 01 M Pa, 由
p c = p sp +
D
2 2Hale Waihona Puke -D2 2
-
D
2 B
D
2 1
-
Km
p
V=
Dmn 60
和式( 1) 、( 2) 和( 3) , 按文献[ 7] 的基本函数法, 分 别得到密封面比压均值 ∀pc = 0. 415 9 M Pa, 标准 差 #pg = 0. 012 9 M P a, 密封面平均速度均值 ∀V = 8. 958 8 m/ s, 标准差 #V= 0. 015 m/ s。
~
由加权平均法求最优水平阈值 ∃* 为
5
5
∃ ∃ ∃* =
∃ib i / bi = 0. 833
i= 1
i= 1
第 31 卷第 1 期
孙春一等. 机械密封的模糊可靠性计算与分析
! 35 !
代入式( 5) 及( 6) , 经换算求得: 对[ Q ] 、a1 = 4. 752 m L/ h, a2 = 5. 21 mL / h; 对[ !] 、a1 = 0. 192
N = f D m bp c V ∀ [ N ] W
( 2)
式中: f 密封环接触端面摩擦系数;
[ N ] 允许端面摩擦功耗, W。
由式( 2) 可知, 在密封端面尺寸和摩擦状态一
定的情况下, 摩擦功耗 N 主要取决于工作条件下
的 p c V 值, p cV 值越大, 摩擦功耗 N 也越大[ 4] , 所
径 D 1 = 53 mm , 外 径 D 2 = 63 mm , 平 衡直 径
D B= 55 mm, 平均直径 D m = 58 mm, 密封面宽度
b= 5 mm, 弹簧比压 p sp= 0. 150 7 MP a, 膜压系数 K m = 0. 592 3, 磨损率计算中 K w / H = 15 10- 18 ,
95, 则:
a1 = %[ #] + ( [ #] - %[ #] ) ( 1- ∃* )
-
-
= 0. 95[ #] + 0. 05[ #] ( 1- ∃* )
( 5)
a2
=
-
%[ #] -
-
( %[ #] -
[ #] ) ( 1-
∃*
)
= 1. 05[ #] - 0. 05[ #] ( 1- ∃* )
较差
差
0. 8
1. 0
0. 5
0. 0
0. 0
加工水平
好
较好
一般
较差
差
0. 8
1. 0
0. 7
0. 5
0. 0
使用条件
好
较好
一般
较差
差
0. 9
1. 0
0. 8
0. 5
0. 0
弹簧刚度
高
较高
一般
较低
低
0. 5
0. 8
1. 0
0. 5
0. 0
辅助密封性能
好
较好
一般
较差
差
0. 9
1. 0
0. 8
0. 6
0. 5
差。
2. 4 模糊可靠度
各指标的模糊可靠度
% Ri =
~
&
f i ( x ) #i ( x ) dx =
-&
1 a2 - a1
( a2 -
∀) &
a2 s
∀-
(a1 -
∀) &
a1 s
∀-
s
e - e -
( a1- ∀) 2 2s2
-
(a2- ∀) 2 2s2
2
( 9)
式中: &( x ) 标准正态分布函数。
3 示例与分析
一丙烯泵, 工作温度为 55 ∋ , 机械密封摩擦
副材料软环为浸渍碳石墨, 硬环为碳化钨, 介质为
20 号透平油, 动力黏度 = 0. 018 P a ! s, 密封系
统压 差 p = 1. 96 M Pa, 工 作 转 速 n = 2 950
r/ min, [ p cV ] = 17. 515 M Pa ! m/ s[ 6] , 密 封面内
式( 9) 得 R3= 0. 375 4。这是由于尽管 N = 0. 201 ~
∀m/ h> [ N] = 0. 2 ∀m / h, 按照常规校核是通不过
的, 但从模糊学的角度出发, [ N ] 的数值具有模糊
边界, 上限仍大于 N , 使磨损率校核 还有一定的 可靠度。
综合衡量三个指标的模糊可靠度, 在 p c 和 V 给定时, 泄漏量影响到其他二个指标, 尤其影响到 磨损率。 4 结语