机械密封失效分析与故障分析(2021年)

( 安全技术 )

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机械密封失效分析与故障分析

(2021年)

Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people

make mistakes

机械密封失效分析与故障分析(2021年)

1.腐蚀失效

机械密封因腐蚀引起的失效为数不少，常见的腐蚀类型有如下几种。

（1）表面腐蚀

由于腐蚀介质的侵蚀作用，机械密封件会发生表面腐蚀，严重时也可发生腐蚀穿孔，弹簧件更为明显，采用不锈钢材料，可减轻表面腐蚀。

（2）点腐蚀

弹簧套常出现大面积点蚀或区域性点蚀，有的导致穿孔，此类局部腐蚀对密封使用尚不会造成很严重的后果，不过大修时也应予更换。

（3）晶间腐蚀

碳化钨环不锈钢环座以铜焊连接，使用中不锈钢座易发生晶间腐蚀，为克服敏化的影响，不锈钢应进行固溶处理。

（4）应力腐蚀破裂

金属焊接波纹管、弹簧等在应力与介质腐蚀的共同作用下，往往会发生断裂，由于弹簧的突然断裂而使密封失效，一般采用加大弹簧丝径加以解决。

（5）缝隙腐蚀

动环的内孔与轴套表面之间、螺钉与螺孔之间，O形环与轴套之间，由于间隙内外介质浓度之差而导致缝隙腐蚀，此外陶瓷镶环与金属环座间也会发生缝隙腐蚀，一般在轴套表面喷涂陶瓷，镶环处表面涂以黏结剂以减轻缝隙腐蚀。

（6）电化学腐蚀

异种金属在介质中往往引起电化学腐蚀，它使镶环松动，影响密封，一般亦采取在镶接处涂黏结剂的办法予以克服。

2.热损失效

（1）热裂

如密封面处于干摩擦、冷却突然中断、杂质进入密封面、抽空等，会导致环表面出现径向裂纹，从而使对偶环急剧磨损，密封面泄漏迅速增加。碳化钨环热裂现象较常见。

（2）发泡、炭化

使用中如石墨环超过许用温度，则其表面会析出树脂，摩擦面附近树脂会发生炭化，当有黏结剂时，又会发泡软化，使密封面泄漏量增加，密封失效。

（3）老化、龟裂、溶胀

橡胶超过许用温度继续使用，将迅速老化、龟裂、变硬失弹。如是有机介质则溶胀失弹，这些均导致密封失效。

凡因热损引起密封失效，关键在于尽量降低摩擦热，改善散热，使密封面处不发生温度剧变。

3.磨损失效

摩擦副若用材耐磨性差、摩擦因数大、端面比压（包括弹簧比压）过大、密封面进入固体颗粒等均会使密封面磨损过快而引起密封失效。采用平衡型机械密封以减少端面比压及安装中适当减少弹

簧压力，有利克服因磨损引起的失效，此外，选用良好的摩擦副材料可以减轻磨损。按耐磨次序材料排列为碳化钨-碳石墨、硬质合金-碳石墨、陶瓷（氧化铝）-碳石墨、喷涂陶瓷-碳石墨、氧化硅陶瓷-碳石墨、高速钢-碳石墨、堆焊硬质合金-碳石墨。

4.安装、运转等引起的故障分析

（1）加水或静压试验时发生泄漏

由于安装不良，机械密封加水或静压试验时会发生泄漏。安装不良有下述诸方面。

a.动、静环接触表面不平，安装时有碰伤、损坏。

b.动、静环密封圈尺寸有误、损坏或未被压紧。

c.动、静环表面有异物夹入。

d.动、静环V形密封圈方向装反，或安装时反边。

e.紧定螺钉未拧紧，弹簧座后退。

f.轴套处泄漏，密封圈未装或压紧不够。

g.如用手转动轴泄漏方向性则有如下原因：弹簧力不均匀，单弹簧不垂直，多弹簧长短不一或个数少；密封腔端面与轴垂直不够。

h.静环压紧不均匀。

（2）由安装、运转等引起的周期性泄漏

运转中如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均会导致密封周期性泄漏。

（3）经常性泄漏

a.动环、静环接触端面变形会引起经常性泄漏。如端面比压过大，摩擦热引起动、静环的热变形；密封零件结构不合理，强度不够产生变形；由于材料加工原因产生的残余变形；安装时零件受力不均等，均是密封端面发生变形的主要原因。

b.镶装或粘接的动、静环接缝处泄漏造成泵的经常性泄漏，由于镶装工艺不合理引起残余变形、用材不当、过盈量不合要求、黏结剂变质均会引起接缝泄漏。

c.摩擦副损伤或变形而不能跑合引起泄漏。

d.摩擦副夹入颗粒杂质。

e.弹簧比压过小。

f.密封圈选材不正确，溶胀失效。

g.V形密封圈装反。

h.动、静环密封面对轴线不垂直度误差过大。

i.密封圈压紧后，传动销、防转销顶住零件。

j.大弹簧旋向不对。

k.转轴振动。

l.动、静环与轴套间形成水垢不能补偿磨损位移。

m.安装密封圈处轴套部位有沟槽或凹坑腐蚀。

n.端面比压过大，动环表面龟裂。

o.静环浮动性差。

p.辅助装置有问题。

5.突发性泄漏

由于以下原因，泵密封会出现突然的泄漏。

（1）泵强烈振动、抽空破坏了摩擦副。

（2）弹簧断裂。

（3）防转销脱落或传动销断裂而失去作用。

（4）辅助装置有故障使动、静环冷热骤变导致密封面产生变形

或裂纹。

（5）由于温度变化，摩擦副周围介质发生冷凝、结晶影响密封。

6.停泵一段时间再开支时发生泄漏

摩擦副附近介质的凝固、结晶，摩擦副上有水垢；弹簧锈蚀、堵塞而丧失弹性，均可引起泵重新开动时发生泄漏。

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