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分享機(jī)械密封故障分析及處理

日期:2018-12-13

機(jī)械密封在旋轉(zhuǎn)類設(shè)備(如泵、釜、壓縮機(jī))上的應(yīng)用很廣泛,機(jī)械密封出現(xiàn)泄漏,將會影響設(shè)備整機(jī)的正常運行,嚴(yán)重的還可能出現(xiàn)安全事故。如何快速的分析并解決機(jī)械密封的泄漏問題,是保證此類設(shè)備正常運行的重要手段。

一、機(jī)械密封的原理及要求

機(jī)械密封又叫作端面密封,它是一種旋轉(zhuǎn)類機(jī)械設(shè)備上的軸封裝置,在垂直于旋轉(zhuǎn)軸端面的液體壓力和彈性壓緊元件的作用下,剛性密封面保持貼合且能相對滑動,加上輔助密封機(jī)構(gòu)而組成的防止流動介質(zhì)泄漏的裝置。它將容易泄漏的軸向密封改為較難泄漏的端面密封。

機(jī)械密封主要由動環(huán)、靜環(huán)、彈性壓緊元件和密封元件構(gòu)成。其中動環(huán)隨軸一起旋轉(zhuǎn),靜環(huán)固定不動,動環(huán)和靜環(huán)緊密貼合形成一對摩擦副。動環(huán)靠密封腔體內(nèi)部的液體壓力和彈性壓緊元件的彈力使其端面貼緊在靜環(huán)端面上,并在貼緊的兩端面上產(chǎn)生適當(dāng)?shù)谋葔汉途S持一層極薄的液體保護(hù)膜以達(dá)到密封的目的,防止介質(zhì)發(fā)生泄漏。彈性壓緊元件產(chǎn)生的壓力,可在軸不旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下,也能保持動靜環(huán)兩接觸端面的緊密貼合,保證密封介質(zhì)不發(fā)生泄漏,并阻止雜質(zhì)進(jìn)入貼合面;同時彈性壓緊元件對設(shè)備的振動和沖擊起一定的減緩作用。密封元件一般在動環(huán)與軸之間,靜環(huán)與壓蓋之間處起密封作用。在設(shè)備使用時,機(jī)械密封的一部分是與旋轉(zhuǎn)軸相關(guān)的零部件一起運轉(zhuǎn)的,機(jī)械密封的正常使用與它自身的性能、相關(guān)的外部條件都有非常大的關(guān)系。我們要確保設(shè)備的零件性能、機(jī)械密封的制造及安裝都符合設(shè)計需求,才能發(fā)揮機(jī)械密封的重要作用。

二、機(jī)械密封的故障表現(xiàn)及原因

3.機(jī)械密封介質(zhì)泄漏的故障原因

①靜壓試驗時發(fā)生泄漏。機(jī)械密封在安裝時,密封端面碰傷、變形、損壞,或夾有雜質(zhì),壓蓋沒有壓緊使密封端面沒有完全貼合,密封元件裝配不當(dāng)或損傷等,都會導(dǎo)致介質(zhì)泄漏。

②間歇性泄漏。機(jī)械密封的旋轉(zhuǎn)部件周期性振動、軸向竄動量大,都會造成間歇性泄漏。密封端面之間要有一定的比壓,才能起到密封作用,這就要求機(jī)械密封的彈性壓緊元件要有適當(dāng)?shù)膲嚎s量,給密封端面一個軸向推力,動環(huán)旋轉(zhuǎn)起來使密封端面產(chǎn)生合適的比壓。為了保證這個合適比壓,旋轉(zhuǎn)軸不能有太大的軸向竄量,通常需要保證在0.25mm以內(nèi)。但在實際應(yīng)用中,由于設(shè)計或加工的不合理,往往旋轉(zhuǎn)軸會產(chǎn)生較大的軸向竄量,導(dǎo)致機(jī)械密封產(chǎn)生泄漏。

③經(jīng)常性泄漏。機(jī)械密封經(jīng)常性泄漏有以下幾方面原因。首先,可能是由于密封端面缺陷引起的。其次,可能是密封元件破損引起的。再次,是彈性壓緊元件缺陷引起的。其他方面,還包括電機(jī)轉(zhuǎn)子振動引起的泄漏,傳動零件的質(zhì)量不好引起泄漏,輔助密封機(jī)構(gòu)引起的泄漏,介質(zhì)問題引起的泄漏等。

④嚴(yán)重泄漏。摩擦副元件斷裂,彈性壓緊元件失效或卡住,止推環(huán)卡住,防轉(zhuǎn)部位失效等,都可能導(dǎo)致嚴(yán)重泄漏。




1.機(jī)械密封的零件故障

旋轉(zhuǎn)類設(shè)備在使用時,密封端面可能會出現(xiàn)磨損、破損、開裂、變形等現(xiàn)象,彈性壓緊元件(彈簧)長期使用也會發(fā)生松弛、斷裂或腐蝕情況。密封元件也可能會出現(xiàn)開裂、扭曲變形等情況。

2.機(jī)械密封振動及發(fā)熱的故障原因

動靜環(huán)貼合面粗糙,動靜環(huán)與密封腔的間隙太小,振擺碰撞引起振動。有時由于密封端面的耐腐蝕性和耐溫性不良,冷卻不足或動靜環(huán)端面在安裝時夾雜顆粒物或其他雜質(zhì),也會使機(jī)械密封產(chǎn)生振動和發(fā)熱。

4.機(jī)械密封振動偏大

除了機(jī)械密封本身,其它零部件也可能有導(dǎo)致振動偏大的原因,如旋轉(zhuǎn)軸設(shè)計不合理、加工質(zhì)量不佳、軸承精度不高、聯(lián)軸器平行度較差、徑向力太大等。

三、機(jī)械密封的故障處理

1.機(jī)械密封的零件故障處理

機(jī)械密封的零件發(fā)生故障,需及時更換。為了提高密封效果,對動靜環(huán)貼合面的粗糙度和平面度的精度要求較高。動靜環(huán)的貼合面寬度較窄,一般在2~7毫米范圍。

2.機(jī)械密封振動及發(fā)熱的處理

如果是動靜環(huán)與密封腔之間的間隙太小,需要將密封腔的內(nèi)徑變大,或者將轉(zhuǎn)動件的外徑變小,保證有0.75mm以上的間隙。如果是摩擦副配對不當(dāng),需要考慮更改靜環(huán)的材質(zhì),增強(qiáng)耐高溫和耐腐蝕的性能。

3.機(jī)械密封介質(zhì)泄漏的處理

引起機(jī)械密封介質(zhì)泄漏的原因有很多。為了盡可能減少泄漏量,安裝機(jī)械密封時一定要符合技術(shù)規(guī)范,同時還要注意以下幾個事項。

①裝配要干凈整潔。機(jī)械密封的零件、裝配工具、潤滑油等要十分干凈。動靜環(huán)的密封端面要用柔軟的無毛布揩拭。

②修整倒角倒圓。軸和密封端蓋等零件上的倒角要修整圓滑。

③裝配密封元件時,橡膠密封元件不能用汽油、煤油等浸泡清洗,防止脹大變形,過早老化。動靜環(huán)組裝完畢后,用手推動,自然復(fù)位,觀察彈動是否靈活。

總結(jié)

機(jī)械密封是旋轉(zhuǎn)類設(shè)備廣泛采用的密封型式之一,與填料密封相比有很多優(yōu)點,如節(jié)省動力、密封可靠等,但機(jī)械密封的拆裝要麻煩很多。應(yīng)掌握相關(guān)的安裝維護(hù)技術(shù),正確分析機(jī)械密封出現(xiàn)故障的原因,減少故障,延長機(jī)械密封的使用壽命。