短信碼登錄
密碼登錄
獲取短信驗(yàn)證碼
機(jī)封故障分析及處理
2025-03-20
一,、機(jī)封故障
機(jī)械密封的故障大體上都是由異常的泄漏,、異常的磨損,、異常的扭矩等現(xiàn)象出現(xiàn)后才被人們所知道,。造成故障的原因大致有如下四方面：
1,、機(jī)械密封的設(shè)計(jì)選型不對,；
2、機(jī)械密封質(zhì)量不好,；
3,、使用或安裝機(jī)械密封的機(jī)器本身精度達(dá)不到要求；
4,、機(jī)器運(yùn)行操作錯(cuò)誤,。
二、密封失效的原因及分析
1,、密封失效主要有下述三種原因
（1）密封面打開
在修理機(jī)械密封時(shí),，85%的密封失效不是因磨損造成，而是在磨損前就已泄漏了,。
當(dāng)密封面一打開,，介質(zhì)中的固體微粒在液體壓力的作用下進(jìn)入密封面，密封面閉合后,，這些固體微粒就嵌入軟環(huán)（通常是右墨環(huán)）的面上,，這實(shí)際成了一個(gè)“砂輪”會損壞硬環(huán)表面。
由于動(dòng)環(huán)或橡膠圈緊固在軸（軸套）上,，當(dāng)軸串動(dòng)時(shí),，動(dòng)環(huán)不能及時(shí)貼合，而使密封面打開,，并且密封面的滯后閉合,，就使固體微粒進(jìn)入密封面中。
同時(shí)軸（軸套）和滑動(dòng)部件之間也存在有固體微粒,，影響橡膠圈或動(dòng)環(huán)的滑動(dòng)（相對動(dòng)密封點(diǎn),，常見故障）。另外,，介質(zhì)也會在橡膠圈與軸（軸套）磨擦部位產(chǎn)生結(jié)晶物,，在彈簧處也會存有固體物質(zhì)，都會使密封面打開,。
（2）過熱
因密封面上會產(chǎn)生熱,，故橡膠圈使用溫度應(yīng)低于設(shè)計(jì)規(guī)范。氟橡膠和聚四氟乙烯的使用溫度為216℃,，丁晴橡膠的使用溫度為162℃,，雖然它們都能承受較高的溫度，但因密封面產(chǎn)生的熱較高，所以橡膠圈有繼續(xù)硫化的危險(xiǎn),，最終失去彈性而泄漏,。（冷區(qū)考慮冷脆）
密封面之間還會因熱引起介質(zhì)的結(jié)晶，如結(jié)碳,，造成滑動(dòng)部件被粘住和密封面被凝結(jié),。而且有些聚合物因過熱而焦化，有些流體因過熱而失去潤滑等甚至閃火,。
過熱除能改變介質(zhì)的狀況外,，還會加劇它的腐蝕速率。引起金屬零件的變形,，合金面的開裂,，以及某些鍍層裂縫，設(shè)計(jì)應(yīng)選用平衡型機(jī)械密封,，以降低比壓防止過熱,。
（3）超差
正確的裝配公差，對于安裝機(jī)械密封是很必要的,，軸（軸套）必須有合適的表面粗糙度和正確的尺寸,，但制造者很少提供公差數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對安裝來講都是很關(guān)鍵的,。（依靠經(jīng)驗(yàn)和常識）
機(jī)械密封的尺寸精度及形位公差必須符合圖紙要求,，超差將會導(dǎo)致密封提前失效。
密封面本身也會提供密封失效的跡象,，如振動(dòng)時(shí),，在傳動(dòng)零件上就會有磨損的痕跡，如痕跡不明顯,，則一般是裝配不當(dāng)造成的,。
對于質(zhì)量較差的石墨環(huán)（動(dòng)環(huán)）來講，其內(nèi)部氣孔較多,，這是因?yàn)樵谥圃爝^程中,，聚集在石墨內(nèi)部的氣體膨脹將碳微粒吹出的所致，因此這種低質(zhì)的石墨環(huán)在密封啟用中,，其碳微粒很容易脫落,，而使密封面在密封停用時(shí)粘住,。
密封面內(nèi)圓柱面上的傷痕很可能是外面的雜物進(jìn)入密封面或安裝不當(dāng)造成的,。密封面上的環(huán)形溝槽，多數(shù)是固體微粒沉積于密封面而引起的,。
石墨環(huán)（動(dòng)環(huán)）的裂紋是由于傳動(dòng)件的振動(dòng),，橡膠圈的漲大以及石墨環(huán)本身的內(nèi)應(yīng)力造成的，而結(jié)焦則是因高溫所致，這在煉油廠的高溫?zé)嵊徒橘|(zhì)中是常見的,。
發(fā)煙硫酸,、硝酸、氫氟酸,、次綠酸鈉,、王水、過氫氧化物等對石墨有侵蝕作用的幾種強(qiáng)氧化劑,，其腐蝕作用隨溫度增加而加劇,。
通常硬環(huán)（靜環(huán)）表面的過熱會引起密封環(huán)的嚴(yán)重磨損，如無冷卻的立式泵,。在高溫,、高壓下、彈簧壓縮過大,，軸串動(dòng)也會過大的情況下,，都會引起密封面的過渡磨損。
在檢查硬環(huán)表面時(shí)有四種跡象要注意：a,、陶瓷環(huán)破裂,；b、熱裂,；c,、刻痕；d,、鍍層的脫落,。
陶瓷環(huán)裝配過緊是破裂的主要原因，裝配不當(dāng)者也是一個(gè)較常見的原因,。
由于鍍層材料與基體材料二者線脹速率不同,，所以溫度升高時(shí)，環(huán)表面會出現(xiàn)裂紋,，司太立特合金尤為嚴(yán)重,。在較高級的涂層材料中，鈷基碳化鎢不如鎳基涂層,。而對密封面進(jìn)行冷卻,，能有效地防止熱裂，殘留在密封面上的固體微粒經(jīng)常損壞表面,，如磨削時(shí)砂輪上的砂粒就會損傷硬環(huán)表面,，導(dǎo)致密封面打開或在密封面之間生成結(jié)晶物，而在重新研磨石墨環(huán)后,，研磨料就會嵌入石墨環(huán)表面,。
橡膠圈的失效與使用方式有關(guān),，通常高壓是使壓制成型的O型圈失效的一個(gè)原因，當(dāng)發(fā)現(xiàn)O型變成矩形或環(huán)變硬時(shí),，就需要調(diào)整壓縮量,，否則會發(fā)熱。所以有必要了解一種合成橡膠的使用溫度,。合成橡膠圈溶脹大多半是因化學(xué)侵蝕造成的,，它們都具有一些各自的特點(diǎn)，如氟橡膠耐較高溫度,，而乙烯,、丙烯O型圈在石油潤滑油中使用會脹大，臭氧對丁晴橡膠有侵蝕作用,，所以丁晴橡膠制品不要裝在電動(dòng)機(jī)內(nèi),，因此高溫及化學(xué)腐蝕通常是造成橡膠制品硬化、裂紋的主要原因,。
安裝時(shí)橡膠制件被割傷和表面有刻痕,，也是密封失效常見的原因。而軸上的舊固定螺釘,、鍵槽,、花鍵軸，鋒利的軸肩等跡象都會損傷橡膠制件,。
這里,，對于密封面磨損痕跡尚需補(bǔ)充以下幾點(diǎn)，檢查磨損痕跡,，可以幫助分析故障,。
（1）磨損變寬：表明機(jī)泵發(fā)生了嚴(yán)重的不對中。其原因是：a,、軸承損壞,；b、軸振動(dòng)或軸變形,；c,、軸彎曲；d,、泵汽蝕產(chǎn)生振動(dòng),；e、聯(lián)軸器未對中,；f,、管子嚴(yán)重變形；g,、密封靜環(huán)傾斜,。
（2）磨痕變窄：磨痕比兩個(gè)密封面的最小寬度還要窄,，這說明密封超壓,，壓力或溫度使密封面變形,。
（3）無磨痕：說明密封面不粘合。檢查彈簧等補(bǔ)償機(jī)構(gòu)是否打滑或受阻礙,。
（4）密封面無磨痕但有亮點(diǎn),。
密封面翹曲會出現(xiàn)有亮點(diǎn)而無磨痕。壓力太高,，壓蓋螺拴未擰好或未夾好,，或泵表面粗糙均能形成亮點(diǎn)。當(dāng)采用兩個(gè)螺拴的壓蓋時(shí),，其剛度不夠,，變形也是形成亮點(diǎn)的一個(gè)原因。
這種癥狀的出現(xiàn)說明：密封可能一開車就發(fā)生泄漏,。
（5）密封面有切邊：
這是由于密封面分得太開,，而在合攏時(shí)斷裂。閃蒸（氣化）是較普遍的密封面分開的原因,，特別是在熱水系統(tǒng)或流體中有凝液時(shí),，水從液體膨脹成蒸氣，可使密封面分開,。（冷介質(zhì)氣化也同樣會造成）
密封的金屬零件,，如彈簧、固定螺釘,，傳動(dòng)件及金屬套都可能成為密封失效的根源,。受交變應(yīng)力作用的彈簧受腐蝕是它的首要問題，因?yàn)榻饘僭趹?yīng)力作用下會迅速腐蝕,，不繡鋼彈簧易受氯化物的應(yīng)力腐蝕,，且世界上存在許多的氯化物，所以有國外部門建議,，不要使用不銹鋼彈簧,，而推薦使用耐蝕性較高的哈斯特合金鋼的彈簧。另外,，裝配不當(dāng)造成彈簧疲勞是失效的又一原因,。
機(jī)械密封使用的固定螺釘，不要用硬化后的材料來做,，因熱處理會降低金屬的耐蝕能力,，而未經(jīng)熱處理的較軟的固定螺釘能緊固在軸上。
振動(dòng),、偏斜,、不同心會使傳動(dòng)件磨損,，如密封面啟動(dòng)時(shí)有粘住的現(xiàn)象時(shí)，傳動(dòng)件會彎曲甚至損壞,，而磨擦作用產(chǎn)生的熱常常加劇腐蝕,。
金屬套外圓表面的磨痕，可能是從密封側(cè)進(jìn)入套內(nèi)的固體微粒造成的,，它干擾密封的隨動(dòng)能力,。也可能是偏斜，不同心的原因造成的,。
金屬在溫升過程中要改變顏色,，不銹鋼在使用時(shí)應(yīng)注意下列溫度時(shí)的顏色。
淡黃色————溫度為700～800℉（約370～432℃）
棕色————溫度為900～1000℉（約486～540℃）
藍(lán)色————溫度為1100℉（約590℃）
黑色————溫度為1200℉（約648℃）
當(dāng)密封失效不符合上述任何一種時(shí),，檢修就比較困難,，但下面幾種情況的泄漏可供參考：
（1）泵軸套泄漏
許多軸套不伸出密封箱，因此要判斷泄漏的來源是很困難的,。軸套的泄漏通常是穩(wěn)定的,，而密封面的泄漏往往是增加或減小。密封面泄漏后,，使表面不平,，但有時(shí)也會磨合到原狀。（有時(shí)不要急于檢修,，可觀察一段時(shí)間再說）
（2）如密封周圍是潮濕的,，而且看不出漏。這在起動(dòng)時(shí)泵運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力使泄漏的液體回到密封面內(nèi),，起一道屏障的作用,。而從泵上的法蘭或接頭泄漏的液體滴入填料箱內(nèi)。
（3）熱膨脹能使鑲接在金屬部件內(nèi)的石墨環(huán)松脫,，也可能是因低溫使O型環(huán)失去彈性,，而導(dǎo)致泄漏。
（4）沖洗壓力發(fā)生波動(dòng)會引起密封失效,，沖洗壓力必須比密封腔壓力高一些,，啟用裝在泵前的電磁閥和延時(shí)開關(guān)可保證沖洗中的殘留物在泵啟動(dòng)前或停車后沖干凈，如使用淬冷的方法來控制溫度,，一定要維持密封腔的壓力,。
（5）如果在冷卻隔套上沉淀一層水垢，我們可在密封腔底部裝一個(gè)石墨襯套,，利用它的熱屏障作用來解決這些問題,。
（6）熱交換器的泄漏，往往是冷卻面上的積垢阻礙了熱的傳遞,，冷卻器內(nèi)的流體流速就加快,，或者熱交換器的方向裝反了,。
三、故障處理
如果機(jī)械密封的零件出現(xiàn)故障,，就需要更換零件或是提高零件的機(jī)械加工精度,，提高機(jī)械密封本身的加工精度和泵體其他部件的加工精度對機(jī)械密封的效果非常有利。為了提高密封效果,，對動(dòng)靜環(huán)的摩擦面的光潔度和不平度要求較高,。動(dòng)靜環(huán)的摩擦面的寬度不大,，一般在2～7毫米之間,。
1、機(jī)械密封振動(dòng),、發(fā)熱的處理
如果是動(dòng)靜環(huán)與密封腔的間隙太小,，就要增大密封腔內(nèi)徑或減小轉(zhuǎn)動(dòng)外徑，至少保證0.75mm的間隙,。如果是摩擦副配對不當(dāng),，就要更改動(dòng)靜環(huán)材料，使其耐溫,，耐腐蝕,。這樣就會減少機(jī)械密封的振動(dòng)和發(fā)熱。
2,、機(jī)械密封泄漏的處理
機(jī)械密封的泄漏是由于多種原因引起,，我們要具體問題具體處理。為了最大限度的減少泄漏量,，安裝機(jī)械密封時(shí)一定要嚴(yán)格按照技術(shù)要求進(jìn)行裝配,，同時(shí)還要注意以下事項(xiàng)。
（1）裝配要干凈光潔,。機(jī)械密封的零部件,、工器具、潤滑油,、揩拭材料要十分干凈,。動(dòng)靜環(huán)的密封端面要用柔軟的紗布揩拭。
（2）修整倒角倒圓,。軸,、密封端蓋等倒角要修整光滑，軸和端蓋的有關(guān)圓角要砂光擦亮,。
（3）裝配輔助密封圈時(shí),，橡膠輔助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗滌,，以免脹大變形,，過早老化,。動(dòng)靜環(huán)組裝完后，用手按動(dòng)補(bǔ)償環(huán),，檢查是否到位,，是否靈活；彈性開口環(huán)是否定位可靠,。動(dòng)環(huán)安裝后,，必須保證它在軸上軸向移動(dòng)靈活。
3,、泵軸竄量大的處理
合理地設(shè)計(jì)軸向力的平衡裝置,，消除軸向竄量。為了滿足這一要求,，對于多級離心泵,，設(shè)計(jì)方案是：平衡盤加軸向止推軸承，由平衡盤平衡軸向力,，由軸向止推軸承對泵軸進(jìn)行軸向限位,。
4、增加輔助沖洗系統(tǒng)
密封腔中密封介質(zhì)含有顆粒,、雜質(zhì),，必須進(jìn)行沖洗，否則會因結(jié)晶的析出,，顆粒,、雜質(zhì)的沉積，使機(jī)械密封的彈簧失靈,，如果顆粒進(jìn)入摩擦副,，會導(dǎo)致機(jī)械密封的迅速破壞。因此機(jī)械密封的輔助沖洗系統(tǒng)是非常重要的,，它可以有效地保護(hù)密封面,，起到冷卻、潤滑,、沖走雜物等作用,。
5、泵振動(dòng)的處理措施
在泵產(chǎn)品的制造裝配過程中,，嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)程去執(zhí)行,，消除振動(dòng)源。泵,、電機(jī),、底座、現(xiàn)場管路等輔助設(shè)備在現(xiàn)場安裝時(shí)，要嚴(yán)格把關(guān),，消除振動(dòng)源,。
以上簡單研究了機(jī)械密封在旋轉(zhuǎn)設(shè)備上的應(yīng)用和出現(xiàn)故障后，以后再遇到機(jī)械密封的故障問題,，首先要考慮機(jī)械密封本身的影響因素,，然后還要考慮機(jī)械密封外部的一些影響因素。比如：在分析機(jī)械密封的質(zhì)量事故的原因時(shí),，要考慮到泵的其它零部件對機(jī)械密封運(yùn)行的影響,，采取措施不斷提高機(jī)械密封的效果。
來源：除灰脫硫脫硝技術(shù)聯(lián)盟
（版權(quán)歸原作者或機(jī)構(gòu)所有）
公眾號
小程序
?浙江宇興傳動(dòng)機(jī)械有限公司 版權(quán)所有 浙ICP備2021002843號