機(jī)械密封的故障及防止措施
機(jī)械密封的故障分析是安裝和使用中經(jīng)常遇到的一個問題。機(jī)械密封本身的結(jié)構(gòu)雖然并不復(fù)雜,但是如何判斷在使用中出現(xiàn)故障的原因卻不是一件容易的事。即使對于有經(jīng)驗的人也很難保證每次都安裝成功。因此,正確判斷故障原因并能采取相應(yīng)措施,這對于機(jī)械密封的制造者和使用者都是十分重要的。
機(jī)械密封在安裝使用中經(jīng)常出現(xiàn)的故障及其防止措施見表12-2。
表12-2 機(jī)械密封的故障及其防止措施
故障原因 | 故障現(xiàn)象 | 后果 | 防止措施 |
端面寬度過大 | 摩擦消耗功率升高,過熱、冒煙、產(chǎn)生音響、泄漏異常、磨損、析出大量生成物、振動 | 防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)滑動、密封面開裂、密封端面早期磨損、燒傷、刮傷、破壞 | 縮小密封面寬度,減少彈簧壓力,降低比壓,改善結(jié)構(gòu) |
端面寬度過小 | 泄漏過大或不正常 | 泄漏不正常 | 加大端面寬度,調(diào)整比壓 |
端面表面光潔度差 | 泄漏過大、析出大量磨損生成物、摩擦功率升高 | 早期磨損、滑動 | 提高表面光潔度 |
端面平面度差 | 泄漏過多 | 泄漏不正常 | 重新研磨密封端面 |
端面變形 | 泄漏過多或不正常 | 密封端面開裂或損壞 | 消除殘余應(yīng)力、減少變形 |
密封圈壓縮量過大 | 泄漏不正常 | 動、靜環(huán)不能浮動 | 減少密封圈壓縮量 |
密封圈壓縮量過小 | 泄漏過大或不正常 | 密封圈滑動,輔助密封失效 | 加大密封圈壓縮量 |
密封圈有缺陷 | 泄漏較多 | 泄漏不正常 | 調(diào)換 |
彈簧壓力過大 | 摩擦消耗功率升高,過熱、冒煙、產(chǎn)生音響、泄漏異常、磨損、析出大量生成物、振動 | 早期磨損,燒傷,破壞 | 減少彈簧壓力 |
彈簧壓力過小 | 泄漏過多或不正常 | 浮動及補(bǔ)償作用差、泄漏量大 | 增加彈簧壓力 |
彈簧壓力不均 | 泄漏過多或不正常 | 端面局部磨損 | 單彈簧調(diào)整平行度,小彈簧孔深度調(diào)整均勻 |
密封圈硬度過高 | 泄漏過多或不正常 | 動、靜環(huán)浮動性差 | 更換 |
密封圈硬度過低 | 泄漏過多或不正常 | 密封圈被擠出 | 更換 |
密封性能不合要求 | 泄漏量過大 | 泄漏超標(biāo) | 調(diào)整彈簧比壓及平衡系數(shù),或更換端面材料 |
軸向補(bǔ)償距離不合適 | 過熱、冒煙、析出大量生成物,泄漏不正常 | 早期磨損,燒傷,刮傷,破壞 | 調(diào)整彈簧壓縮量及安裝位置 |
旋轉(zhuǎn)件與靜止部件接觸 | 過熱,泄漏不正常,有聲響 | 旋轉(zhuǎn)零件破壞 | 調(diào)整裝配位置,更換相關(guān)零件 |
耐震性不合適 | 泄漏量過大或不正常 | 失去浮動性,磨損不正常,軸磨損破壞 | 增加浮動性及密封圈相關(guān)尺寸,增大浮動部位與端面間的距離,旋轉(zhuǎn)件采取阻尼措施 |
密封端面材料組合不合適 | 功率升高、過熱、冒煙、析出大量磨損生成物、振動、泄漏不正常 | 早期磨損、燒傷、刮傷、破壞、開裂 | 調(diào)換端面組合材料 |
耐壓性差 | 泄漏過多或不正常 | 早期磨損、變形、開裂、破壞 | 調(diào)換材料,改變密封環(huán)形狀及結(jié)構(gòu)尺寸 |
耐高、低溫性差 | 泄漏過多或不正常冒煙 | 早期磨損、變形、開裂、破壞 | 調(diào)換材料,改善結(jié)構(gòu)及沖洗冷卻系統(tǒng) |
表12-2(續(xù))
故障原因 | 故障現(xiàn)象 | 后果 | 防止措施 |
耐腐蝕性差 | 泄漏過多或不正常冒煙 | 早期磨損、變形、開裂、破壞、剝離 | 調(diào)換材料,改善密封結(jié)構(gòu) |
端面材料的Pv值不合適 | 泄漏不正常,過熱,冒煙,振動,析出磨損產(chǎn)物 | 燒結(jié),刮傷、開裂,破壞,早期磨損 | 更換材質(zhì),減小彈簧比壓及端面寬度,降低比壓,增強(qiáng)冷卻 |
密封腔孔徑過小 | 過熱,泄漏不正常 | 密封環(huán)早期磨損,燒傷,破壞 | 擴(kuò)大密封腔孔徑,改善沖洗冷卻系統(tǒng) |
密封壓蓋厚度太薄 | 泄漏量大或不正常 | 變形,開裂,破壞 | 增加密封壓蓋壁厚 |
密封壓蓋鎖緊螺栓數(shù)量太少 | 泄漏量大或不正常 | 變形,開裂,破壞 | 增加螺栓數(shù)量 |
與輔助密封圈配合部分的表面光潔度太低 | 泄漏量大或不正常 | 動靜環(huán)不能浮動,密封點泄漏 | 改善表面光潔度 |
不垂直度超差,偏心 | 泄漏量大或不正常 | 密封圈磨損,傳動部分磨損,軸磨損,密封破壞、開裂,早期磨損 | 調(diào)整不垂直度及同心度 |
徑向跳動超差 | 泄漏量大 | 密封端面泄漏 | 調(diào)整徑向跳動 |
機(jī)械性能不好 | 泄漏量大或不正常,振動 | 傳動部分磨損、松動、早期磨損、開裂、破壞 | 使回轉(zhuǎn)體平衡,調(diào)整軸和軸承的變形 |
水力性能差 | 泄漏量大或不正常,冒煙 | 開裂、破壞、燒壞 | 密封腔排氣、防止氣穴 |
裝配不當(dāng)使彈簧比壓過大 | 過熱,功率升高,析出大量磨損物 | 早期磨損、燒傷、傳動機(jī)構(gòu)滑動、刮傷 | 調(diào)整安裝位置、減小彈簧壓縮量 |
裝配不當(dāng)使彈簧比壓過小 | 泄漏量大或不正常 | 泄漏超標(biāo) | 調(diào)整安裝位置、增加彈簧壓縮量 |
裝配時防轉(zhuǎn)銷未進(jìn)入靜環(huán)上防轉(zhuǎn)槽內(nèi) | 泄漏不正常 | 靜環(huán)有時破壞 | 重新裝配或更換 |
裝配傾斜 | 泄漏不正常,有聲響 | 泄漏超標(biāo) | 重新裝配或更換 |
裝配時緊定螺釘松緊不一致 | 泄漏量大或不正常 | 密封圈及軸磨損 | 調(diào)整緊定螺釘 |
注液潤滑的結(jié)構(gòu)不好 | 泄漏不正常,發(fā)生音響,振動 | 早期磨損、破壞、變形 | 改善注液潤滑結(jié)構(gòu),調(diào)整流速及注液方向 |
密封液內(nèi)部循環(huán)結(jié)構(gòu)不好 | 過熱,冒煙,泄漏不正常 | 早期磨損、燒傷、開裂,破壞、異物阻塞不能動作 | 改善內(nèi)部循環(huán)結(jié)構(gòu),或進(jìn)行注液潤滑 |
冷卻結(jié)構(gòu)不好 | 過熱,冒煙,泄漏不正常 | 早期磨損、燒傷、開裂破壞 | 改善冷卻結(jié)構(gòu),或進(jìn)行注液潤滑和冷卻 |
保溫、加熱或保冷結(jié)構(gòu)不好 | 泄漏量大或不正常,過熱,冒煙 | 早期磨損、破壞、開裂 | 均勻保溫、保冷及加熱,防止結(jié)冰現(xiàn)象 |
雙端面密封上的封液結(jié)構(gòu)不好 | 泄漏量大或不正常,過熱,冒煙 | 早期磨損、破壞、開裂 | 改善封液結(jié)構(gòu),調(diào)整流速流量、溫度等 |
混入雜質(zhì)或析出固體物 | 泄漏量大,功率升高不能運轉(zhuǎn) | 早期磨損,動環(huán)失去浮動性,彈簧不能動作,破壞 | 設(shè)置過濾器,加強(qiáng)沖洗措施更換密封材質(zhì),改變密封形式等 |
液體凝固或粘結(jié) | 泄漏量大,功率升高不能運轉(zhuǎn) | 早期磨損,動環(huán)失去浮動性,彈簧不能動作,破壞 | 設(shè)置過濾器,加強(qiáng)沖洗措施更換密封材質(zhì),改變密封形式等 |
使用溫度過高 | 泄漏量大或不正常,冒煙 | 早期磨損,開裂,燒傷,破壞 | 改善冷卻形式,加強(qiáng)注液潤滑,更換材質(zhì),改變密封形式 |
表12-2(續(xù))
故障原因 | 故障現(xiàn)象 | 后果 | 防止措施 |
使用溫度過低 | 泄漏量大或不正常,有音響,不能運轉(zhuǎn) | 早期磨損,開裂破壞 | 保溫,隔絕大氣,強(qiáng)化注液潤滑,更換材質(zhì),改變密封形式 |
使用介質(zhì)腐蝕(包括電化學(xué)腐蝕)太強(qiáng) | 泄漏量大或不正常,有音響 | 早期磨損,各部分產(chǎn)生滑動,不能動作,彈簧破壞 | 更換材質(zhì),改變密封的形式,采用雙端面密封,強(qiáng)化注液潤滑等 |
壓力過高、轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速改變,軸套阻塞,密封系統(tǒng)阻塞 | 功率升高,過熱,冒煙,有音響,泄漏不正常,析出大量磨損產(chǎn)物 | 防轉(zhuǎn)及傳動機(jī)構(gòu)滑動,開裂,早期磨損,燒傷,破壞 | 減少端面寬度、減低彈簧壓力,降低比壓,改變密封結(jié)構(gòu)及形式 |
干摩擦、密封部分變成負(fù)壓,密封處氣化 | 泄漏量大,泄漏不正常,冒煙,過熱,有音響 | 燒結(jié),開裂,燒傷,早期磨損,破壞 | 改善操作,保持正壓,改變密封形式及用雙端面密封,強(qiáng)化冷卻潤滑等 |
振動過大、氣穴作用,喘振,軸及軸承不正常,結(jié)合與安裝不當(dāng) | 泄漏量大或不正常,振動,有音響 | 防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)滑動、傳動部件磨損,早期磨損,開裂,破壞,軸的磨損 | 調(diào)整機(jī)器,調(diào)整裝配、改變密封形式 |
試壓不當(dāng)、試壓過大及反壓(雙端面密封時) | 泄漏量大或不正常 | 破壞,變形,靜環(huán)脫出 | 試壓要適當(dāng),雙端面密封時要使封液升壓 |
壓力變動、升、降壓方法不當(dāng),喘振,氣穴作用等 | 泄漏量大或不正常 | 破壞,變形,各部分產(chǎn)生滑動,開裂 | 改善操作,改進(jìn)閥門 |
熱沖擊、驟冷、驟熱 | 泄漏量大或不正常 | 破壞,變形,各部分產(chǎn)生滑動,開裂 | 改進(jìn)操作,逐步預(yù)熱,改變材質(zhì) |
封液阻力過大、過小 | 過熱,有音響,產(chǎn)生蒸汽,泄漏量大或不正常 | 早期磨損,燒傷,破壞,刮傷,腐蝕 | 調(diào)整管路阻力 |
封液流量過小 | 吸氣,過熱,有音響,產(chǎn)生蒸汽,泄漏量大或不正常 | 早期磨損,燒傷,破壞,刮傷,腐蝕 | 調(diào)節(jié)流量 |
封液流速過大 | 泄漏量大或不正常 | 早期磨損,侵蝕,破壞 | 增大封液管徑,調(diào)節(jié)壓力 |
封液壓力過大,壓力變動大 | 密封液過熱,有音響,泄漏量大或不正常 | 密封圈擠出,破壞,早期磨損,燒結(jié) | 調(diào)整封液壓力,修理,更換 |
腐蝕,析出固體物質(zhì) | 泄漏量大或不正常 | 不能動作,破壞,早期磨損 | 改進(jìn)材質(zhì)和冷卻潤滑液 |
封液溫度不合適 | 泄漏量大或不正常 | 不能動作,破壞,早期磨損 | 調(diào)節(jié)溫度 |
注液方向不合適 | 泄漏量大或不正常 | 發(fā)熱、早期磨損 | 改變注液方向 |
封液不合適 | 泄漏量大,過熱,腐蝕 | 不能動作,腐蝕,早期磨損,破壞 | 更換或改變封液 |
封液冷卻效果小 | 過熱,冒煙,功率升高,振動,泄漏正常,泄漏量大,有音響 | 早期磨損,燒毀,刮傷燒傷,傳動部件磨損,密封圈擠出,粘結(jié) | 改進(jìn)冷卻結(jié)構(gòu) |
封液保溫、保冷效果差(結(jié)冰,結(jié)晶析出) | 泄漏不正常,泄漏量大, 功率升高 | 早期磨損破壞 | 改進(jìn)保溫、冷卻結(jié)構(gòu) |
封液進(jìn)出口溫差過大發(fā)生變形 | 泄漏不正常,泄漏量大,振動不正常 | 早期磨損破壞,傳動部件滑移,磨損 | 改善冷卻調(diào)節(jié)封液溫差 |
冷卻、加熱不均勻或保溫、保冷不均勻(變形) | 泄漏不正常,泄漏量大,振動不正常 | 早期磨損破壞,傳動部件滑移,磨損 | 使保溫、保冷加熱均勻,改進(jìn)冷卻保溫結(jié)構(gòu) |
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