【學(xué)員問題】機(jī)械密封失效分析與故障分析？

【解答】1.腐蝕失效機(jī)械密封因腐蝕引起的失效為數(shù)不少，常見的腐蝕類型有如下幾種。

（1）表面腐蝕由于腐蝕介質(zhì)的侵蝕作用，機(jī)械密封件會(huì)發(fā)生表面腐蝕，嚴(yán)重時(shí)也可發(fā)生腐蝕穿孔，件更為明顯，采用不銹料，可減輕表面腐蝕。

（2）點(diǎn)腐蝕彈簧套常出現(xiàn)大面積點(diǎn)蝕或區(qū)域性點(diǎn)蝕，有的導(dǎo)致穿孔，此類局部腐蝕對密封使用尚不會(huì)造成很嚴(yán)重的后果，不過大修時(shí)也應(yīng)予更換。

（3）晶間腐蝕碳化鎢環(huán)不銹鋼環(huán)座以銅焊連接，使用中不銹鋼座易發(fā)生晶間腐蝕，為克服敏化的影響，不銹鋼應(yīng)進(jìn)行固溶處理。

（4）應(yīng)力腐蝕破裂金屬焊接波紋管、彈簧等在應(yīng)力與介質(zhì)腐蝕的共同作用下，往往會(huì)發(fā)生斷裂，由于彈簧的突然斷裂而使密封失效，一般采用加大彈簧絲徑加以解決。

（5）縫隙腐蝕動(dòng)環(huán)的內(nèi)孔與軸套表面之間、螺釘與螺孔之間，O形環(huán)與軸套之間，由于間隙內(nèi)外介質(zhì)濃度之差而導(dǎo)致縫隙腐蝕，此外鑲環(huán)與金屬環(huán)座間也會(huì)發(fā)生縫隙腐蝕，一般在軸套表面噴涂陶瓷，鑲環(huán)處表面涂以黏結(jié)劑以減輕縫隙腐蝕。

（6）電化學(xué)腐蝕異種金屬在介質(zhì)中往往引起電化學(xué)腐蝕，它使鑲環(huán)松動(dòng)，影響密封，一般亦采取在鑲接處涂黏結(jié)劑的辦法予以克服。

2熱損失效

（1）熱裂如密封面處于干摩擦、冷卻突然中斷、雜質(zhì)進(jìn)入密封面、抽空等，會(huì)導(dǎo)致環(huán)表面出現(xiàn)徑向裂紋，從而使對偶環(huán)急劇磨損，密封面泄漏迅速增加。碳化鎢環(huán)熱裂現(xiàn)象較常見。

（2）發(fā)泡、炭化使用中如石墨環(huán)超過許用溫度，則其表面會(huì)析出樹脂，摩擦面附近樹脂會(huì)發(fā)生炭化，當(dāng)有黏結(jié)劑時(shí)，又會(huì)發(fā)泡軟化，使密封面泄漏量增加，密封失效。

（3）老化、龜裂、溶脹超過許用溫度繼續(xù)使用，將迅速老化、龜裂、變硬失彈。如是有機(jī)介質(zhì)則溶脹失彈，這些均導(dǎo)致密封失效。凡因熱損引起密封失效，關(guān)鍵在于盡量降低摩擦熱，改善散熱，使密封面處不發(fā)生溫度劇變。

3、磨損失效摩擦副若用材耐磨性差、摩擦因數(shù)大、端面比壓（包括彈簧比壓）過大、密封面進(jìn)入固體顆粒等均會(huì)使密封面磨損過快而引起密封失效。采用平衡型機(jī)械密封以減少端面比壓及安裝中適當(dāng)減少彈簧壓力，有利克服因磨損引起的失效，此外，選用良好的摩擦副材料可以減輕磨損。按耐磨次序材料排列為碳化鎢-碳石墨、-碳石墨、陶瓷（氧化鋁）-碳石墨、噴涂陶瓷-碳石墨、氧化硅陶瓷-碳石墨、高速鋼-碳石墨、堆焊硬質(zhì)合金-碳石墨。

4、安裝、運(yùn)轉(zhuǎn)等引起的故障分析

（1）加水或靜壓試驗(yàn)時(shí)發(fā)生泄漏由于安裝不良，機(jī)械密封加水或靜壓試驗(yàn)時(shí)會(huì)發(fā)生泄漏。安裝不良有下述諸方面。

a.動(dòng)、靜環(huán)接觸表面不平，安裝時(shí)有碰傷、損壞。

b.動(dòng)、靜環(huán)密封圈尺寸有誤、損壞或未被壓緊。

c.動(dòng)、靜環(huán)表面有異物夾入。

d.動(dòng)、靜環(huán)V形密封圈方向裝反，或安裝時(shí)反邊。

e.緊定螺釘未擰緊，彈簧座后退。

f.軸套處泄漏，密封圈未裝或壓緊不夠。

如用手轉(zhuǎn)動(dòng)軸泄漏方向性則有如下原因：彈簧力不均勻，單彈簧不垂直，多彈簧長短不一或個(gè)數(shù)少；密封腔端面與軸垂直不夠。

靜環(huán)壓緊不均勻。

（2）由安裝、運(yùn)轉(zhuǎn)等引起的周期性泄漏運(yùn)轉(zhuǎn)中如泵葉輪軸向竄動(dòng)量超過標(biāo)準(zhǔn)、轉(zhuǎn)軸發(fā)生周期性振動(dòng)及工藝操作不穩(wěn)定，密封腔內(nèi)壓力經(jīng)常變化均會(huì)導(dǎo)致密封周期性泄漏。

（3）經(jīng)常性泄漏

a.動(dòng)環(huán)、靜環(huán)接觸端面變形會(huì)引起經(jīng)常性泄漏。如端面比壓過大，摩擦熱引起動(dòng)、靜環(huán)的熱變形；密封零件結(jié)構(gòu)不合理，強(qiáng)度不夠產(chǎn)生變形；由于材料加工原因產(chǎn)生的殘余變形；安裝時(shí)零件受力不均等，均是密封端面發(fā)生變形的主要原因。

b.鑲裝或粘接的動(dòng)、靜環(huán)接縫處泄漏造成泵的經(jīng)常性泄漏，由于鑲裝工藝不合理引起殘余變形、用材不當(dāng)、過盈量不合要求、黏結(jié)劑變質(zhì)均會(huì)引起接縫泄漏。

c.摩擦副損傷或變形而不能跑合引起泄漏。

d.摩擦副夾入顆粒雜質(zhì)。

e.彈簧比壓過小。

f.密封圈選材不正確，溶脹失效。

g.V形密封圈裝反。

h.動(dòng)、靜環(huán)密封面對軸線不垂直度誤差過大。

i.密封圈壓緊后，傳動(dòng)銷、防轉(zhuǎn)銷頂住零件。

j.大彈簧旋向不對。

k.轉(zhuǎn)軸振動(dòng)。

l.動(dòng)、靜環(huán)與軸套間形成水垢不能補(bǔ)償磨損位移。

m.安裝密封圈處軸套部位有溝槽或凹坑腐蝕。

n.端面比壓過大，動(dòng)環(huán)表面龜裂。

o.靜環(huán)浮動(dòng)性差。

p.輔助裝置有問題。

4.突發(fā)性泄漏由于以下原因，泵密封會(huì)出現(xiàn)突然的泄漏。

（1）泵強(qiáng)烈振動(dòng)、抽空破壞了摩擦副。

（2）彈簧斷裂。

（3）防轉(zhuǎn)銷脫落或傳動(dòng)銷斷裂而失去作用。

（4）輔助裝置有故障使動(dòng)、靜環(huán)冷熱驟變導(dǎo)致密封面產(chǎn)生變形或裂紋。

（5）由于溫度變化，摩擦副周圍介質(zhì)發(fā)生冷凝、結(jié)晶影響密封。

5.停泵一段時(shí)間再開支時(shí)發(fā)生泄漏摩擦副附近介質(zhì)的凝固、結(jié)晶，摩擦副上有水垢；彈簧銹蝕、堵塞而喪失彈性，均可引起泵重新開動(dòng)時(shí)發(fā)生泄漏。

以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實(shí)際工作中遇到的問題整理而成，供參考，如有問題請及時(shí)溝通、指正。