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新聞動態

分享機械密封故障分析及處理

日期:2018-12-13

機械密封在旋轉類設備(如泵、釜、壓縮機)上的應用很廣泛,機械密封出現泄漏,將會影響設備整機的正常運行,嚴重的還可能出現安全事故。如何快速的分析并解決機械密封的泄漏問題,是保證此類設備正常運行的重要手段。

一、機械密封的原理及要求

機械密封又叫作端面密封,它是一種旋轉類機械設備上的軸封裝置,在垂直于旋轉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,加上輔助密封機構而組成的防止流動介質泄漏的裝置。它將容易泄漏的軸向密封改為較難泄漏的端面密封。

機械密封主要由動環、靜環、彈性壓緊元件和密封元件構成。其中動環隨軸一起旋轉,靜環固定不動,動環和靜環緊密貼合形成一對摩擦副。動環靠密封腔體內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端面上,并在貼緊的兩端面上產生適當的比壓和維持一層極薄的液體保護膜以達到密封的目的,防止介質發生泄漏。彈性壓緊元件產生的壓力,可在軸不旋轉的狀態下,也能保持動靜環兩接觸端面的緊密貼合,保證密封介質不發生泄漏,并阻止雜質進入貼合面;同時彈性壓緊元件對設備的振動和沖擊起一定的減緩作用。密封元件一般在動環與軸之間,靜環與壓蓋之間處起密封作用。在設備使用時,機械密封的一部分是與旋轉軸相關的零部件一起運轉的,機械密封的正常使用與它自身的性能、相關的外部條件都有非常大的關系。我們要確保設備的零件性能、機械密封的制造及安裝都符合設計需求,才能發揮機械密封的重要作用。

二、機械密封的故障表現及原因

3.機械密封介質泄漏的故障原因

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

②間歇性泄漏。機械密封的旋轉部件周期性振動、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,這就要求機械密封的彈性壓緊元件要有適當的壓縮量,給密封端面一個軸向推力,動環旋轉起來使密封端面產生合適的比壓。為了保證這個合適比壓,旋轉軸不能有太大的軸向竄量,通常需要保證在0.25mm以內。但在實際應用中,由于設計或加工的不合理,往往旋轉軸會產生較大的軸向竄量,導致機械密封產生泄漏。

③經常性泄漏。機械密封經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,還包括電機轉子振動引起的泄漏,傳動零件的質量不好引起泄漏,輔助密封機構引起的泄漏,介質問題引起的泄漏等。

④嚴重泄漏。摩擦副元件斷裂,彈性壓緊元件失效或卡住,止推環卡住,防轉部位失效等,都可能導致嚴重泄漏。




1.機械密封的零件故障

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

2.機械密封振動及發熱的故障原因

動靜環貼合面粗糙,動靜環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,冷卻不足或動靜環端面在安裝時夾雜顆粒物或其他雜質,也會使機械密封產生振動和發熱。

4.機械密封振動偏大

除了機械密封本身,其它零部件也可能有導致振動偏大的原因,如旋轉軸設計不合理、加工質量不佳、軸承精度不高、聯軸器平行度較差、徑向力太大等。

三、機械密封的故障處理

1.機械密封的零件故障處理

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

2.機械密封振動及發熱的處理

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

3.機械密封介質泄漏的處理

引起機械密封介質泄漏的原因有很多。為了盡可能減少泄漏量,安裝機械密封時一定要符合技術規范,同時還要注意以下幾個事項。

①裝配要干凈整潔。機械密封的零件、裝配工具、潤滑油等要十分干凈。動靜環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。動靜環組裝完畢后,用手推動,自然復位,觀察彈動是否靈活。

總結

機械密封是旋轉類設備廣泛采用的密封型式之一,與填料密封相比有很多優點,如節省動力、密封可靠等,但機械密封的拆裝要麻煩很多。應掌握相關的安裝維護技術,正確分析機械密封出現故障的原因,減少故障,延長機械密封的使用壽命。

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