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分析(xī)齒輪泵機械密封的失效的原因

時間:2010-03-15 15:30 作者:北弘泵業
齒(chǐ)輪泵用機械密封種類繁多(duō),型號各異,但泄漏點主要(yào)有密封端蓋與齒輪泵體間的(de)密封.軸套與軸間(jiān)的密封(fēng).

齒輪泵用機械密封種類繁多,型號(hào)各異,但泄漏點主要有五處:
(一)密封端蓋與齒輪(lún)泵體間的密(mì)封(fēng). (二)軸套(tào)與軸間的密封;(三)動環與(yǔ)軸套間的(de)密封;(四)動,靜環間密封;(五)對靜環與靜環座間的密封;
1.安裝靜試時泄漏
機械密封安裝調試好後,一(yī)般要進行靜試,觀察泄漏量.如泄漏量較小,多為動環或靜(jìng)環(huán)密(mì)封圈存在(zài)問題;泄漏量較大時(shí),則表(biǎo)明動,靜環摩擦副間(jiān)存在問題(tí).在(zài)初步觀察泄(xiè)漏量,判斷泄漏部位的基礎上,再手動盤車觀察,若泄漏量無明顯變化則靜,動環密封圈有問題;如盤車時泄漏量有明顯變化則可斷定是動,靜環摩擦副(fù)存(cún)在問題;如泄漏介質沿軸向噴(pēn)射,則動環密封(fēng)圈存在問題居多,泄漏(lòu)介質向四周噴射或從水冷卻孔中漏出,則多為靜環密封圈失效.此外,泄漏通(tōng)道也可同時存在,但一般有主(zhǔ)次區別,隻要觀察細致,熟悉結構,一定能正確判(pàn)斷.
2.試運轉時出現的泄(xiè)漏(lòu).齒輪泵用機械密封經過靜試後,運轉時高(gāo)速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力,會抑製介質的泄漏.因此,試運轉時機械密封(fēng)泄漏在排除軸間及端蓋(gài)密封失效後,基本上都(dōu)是(shì)由於動,靜環(huán)摩擦副受破壞(huài)所致.引起(qǐ)摩擦副密封(fēng)失效的因素主要有:
(l)操作中,因抽空,氣蝕,憋壓等異常現(xiàn)象,引起較(jiào)大的軸向力,使動,靜環接觸麵分離;(2)對安裝(zhuāng)機械密封時壓縮量過大,導致摩擦副端麵嚴重磨損,擦傷(shāng);(3)動環密封圈過緊,彈簧無法調整動(dòng)環的(de)軸向浮動量;(4)靜環密封圈過(guò)鬆,當動環軸向浮動時,靜環脫離靜環座;(5)工作(zuò)介質中有顆粒狀物質,運轉中進人摩擦副,探傷動,靜環密封端麵;(6)設計選型有誤,密封端麵比壓偏低或(huò)密封材(cái)質(zhì)冷縮(suō)性(xìng)較大等.上述現象在試運轉中經常出(chū)現,有(yǒu)時可以通過適當調整靜環座等予以消除,但多數需要重新拆裝,更換密封.
由於兩(liǎng)密封端麵(miàn)失去潤滑(huá)膜而造成的失效:
a)因端麵密封載荷的存在,在密封腔缺乏液體時啟動齒輪泵而發生幹摩擦;b)介質的低(dī)於飽和蒸汽壓力,使得端麵液膜發生閃蒸,喪失潤滑;c)如介質為易揮發性產品,在機械密封冷卻係統出現(xiàn)結垢或阻塞時,由於端麵摩擦及(jí)旋轉元件攪(jiǎo)拌液體產生熱量而使介質的飽和蒸汽壓上升(shēng),也造成(chéng)介質壓力低於其飽和蒸汽(qì)壓的狀況.
由於腐蝕而(ér)引起的機械密封失效:
a)密封麵點蝕,甚至穿透.b)由於碳化鎢(wū)環與(yǔ)不鏽鋼座等焊接(jiē),使用中不鏽鋼座易產生晶間腐(fǔ)蝕;c)焊接金屬波紋管,彈簧等在應力與介質腐蝕的共同作用下易發(fā)生破裂.
由於高溫效應而產生的機械密封失效:
a)熱裂是高溫齒輪油泵,如渣油泵,回煉油泵,常減壓塔底泵等(děng)常見的失(shī)效現象.在密封麵處由(yóu)於(yú)幹摩擦,冷卻(què)水突然中斷,雜(zá)質進入密封麵(miàn),抽空等情況(kuàng)下,都會導致環麵出現(xiàn)徑向裂紋;b)石墨炭化是使用碳—石墨環(huán)時密封失效的主要(yào)原因之一.由於在使用中,如果石墨(mò)環一旦超過許用溫度(一般在-105~250℃)時,其表麵會析出樹脂(zhī),摩擦麵附近樹脂會發生炭化,當有粘結劑時,會發泡軟化,使密封麵泄漏增加,密封失效;c)輔助密封件(如氟橡(xiàng)膠,乙丙橡膠,全橡膠(jiāo))在超過許用溫度(dù)後,將會迅速老化,龜裂,變硬失彈.現在所使用的柔性石(shí)墨耐高溫(wēn),耐腐蝕(shí)性較好,但其回彈性差(chà).而且易脆裂,安裝時(shí)容易損壞.
由於密封(fēng)端麵(miàn)的磨損(sǔn)而造(zào)成的密封失(shī)效:
a)摩擦副所用的(de)材料耐磨性差,摩(mó)擦係數大,端麵比(bǐ)壓(包(bāo)括彈簧比壓)過大等,都會縮短機械密封的使用壽命.對常用的材料,按耐磨(mó)性排列的次序為:碳(tàn)化矽—碳石墨,硬(yìng)質合金(jīn)—碳石墨,陶瓷—碳石墨(mò),噴(pēn)塗陶瓷——碳石(shí)墨(mò),氮(dàn)化矽(guī)陶瓷——碳石墨,高速鋼——碳石墨,堆焊硬質合金——碳石墨.b)對於含(hán)有固體顆粒(lì)介質,密封麵(miàn)進入固體顆粒是導致使密封失效的主要原因.固體顆粒進入摩擦副端麵(miàn)起研(yán)磨劑作用,使密(mì)封發生劇烈(liè)磨損而失(shī)效.密封麵合理的間隙,以及機械密封的(de)平衡程度(dù),還有密封端麵液膜的閃蒸等都是造成端麵打開而使固(gù)體(tǐ)顆粒進入的主要原因.c)機械密封的(de)平衡程度β也影響著密封的磨損.一般情況下,平衡程度β=75%左右適宜.β<75%,磨損量(liàng)雖然降低,但泄漏增加,密封麵打開的可能性增大.對於高負荷(高PV值)的(de)機械密封(fēng),由於端麵(miàn)摩擦熱較大,β一般取(qǔ)65%~70%為宜,對低沸(fèi)點的烴類介質(zhì)等,由於溫度對(duì)介質氣化較敏感,為減少摩擦熱的影響,β取80%~85%為好.
因(yīn)安裝,運轉或設備本身所產生的誤差而造成機械密封泄漏:
1)由於安裝不良(liáng),造成(chéng)機械密封泄漏.主(zhǔ)要表現在以下幾方(fāng)麵:1)動,靜環接(jiē)觸表麵(miàn)不平,安裝時碰(pèng)傷,損壞(huài);2)動,靜環密封圈尺寸有誤,損壞(huài)或未被壓緊;3)動,靜環表麵有(yǒu)異(yì)物;4)動,靜(jìng)環V型密封圈方向裝反,或安裝時反邊;5)軸套處泄漏,密(mì)封圈未裝或壓緊力不夠;6)彈簧力不均勻,單彈簧不垂直,多彈簧長短不一;7)密(mì)封腔端麵與軸垂(chuí)直度不夠;8)軸套上密封圈活動處(chù)有腐蝕(shí)點.
2)設(shè)備在運轉(zhuǎn)中,機械密封發生泄漏的原因主要(yào)有(yǒu):1)齒輪泵葉輪(lún)軸向竄動量超(chāo)過標(biāo)準,轉軸(zhóu)發生周期性振動及工(gōng)藝操作不穩定,密封(fēng)腔內壓力經(jīng)常變化等均(jun1)會導致密封周(zhōu)期性泄漏;2)摩(mó)擦副損傷或變形而不能跑合引起泄漏;3)密封圈材料選(xuǎn)擇不當,溶脹(zhàng)失彈;4)大彈簧轉向不對;5)設備運轉時(shí)振動太大;6)動,靜(jìng)環與軸套間形成水垢使彈簧失彈而(ér)不能補(bǔ)償密(mì)封麵的(de)磨損;7)密封環發生龜(guī)裂等.

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