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(gè)問(wèn)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(duì)于有經(jīng)驗(yàn)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(duì)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(guò)大 | 摩擦消耗功率升高，過(guò)熱、冒煙、產(chǎn)生音響、泄漏異常、磨損、析出大量生成物、振動(dòng) | 防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)滑動(dòng)、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?gòu)椈蓧毫Γ档捅葔?，改善結(jié)構(gòu) |
端面寬度過(guò)小 | 泄漏過(guò)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(guò)大、析出大量磨損生成物、摩擦功率升高 | 早期磨損、滑動(dòng) | 提高表面光潔度 |
端面平面度差 | 泄漏過(guò)多 | 泄漏不正常 | 重新研磨密封端面 |
端面變形 | 泄漏過(guò)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(guò)大 | 泄漏不正常 | 動(dòng)、靜環(huán)不能浮動(dòng) | 減少密封圈壓縮量 |
密封圈壓縮量過(guò)小 | 泄漏過(guò)大或不正常 | 密封圈滑動(dòng)，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(guò)大 | 摩擦消耗功率升高，過(guò)熱、冒煙、產(chǎn)生音響、泄漏異常、磨損、析出大量生成物、振動(dòng) | 早期磨損,燒傷，破壞 | 減少?gòu)椈蓧毫?/span> |
彈簧壓力過(guò)小 | 泄漏過(guò)多或不正常 | 浮動(dòng)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(guò)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(guò)高 | 泄漏過(guò)多或不正常 | 動(dòng)、靜環(huán)浮動(dòng)性差 | 更換 |
密封圈硬度過(guò)低 | 泄漏過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)大或不正常 | 失去浮動(dòng)性，磨損不正常，軸磨損破壞 | 增加浮動(dòng)性及密封圈相關(guān)尺寸，增大浮動(dòng)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(guò)熱、冒煙、析出大量磨損生成物、振動(dòng)、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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)熱，冒煙，振動(dòng)，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(guò)小 | 過(guò)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(dòng)靜環(huán)不能浮動(dòng)，密封點(diǎn)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(dòng)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(dòng)超差 | 泄漏量大 | 密封端面泄漏 | 調(diào)整徑向跳動(dòng) |
機(jī)械性能不好 | 泄漏量大或不正常，振動(dòng) | 傳動(dòng)部分磨損、松動(dòng)、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(guò)大 | 過(guò)熱，功率升高，析出大量磨損物 | 早期磨損、燒傷、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)滑動(dòng)、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(guò)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(shí)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(shí)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(shí)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(rùn)滑的結(jié)構(gòu)不好 | 泄漏不正常，發(fā)生音響，振動(dòng) | 早期磨損、破壞、變形 | 改善注液潤(rùn)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(guò)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(dòng)作 | 改善內(nèi)部循環(huán)結(jié)構(gòu)，或進(jìn)行注液潤(rùn)滑 |
冷卻結(jié)構(gòu)不好 | 過(guò)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(rùn)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(guò)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(guò)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(yùn)轉(zhuǎn) | 早期磨損，動(dòng)環(huán)失去浮動(dòng)性，彈簧不能動(dòng)作，破壞 | 設(shè)置過(guò)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(yùn)轉(zhuǎn) | 早期磨損，動(dòng)環(huán)失去浮動(dòng)性，彈簧不能動(dòng)作，破壞 | 設(shè)置過(guò)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(guò)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(rùn)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(guò)低 | 泄漏量大或不正常，有音響，不能運(yùn)轉(zhuǎn) | 早期磨損，開裂破壞 | 保溫，隔絕大氣，強(qiáng)化注液潤(rùn)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(dòng)，不能動(dòng)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(rùn)滑等 |
壓力過(guò)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(guò)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(dòng)機(jī)構(gòu)滑動(dòng)，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(guò)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(rùn)滑等 |
振動(dòng)過(guò)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(dòng)，有音響 | 防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)滑動(dòng)、傳動(dòng)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(guò)大及反壓（雙端面密封時(shí)） | 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(shí)要使封液升壓 |
壓力變動(dòng)、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(dòng)，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(dòng)，開裂 | 改進(jìn)操作，逐步預(yù)熱，改變材質(zhì) |
封液阻力過(guò)大、過(guò)小 | 過(guò)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(guò)小 | 吸氣，過(guò)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(guò)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(guò)大，壓力變動(dòng)大 | 密封液過(guò)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(dòng)作，破壞，早期磨損 | 改進(jìn)材質(zhì)和冷卻潤(rùn)滑液 |
封液溫度不合適 | 泄漏量大或不正常 | 不能動(dòng)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(guò)熱，腐蝕 | 不能動(dòng)作，腐蝕，早期磨損，破壞 | 更換或改變封液 |
封液冷卻效果小 | 過(guò)熱，冒煙，功率升高，振動(dòng)，泄漏正常，泄漏量大，有音響 | 早期磨損，燒毀，刮傷燒傷，傳動(dòng)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(guò)大發(fā)生變形 | 泄漏不正常，泄漏量大，振動(dòng)不正常 | 早期磨損破壞，傳動(dòng)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(dòng)不正常 | 早期磨損破壞，傳動(dòng)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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