机械密封的故障及防止措施
机械密封的故障分析是安装和使用中经常遇到的一个问题。机械密封本身的结构虽然并不复杂,但是如何判断在使用中出现故障的原因却不是一件容易的事。即使对于有经验的人也很难保证每次都安装成功。因此,正确判断故障原因并能采取相应措施,这对于机械密封的制造者和使用者都是十分重要的。
机械密封在安装使用中经常出现的故障及其防止措施见表12-2。
表12-2 机械密封的故障及其防止措施
故障原因 | 故障现象 | 后果 | 防止措施 |
端面宽度过大 | 摩擦消耗功率升高,过热、冒烟、产生音响、泄漏异常、磨损、析出大量生成物、振动 | 防转机构、传动机构滑动、密封面开裂、密封端面早期磨损、烧伤、刮伤、破坏 | 缩小密封面宽度,减少弹簧压力,降低比压,改善结构 |
端面宽度过小 | 泄漏过大或不正常 | 泄漏不正常 | 加大端面宽度,调整比压 |
端面表面光洁度差 | 泄漏过大、析出大量磨损生成物、摩擦功率升高 | 早期磨损、滑动 | 提高表面光洁度 |
端面平面度差 | 泄漏过多 | 泄漏不正常 | 重新研磨密封端面 |
端面变形 | 泄漏过多或不正常 | 密封端面开裂或损坏 | 消除残余应力、减少变形 |
密封圈压缩量过大 | 泄漏不正常 | 动、静环不能浮动 | 减少密封圈压缩量 |
密封圈压缩量过小 | 泄漏过大或不正常 | 密封圈滑动,辅助密封失效 | 加大密封圈压缩量 |
密封圈有缺陷 | 泄漏较多 | 泄漏不正常 | 调换 |
弹簧压力过大 | 摩擦消耗功率升高,过热、冒烟、产生音响、泄漏异常、磨损、析出大量生成物、振动 | 早期磨损,烧伤,破坏 | 减少弹簧压力 |
弹簧压力过小 | 泄漏过多或不正常 | 浮动及补偿作用差、泄漏量大 | 增加弹簧压力 |
弹簧压力不均 | 泄漏过多或不正常 | 端面局部磨损 | 单弹簧调整平行度,小弹簧孔深度调整均匀 |
密封圈硬度过高 | 泄漏过多或不正常 | 动、静环浮动性差 | 更换 |
密封圈硬度过低 | 泄漏过多或不正常 | 密封圈被挤出 | 更换 |
密封性能不合要求 | 泄漏量过大 | 泄漏超标 | 调整弹簧比压及平衡系数,或更换端面材料 |
轴向补偿距离不合适 | 过热、冒烟、析出大量生成物,泄漏不正常 | 早期磨损,烧伤,刮伤,破坏 | 调整弹簧压缩量及安装位置 |
旋转件与静止部件接触 | 过热,泄漏不正常,有声响 | 旋转零件破坏 | 调整装配位置,更换相关零件 |
耐震性不合适 | 泄漏量过大或不正常 | 失去浮动性,磨损不正常,轴磨损破坏 | 增加浮动性及密封圈相关尺寸,增大浮动部位与端面间的距离,旋转件采取阻尼措施 |
密封端面材料组合不合适 | 功率升高、过热、冒烟、析出大量磨损生成物、振动、泄漏不正常 | 早期磨损、烧伤、刮伤、破坏、开裂 | 调换端面组合材料 |
耐压性差 | 泄漏过多或不正常 | 早期磨损、变形、开裂、破坏 | 调换材料,改变密封环形状及结构尺寸 |
耐高、低温性差 | 泄漏过多或不正常冒烟 | 早期磨损、变形、开裂、破坏 | 调换材料,改善结构及冲洗冷却系统 |
表12-2(续)
故障原因 | 故障现象 | 后果 | 防止措施 |
耐腐蚀性差 | 泄漏过多或不正常冒烟 | 早期磨损、变形、开裂、破坏、剥离 | 调换材料,改善密封结构 |
端面材料的Pv值不合适 | 泄漏不正常,过热,冒烟,振动,析出磨损产物 | 烧结,刮伤、开裂,破坏,早期磨损 | 更换材质,减小弹簧比压及端面宽度,降低比压,增强冷却 |
密封腔孔径过小 | 过热,泄漏不正常 | 密封环早期磨损,烧伤,破坏 | 扩大密封腔孔径,改善冲洗冷却系统 |
密封压盖厚度太薄 | 泄漏量大或不正常 | 变形,开裂,破坏 | 增加密封压盖壁厚 |
密封压盖锁紧螺栓数量太少 | 泄漏量大或不正常 | 变形,开裂,破坏 | 增加螺栓数量 |
与辅助密封圈配合部分的表面光洁度太低 | 泄漏量大或不正常 | 动静环不能浮动,密封点泄漏 | 改善表面光洁度 |
不垂直度超差,偏心 | 泄漏量大或不正常 | 密封圈磨损,传动部分磨损,轴磨损,密封破坏、开裂,早期磨损 | 调整不垂直度及同心度 |
径向跳动超差 | 泄漏量大 | 密封端面泄漏 | 调整径向跳动 |
机械性能不好 | 泄漏量大或不正常,振动 | 传动部分磨损、松动、早期磨损、开裂、破坏 | 使回转体平衡,调整轴和轴承的变形 |
水力性能差 | 泄漏量大或不正常,冒烟 | 开裂、破坏、烧坏 | 密封腔排气、防止气穴 |
装配不当使弹簧比压过大 | 过热,功率升高,析出大量磨损物 | 早期磨损、烧伤、传动机构滑动、刮伤 | 调整安装位置、减小弹簧压缩量 |
装配不当使弹簧比压过小 | 泄漏量大或不正常 | 泄漏超标 | 调整安装位置、增加弹簧压缩量 |
装配时防转销未进入静环上防转槽内 | 泄漏不正常 | 静环有时破坏 | 重新装配或更换 |
装配倾斜 | 泄漏不正常,有声响 | 泄漏超标 | 重新装配或更换 |
装配时紧定螺钉松紧不一致 | 泄漏量大或不正常 | 密封圈及轴磨损 | 调整紧定螺钉 |
注液润滑的结构不好 | 泄漏不正常,发生音响,振动 | 早期磨损、破坏、变形 | 改善注液润滑结构,调整流速及注液方向 |
密封液内部循环结构不好 | 过热,冒烟,泄漏不正常 | 早期磨损、烧伤、开裂,破坏、异物阻塞不能动作 | 改善内部循环结构,或进行注液润滑 |
冷却结构不好 | 过热,冒烟,泄漏不正常 | 早期磨损、烧伤、开裂破坏 | 改善冷却结构,或进行注液润滑和冷却 |
保温、加热或保冷结构不好 | 泄漏量大或不正常,过热,冒烟 | 早期磨损、破坏、开裂 | 均匀保温、保冷及加热,防止结冰现象 |
双端面密封上的封液结构不好 | 泄漏量大或不正常,过热,冒烟 | 早期磨损、破坏、开裂 | 改善封液结构,调整流速流量、温度等 |
混入杂质或析出固体物 | 泄漏量大,功率升高不能运转 | 早期磨损,动环失去浮动性,弹簧不能动作,破坏 | 设置过滤器,加强冲洗措施更换密封材质,改变密封形式等 |
液体凝固或粘结 | 泄漏量大,功率升高不能运转 | 早期磨损,动环失去浮动性,弹簧不能动作,破坏 | 设置过滤器,加强冲洗措施更换密封材质,改变密封形式等 |
使用温度过高 | 泄漏量大或不正常,冒烟 | 早期磨损,开裂,烧伤,破坏 | 改善冷却形式,加强注液润滑,更换材质,改变密封形式 |
表12-2(续)
故障原因 | 故障现象 | 后果 | 防止措施 |
使用温度过低 | 泄漏量大或不正常,有音响,不能运转 | 早期磨损,开裂破坏 | 保温,隔绝大气,强化注液润滑,更换材质,改变密封形式 |
使用介质腐蚀(包括电化学腐蚀)太强 | 泄漏量大或不正常,有音响 | 早期磨损,各部分产生滑动,不能动作,弹簧破坏 | 更换材质,改变密封的形式,采用双端面密封,强化注液润滑等 |
压力过高、转轴转速改变,轴套阻塞,密封系统阻塞 | 功率升高,过热,冒烟,有音响,泄漏不正常,析出大量磨损产物 | 防转及传动机构滑动,开裂,早期磨损,烧伤,破坏 | 减少端面宽度、减低弹簧压力,降低比压,改变密封结构及形式 |
干摩擦、密封部分变成负压,密封处气化 | 泄漏量大,泄漏不正常,冒烟,过热,有音响 | 烧结,开裂,烧伤,早期磨损,破坏 | 改善操作,保持正压,改变密封形式及用双端面密封,强化冷却润滑等 |
振动过大、气穴作用,喘振,轴及轴承不正常,结合与安装不当 | 泄漏量大或不正常,振动,有音响 | 防转机构滑动、传动部件磨损,早期磨损,开裂,破坏,轴的磨损 | 调整机器,调整装配、改变密封形式 |
试压不当、试压过大及反压(双端面密封时) | 泄漏量大或不正常 | 破坏,变形,静环脱出 | 试压要适当,双端面密封时要使封液升压 |
压力变动、升、降压方法不当,喘振,气穴作用等 | 泄漏量大或不正常 | 破坏,变形,各部分产生滑动,开裂 | 改善操作,改进阀门 |
热冲击、骤冷、骤热 | 泄漏量大或不正常 | 破坏,变形,各部分产生滑动,开裂 | 改进操作,逐步预热,改变材质 |
封液阻力过大、过小 | 过热,有音响,产生蒸汽,泄漏量大或不正常 | 早期磨损,烧伤,破坏,刮伤,腐蚀 | 调整管路阻力 |
封液流量过小 | 吸气,过热,有音响,产生蒸汽,泄漏量大或不正常 | 早期磨损,烧伤,破坏,刮伤,腐蚀 | 调节流量 |
封液流速过大 | 泄漏量大或不正常 | 早期磨损,侵蚀,破坏 | 增大封液管径,调节压力 |
封液压力过大,压力变动大 | 密封液过热,有音响,泄漏量大或不正常 | 密封圈挤出,破坏,早期磨损,烧结 | 调整封液压力,修理,更换 |
腐蚀,析出固体物质 | 泄漏量大或不正常 | 不能动作,破坏,早期磨损 | 改进材质和冷却润滑液 |
封液温度不合适 | 泄漏量大或不正常 | 不能动作,破坏,早期磨损 | 调节温度 |
注液方向不合适 | 泄漏量大或不正常 | 发热、早期磨损 | 改变注液方向 |
封液不合适 | 泄漏量大,过热,腐蚀 | 不能动作,腐蚀,早期磨损,破坏 | 更换或改变封液 |
封液冷却效果小 | 过热,冒烟,功率升高,振动,泄漏正常,泄漏量大,有音响 | 早期磨损,烧毁,刮伤烧伤,传动部件磨损,密封圈挤出,粘结 | 改进冷却结构 |
封液保温、保冷效果差(结冰,结晶析出) | 泄漏不正常,泄漏量大, 功率升高 | 早期磨损破坏 | 改进保温、冷却结构 |
封液进出口温差过大发生变形 | 泄漏不正常,泄漏量大,振动不正常 | 早期磨损破坏,传动部件滑移,磨损 | 改善冷却调节封液温差 |
冷却、加热不均匀或保温、保冷不均匀(变形) | 泄漏不正常,泄漏量大,振动不正常 | 早期磨损破坏,传动部件滑移,磨损 | 使保温、保冷加热均匀,改进冷却保温结构 |