机械密封

机械密封的故障及处理方法如下：一、机械密封的故障在零件上的表现1、密封端面的故障：磨损、热裂、变形、破损(尤其是非金属密封端面)。2、弹簧的故障：松弛、断裂和腐蚀。3、辅助密封圈的故障：装配性的故障有掉块、裂口、碰伤、卷边和扭曲；非装配性的故障有变形、硬化、破裂和变质。机械密封故障在运行中表现为振动、发热、磨损，最终以介质泄漏的形式出现。二、机械密封振动、发热的原因分析及处理1、动静环端而粗糙。2、动静环与密封腔的间隙太小，由于振摆引起碰撞。处理方法：增大密封腔内径或减小转动件外径，至少保证0.75mm的间隙。3、密封断面耐腐蚀和耐温性能不良，摩擦副配对不当。处理方法：更改动静环材料，使其耐温，耐腐蚀。4、冷却不足或断面再安装时夹有颗粒杂质。处理方法：增大冷却液管道管径或提高液压。三、机械密封泄漏的原因分析及处理1、静压试验时泄漏①密封端面安装时被碰伤、变形、损坏。②密封端面安装时，清理不净，夹有颗粒状杂质。③密封端面由于定位螺钉松动或没有拧紧，压盖（静止型的静环组件为压板）没有压紧。④机器、设备精度不够，使密封面没有完全贴合。⑤动静环密封圈未被压紧或压缩量不够或损坏。⑥动静环V形密封圈方向装反。⑦如果是轴套漏，则是轴套密封圈装配时未被压紧或压缩量不够或损坏。处理方法：应加强装配时的检查、清洗，严格按技术要求装配。2、周期性或阵发性泄漏①转子组件轴向窜动量太大。处理方法：调整推力轴承，使轴的窜动量不大于0.25mm。②转子组件周期性振动。处理方法：找出原因并予以消除。③密封腔内压力经常大幅度变化。处理方法：稳定工艺条件。3、经常性泄漏①由于密封端面缺陷引起的经常性泄漏。a、弹簧压缩量（机械密封压缩量）太小。b、弹簧压缩量太大，石墨动环龟裂。c、密封端面宽度太小，密封效果差。处理方法：增大密封端面宽度，并相应增大弹簧作用力。d、补偿密封环的浮动性能太差（密封圈太硬或久用硬化或压缩量太小，补偿密封环的间隙过小）。处理方法：对补偿密封环间隙过小的，增大补偿密封环的间隙。e、镶装或粘接动、静环的接合缝泄漏（镶装工艺差，存在残余变形、材料不均匀、粘接剂不匀、变形)。f、动、静环损伤或出现裂纹。g、密封端面严重磨损，补偿能力消失。h、动、静环密封端面变形（端面所受弹簧作用力太大，摩擦增大产生热变形或偏磨，密封零件结构不合理，强度不够，受力后变形;由于加下工艺不当等原因，密封零件有残余变形；安装时用力不均引起变形）。处理方法：更换有缺陷的或已损坏的密封环。i、动、静环密封端面与轴中心线垂直度偏差过大，动、静环密封端面相对平行度偏差过大。处理方法：调整密封端面。②由辅助密封圈引起的经常性泄漏。a、密封圈的材料不对，耐磨、耐腐蚀、耐温、抗老化性能太差，以致过早发生变形、硬化、破裂、溶解等。b、0形密封圈的压缩量不对，太大时容易装环，太小密封效果不好。c、安装密封圈的轴（或轴套）、密封端盖和密封腔，在0形环密封圈推进的表面有毛刺，倒角不光滑或角倒圆不够大。处理方法：对毛刺和不光滑的倒角应适当修整平滑，适当加大圆弧和倒角，并修整平滑。d、O形环密封圈发生掉块、裂口、碰坏、卷边或扭曲变形。处理方法：注意清洗橡胶圈不要用汽油、煤油；装配密封圈时注意理顺。③由于弹簧缺陷引起的泄漏。a、弹簧端面偏斜。b、多弹簧型机械密封，各弹簧之间的自由高度差太大。④由于其他零件引起的经常性泄漏，如传动、紧定和止推零件质量不好或松动引起泄漏。⑤由于转子引起经常性泄漏，如转子振动引起的泄漏。⑥由于机械密封辅助机构引起的经常性泄漏，如冲洗冷却液流量太小或太大；压力太小或过大；注液方向或位置不对；注液质量不佳，有杂质。⑦由于介质的问题引起经常性泄漏。a、介质里含有悬浮性微粒或结晶，因长时间积聚，堵塞在动环与轴之间，弹簧之间，弹簧与弹簧座之间等，使补偿密封环不能浮动，失去补偿缓冲作用。b、介质里的悬浮微粒或结晶堵在密封端面间，使密封端面贴合不好并迅速磨损。处理方法：开车前要先打开冲洗冷却液阀门，过一段时间再盘车、开车，再开大冲洗冷却液；适当提高介质入口温度；提高介质过滤和分离的效果等。机械密封分类特点适用范围按液体压力平衡情况分类非平衡型不能平衡液体压力对端面的作用，端面比压随液体压力增加而增加载荷系数K＞1在较高液体压力下，由于端面比压增加，容易引起磨损结构简单适用于液体压力低的场合对于一般液体可用于密封压力≤0.7MPa，Pcδ≤4～6(MPa·m)/s；对于润滑性差及腐蚀性液体可用于压力≤0.3～0.5MPa平衡型能部分或全部平衡液体压力对端面的作用，但通常采用部分平衡载荷系数0≤K＜1端面比压随液体压力增高而缓慢增加，改善端面磨损情况结构比较复杂适用于液体压力较高的场合，对于一般液体可用于0.7～4.0MPa，甚至可达10MPa，Pcδ为90～200(MPa·m)/s对于润滑性较差、粘度低、密度小于600㎏/m3的液体（如液化气），可用于液体压力较高的场合按摩擦副对数分类单端面密封用一对摩擦副，结构简单，制造、拆卸容易一般不需要外供封液系统，但需设置自冲系统，以延长使用寿命应用广。适合于一般液体场合，如油品等与其它辅助装置合用时，可用于带悬浮颗粒、高温、高压液体等场合双端面密封用两对背靠摩擦副密封腔内通入比介质压力为0.05～0.15MPa的外供封液，起”堵封”和润滑密封端面等作用结构复杂，需设置外供封液系统适用于腐蚀、高温、液化气带固体颗粒及纤维、润滑性能差的介质，以及易挥发，易燃、易爆，有毒、易结晶和贵重的介质介质之内或之外分类内装式弹簧置于工作介质（被密封介质）之内介质压力能作用于密封端面上，密封效果好，弹簧力较小一般情况下，介质泄漏方向与离心力方向相反，可减少泄漏不便于调节和检查，弹簧在介质中易腐蚀应用广。适用于无腐蚀性，压力较高的介质及不影响弹簧机能的场合外装式弹簧置于工作介质（被密封介质）之外在一般结构中，介质压力不作用在密封端面上，且与适用于强腐蚀性介质，或用于易结晶而影响弹簧机能的场合也适用于高粘度介质以及压力较低的场合弹簧力方向相反，因此，欲达到一定端面比压须加大弹簧力端面比压受介质压力影响较大，介质压力波动，影响密封可靠性。尤其低压启动，摩擦副之间不易形成液膜，容易磨损介质泄漏方向与离心力方向相同，增加泄漏大部分零件不与介质接触，容易解决材料腐蚀问题便于观察、安装维修按弹簧转动或固定分类旋转式弹簧随轴旋转，易受离心力作用而变形，影响弹簧性能结构简单，径向尺寸小适用于轴径较小、转速不高的场合（线速度在25m/s以下）静止式弹簧不随轴转动，弹簧性能稳定，对介质没有强烈搅动结构复杂适用于轴径较大、转速较高的场合（线速度在25m/s以上）按密封介质泄漏方向分类内流式密封介质在密封端面间的泄漏方向与离心力方向相反，泄漏量较外流式为小应用较广。多用于内装式密封，适用于含有固体悬浮颗粒介质的场合外流式密封介质在密封端面间的泄漏方向与离心力方向相同，泄漏量较大多用于外装式机械密封中按弹簧数量分类单弹簧单个大弹簧，端面比压不均匀，转速高时受离心力影响较大因丝径大，腐蚀对弹簧力影响较小一种轴径需用一种规格弹簧，弹簧规格多。轴向尺寸大，径向尺寸小。安装维修简单使用广。适用于油品、液化气。腐蚀性液体及小轴径的泵，但泵轴旋向应与弹簧旋向相同多弹簧多个小弹簧，端面比压均匀，不同轴径可用数量不同的小弹簧，使弹簧规格减少轴向尺寸小，径向尺寸大安装繁琐，但更换弹簧时，不需拆下密封装置适用于无腐蚀性介质及大轴径的泵按结构分类流体静压密封在两个密封环之一的密封端面上开有环形沟槽和小孔，从外部引入比介质稍高压力的液体，保证端面润滑通过调节外供液体压力控制泄漏，磨损和寿命需设置另外一套外供液体系统，泄漏量较大适用于高压介质和高速运转场合，往往与流体动压密封组合使用流体动压密封在两个密封环之一的密封端面开有各种沟槽，由于旋转而产生流体动力压力场，引入密封介质做为润滑剂适用于高压介质和高速运转场合[Pcδ值达270(MPa·m)/s；]，往往与流体静压密封组合使用按弹性元件分类弹簧压紧式用弹簧压紧密封端面，有时用弹簧传递扭矩由于端面磨损，使弹簧力在10％～20％范围内变化。制造简单，使用范围受辅助密封圈耐温限制多数密封常用的型式，使用广泛波纹管式用波纹管压紧封端面由于不需要辅助密封圈，所以使用温度不受密封圈材质的限制多用于高温或腐蚀介质的场合注：1.P－端面比压；δ－密封面平均周速。*2.K－载荷系数（＝Ae），即为机械密封中的密封流体压力作用在可轴向移动的密封环（动环或静环）的有效作用面积（负荷面积）Ae与密封环带面积（指较窄的密封端面外径与内径之间的面积）之比。若K≥1时，称非平衡型密封；K＜1时，称平衡型机械密封；K＝0时，称完全平衡型机械密封。水泵机械密封的检修一、机械密封的清扫与检查机械密封的工作原理要求机械密封内部无任何杂质。在组装机械密封前要彻底清扫动环、静环、轴套等部件。重点检查：1、动静环表面是否存在划痕、裂纹等缺陷，这些缺陷存在会造成机械密封严重漏泄。有条件的可以用专用工具检查密封面是否平整，密封面不平整，压力水会进入组装后机械密封的动静环密封面，将动静环分开，机械密封失效。必要时可以制作工装在组装前水压试验。2、检查动静环座是否存在影响密封的缺陷。如动静环座与动静环密封胶圈配合表面是否存在伤痕等缺陷。3、检查机械密封补偿弹簧是否损坏及变形，倔强系数是否变化。4、检查密封轴套是否存在毛刺、沟痕等缺陷。5、清扫检查所有密封胶圈是否存在裂纹、气孔等缺陷，测量胶圈直径是否在工差范围内。6、具有泵送机构的机械密封还要检查螺旋泵的螺旋线是否存在裂纹、断线等缺陷。二、机械密封组装技术尺寸校核机械密封检修工艺较为复杂，要保证组装后的机械密封无漏泄，机械密封技术尺寸的校核必不可少。1、测量动环、静环密封面的尺寸。这项数据是用来验证动静环的径向宽度，当选用不同的摩擦材料时，硬材料摩擦面径向宽度应比软的大1－3mm，否则易造成硬材料端面的棱角嵌入软材料的端面上去。2、检查动环、静环与轴或轴套的间隙，静环的内径一般比轴径大1－2mm，对于动环，为保证浮动性，内径比轴径大0.5－1mm，用以补偿轴的振动与偏斜，但间隙不能太大，否则会使动环密封圈卡入而造成机械密封机能的破坏。3、机械密封紧力的校核。我们通常讲的机械密封紧力也就是端面比压，端面比压要合适，过大，将使机械密封摩擦面发热，加速端面磨损，增加摩擦功率；过小，容易漏泄。端面比压是在机械密封设计时确定的，在组装时可以靠测量机械密封紧力来确定。通常情况的测量方法使测量安装好的静环端面至压盖端面的垂直距离，在测量动环端面至压盖端面的垂直距离，两者的差极为机械密封的紧力。4、测量补偿弹簧的长度是否发生变化。弹簧性能的发生变化将会直接影响机械密封端面比压。一般情况下弹簧在长时间运行后长度会缩短，补偿弹簧在动环上的机械密封还会因为离心力的原因而变形。5、测量静环防转销子的长度及销孔深度，防止销子过长静环不能组装到位。这种情况出现会损坏机械密封。三．机械密封的组装经过清扫检查、技术尺寸校核后的机械密封即可回装，在这个过程中要注意以下几点：1、组装时所有密封圈因该涂以肥皂水等润滑剂，这样可以避免组装过程中损坏胶圈。动静环的密封面之间涂以润滑脂，防止动静环密封面在水泵开车前磨损。2、浮动环组装时，一定要小心不要碰倒浮动环弹簧，以免弹簧碰倒后影响浮动环的浮动性能。浮动环组装后，可以轻轻按浮动环，以确定是否就有良好的浮动性能。3、安装密封时应轻拿轻放，防止损坏密封件，安装时应将密封及腔体擦洗干净。4、紧固机械密封压盖时紧固螺栓应均匀受力，防止受力不均损坏机械密封。对于快装式机械密封在整体组装完毕后一定不要忘记将定位片径向移动道远离轴的位置固定。水泵的机械密封按照以上三个步骤进行组装，可以实现组装后的机械密封无漏泄及其它问题的出现。但机械密封检修过程中也要做到具体问题具体分析，应为机械密封所密封的介质是不同的，凉水和热水的温度不同，密封的介质是否具有腐蚀性，腔室内压力的不同，机械密封的设计就会不同，检修工艺也会有所差别，这就需要我们在检修工作中灵活应变