机械密封的密封失效原因分析

第 1 页 共 18 页 机械密封的密封失效原因分析机械密封的密封失效原因分析 泵用机械密封种类繁多 型号各异 但泄漏点主要有五处 l 轴套与轴间的密封 2 动环与轴套间的密封 3 动 静环间密封 4 对静环与静环座间的密封 5 密封端盖与泵体间的密封 1 安装静试时泄漏 机械密封安装调试好后 一般要进行静试 观察泄漏量 如泄漏 量较小 多为动环或静环密封圈存在问题 泄漏量较大时 则表明 动 静环摩擦副间存在问题 在初步观察泄漏量 判断泄漏部位的 基础上 再手动盘车观察 若泄漏量无明显变化则静 动环密封圈 有问题 如盘车时泄漏量有明显变化则可断定是动 静环摩擦副存 在问题 如泄漏介质沿轴向喷射 则动环密封圈存在问题居多 泄 漏介质向四周喷射或从水冷却孔中漏出 则多为静环密封圈失效 此外 泄漏通道也可同时存在 但一般有主次区别 只要观察细致 熟悉结构 一定能正确判断 2 试运转时出现的泄漏 泵用机械密封经过静试后 运转时高速 旋转产生的离心力 会抑制介质的泄漏 因此 试运转时机械密封 泄漏在排除轴间及端盖密封失效后 基本上都是由于动 静环摩擦 副受破坏所致 引起摩擦副密封失效的因素主要有 第 2 页 共 18 页 l 操作中 因抽空 气蚀 憋压等异常现象 引起较大的轴 向力 使动 静环接触面分离 2 对安装机械密封时压缩量过大 导致摩擦副端面严重磨损 擦伤 3 动环密封圈过紧 弹簧无法调整动环的轴向浮动量 4 静环密封圈过松 当动环轴向浮动时 静环脱离静环座 5 工作介质中有颗粒状物质 运转中进人摩擦副 探伤动 静 环密封端面 6 设计选型有误 密封端面比压偏低或密封材质冷缩性较大等 上述现象在试运转中经常出现 有时可以通过适当调整静环座等予 以消除 但多数需要重新拆装 更换密封 由于两密封端面失去润滑膜而造成的失效 a 因端面密封载荷的存在 在密封腔缺乏液体时启动泵而发生干摩 擦 b 介质的低于饱和蒸汽压力 使得端面液膜发生闪蒸 丧失润滑 c 如介质为易挥发性产品 在机械密封冷却系统出现结垢或阻塞时 由于端面摩擦及旋转元件搅拌液体产生热量而使介质的饱和蒸汽压上升 也造成介质压力低于其饱和蒸汽压的状况 由于腐蚀而引起的机械密封失效 a 密封面点蚀 甚至穿透 b 由于碳化钨环与不锈钢座等焊接 使用中不锈钢座易产生晶间腐 蚀 第 3 页 共 18 页 c 焊接金属波纹管 弹簧等在应力与介质腐蚀的共同作用下易发生 破裂 由于高温效应而产生的机械密封失效 a 热裂是高温油泵 如油渣泵 回炼油泵 常减压塔底泵等最常见 的失效现象 在密封面处由于干摩擦 冷却水突然中断 杂质进入密封 面 抽空等情况下 都会导致环面出现径向裂纹 b 石墨炭化是使用碳 石墨环时密封失效的主要原因之一 由于在 使用中 如果石墨环一旦超过许用温度 一般在 105 250 时 其表 面会析出树脂 摩擦面附近树脂会发生炭化 当有粘结剂时 会发泡软 化 使密封面泄漏增加 密封失效 c 辅助密封件 如氟橡胶 乙丙橡胶 全橡胶 在超过许用温度后 将会迅速老化 龟裂 变硬失弹 现在所使用的柔性石墨耐高温 耐腐 蚀性较好 但其回弹性差 而且易脆裂 安装时容易损坏 由于密封端面的磨损而造成的密封失效 a 摩擦副所用的材料耐磨性差 摩擦系数大 端面比压 包括弹簧 比压 过大等 都会缩短机械密封的使用寿命 对常用的材料 按耐磨性 排列的次序为 碳化硅 碳石墨 硬质合金 碳石墨 陶瓷 碳石墨 喷涂陶瓷 碳石墨 氮化硅陶瓷 碳石墨 高速钢 碳石墨 堆 焊硬质合金 碳石墨 b 对于含有固体颗粒介质 密封面进入固体颗粒是导致使密封失效 的主要原因 固体颗粒进入摩擦副端面起研磨剂作用 使密封发生剧烈 磨损而失效 密封面合理的间隙 以及机械密封的平衡程度 还有密封 第 4 页 共 18 页 端面液膜的闪蒸等都是造成端面打开而使固体颗粒进入的主要原因 c 机械密封的平衡程度 也影响着密封的磨损 一般情况下 平 衡程度 75 左右最适宜 0 b 0 a b 中较大者为椭圆长半轴长 较短者为短半轴长 椭圆有两条对称轴 对称轴被椭圆所截 有两条线段 它们分别叫椭 圆的长半轴和短半轴 当 a b 时 焦点在 x 轴上 焦距为 2 a 2 b 2 0 5 准线方程是 x a 2 c 和 x a 2 c 椭圆的面积是 ab 椭圆可以看作圆在某方向上的拉伸 它的参数方程 是 x acos y bsin 椭圆的面积公式椭圆的面积公式 S 圆周率 a b 其中 a b 分别是椭圆的长半轴 短半轴的长 或 S 圆周率 A B 4 其中 A B 分别是椭圆的长轴 短轴的长 椭圆的周长公式椭圆的周长公式 椭圆周长没有公式 有积分式或无限项展开式 椭圆周长 L 的精确计算要用到积分或无穷级数的求和 如 L 4a sqrt 1 e sin t 的 0 pi 2 积分 其中 a 为椭圆长轴 e 为离心率 椭圆的离心率公式 e c a 第 13 页 共 18 页 椭圆的准线方程 x a 2 C 椭圆焦半径公式 椭圆过右焦点的半径 r a ex 过左焦点的半径 r a ex 三种圆锥曲线的统一的极坐标方程三种圆锥曲线的统一的极坐标方程 椭圆 双曲线 抛物线可以统一定义为 与一个定点 焦点 的距 离和一条定直线 准线 的距离的比等于常数 e 的点的轨迹 以椭圆的左焦点 双曲线的右焦点或抛物线的焦点 F 为极点 过 点 F 作相应准线的垂线 垂足为 K FK 的反向延长线为极轴建立极 坐标系 椭圆 双曲线 抛物线统一的极坐标方程为 其中 p 是定点到定直线的距离 p 0 当 0 e1 时 方程表示双曲线 若 0 方程只表示双曲线右支 如果允许 0 时开口向上 a 0 一 椭圆周长计算公式 椭圆周长公式 L 2 b 4 a b 椭圆周长定理 椭圆的周长等于该椭圆短半轴长为半径的圆周长 2 b 加 上四倍的该椭圆长半轴长 a 与短半轴长 b 的差 二 椭圆面积计算公式 椭圆面积公式 S ab 椭圆面积定理 椭圆的面积等于圆周率 乘该椭圆长半轴长 a 与短 半轴长 b 的乘积 以上椭圆周长 面积公式中虽然没有出现椭圆周率 T 但这两个公式都是通 过椭圆周率 T 推导演变而来 常数为体 公式为用 第 16 页 共 18 页 椭圆形物体 体积计算公式椭圆 的 长半径 短半径 PAI 高 三角函数 两角和公式 sin A B sinAcosB cosAsinB sin A B sinAcosB sinBcosA cos A B cosAcosB sinAsinB cos A B cosAcosB sinAsinB tan A B tanA tanB 1 tanAtanB tan A B tanA tanB 1 tanAtanB ctg A B ctgActgB 1 ctgB ctgA ctg A B ctgActgB 1 ctgB ctgA 倍角公式 tan2A 2tanA 1 tan2A ctg2A ctg2A 1 2ctga cos2a cos2a sin2a 2cos2a 1 1 2sin2a 半角公式 sin A 2 1 cosA 2 sin A 2 1 cosA 2 cos A 2 1 cosA 2 cos A 2 1 cosA 2 tan A 2 1 cosA 1 cosA tan A 2 1 cosA 1 cosA ctg A 2 1 cosA 1 cosA ctg A 2 1 cosA 1 cosA 和差化积 2sinAcosB sin A B sin A B 2cosAsinB sin A B sin A B 2cosAcosB cos A B sin A B 2sinAsinB cos A B cos A B sinA sinB 2sin A B 2 cos A B 2 cosA cosB 2cos A B 2 sin A B 2 第 17 页 共 18 页 tanA tanB sin A B cosAcosB tanA tanB sin A B cosAcosB ctgA ctgB sin A B sinAsinB ctgA ctgBsin A B sinAsinB 某些数列前 n 项和 1 2 3 4 5 6 7 8 9 n n n 1 2 1 3 5 7 9 11 13 15 2n 1 n2 2 4 6 8 10 12 14 2n n n 1 12 22 32 42 52 62 72 82 n2 n n 1 2n 1 6 13 23 33 43 53 63 n3 n2 n 1 2 4 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 n n 1 n n 1 n 2 3 正弦定理 a sinA b sinB c sinC 2R 注 其中 R 表示三角形的外接圆半 径 余弦定理 b2 a2 c2 2accosB 注 角 B 是边 a 和边 c 的夹角 公式分类 公式表达式 乘法与因式分 a2 b2 a b a b a3 b3 a b a2 ab b2 a3 b3 a b a2 ab b2 三角不等式 a b a b a b a b a b b a b a b a b a a a 一元二次方程的解 b b2 4ac 2a b b2 4ac 2a 根与系数的关系 x1 x2 b a x1 x2 c a 注 韦达定理 某些数列前 n 项和 1 2 3 4 5 6 7 8 9 n n n 1 2 1 3 5 7 9 11 13 15 2n 1 n2 2 4 6 8 10 12 14 2n n n 1 第 18 页 共 18 页 12 22 32 42 52 62 72 82 n2 n n 1 2n 1 6 13 23 33 43 53 63 n3 n2 n 1 2 4 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 n n 1 n n 1 n 2 3 正弦定理 a sina b sinb c sinc 2r 注 其中 r 表示三角形的外接圆半 径 余弦定理 b2 a2 c2 2accosb 注 角 b 是边 a 和边 c 的夹角 圆的标准方程 x a 2 y b 2 r2 注 a b 是圆心坐标 圆的一般方程 x2 y2 dx ey f 0 注 d2 e2 4f 0 抛物线标准方程 y2 2px y2 2px x2 2py x2 2py 直棱柱侧面积 s c h 斜棱柱侧面积 s c h 正棱锥侧面积 s 1 2c h 正棱台侧面积 s 1 2