机械密封失效原因和维护探析

《机械密封失效原因和维护探析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、机械密封失效原因和维护探析　　摘要：机械密封是一种由组件构成的机械装置，不同于常规垫片或填料的密封。机械密封常安装在化工行业的介质输送泵和搅拌器等设备上，其性能远好于常规的填料密封和垫片密封。但由于机械密封结构复杂，技术含量高，如果使用不当也会直接影响设备性能和系统的稳定生产。针对机械密封经常出现的问题，本文进行了认真分析，并提出了解决方案。关键词：机械密封泄露结构压力性能中图分类号：TD407文献标识码：A文章编号：1672-3791（2013）05（c）-0000-001机械密封的工作原理及特点机械密封是一种轴用动态密封，其安装位置在轴上，靠近泵或搅拌

2、器一侧。弹簧和密封介质的压力在它和旋转的动环和静环之间的接触面形成油膜，然后通过适当的压紧力达到两个端面紧密贴合的目的来阻止介质泄露。以泵为例，机械密封一般安装在轴的端部，与泵构成一个完整的整体，如图1所示。图1.泵的机械密封由于机械密封特殊的结构形式，9使其具有耐高温，耐磨，寿命长及适应作业模式广等特性。与普通的垫片和填料密封相比，机械密封的泄露率远低于普通垫片和填料密封。所以，当今世界上许多重要设备都采用机械密封。但是机械密封的安装精度和制作相对要求较高，结构也比较复杂，这就提高了成本，另外对维修工程师来讲要求的技术也要过高，过硬。因此，延长此密封的使

3、用寿命就是一项艰巨的任务。2机械密封的结构特点机械密封主要由由动环和静环组成的密封端面；辅助密封圈；以弹性元件为主要零件的补偿机构五部分组成（弹性元件一般有弹簧和橡胶波纹管两种，参见图2）；使动环随轴旋转的传动机构和机械密封壳体。下图2图示了机械密封的主要构成。图2.机械密封的结构1-静环2-动环3-弹性元件4-弹簧座5-固定螺栓6-动环密封圈7-防转销8-静环密封圈9-壳体1.动环和静环，是构成机械密封的主要元件，动环和静环的质量直接影响机械密封的使用性能。92.动环和静环或者静环和压盖之间的两个密封是机械密封的辅助密封圈。辅助密封圈的材料大多是合成橡胶

4、或柔性石墨或聚四氟乙烯，辅助密封圈采用什么材料取决于输送介质的化学特性。如辅助密封圈的材料选择不当，可能会造成介质泄露或降低机械密封的使用寿命；安装质量也是影响机械密封寿命的重要因素，当密封端面和轴的中心线不垂直时会加速机械密封的失效。3.补偿机构，主要由弹性元件构成，如弹簧或波纹管，采用那种材料作为弹性元件取决于设计要求，如工作温度和介质的化学特性等。补偿机构的作用是保持密封端面在动态下贴合，阻止液体泄露。4.传动机构，主要由轴套和固定元件构成。轴套可在轴上滑动，当轴套磨损或锈蚀时，会增加轴套的移动阻力，影响轴套滑动的动态性能。当弹簧或波纹管的弹性力不足

5、以克服轴套移动阻力时将产生泄漏。5.机械密封壳体，用以保护工作元件。3机械密封常见故障及处理1.杂质进入密封面导致泄露当杂质进入机械密封动静环之间的密封面时，会加速机械密封面的磨损，严重时会导致机械密封失效，造成液体泄露。保持机械密封良好的工作环境有助于延长机械密封的使用寿命。发现机械密封工作异常时，应及时停止设备运转，查找原因。如发现有杂质进入机械密封，应及时清理，并采取措施避免杂质再次进入。2.弹性元件工作状态失常导致泄露。根据机械密封的工作状态，通过调整弹性元件来调整机械密封的端面比压。适宜的端面比压有助于阻止泄露和延长机械密封的使用寿命。机械密封端

6、面比压P？可按下式计算：9P？=P？+（K-λ）P式中：P？-端面比压；P？一橡胶波纹管或弹簧的弹性力；K-载荷系数；λ一反压系数；P一密封流体压力。香蕉波纹管或者弹簧的弹性力Ps将动环密封端面直接推动紧贴到东环表上，以此保证动环和静环之间的密封。密封端面间流动体膜平均压力相对于密封流体压力的比就是反压系数λ。端面比压P？与橡胶波纹管或弹簧的弹性力P？、载荷系数K成正对应关系都可以从上式推出。而载荷系数K值主要指密封流体压力相对动环，作用在静环上趋于贴合的有效作用面积与密封端面面积之比。3.机械密封安装不当导致泄露动环密封圈不能过紧，否则有害无益，其一，会

7、使密封圈和轴套间的磨损加剧，缩短机械密封寿命，泄漏提前；其二，动环轴向调整、移动的阻力变大，会无法适应变化频繁的工作状态去进行轴向补偿和调整；其三，过度疲劳易导致弹簧损坏；其四，会造成动环密封圈变形，密封效果受影响。9因为静环密封圈一本是静止状态，所以密封效果相对较紧，但是过紧仍将产生不良后果。其一，导致静环密封变形，密封效果受影响；其二，静环多以石墨为材质，比较脆，受力过度会产生碎裂；其三，过紧导致的安装拆卸困难等问题易损坏静环。所以，一般静环的内径都会较轴颈稍大，以涂上润滑剂后的密封圈双手能用力压入的松紧状态为准。手轻松压入则过松，双手用力都压不进则过

8、紧。4.工况变化导致泄露如泵进口压力的波动可能会引起泵的出口压力出