机械密封失效的几个问题
泵用机械密封的种类和类型很多,但主要存在五个泄漏点:(1)轴套之间的密封;(2)活动环与轴套之间的密封;(3)动静环之间的密封;(4)静环与阀座之间的密封;(5)密封端盖与泵体之间的密封。
泄漏原因分析与判断
1。在安装静态测试期间泄漏。机械密封安装调试后,应进行静力试验,观察泄漏情况。如果泄漏较小,则动静环密封存在问题;当泄漏较大时,动静环摩擦副之间存在问题。在泄漏初步观察和泄漏位置判断的基础上,手动转动观察表明,如果泄漏没有明显变化,静密封和动密封就会出现问题;如果转动过程中泄漏有明显变化,则可以得出动密封和静密封存在问题的结论。如果泄漏介质沿轴向注入,在动态环形密封中将会有更多的问题,并且泄漏介质被水喷淋或冷却。如果孔泄漏,静环密封将失效。另外,泄漏通道也可以同时存在,但一般存在主次差异,只要仔细观察,熟悉结构,就能够正确判断。
2。在试运行期间泄漏。静力试验后,泵机械密封运行过程中高速旋转产生的离心力会抑制介质泄漏。因此,机械密封在试车过程中的泄漏基本上是由于消除了轴与端盖之间的密封失效后,动静环摩擦副的破坏造成的。导致摩擦副密封失效的主要因素是:(1)在运行中,由于抽真空、气蚀和压力等异常现象,较大的轴向力导致动静环接触面分离;(2)机械密封安装过程中过大的压缩,导致密封失效。g在摩擦副端面磨损严重;(3)动环密封圈过紧,弹簧不能调节动环的轴向浮动量;(4)静环。环形密封圈太松,当活动环轴向浮动时,静环与静环座分离;(5)工作介质中有颗粒状物质,在运行中摩擦副,动静环密封面的探伤;(6)在设计和选择上存在误差,密封面低于静环座。密封材料的压力或冷收缩较大。这些现象在调试中经常发生,有时可以通过适当调整静环座来消除,但大多数需要拆卸和更换。
由于两个密封面上的润滑膜损失导致的失效:
(a)由于端面上存在密封载荷,当密封室缺少液体时启动泵时产生干摩擦;
B)介质的低饱和蒸汽压力导致端面上的液膜闪烁和润滑损失。
(c)如果介质是挥发性的,则介质的饱和蒸汽压力由于端面摩擦和旋转元件的搅拌液在机械密封冷却系统中发生结垢或堵塞时产生的热量而升高,这也导致介质压力低于其饱和蒸汽压力。
机械密封由于腐蚀而失效:
(a)点蚀或甚至穿透密封表面。
B)由于碳化钨环和不锈钢座的焊接,不锈钢座容易发生晶间腐蚀。
C)焊接金属波纹管和弹簧在应力和中等腐蚀共同作用下容易断裂。
由于高温效应导致机械密封失效:
(a)热裂解是高温油泵常见的失效现象,如渣油泵、精炼泵、常减压塔底泵。在干摩擦、冷却水突然中断、杂质进入密封面并排空时,环形表面会出现径向裂纹。
B)石墨的碳化是使用碳石墨环密封失效的主要原因之一。在使用中,如果石墨环超过允许的温度(一般在-105-250℃),树脂将沉淀在它的表面,并且摩擦表面附近的树脂将被碳化。当存在粘结剂时,泡沫会发生软化,从而增加密封面的泄漏和密封失效。
C)辅助密封件(例如氟橡胶、乙烯丙烯橡胶、全橡胶)在超过允许温度后将迅速老化、开裂、硬化并失去弹性。目前使用的柔性石墨具有较好的耐高温、耐腐蚀性能,但其弹性较差。安装时容易产生裂纹和损坏。
密封面磨损导致的密封失效:
(a)由于摩擦副所用材料的耐磨性差、摩擦系数大和端部比压(包括弹簧比压)过大,机械密封的使用寿命将缩短。普通材料的耐磨性顺序为: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、堆焊碳化物-碳石墨。
B)对于含有固体颗粒的介质,密封表面进入固体颗粒是密封失效的主要原因。固体颗粒进入摩擦副的端面作为磨料,造成密封的严重磨损和失效。密封面的合理间隙、机械密封的平衡程度和密封面上液膜的闪烁是密封面张开和固体颗粒进入的主要原因。
C)机械密封的平衡程度也影响密封的磨损。一般来说,平衡度约为75%。磨损率低于75%,但泄漏增加,打开密封面的可能性增加。对于高负荷(高PV值)机械密封,由于端面摩擦热大,一般建议采用65%-70%的β值。对于低沸点的烃类介质,由于温度对介质的气化反应敏感,采用80%-85%的β值可较好地降低摩擦热的影响。
机械密封由于安装、操作或设备本身的错误而泄漏:
(a)由于安装不当,机械密封泄漏。主要表现在以下几个方面:
1)动静环的接触面不均匀,在安装过程中容易损坏。
2)动静密封圈尺寸不正确,损坏或不紧固;
3)动静环表面存在异物。
4)动静环的V形环在安装时安装在相反方向或相反方向。
5)轴套泄漏,密封圈未安装或压力不足;
6)弹簧力不均匀,单个弹簧不垂直,多个弹簧的长度不同。
7)密封腔端面与轴线的垂直度不够;
8)在衬套上的密封环的活动部分有腐蚀点。
B)在设备运行中,机械密封泄漏的主要原因如下:
1)泵叶轮轴向窜流动量超标,旋转轴周期性振动,工艺运行不稳定,密封腔内压力频繁变化将导致密封的周期性泄漏。
2)摩擦副损坏、变形,不能跑入,造成泄漏;
3)密封圈材料选择不当,膨胀和弹性损失;
4)大弹簧转向不正确;
5)设备在运行过程中振动过大。
6)动静环与套筒之间形成鳞片,使弹簧失去弹性,无法补偿密封面的磨损。
7)密封环出现裂纹。
C)当泵停机一段时间后重新启动时发生泄漏,这主要是由于摩擦副附近的介质的凝固和结晶,并且摩擦副的弹性是由水垢、弹簧腐蚀和堵塞引起的。
D)泵轴干扰太大。