機械密封故障與改善分析

張聚周

摘要：密封技術在社會生產力中不斷的發展，現廣泛用于泵等重要機械。筆者首先在文章中明確介紹機械密封的結構和工作的原理，并對機械密封故障進行了詳細的說明，以及深刻剖析了導致故障出現的內在和外在的主要因素。其次，對機械密封故障出現的問題點出了正確有效的實施方法。

關鍵詞：機械密封；故障；改善

一、機械密封的結構和工作原理

機械密封還有另外一種名稱叫端面密封，是防止流體或固體微粒從相鄰結合面間泄漏以及防止外界雜質侵入機器設備內部的零部件或措施。技術是在社會生產力不斷的發展中生產工具、設備、裝備、語言、數字數據、信息記錄等從低水平到高水平的不斷變化，稱之為技術。密封技術則是在社會生產力不斷發展中，為了防止流體或固體微粒從相鄰結合面間泄漏，以及防止外界雜質侵入機器設備內部的零部件。通俗的來說，機械密封最大的作用是將易泄漏的軸向密封改變成難以泄漏的端面密封，這就是機械密封的重要原理。機械密封主要是以四個部件組成：？動環和靜環？密封原件傳送件④壓緊元件。

機械密封主要有焊接金屬波紋管和彈簧式兩種機械密封。彈簧式機械密封最早出現，但隨著時間的增長，彈簧式機械密封暴露了出各種缺陷，阻礙著機械密封的進步，所以就出現了微束弧等離子焊接技術，焊接金屬波紋管機械密封很好的浮動性的優勢顯得尤為的突出，明顯的比彈簧式機械密封有更佳的性能，之后會將彈簧式機械密封給取而代之。

二、 分析機械密封出現的故障

過高的溫度會導致機械密封的故障。當端面摩擦產生的熱量不能夠及時排出，就說明密封室內的溫度超過了一定的數值，這時產生的干摩擦會導致密封環摩擦發生熱裂和熱變。檢查失效的密封環時，會發現通向整個徑向端面的裂紋和微溝，如果導熱系數低的材料制作的摩擦副環會加快端面的熱變。端面熱裂產生的重要原因是密封端面的回旋過程中產生了巨大的摩擦使得端面高低不平加快了端面的磨損。熱裂多數是徑向的，也加大了泄漏的面積，改變了端面間的應力分布，導致機械密封失去了嚴密性，使得端面泄漏增加。

過大的壓力會導致機械密封的故障。？密封室內介質的壓力會極大程度的影響機械密封。密封室內有它固定的壓力數值，如果超過了一定的數值，會導致液膜無法形成，密封端面會產生嚴重的破損，熱量的增大，使得機械密封故障。

密封室內介質導致機械密封故障。被密封的介質對機械密封的傷害巨大，因為介質中如果含有雜質、顆粒進入到密封室，會劃破封面又或者破壞了液膜的連續性，導致密封嚴重損壞，直接影響到機械密封壽命的長短。如果介質內的雜質在密封環、補償環內沉淀，則會極大程度的影響補償環的浮動性，如果雜質沉積在彈簧上，則會影響彈簧彈性，使彈簧失去原本的作用。？

裝配不當導致機械密封故障。由于鍍層材料與基體材料二者線脹速率不同，所以溫度升高時，環表面會出現裂紋，司太立特合金尤為嚴重。在較高級的涂層材料中，鈷基碳化鎢不如鎳基涂層。而對密封面進行冷卻，能有效地防止熱裂，殘留在密封面上的固體微粒經常損壞表面，如磨削時砂輪上的砂粒就會損傷硬環表面，導致密封面打開或在密封面之間生成結晶物，而在重新研磨石墨環后，研磨料就會嵌入石墨環表面。

腐蝕引起的機械密封故障。腐蝕會極大的影響機械密封，這是一個非常重要以及不可忽視問題。腐蝕會使機械密封的零部件損壞，產生非常嚴重的機械密封事故。主要表現為以下幾點：密封端面出現點蝕，甚至穿透；碳化鎢環和不銹鋼座等焊接，使用中不銹鋼易產生晶間腐蝕；焊接金屬波紋管、彈簧等在應力與介質腐蝕的共同作用下易發生破裂。

雙密封端面失去潤滑膜而造成的機械密封故障。潤滑膜的喪失會導致端面的抗摩擦性和抗熱性極度下降，出現端面裂紋，產生機械密封故障。密封室內的介質為易揮發性產品，在機械密封冷卻系統出現結垢時，端面摩擦和旋轉元件的攪拌液體產生熱量導致介質的飽和蒸汽壓上升，造成介質壓力低于飽和蒸汽壓的狀況。

二、機械密封故障的改善策略

根據我國現階段機械密封的使用現狀，針對機械密封的結構和工作原理，在具體分析機械密封故障出現原因的基礎上，本文認為，要對機械密封故障進行改善，首先要從機械密封設計上進行根本改善，然后針對出現的問題，采取具體措施解決。

具體問題具體分析，根據故障尋求改善策略。對于機械密封故障的改善，應著手于故障本身，落實到具體故障改善策略上。？對于高溫引起的機械密封故障，應采取沖洗措施以降低密封室溫度，防止雜質的沉積，保證密封環不被固體顆粒磨損；安裝冷卻裝置，保證密封室內的熱能夠及時傳導出去，盡可能降低溫度；選用耐高溫的密封材料，建議使用聚四氟乙烯等有機材料；保持端面溫度在介質汽化溫度以下；有裝配關系的地方應選取熱膨脹系數相近的材料。？對于壓力過大引起的機械密封故障，應盡量使密封端面受力合理，減少變形，減少端面寬度：采用高強度材料，盡量減少摩擦磨損：采用平衡性機械密封；選用可靠的傳動方式，如鍵、銷等連接方式。

對于介質引起的機械密封故障，應采取以下措施預防：保持兩端面寬度相等，減少雜質在密封端面、補償環等處的停留機會：采用高耐磨材料；定期內沖洗，避免雜質沉積；在機械密封進口設置過濾器或者旋液分離器，防止雜質進入密封室內；采用波紋管結構防止泄漏顆粒在輔助密封圈處聚積，影響補償環軸向浮動；對于缺乏潤滑而導致的機械密封故障，一方面應保證密封室內有液體存在，避免產生干摩擦：另一方面密封室內介質不能低于飽和蒸汽壓力，避免閃蒸現象的出現。此外，盡量不選用易揮發的介質。

對于腐蝕造成的機械密封故障，選用耐腐蝕的材料：定期對機械密封的零部件進行維護保養：注意機械密封裝置的放置環境，盡量不放置于腐蝕性的環境中：對于焊接部位應著重進行保養，一旦出現腐蝕立刻進行修正；防止介質和外力共同腐蝕機械密封零部件。

總結

在機械密封的設計、安裝、拆卸過程中，一定要注意符合要求規范，不要違規操作，防止機械密封故障的發生。？機械密封對于現代工業的作用越來越重要。只有在了解機械密封結構和工作原理的基礎上，才能針對其出現的故障采取改善策略。這樣才能保證機械密封的使用效果和正常運轉，保證生產活動的順利進行。

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