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行 业：五金 机械五金 密封件
发布时间：2021-05-25
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、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，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、动静环端面粗糙。
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：密封腔内径或减小转动件外径，至少保证0.75mm的间隙。
3、密封端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、冷却不足或端面在安装时夹有颗粒杂质。处理方法：冷却液管道管径或提高液压。
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型密封圈方向装反。
（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：密封端面宽度，并相应弹簧作用力。
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，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；粘接剂不均、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。
安装、运转等引起的故障分析
（1）加水或静压试验时发生泄漏
由于安装不良，机械密封加水或静压试验时会发生泄漏。安装不良有下述诸方面。
a.动、静环接触表面不平，安装时有碰伤、损坏。
b.动、静环密封圈尺寸有误、损坏或未被压紧。
c.动、静环表面有异物夹入。
d.动、静环V形密封圈方向装反，或安装时反边。
e.紧定螺钉未拧紧，弹簧座后退。
f.轴套处泄漏，密封圈未装或压紧不够。
g.如用手转动轴泄漏方向性则有如下原因：弹簧力不均匀，单弹簧不垂直，多弹簧长短不一或个数少；密封腔端面与轴垂直不够。
h.静环压紧不均匀。
（2）由安装、运转等引起的周期性泄漏
运转中如泵叶轮轴向窜动量超过标准、转轴发生周期性振动及工艺操作不稳定，密封腔内压力经常变化均会导致密封周期性泄漏。
（3）经常性泄漏
a.动环、静环接触端面变形会引起经常性泄漏。如端面比压过大，摩擦热引起动、静环的热变形；密封零件结构不合理，强度不够产生变形；由于材料加工原因产生的残余变形；安装时零件受力不均等，均是密封端面发生变形的主要原因。
b.镶装或粘接的动、静环接缝处泄漏造成泵的经常性泄漏，由于镶装工艺不合理引起残余变形、用材不当、过盈量不合要求、黏结剂变质均会引起接缝泄漏。
c.摩擦副损伤或变形而不能跑合引起泄漏。
d.摩擦副夹入颗粒杂质。
e.弹簧比压过小。
f.密封圈选材不正确，溶胀失效。
g.V形密封圈装反。
h.动、静环密封面对轴线不垂直度误差过大。
i。密封圈压紧后，传动销、防转销顶住零件。
j.大弹簧旋向不对。
k.转轴振动。
l.动、静环与轴套间形成水垢不能补偿磨损位移。
m.安装密封圈处轴套部位有沟槽或凹坑腐蚀。
n.端面比压过大，动环表面龟裂。
o.静环浮动性差。
p.装置有问题。
4.突发性泄漏
由于以下原因，泵密封会出现突然的泄漏。
（1）泵强烈振动、抽空破坏了摩擦副。
（2）弹簧断裂。
（3）防转销脱落或传动销断裂而失去作用。
（4）装置有故障使动、静环冷热骤变导致密封面产生变形或裂纹。
（5）由于温度变化，摩擦副周围介质发生冷凝、结晶影响密封。
5.停泵一段时间再开支时发生泄漏
摩擦副附近介质的凝固、结晶，摩擦副上有水垢；弹簧锈蚀、堵塞而丧失弹性，均可引起泵重新开动时发生泄漏。
非金属环腐蚀
(1)石墨环的腐蚀用树脂浸渍的不透性石墨环，它的腐蚀有三个原因：一是当端面过热，温度＞180℃时，浸渍的树脂要析离石墨环，使环耐磨性下降；二是浸渍的树脂若选择不当，就会在介质中发生化学变化，也使耐磨性下降；三是树脂浸渍深度不够，当磨去浸渍层后，耐磨性下降。所以密封冷却系统的建立，选择耐蚀的浸渍树脂，采用高压浸渍，增加浸渍深度是非常必要的。
(2)石墨环的氧化在氧化性的介质中，端面在干摩擦或冷却不良时，产生350-400℃的温度能使石墨环与氧发生反应，产生CO2气体，可使端面变粗糙，甚至破裂。非金属环在化学介质和应力的同时作用下，也会破裂。
(3)聚四氟乙烯(F4)密封环的腐蚀F4填充如玻璃纤维、石墨粉、金属粉等以提高其耐温性、耐磨性。填充F4环的腐蚀主要是指填充物的选择性腐蚀、溶出或变质破坏。例如在氢氟酸中，玻璃纤维分子热腐蚀，所以填充何物应视具体情况而定。
3.密封圈及其接触部位的腐蚀
(1)密封圈的腐蚀
橡胶种类不同，其耐蚀性亦不同。由于橡胶的腐蚀、老化，其失效的橡胶遭腐蚀后表面变粗糙且失去弹性，容易断裂。橡胶耐油性因品种而异，不耐油的橡胶易胀大、摩擦力，浮动性不好，使密封失效。橡胶与F4耐温性差，硅橡胶耐温性，可在200℃使用。
(2)与密封圈接触部位的腐蚀
机械密封动环、轴套、静环、静环座，与橡胶或F4密封圈接触处没有大的相对运动，该处液相对静止易形成死角，给与之接触的金属轴套、动环、静环座及密封体等造成了特种腐蚀，主要有缝隙腐蚀、摩振腐蚀、接触腐蚀，三种腐蚀同时存在，交替进行，所以腐蚀面较宽、较深。观察其表面深度在1-1.5倍密封圈直径，蚀度不小于0.01mm时，密封泄漏就严重了。
机械密封的腐蚀与防护方法
机械密封出现故障的机会较多，比例较大，常见的损坏形式可分为腐蚀损坏、热损坏和机械损坏三种，由于机械密封的结构形式和千差万别的工作环境，其腐蚀形态也存在多样性的特点。
1.金属环腐蚀
(1)表面均匀腐蚀
如果金属环表面接触腐蚀介质，而金属本身又不耐腐蚀，就会产生表面腐蚀，其现象是泄漏、早期磨损、破坏、发声等。金属表面均匀腐蚀有成膜和无膜两种形态，无膜的金属腐蚀很危险，腐蚀过程以一定的速度进行，这主要是选材错误造成的。成膜的腐蚀，其钝化膜通常具有保护作用的特性，但金属密封环所用材料，如不锈钢、钴、铬合金等其表面的钝化膜在端面摩擦中破坏，在缺氧条件下新膜很难生成，使电偶腐蚀加剧。
(2)应力腐蚀破裂
金属在腐蚀和拉应力的同时作用下，首先在薄弱区产生裂缝，进而向纵深发展，产生破裂，称为应力腐蚀破裂。选用堆焊硬质合金及铸铁、碳化钨、碳化钛等密封环，容易出现应力腐蚀破裂。密封环裂纹一般是径向发散型的，可以是一条或多条。这些裂缝沟通了整个密封端面，加速了端面的磨损，使泄漏量增加。
根据断裂力学的观念，材料内部原始裂纹的应力场强因子K1=yσ1a(y—系数)。在开始时由于应力σ1小于临界应力σc，a小于临界裂纹ac，所以腐蚀作用时，由于原始裂纹a的腐蚀扩展，导致K1的。当经过一段时间后a=ac及K1=K1c时，断裂就发生了，只有当原始裂纹a足够小，以致于K1＜K1c(应力腐蚀破裂)时，材料不会发生应力腐蚀破裂。
①应力的存在。如果堆焊或加工中，残余应力、旋转离心力、摩擦热应力，引起金属环应力σ1大于σ2c，应力破坏就很难避免。②材料。金属密封环材料强度、硬度指标越高，K1c 越低，材料内气孔、夹渣、裂纹越多越长，越易发生应力腐蚀破裂。一般K1(应力腐蚀破裂)=(1/2-1/5)K1c，且随材料强度级别的提高，K1(应力腐蚀破裂)/K1c的比值下降。③磨损。构件表面越光，应力腐蚀破裂敏感性越低。端面磨损使金属表面钝化膜破坏，光洁度降低，促使应力腐蚀破裂的发生。④介质。应力腐蚀破裂，只发生于一些特定的“材料—环境”体系。例如“奥氏体不锈钢—cl”、“碳钢—NO3”。⑤温度。温度越高，氢扩散越快，应力腐蚀破裂加快。密封环端面剧烈摩擦，如果端面比压过大，表面光洁度低，冷却不够，表面润滑不好，摩擦热则加速应力腐蚀破裂的进行。
