4.由密封零件失效引起的密封泄漏
機械密封用輔助密封圈,以采用合成橡膠O形圈較多。機械密封零件失效大部分是輔助密封圈失效,機械密封由于泄漏而不能正常工作的一個主要原因也是因為O 形圈失效引起的。O 形圈失效的表現(xiàn)為老化、永久性變形、溶脹變形、扭曲及擠出損傷。因此,在選用O形圈時應考慮合成橡膠的安全使用溫度,盡可能地選用截面較大的橡膠O形圈,適當提高硬度,采用溝槽式的裝配結構,通過沉浸試驗合理選材,必要時選用復合材料,如橡膠包覆聚四氟乙烯密封圈。安裝時,應在槽內涂以潤滑脂,保證其滾動自如。
彈簧、傳動銷等機械零件失效也常常引起機械密封的泄漏,在使用中,機械密封的彈簧失效形式有永久變形、斷裂、腐蝕、蠕變或松弛等。傳動銷、傳動螺釘?shù)榷寄苡脕韨鬟f轉矩,驅動密封件旋轉。振動或安裝位置偏斜、不同心等,都會使傳動件磨損、彎曲甚至損壞。
5.介質濃度高、粘度大、可流動性差引起密封失效。
?? A、由于介質粘度大,容易造成內裝式機械密封彈簧堵塞,彈簧補償失效,使機械密封補償環(huán)(通常指動環(huán))不能有效的貼緊非補償環(huán)(通常指靜環(huán)),至使密封失效;
?? B、介質含固體顆粒濃度高、粘度大,可流動性差,容易造成泵的抽空,而倒至密封處于干摩擦狀態(tài),密封環(huán)產生熱裂變,密封失效。
三、機械密封泄漏失效的現(xiàn)象及防止
在機械密封泄漏分析中,關鍵是找到其原因,進而采取措施。通過對機械密封泄漏的現(xiàn)象,如泄漏部位、泄漏量等情況的觀察找到初步的原因或主要原因,再通過觀察密封零件的損壞情況找到根本原因。有時這些過程是需要借助于儀器測量來完成的。
1.密封副端面之間泄漏的防止
錯誤的安裝常常造成密封副端面之間泄漏,如:安裝尺寸未達到圖紙設計要求,非補償環(huán)安裝傾斜,端面變形,因此安裝時必須仔細閱讀安裝說明書及附圖,重新調整安裝尺寸。若為壓蓋安裝偏斜,應重新安裝。同時檢查密封環(huán)端面與壓蓋端面各點的距離是否一致,防轉銷是否進入密封環(huán)的凹糟中、是否頂?shù)桨疾鄣撞浚傃b時壓蓋螺釘要均勻鎖緊。碳石墨環(huán)彈性模量低,易變形,一般說來,碳石墨環(huán)端面變形的原因有:箱體內夾雜金屬碎片或污垢,局部受載;合成橡膠O形圈在介質中溶脹,體積增大,碳環(huán)受壓而使端面變形;端面分離,彈簧陰塞,如因溫度變化引起介質結晶、積垢,造成端面不能很好地貼合,彈簧被腐蝕而喪失強度也會產生同樣的結果。對此須清除碎片,清洗箱體、底座,應根據介質性質更換O形圈,對于因腐蝕而產生的泄漏,一般需要改用合適的材料。
密封副端面不平,端面平面度、粗糙度未達到要求,或在使用前受到了操作破壞,因而產生泄漏。這時應重新研磨拋光或更換密封環(huán)。工作端面平面度可用平晶檢查光干涉帶來測定。
造成端面分離的情況還有:(1)同軸度誤差、安裝對中調整不良、各零件加工精度不佳而造成累計誤差,連接螺栓中軸線偏差、傳動軸直線超差或加工后產生變形等。機械密封部件安裝(包括密封軸)后,應測量軸的徑向跳動與端面跳動。(2)端面接觸壓力不足,這是因為軸(或軸套)與密封圈之間磨擦阻力過大使閉合減小,阻力增加是因為橡膠O形圈溶脹引起密封環(huán)卡滯。(3)軸可能因點腐蝕或電偶腐蝕而失去光滑的表面,從而增加摩擦力或密封圈的壓縮量過大,當軸竄動時,補償環(huán)隨軸竄動致使端面不閉合,補償環(huán)組件與軸的間隙過小。因此,必須校核溫升引起的間隙減小量,軸必須具有合適的粗糙度。我們一般將軸與軸套配合部分進行磨削加工,確保精度。機械密封腔內密封液不潔凈,應嚴格控制密封液中的雜質,定期更換密封液。(4)密封件本身具有滲透性,為確保密封件不滲透,經機械加工后的成品應進行一次浸漬處理。如果從密封件處產生大量泄漏,表明密封件可能已破裂,此時應檢查操作條件以判明是因過載引起的破壞,還是由于安裝不當造成的。
2.補償環(huán)輔助密封圈處泄漏的防止
補償環(huán)輔助密封圈處泄漏主要是由于輔助密封圈的安裝、產品質量和其被損傷引起的,密封圈安裝時受到損傷,是密封失效的常見原因,如表面有劃痕,唇口被割傷。出現(xiàn)這種情況,多半是軸端未倒角或殘留毛刺不清潔所致,要注意清除毛刺和保持清潔。軸上的鍵槽也會損傷密封圈,安裝時應使用專用工具,避免密封圈受到損傷。還可通過調整軸的尺寸公差、形位公差及粗糙度加以處理。
輔助密封圈質量問題,如橡膠密封圈斷面尺寸超差,壓縮率不符合要求,出現(xiàn)質量問題,如錯位、開??s裂、修邊過量、流痕、凹凸缺陷、飛邊過大等,需用合格品替換。密封圈的襯質與介質不相容,應重新選用適宜的密封圈材料。
軸表面有腐蝕、麻點、凹坑和密封圈老化將使密封圈損壞或失效。在這種情況下應更換新軸、軸材料和密封圈,可在密封圈接觸部位的軸表面鍍鉻或噴涂陶瓷。
3.非補償環(huán)輔助密封圈處泄漏的防止
產生的原因可能是底座尺寸公差不符合設計要求,安裝錯誤,密封圈的質量不良或密封圈的材質與介質不相容等。采取的措施有:應更換合格品,嚴格安裝操作,選用適宜材料的密封圈。
4.其他接觸零件部分泄漏的防止
箱體與底座結合面之間泄漏,是由于箱體與底座的配合面質量達不到要求和安裝不當造成的。箱體與底座配合端面有缺陷,如凹坑、刻痕等,需整修或采用相應措施,可涂液體密封膠;安裝時螺栓力過小,壓縮墊片或密封圈時不能把接觸面不平的凹坑填滿,需加大螺栓力,或用較軟的墊片,因為內壓力總是使得密封底座與箱體端面趨于分離;墊片或密封圈受到損傷,應更換墊片或密封圈;安裝時不清潔,異物進入其間,就清除異物,受損傷的密封墊片、密封圈應更換;底座剛度不夠,安裝時產生底座變形,這時應更換有足夠剛度的底座;安裝時螺栓受力不均勻,底座單邊鎖緊,應重新調整螺栓力。軸套處的泄漏量通常是穩(wěn)定的,一般是由于安裝不當,密封圈或墊片不符合要求或損傷而造成的。
五、結語
化工泵用機械密封泄漏失效的原因是復雜的,往往須在生產實踐中不斷總結經驗,通過詳細的觀察和分析,并借助于儀器測量分析,才能找到機械密封的泄漏原因,從而采取有效的措施加以解決。在化工泵用機械密封的設計中,要充分掌握其工況條件,選用合適的密封機構和關鍵零件的材料,防止由于設計不當引起的密封失效。通過在生產中、實驗中對失效原因的故障分析,對提高在化工企業(yè)中機械密封的應用技術水平,改進結構上的設計水平,提高裝置的生產效率都有十分重要的意義。