浅析机械密封工作原理和故障分析（2018更新）

机封密封因适用范围广、零泄露、密封可靠、使用寿命长、摩擦功率消耗小、抗振性好等特点受到市场表睐;下面这篇文章主要讲述机机械密封的原理，以及对机械密封失效和故障进行分析。

1.机械密封的原理

机械密封又叫端面密封, 它是一种旋转机械的轴封装置, 指由至少一对垂直于旋转轴线的的端面在液体压力和补偿机构弹力(或磁力) 的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。

它的主要功用将易泄漏的轴向密封改变为较难泄漏的端面密封。它广泛应用于泵、釜、压缩机及其类似设备的旋转轴的密封。机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件组成。

其中动环随泵轴一起旋转, 动环和静环紧密贴合组成密封面, 以防止介质泄漏。

动环靠密封室中液体的压力使其端面压紧在静环端面上, 并在两环端面上产生适当的比压和保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。压紧元件产生压力, 可使泵在不运转状态下, 也保持端面贴合, 保证密封介质不外漏, 并防止杂质进入密封端面。

密封元件起密封动环与轴的间隙、静环与压盖的间隙的作用, 同时弹性元件对泵的振动

冲击起缓冲作用。机械密封在实际运行中是与泵的其它零部件一起组合起来运行的, 机械密封的正常运行与它的自身性能、外部条件都有很大的关系。但是我们要首先保证自身的零件性能、辅助密封装置和安装的技术要求, 使机械密封发挥它应有的作用。

2.机械密封失效分析与故障分析

2. 1 磨损失效

摩擦副若用材耐磨性差、摩擦因数大、端面比压 (包括弹簧比压) 过大、密封面进入固体颗粒等均会使密封面磨损过快而引起密封失效。采用平衡型机械密封以减少端面比压及安装中适当减少弹簧压力 ,有利克服因磨损引起的失效 ,此外 ,选用良好的摩擦副材料可以减轻磨损。

2. 2 　热损失效

热裂 :如密封面处于干摩擦、冷却突然中断、杂质进入密封面、抽空等 ,会导致环表面出现径向裂纹 ,从而使对偶环急剧磨损 ,密封面泄漏迅速增加。碳化钨环热裂现象较常见。

2. 3 腐蚀失效

机械密封因腐蚀引起的失效为数不少 ,常见的腐蚀类型有如下几种。

表面腐蚀 :由于腐蚀介质的侵蚀作用 ,机械密封件会发生表面腐蚀 ,严重时也可发生腐蚀穿孔 ,弹簧件更为明显 ,采用不锈钢材料 ,可减轻表面腐蚀。

点腐蚀 :弹簧套常出现大面积点蚀或区域性点蚀 , 有的导致穿孔 ,此类局部腐蚀对密封使用尚不会造成很严重的后果 ,不过大修时也应予更换。

缝隙腐蚀 :动环的内孔与轴套表面之间、螺钉与螺孔之间 ,O 形环与轴套之间 ,由于间隙内外介质浓度之差而导致缝隙腐蚀。

电化学腐蚀 :异种金属在介质中往往引起电化学腐蚀 ,它使镶环松动 ,影响密封 ,一般采取在镶接处涂粘结剂的办法予以克服。

老化、龟裂、溶胀 :橡胶超过许用温度继续使用 ,会迅速老化、龟裂、变硬失弹。如是有机介质则溶胀失弹 ,这些均导致密封失效。凡因热损引起密封失效 ,关键在于尽量降低摩擦热 ,改善散热 ,使密封面处不发生温度剧变。

按耐磨次序材料排列为碳化钨碳石墨、硬质合金碳石墨、陶瓷 (氧化铝) 碳石墨、喷涂陶瓷碳石墨、氧化硅陶瓷碳石墨、高速钢碳石墨、堆焊、硬质合金、碳石墨。