机械密封基础知识及故障分析

机械密封基础知识及故障分析

一、机械密封的基本构件及其作用：

1、动环和静环（1）作用：保持密封面紧密贴合组成密封面防止介质泄漏。

（2）要求：具有良好的耐磨性和耐腐蚀性；动环要有良好的追随性（自动补偿密封面的磨损）；动、静环具有浮动性，起缓冲作用。

2、弹性元件：（弹簧、波纹管、蛇形套等）

（1）作用：起预紧、补偿及缓冲的作用，

（2）要求：使密封面产生一个合理的比压，保证端面摩擦副良好的贴合和动环的追随性，材料要求耐腐蚀和疲劳。

3、辅助元件（O性环、V性环、楔形环等）

（1）作用：主要起静环和动环的密封作用，同时起浮动和缓冲作用

（2）要求：耐热或耐寒并能与介质相容

4、传动件（传动销、传动环、传动座等）

（1）作用：将轴的转矩传给动环

（2）要求：材料耐磨耐腐

5、紧固件（紧定螺钉、弹簧座、压盖、组装套、轴套）

（1）作用：起到静、动环的定位，固紧作用，保证摩擦副密封面处于正确的位置，并保持良好贴合的弹簧比压。

（2）要求：注意安装密封环的导向测角和压缩量。

二、机械密封的可能泄漏途径：

1、端面摩擦副的密封面处：光洁度要求▽10~▽11，不平直度＜0.9微米。注意耐磨耐腐，选用合适的及何参数和性能参数。

2、静环与压盖的辅助密封件处：“O”形圈太硬，浮动性和缓冲性差。

3、动环与轴（或轴套）的辅助密封件处：防止锈蚀，水垢或化学反应物料堆积而造成动环不能动。（为什么污水、结晶介质要选用双端面机封？）

4、压盖与密封体（后盖）之间静密封。

5、轴套与轴的静密封。

6、动、静环镶嵌结构也可能在配合处泄漏。

三、机械密封的基本类型

1、基本概念：

（1）密封头：通常把具有弹性元件使主密封环作轴向位移追随之配对密封环的组件叫做密封头。（2）、把无弹性元件的配对密封环组件叫密封座

2、普通型机械密封通常按密封头安装位置分为：内装式和外装式

按介质作用在密封端面上的压力卸荷程度分为：平衡型和非平衡型、

按弹性元件的结构和布置分：单弹簧、多弹簧、波纹管、膜片等

按密封头和密封面的数目分：单端面和多端面（双端面）

四、机械密封的特点

1、泄露量可以限制到很少。

2、寿命长。

3、运转中不用调整。

4、耐振性好

5、密封压力高。

6、结构复杂拆装不便。

五、机械密封的磨损。

1、粘着磨损：两种滑动摩擦副材料表面力互相吸引所形成的。

2、磨料磨损：两个粗糙的表面发生碾削作用或由于密封缝隙中外来杂物充做磨料所引起的。

3、磨蚀磨损：由于化学腐蚀所引起的缝隙温度高时最容易发生这类磨损。

4、表面疲劳磨损：滑动表面的疲劳裂纹和热应力裂纹所引起的。

5、冲蚀（刷）磨损：由于液体或气体高速流动产生剥蚀作用造成的。

六、机械密封的故障分析

1、收集整套密封元件。

2、检查磨损痕迹

（1）、磨痕变宽：表明电机、泵头严重不对中：

原因：（a）轴承损坏（b）轴抖动或轴变形（c）轴弯曲（d）泵气蚀产生振动。（e）联轴器未对中（f）管子严重变形（g）密封静坏倾斜。

（2）、磨痕变窄：表明密封超压，密封设计有误，选高压或高温机封。

（3）、无磨痕：可能是压盖代替静环与静环背部对磨运转。

（4）无磨痕但有亮点：超压或表面粗糙或是压盖压不均匀。

3、检查密封面

(1)断裂：一般发生在陶瓷环上.高温拒用陶瓷（150°C）

（2）硬密封面深痕:因为固体颗粒会埋入软密封面内并生成磨削性结晶体磨削硬密封面.

4、传动件磨损：脱碳泵机封环传动销的磨损。

5、检查弹性元件

（1）、弹簧和波纹管断裂。

（2）、弹簧卡住。

（3）、弹性体断裂、硬化或损坏。

6、检查磨擦碰撞情况。

七、机械密封的安装使用说明书

机械密封系精密机械装置，它具有密封性能好、寿命长、泄漏少、消耗功率少、在运行中几乎不泄漏之特点，广泛应用于输送高温、高压和强腐蚀性介质的离心泵。机械密封的安装精度对机械密封工作情况有很大影响，安装得不好则增大泄漏量和降低寿命。

（一）、安装或维修前的准备

1、工况相符合。

2、应确保系统已经关闭，并处于无压及冷却状态。

3、确认机械密封的型号及生产厂家，以确保机械密封的工作参数和应用。对于单端面机械密封的维修，在拆除轴套前应测量其相对位置尺寸并记录，以确保机械密封压缩量的准确调整。

4、检查泵轴向窜量，不允许超过±0.5mm,如有轴套，不允许轴套有轴向移动。

5、检查安装机械密封的轴或轴套的径向跳动是否在允许值内。

轴或轴套直径（mm）16~28 30~60 65~80 85~100

径向跳动允差(mm) 0.06 0.08 0.10 0.12

（二）、安装

1、清洁密封腔体。

2、为减少摩擦应用水或酒精润滑，或用硅脂润滑所有O形圈需滑经的表面（注意不要对密封面使用润滑剂）。

3、安装静环应确保与压盖或后盖密封平面平行并安装到位。

4、安装动环时，对于单端面机封应保证其工作高度或压缩量。一般情况下，按拆卸原机械密封时的记录尺寸并根据磨损程度作适当的调整即可。在拧紧紧定螺钉时，一定要用深度尺检测密封面的端跳动不得大于0.025mm。对于双端面机封，只须将防转螺钉拧入防转槽即可（注意检查其左右移动是否自如）。但须根据密封面的摩损程度适当加调整垫调整压缩量（可在静环后加减密封垫，也可在压盖与后盖间加减密封垫）。

5、将机封压盖与后盖联接好即安装完成。

（三）、运转与维护

1、运转前必须转动数圈，以确保密封面处于润滑状态。对于双端面机封还需加入阻封水，其压力应大于密封介质压力0.1~0.3Mpa。供水量为0.3~0.7m3/h。

2、检查机械密封泄漏量应在下表允许值范围内。

轴或轴套直径（mm）介质压力MPa 平均泄漏量ml/h

≤50 0~2 ≤8

2~5 ≤8

＞50 0~2 ≤10

2~5 ≤5