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泵用机械密封故障原因及对策
摘要:本文从机械损坏、热损坏、化学腐蚀、密封面磨损图像四个方面分析列举了泵用机械密封故障的原因 及应对措施。
关键词:机械密封 故障原因 对策
1、概述
泵是平台的重要流体输送设备,数量庞大,转动设备的维修工作量有一半以上是泵的维修,其中 95%是离心 泵,而离心泵的故障中,机械密封的故障最多。根据平台 1998 年~2004 年的不完全统计,离心泵故障 37% 是机械密封故障,31%是轴承失效,32%是其他原因。
1.1 常见机封故障有以下几种
1.1.1 泵运行时密封泄漏
1.1.2 密封泄漏和压盖结冰
1.1.3 密封面稳定滴漏
1.1.4 泵运转时密封尖叫
1.1.5 密封面外缘或压盖外侧有碳粉积聚
1.1.6 密封面磨损严重,机封寿命短
1.2 为了保证机泵长周期平稳运行,必须处理好机械密封的故障,做好故障原因分析。分析过程一般遵循以 下四个步骤
1.2.1 收集资料。及时对故障设备现场情况询问、观察、检查和测试。尽量做到实事求是、客观、完整。 1.2.2 综合分析。对所收集的资料归纳整理,抓住主要问题进行综合、分析、推理,根据一两个最符合实质的 症状做出初步诊断。
1.2.3 初步诊断。根据故障现象的共性和特殊性进行分析、归纳,找出其间的联系和规律,得出故障原因。 1.2.4 通过维修实践验证诊断。注意做好记录,保存好损坏的密封元件;解体前、后认真地拆开密封箱检验和 判断,不要急于拆卸造成不必要的元件损坏和人力浪费。
1.3 机械密封故障的原因大致有四种
1.3.1 机械密封本身质量有缺陷。
1.3.2 泵本体有缺陷。
1.3.3 机械密封选用不当。
1.3.4 操作、使用、维护不当。
2、 故障原因分析及对策
下面分别从密封的机械损坏、热损坏、化学腐蚀、密封面磨损图像分析判断故障的原因及应对措施。 2.1 从机械损坏判断密封失效原因
2.1.1 动环断裂或开裂:原因是动环用脆性材料制成,断面较薄,非常脆弱。若断裂表面变色不均匀,或者存 在磨屑,动环断裂是在开车前或运行中发生的。若没有磨屑、变色,断裂可能是在拆卸时造成的。密封扭矩 过大造成的损坏一般伴有所配合的传动装置磨损或损坏。
具体原因可能有以下几种:a.密封装配不当;
安装操作失误;
密封面扭矩过大(压缩量过大,泵压力超高,润滑性差,密封面干摩擦,密封面冲蚀,密封面粘着);
泵压力超高;
密封拆卸或解体时损坏;
温度变化大。
预防纠正措施有:a.安装时认真、小心操作;
降低泵送液体压力;
调整压缩量;
加大封油量,降低密封温度;
改进环境,防止摩擦副润滑不良造成扭矩过大;
仔细装配,避免密封咬死、卡住。
2.1.2 密封面扭曲
原因可能有:a.压盖螺栓上的松紧不均或过紧,夹持应力过大;
冷却不好,有不均匀热应力;
泵操作压力过高,超出设计;
附助密封膨胀;
密封面制造不平直;
密封面间有杂物;
密封环支撑面不合适。
预防纠正措施有:a.调整压盖螺栓扭矩至均匀、合适力度;
调整冷却或冲洗液流量,保证密封面有足够的冷却和润滑,并除去流体中杂质;
降低泵的操作压力;
改变辅助密封结构和材料;
将密封面重新加工平直;
2.1.3 密封面有擦伤和刻痕
原因有:制造或装配时掌握不好;密封面进入颗粒物。可机械或人工研磨消除刻痕或擦痕;改善密封环境, 消除流体中的颗粒物。
2.1.4 密封环切边
原因可能有:a.轴振动大或泵压力太高;
轴弯曲;
密封面与轴线不垂直。
预防纠正措施有:a.降低轴振动值;
降低泵操作压力;
消除轴的弯曲变形。
保持密封面和轴线垂直。
2.1.5 密封环粘着磨损:密封面有严重磨痕,表面有较光滑沟槽。原因是:密封面润滑冷却不良,局部温度过 高;密封比压过大;密封面硬度不合适。应加强冲洗、冷却;减小密封比压;提高密封面硬度。
2.1.6 密封面磨粒磨损:固体颗粒沉积在密封环或其附近,硬环密封面上出现有规则的槽痕,软环密封面上磨 痕不均匀。
预防纠正措施有:a.密封面使用较硬的耐磨材料,如碳化硅、碳化钨等;
采用双端面密封和洁净的封液(油);
单独引入洁净的封油,替代引自泵本身的液体封油;
通过过滤设施,滤去自身封油中的颗粒物后,再引入密封箱。
2.1.7 密封面严重磨损、开裂、变色和过热
原因是密封面间无液体或液体不足,密封干运转。应在启动前灌泵时排干净气体;排除影响泵吸入流量和压 头的故障,如过滤器堵塞、入口阀开度不够、入口液体温度高、压头低等。
2.1.8 碳石墨环冲蚀:由于润滑冲洗液入口流速过高、液体中有颗粒物,碳石墨环表面被冲蚀。
预防纠正措施有:a.润滑冲洗液管线加限流孔板;
使用洁净的封油;
通过过滤设施,滤去自身封油中的颗粒物后,再引入密封箱;
遮蔽密封环。
2.1.9 辅助密封件物理损坏:○型环、V 型环
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