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        淺析機(jī)械密封泄漏原因

        2015-03-30 03:20:55張李鐵
        科技資訊 2014年36期
        關(guān)鍵詞:失效

        張李鐵

        摘 要:機(jī)械密封是流體機(jī)械和動(dòng)力機(jī)械中的重要部件,對(duì)整個(gè)機(jī)械的正常運(yùn)轉(zhuǎn)至關(guān)重要,該文從機(jī)械密封的組成、工作原理出發(fā),對(duì)前人的研究經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了分析總結(jié),歸納出影響機(jī)械密封泄漏的主要原因有密封端面磨損、密封元件腐蝕、熱效應(yīng)、壓力波動(dòng)等因素,同時(shí)也指出輸送流體介質(zhì)的性質(zhì)、機(jī)械密封安裝誤差、振動(dòng)等因素都會(huì)導(dǎo)致機(jī)械密封失效,產(chǎn)生泄漏。

        關(guān)鍵詞:密封 失效 泄漏 壓力

        中圖分類號(hào):TH136 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2014)12(c)-0045-01

        機(jī)械密封又稱端面密封,是流體機(jī)械和動(dòng)力機(jī)械中的重要部件。1885年英國(guó)出現(xiàn)了第一個(gè)端面密封專利,隨著新材料的不斷應(yīng)用,集裝式機(jī)械密封技術(shù)的不斷完善,機(jī)械密封技術(shù)得到了迅速發(fā)展,目前,機(jī)械密封廣泛應(yīng)用于石油、化工及醫(yī)藥裝置中。

        石油化工企業(yè)中,所處理的流體介質(zhì)大多數(shù)易燃易爆、有毒有害,一旦密封失效,產(chǎn)生介質(zhì)泄漏,不僅污染環(huán)境、影響人體健康,而且會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸及人身傷亡等重大事故,隨著環(huán)境保護(hù)和人類健康要求的提高,對(duì)機(jī)器密封性能的要求也不斷提高。

        1 機(jī)械密封工作原理

        機(jī)械密封是指由至少一對(duì)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面在流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)彈力(或磁力)的作用下以及輔助密封的配合下保持貼合并相對(duì)滑動(dòng)而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置。機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)形式繁多,但無論哪種結(jié)構(gòu),機(jī)械密封都由四部分組成。

        1.1 端面密封副

        端面密封副由動(dòng)環(huán)和靜環(huán)組成,其作用是使密封面緊密貼合,防止介質(zhì)泄漏,動(dòng)環(huán)隨軸轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)可以軸向移動(dòng),自動(dòng)補(bǔ)償密封面的磨損,保證與靜環(huán)的緊密貼合,靜環(huán)具有浮動(dòng)性,起緩沖作用。

        1.2 補(bǔ)償機(jī)構(gòu)

        補(bǔ)償機(jī)構(gòu)由彈性元件組成,如彈簧、波紋管等,其作用是起補(bǔ)償、預(yù)緊及緩沖作用,動(dòng)環(huán)在彈性元件的作用下,具有追隨性,保證端面密封副的良好貼合。

        1.3 輔助密封圈

        輔助密封圈主要由動(dòng)環(huán)密封圈和靜環(huán)密封圈組成,動(dòng)環(huán)密封圈保證動(dòng)環(huán)與軸或軸套間的密封性,靜環(huán)密封圈保證靜環(huán)與壓蓋間的密封性,動(dòng)環(huán)密封圈和靜環(huán)密封圈同時(shí)也起到浮動(dòng)和緩沖作用。

        1.4 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

        傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要有傳動(dòng)銷、緊定螺釘?shù)冉M成,其作用是將軸的轉(zhuǎn)矩傳遞給動(dòng)環(huán)。

        機(jī)械密封工作時(shí),在密封流體壓力及彈性元件的彈力作用下,動(dòng)環(huán)和靜環(huán)互相貼合并相對(duì)運(yùn)動(dòng),密封端面之間形成一微小間隙,當(dāng)壓力介質(zhì)通過此間隙時(shí),形成極薄的液膜,產(chǎn)生阻力,阻止介質(zhì)泄漏,同時(shí)液膜又使得端面得以潤(rùn)滑,獲得長(zhǎng)期密封效果。

        2 機(jī)械密封泄漏原因

        機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程中機(jī)械密封發(fā)生失效,產(chǎn)生泄漏的原因很多,通過對(duì)前人總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析,機(jī)械密封發(fā)生泄漏的原因可歸納為密封端面磨損、密封元件腐蝕、熱效應(yīng)、壓力波動(dòng)等因素。

        2.1 密封端面磨損

        設(shè)備運(yùn)行過程中,介質(zhì)中細(xì)小顆粒狀物質(zhì)進(jìn)人摩擦副,研磨動(dòng)、靜環(huán)密封端面,導(dǎo)致機(jī)械密封失效;設(shè)備運(yùn)行過程中,循環(huán)線堵塞或循環(huán)液量不足時(shí),會(huì)發(fā)生摩擦副干運(yùn)轉(zhuǎn),靜環(huán)嚴(yán)重磨損,導(dǎo)致機(jī)械密封失效;高溫泵機(jī)械密封冷卻循環(huán)水易結(jié)垢,將石墨環(huán)內(nèi)緣磨掉,導(dǎo)致機(jī)械密封失效。

        2.2 密封元件腐蝕

        機(jī)械密封運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,會(huì)發(fā)生化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕和機(jī)械剝蝕,造成密封元件損壞,導(dǎo)致機(jī)械密封失效。

        2.3 熱效應(yīng)

        高溫油泵中的機(jī)械密封,會(huì)因石墨環(huán)超過許用溫度,造成摩擦面附近樹脂會(huì)發(fā)生炭化,導(dǎo)致機(jī)械密封失效;高溫下輔助密封元件超過許用溫度后,造成輔助密封元件迅速老化、變硬失去彈性,導(dǎo)致機(jī)械密封失效;機(jī)械密封運(yùn)行過程中,如摩擦副產(chǎn)生的熱量不能有效的散出,密封面間的液膜會(huì)發(fā)生汽化,導(dǎo)致機(jī)械密封失效。

        2.4 壓力波動(dòng)

        機(jī)械密封的平衡程度β對(duì)機(jī)械密封的效果影響很大,平衡程度β過小,摩擦副的磨損量小,泄漏量增加,平衡程度β過大,泄漏量減小,摩擦副的磨損量增大,機(jī)械密封運(yùn)行過程因抽空、憋壓等異?,F(xiàn)象,會(huì)使動(dòng)、靜環(huán)密封面分離,導(dǎo)致機(jī)械密封失效。

        3 結(jié)語

        影響機(jī)械密封泄漏的因素很多,除上述密封端面磨損、密封元件腐蝕、熱效應(yīng)、壓力波動(dòng)等因素外,輸送流體介質(zhì)的性質(zhì)、機(jī)械密封安裝誤差、振動(dòng)等因素都會(huì)導(dǎo)致機(jī)械密封失效,產(chǎn)生泄漏,因此機(jī)械密封泄漏的原因,應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行分析,方能準(zhǔn)確找到機(jī)械密封泄漏的原因。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 顧永泉.機(jī)械密封實(shí)用技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001.

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        [3] 郝木明.過程裝備密封技術(shù)[M].北京:中國(guó)石化出版社,2010.

        [4 楊煒明,周志平.機(jī)械密封的失效因素分析及措施[J].潤(rùn)滑與密封,2006(6):192-194.

        [4] 高武民.機(jī)械密封的失效原因分析及實(shí)際應(yīng)用[J].石油化工設(shè)備技術(shù),2002,23(2):53-56.endprint

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