一文说尽机械密封失效及引起各零件故障的原因(上)

所有机械密封失效的原因都相同:

-  密封面张开(污垢或固体渗入)。

-  密封面损坏。

故障发生后,将有机会分析发生故障的零件。需要仔细寻找和确认的情况有:

-  腐蚀迹象。

-  相互接触零件上的磨损图案。

-  不应接触的零件是否有磨擦或磨损的迹象。

-  任何密封零件变色,尤其是金属部件。

-  零件缺失。例如弹簧、固定螺钉和驱动凸耳。

-  零部件松动。密封部件或者(密封)外部设备零部件松动。

-  泵送产品附着在旋转部件上。仔细检查叶轮和密封旋转部分。

在下面的段落中,将检查各个零件并寻找上述证据。

碳面

在碳面的外径上有碎片,表示由振动(引起):

-  这可能是由谐振或旋转设备达到临界转速时引起的。

-  如果泵送润滑质量差的液体,可能会发生滑动粘附现象。

-  处理不当是一个常见的问题。寻找驱动凸耳磨损的迹象,以消除这种可能性。

-  液体汽化导致密封面迅速打开,然后随着泄漏的液体冷却密封面而关闭。

-  出口回流管线对准碳密封面。

-  泵出现汽蚀。

-  水锤是另一种可能性。

碳面有凹坑。这个问题通常与低等级碳/石墨有关:

-  爆炸状碳。当密封面变热时,滞留在碳孔中的空气膨胀并排出碳碎片。在被吹出之前,可以看到抛光部分;通常在中心有明显的小裂缝。

-  如果泵送介质在两个密封面之间出现凝固,则会在泵启动时撕下碳碎片。这是氨压缩机密封常见的情况,因为石油与氨混合,在高温下会结焦。

-  由于工作面温度较高,大多数石油产品会结焦,并在工作面旋转时撕下小块碳。如果用放大镜检查碳面,会看到这些小坑的痕迹。

在碳面的内径上有碎片:

-  泵外部的固体或异物进入压盖下方并被抛入密封面。如果密封在某个时间泄漏,并且泵送介质在密封外侧凝固,则可能发生这种情况。如果API型密封压盖在淬火中使用含有固体的液体,也会发生这种情况。

-  如果机械密封安装在填料函外部,就像非金属密封一样,流体中的固体颗粒可能会被离心分离到旋转的碳面上。

-  如果静环(静止面)是由一种碳材料制成,且如果它与转轴接触,则可能会(碰撞)碎裂。这是泵启动时或者泵偏离BEP运行时的常见问题。

碳面痕迹:

-  固体物扫过密封面。它从碳面外径滚动到内径。这种情况发生在锅炉给水应用中。

碳的化学侵蚀:

-  碳材料使用错误。泵送介质或冲洗液中的某些物质侵蚀了碳的填充物。改用未填充的碳,例如Pure Grade 658 RC 或 CTI. Grade CNFJ。

-  氧化剂腐蚀。氧化剂会腐蚀所有形式的碳,包括未填充类碳。碳与氧结合形成一氧化碳或二氧化碳。

-  某些形式的去离子水会腐蚀碳面。

碳面开裂或损坏:

-  泵送介质在密封面之间凝固。碳的压缩性很强,但拉伸性或剪切性很弱。这个问题在间歇工作泵每次启动时都很常见。

-  过度振动可能会使碳撞击金属驱动凸耳。

-  低温流体致使密封面间的润滑剂(液膜)结冰。

-  弹性体在碳面或硬面下膨胀。

-  轴撞击静止面或旋转密封面撞击静止物。

-  处理不当。

-  包装不良(损坏)。

在碳面上形成涂层:

-  温度变化。许多产品在极端温度下凝固。

-  产品在密封面产生压降并凝固。

-  系统中的元素沉积在密封面上。

-  填料函在真空下运行(叶轮背叶片导致真空)。

-  泵送介质在管道上产生保护性氧化物。这种氧化物剥落并沉积在碳面上。在热水系统中,会遇到磁铁矿(Fe3O4)的问题,直到系统稳定。

结焦:

-  这是所有类型的油品问题,尤其是石油产生。

-  结焦是高温和时间共同作用造成的。与普遍看法相反,不需要空气或氧气的存在。

亮斑、裂纹和碳的凸起:

-  碳的密度不够,导致滞留在碳表面下方的膨胀气体通过表面爆炸。

-  当密封旋转时,产品在两表面之间凝固并拉出。

短时间内碳面过度磨损,通常存在过热的迹象:

-  硬面热检查。它表现为硬面的裂纹。这是有涂层或电镀硬表面的问题,钴基碳化钨可能有这个问题。

-  由于存在推力,轴沿轴向移动。这可能导致密封面过度压缩和加热。

-  叶轮正朝着背板调整。这是安装在Flowserve泵或任何其它泵中的密封问题,这些泵靠背板调整开式叶轮。

-  背对背双重密封应用的内表面没有可靠地锁定到位。必须安装卡环,以防止当高压屏障流体压力丧失或被系统压力克服时,内侧静止面向旋转面移动。

-  密封安装尺寸错误,过度压缩。

-  通过推动压盖安装集装式双重密封。轴和轴套O形圈之间的摩擦力会压缩内部密封。

-  立式泵没有排气。

-  非润滑剂导致密封面快速磨损。非润滑剂是指在负载和工作温度下,液膜厚度小于1微米的任何流体。

-  固体渗入到两密封面之间。

● 表面不平整

● 活动面迟钝

● 由于高温或填料函压力低,产品在密封面发生汽化。

碳面具有凹或凸的磨损图案:

-  高压导致变形。

-  静止面不垂直于轴。

-  一些公司将凹形图案作为标准。请咨询密封制造商。

-  泵偏离BEP运行而引起的轴弯曲。

碳面不平:

-  处理不当。

-  包装不佳。

-  密封面未贴合运行。

-  金属/碳复合材料没有消除应力,使碳面变形。

-  研磨碳时,研磨板太热,因此不平整。

-  碳在室温下研磨,密封在低温下运行。

-  密封设计为(传递扭矩的)单弹簧,缠绕方向错误。当密封放在双端密封泵的错误端时,就会发生这种情况。这些泵两端的弹簧缠绕方向不同。

-  不平衡的旋转组件或弯曲的轴导致旋转面“跑离”静止面。

-  固体嵌入碳面中,碳面张开。

● 密封用螺钉固定在硬轴上。

● 弹性体(橡胶件)通过弹簧加载到轴上,当轴由于轴向间隙、振动或碳面磨损而移动时,导致表面打开。

THE END
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