【導讀】機械密封在旋轉(zhuǎn)設備上的應用以及出現(xiàn)故障的原因分析和處理措施。整機的運行，嚴重的還將出現(xiàn)重大安全事故。從機械密封的內(nèi)外部條件。本次畢業(yè)設計（論文）培養(yǎng)學生獨立工作能力，側(cè)重與開發(fā)學生創(chuàng)造力，到具有從事專業(yè)實際工作的初步能力。顧永泉.機械密封實用技術(shù)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2021.陳德才,崔德容.機械密封設計制造和使用[M].北京:機械工業(yè)出版社,1993.沈士玲.工程機械密封技術(shù)的應用與展望[J].黑龍江科技信息.2021,.與水分等侵入機器設備內(nèi)部的零部件或措施。靜密封主要有墊密封、密封膠密封和直。根據(jù)工作壓力，靜密封又可分為中低壓靜密封和高壓靜密封。度很窄的金屬墊片。動密封可以分為旋轉(zhuǎn)密封和往復密封兩種基本類型。封件和接觸位置又可分為圓周密封和端面密封，端面密封又稱為機械密封。

　　

【正文】 。一般認為 ,軸間泄漏就 是葉輪鎖緊螺母沒鎖緊 ,其實導致軸間泄漏的因素較多 ,如軸間墊圈失效、偏移 ,軸間內(nèi)有雜質(zhì) ,軸與軸套配合處有較大的形位誤差 ,接觸面被破壞 ,軸上各部件間有間隙 ,軸頭螺紋過長等 ,都會導致軸間泄漏。鎖緊螺母鎖緊過度只會導致軸間墊圈過早失效。其實 ,適度擰緊鎖緊螺母 ,可以使軸間墊始終保持一定的壓縮彈性 ,在運轉(zhuǎn)中鎖緊螺母會自動適時鎖緊 ,使軸間始終處于良好的密封狀態(tài)。 新的比舊的好 相對而言 ,使用新機械密封的效果好于舊的 ,但如果新機械密封的質(zhì)量或材質(zhì)選擇不當時 ,或配合尺寸誤差較大時 ,就會影響密封效果。在聚合性和滲透性介質(zhì)中 ,靜環(huán)如果沒有出現(xiàn)過度磨損 ,還是不更換為好。因為靜環(huán)在靜環(huán)座中長時間處于靜止狀態(tài) ,使聚合物和雜質(zhì)沉積為一體 ,起到了較好的密封作用。其實 ,很多情況下 ,機械密封都是沒有問題的 ,只要作適當?shù)恼{(diào)整和處理 ,機械密封是可以繼續(xù)使用的。這樣 ,既可以節(jié)約成本 ,又可以減少工作量 ,并可以保證密封效果 ,是一舉多得的事情。 機械密封在旋轉(zhuǎn)設備上的應用及故障分析 新疆工業(yè)高等專科學校 |機械工程系 21 第 五 章 機械密封密封件的腐蝕損壞與防護方法 機械 密封件與介質(zhì)接觸產(chǎn)生的腐蝕可能導致密封泄漏，腐蝕后密封件就需更換 ， 合理的選用材料可以延長密封件的使用壽命。 金屬環(huán)腐蝕 表 面均勻腐蝕。如果金屬環(huán)表面接觸腐蝕介質(zhì)，而金屬本身又不耐腐蝕，就會產(chǎn)生表面腐蝕，其現(xiàn)象是泄漏、早期磨損、破壞、發(fā)聲等。金屬表面均勻腐蝕有成膜和無膜兩種形態(tài)，無膜的金屬腐蝕很危險，腐蝕過程以一定的速度進行，這主要是選材錯誤造成的。成膜的腐蝕，其鈍化膜通常具有保護作用的特性，但金屬密封環(huán)所用材料，如不銹鋼、鈷、鉻合金等其表面的鈍化膜在端面摩擦中破壞，在缺氧條件下新膜很難生成，使電偶腐蝕加劇。 應力腐蝕破裂。金屬在腐蝕和拉應力的同時作用下，首先在薄弱區(qū)產(chǎn)生裂縫，進而向縱深 發(fā)展 ，產(chǎn)生破裂，稱為應力腐蝕破裂。選用堆焊硬質(zhì)合金及鑄鐵、碳化鎢、碳化鈦等密封環(huán)，容易出現(xiàn)應力腐蝕破裂。密封環(huán)裂紋一般是徑向發(fā)散型的，可以是一條或多條。這些裂縫溝通了整個密封端面，加速了端面的磨損，使泄漏量增加。 根據(jù)斷裂力學的觀念，材料內(nèi)部原始裂紋尖端的應力場強因子K1=yσ1a(y — 系數(shù) )。在開始時由于應力 σ1 小于臨界應力 σc ， a 小于臨界裂紋 σc ，所以腐蝕作用時，由于原始裂紋 a 的腐蝕擴展，導致 K1 的增大。當經(jīng)過一段時間后 a=σc 及 K1=K1c時，斷裂就發(fā)生了，只有當原始裂紋 a 足夠小，以致于 K1＜ K1c(應力腐蝕破裂 )時，材料不會發(fā)生應力腐蝕破裂。 ① 應力的存在。如果堆焊或加工中，殘余應力、旋轉(zhuǎn)離心力、摩擦熱應力，引起金屬環(huán)應力 σ1大于 a2c，應力破壞就很難避免。 ② 材料。金屬密封環(huán)材料強度、硬度指標越高， K1c 越低，材料內(nèi)氣孔、夾渣、裂紋越多越長，越易發(fā)生應力腐蝕破裂。一般 K1(應力腐蝕破裂 )=(1/21/5)K1c，且隨材料強度級別的提高， K1(應力腐蝕破裂 )/K1c的比值下降。 ③ 磨損。構(gòu)件表面越光，應力腐蝕破裂敏感性越低。端面磨損使金屬表面鈍化膜破壞，光潔度降低，促使應力腐蝕破裂的發(fā)生。 ④ 介質(zhì)。應力腐蝕破裂，只發(fā)生于一些特定的 “ 材料 — 環(huán)境 ” 體系。例如 “ 奧氏體不銹鋼 — cl” 、“ 碳鋼 — NO3” 。 ⑤ 溫度。溫度越高，氫擴散越快，應力腐蝕破裂加快。密封環(huán)端面劇烈摩擦，如果端面比壓過大，表面光潔度低，冷卻不夠，表面潤滑不好，機械密封在旋轉(zhuǎn)設備上的應用及故障分析 新疆工業(yè)高等?？茖W校 |機械工程系 22 摩擦熱則加速應力腐蝕破裂的進行。 非金屬環(huán)腐蝕 石墨環(huán)的腐蝕用樹脂浸漬的不透性石墨環(huán)，它的腐蝕有三個原因：一是當端面過熱，溫度＞ 180℃ 時，浸漬的樹脂要析離石墨環(huán)，使環(huán)耐磨性下降；二是浸漬的樹脂若選擇 不當，就會在介質(zhì)中發(fā)生化學變化，也使耐磨性下降；三是樹脂浸漬深度不夠，當磨去浸漬層后，耐磨性下降。所以密封冷卻系統(tǒng)的建立，選擇耐蝕的浸漬樹脂，采用高壓浸漬，增加浸漬深度是非常必要的。 石墨環(huán)的氧化在氧化性的介質(zhì)中，端面在干摩擦或冷卻不良時，產(chǎn)生350400℃ 的溫度能使石墨環(huán)與氧發(fā)生反應，產(chǎn)生 CO2 氣體，可使端面變粗糙，甚至破裂。非金屬環(huán)在化學介質(zhì)和應力的同時作用下，也會破裂。 聚四氟乙烯 (F4)密封環(huán)的腐蝕。 F4 填充如玻璃纖維、石墨粉、金屬粉等以提高其耐溫性、耐磨性。填充 F4 環(huán)的腐蝕主 要是指填充物的選擇性腐蝕、溶出或變質(zhì)破壞。例如在氫氟酸中，玻璃纖維分子熱腐蝕，所以填充何物應視具體情況而定。 輔助密封圈及其接觸部位的腐蝕 輔助密封圈的腐蝕橡膠種類不同，其耐蝕性亦不同。由于橡膠的腐蝕、老化，其失效的橡膠遭腐蝕后表面變粗糙且失去彈性，容易斷裂。橡膠耐油性因品種而異，不耐油的橡膠易脹大、摩擦力增大，浮動性不好，使密封失效。橡膠與 F4 耐溫性差，硅橡膠耐溫性最好，可在 200℃ 使用。 與輔助密封圈接觸部位的腐蝕機械密封動環(huán)、軸套、靜環(huán)、靜環(huán)座，與橡膠或 F4 輔助密封圈接觸 處沒有大的相對運動，該處液相對靜止易形成死角，給與之接觸的金屬軸套、動環(huán)、靜環(huán)座及密封體等造成了特種腐蝕，主要有縫隙腐蝕、摩振腐蝕、接觸腐蝕，三種腐蝕同時存在，交替進行，所以腐蝕面較寬、較深。觀察其表面深度在 倍密封圈直徑，蝕度不小于 時，密封泄漏就嚴重了。 機械密封在旋轉(zhuǎn)設備上的應用及故障分析 新疆工業(yè)高等?？茖W校 |機械工程系 23 防護方法 選材。環(huán)境不同，選材不同，既要照顧選材的一致性，又要照顧環(huán)境腐蝕差異；溫度、濃度、壓力不同，選材不同；同一介質(zhì)溫度，濃度、壓力不同，腐蝕情況各異，要對腐蝕性有所了解，酌情選材；腐蝕形式不同， 選材不同。 結(jié)構(gòu)設計。 ① 避免與介質(zhì)接觸的設計。采用內(nèi)裝式、外裝式、隔離液等機械密封，涂層、保護套也可起到與介質(zhì)隔離的作用。 ② 端面設計。采用鑲嵌結(jié)構(gòu)，端面為壓應力，可避免應力腐蝕破裂。 ③ 彈簧防腐設計。從結(jié)構(gòu)上使彈簧不與介質(zhì)接觸是較好的方法，如外裝上噴涂保護層、加保護套等。改旋轉(zhuǎn)型為靜止結(jié)構(gòu)。④ 輔助密封圈。只要縫隙足夠小，所有材料都可能產(chǎn)生縫隙腐蝕。波紋管與軸套接觸面寬且取消輔助密封圈，是一種好的密封。 維護與使用。建立封液及冷卻系統(tǒng)，并經(jīng)常更換封液及冷卻液，加強對端面冷卻。檢修與安裝時，嚴 禁敲擊密封件，以防止局部相變而為腐蝕提供條件。密封件安裝前，應嚴格地清洗干凈。 機械密封在旋轉(zhuǎn)設備上的應用及故障分析 新疆工業(yè)高等?？茖W校 |機械工程系 24 結(jié)束語 以上簡單研究了機械密封在旋轉(zhuǎn)設備上的應用和出現(xiàn)的故障后，以后再遇到機械密封的故障問題，首先要考慮機械密封本身的影響因素，然后還要考慮機械密封外部的一些影響因素。比如 :在分析機械密封的質(zhì)量事故的原因時，要考慮到泵的其它零部件對機械密封運行的影響，采取措施不斷提高機械密封的效果。在設計機械設備密封裝置時，不僅要考慮密封裝置本身的影響因素，而且要考慮密封設備外部的各種影響素。分析密封裝置的質(zhì)量事故的原因時 ，要充分考慮到機械設備的其他零部件對密封裝置運行的影響，采取措施不斷提高設備密封的效果 ， 對重要機械產(chǎn)品的密封裝置，要增加保護措施，提高密封質(zhì)量，減少密封質(zhì)量事故 ， 在機械設備密封裝置的設計過程中要充分考慮到設備的其他零部件以及現(xiàn)場其他設備對密封裝置的使用效果的影響，為設備的密封裝置創(chuàng)造一個良好的外部條件 ， 增加對密封裝置輔助系統(tǒng)的重要作用的認識，盡可能配備完善的密封輔助系統(tǒng)，以提高密封效果。 機械密封在旋轉(zhuǎn)設備上的應用及故障分析 新疆工業(yè)高等?？茖W校 |機械工程系 25 致謝 三 年的讀書生活在這個季節(jié)即將劃上一個句號，而于我的人生卻只是一個逗號，我將面對又一次征程的 開始 ， 可是我更急切地要把我的敬意和贊美獻給一位平凡的人，我的導師。我不是您最出色的學生，而您卻是我最尊敬的老師。您治學嚴謹，學識淵博，思想深邃，視野雄闊，精益求精的工作作風為我營造了一種良好的精神氛圍。深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成， 黃老師 和張老師 都始終給予我細心的指導和不懈的支持。在此謹向溫老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。在此，我還要感謝在一起愉快的度過大學生活的每個可愛的同學們和尊敬的老師們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。從開始進入課題 到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！ 謝謝你們！ 機械密封在旋轉(zhuǎn)設備上的應用及故障分析 新疆工業(yè)高等?？茖W校 |機械工程系 26 參考文獻 【 1】 顧永泉 .機械密封實用技術(shù) [M].北京 :機械工業(yè)出版社 ,2021. 【 2】 陳德才 ,崔德容 .機械密封設計制造和使用 [M].北京 :機械工業(yè)出版社 ,1993. 【 3】 惠作勤 .淺談機械密封在石化行業(yè)的使用 [J].石油化工應用 ,2021(5):6163. 【 4】柏紅專 ,何清華 .關(guān)于發(fā)展我國工程機械密封技術(shù)的商榷 [J].潤滑與密封 ,2021,1:6466. 【 5】 沈士玲 .工程機械密封技術(shù)的 應用與展望 [J].黑龍江科技信息 .2021,(3). 【 6】《機械設計手冊》機械設計手冊編委會 【 7】 牟介剛 .《泵的設計與研究》 機械工業(yè)出版社， 2021 【 8】 戴明俊，嚴統(tǒng)迅 .《 泵機械密封常見滲漏現(xiàn)象及對策》 ， 高等 教育 出版社 ， 2021 【 9】 張生昌 .《影響泵用機械密封外部條件的研究》 ， 2021 【 10】 夏同棠 . 機械密封技術(shù)的應用 [M].北京 : 機械工業(yè)出版社 .1995