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不锈钢自吸排污泵的机械密封的失效及分析

不锈钢自吸排污泵的机械密封的失效及分析

一般来说，轴封是泵的薄弱环节，它的失效是造成泵维修的主要原因。对机械密封的失效原因进行认真分析，常常能找到排除故障的方案，从而提高密封的使用寿命。

一、密封失效的定义及外部症状

1.密封失效的定义被密封的介质通过密封部件并造成下列情况之一者，则认为密封失效。

1-1从密封系统中泄漏出的介质量超标。

1-2密封系统的压力降低的值超标。

1-3加人密封系统的阻塞流体或缓冲流体(如双端面机械密封的封液)的量超标。

2.密封失效的外部症状在密封件处于正常工作位置，仅从外界可以观察和发现到的密封失效或即将失效前的常见症状有以下几种。

2-1密封持续泄漏泄漏是密封最易发现和判断的失效症状。机械实际工作中总会有一定程度的泄漏，但泄漏率可以很低，采用了先进材料和先进技术的单端面机械密封，其典型的质量泄漏率可以低于lg/h。所谓“零泄漏”一般是指“用现有仪器测量不到的泄漏率”，采用带封液的双端面机械密封可以实现对被密封介质的零泄漏，但封液向系统内的泄漏和向外界环境的泄漏总是不可避免的。

不同结构形式的机械密封判断泄漏失效的准则可以不同，但在实践中，往往还依赖于工厂操作人员的目测。就比较典型的滴漏频率来说，对于有毒、有害介质的场合，即使滴漏频率降低到很低的程度，也是不允许的;同样，如果预计密封滴漏频率会迅速加大，也应该判定密封失效。对于非关键性场合(如水)，即使滴漏频率大一些，也常常是允许的。目前生产实践中判定密封失效，既依赖于技术，也依赖于操作人员的经验。

机械密封出现持续泄漏的原因主要有:密封端面问题，如端面不平、端面出现裂纹、破碎、端面发生严重的热变形或机械变形;辅助密封问题，如安装时辅助密封被压伤或擦伤、介质从轴套间隙中漏出、O形圈老化、辅助密封屈服变形(变硬或变脆)、辅助密封出现化学腐蚀(变软或变戮);密封零件问题，如弹簧失效、零件发生腐蚀破坏、传动机构发生腐蚀破坏。

2-2工作时密封发出尖叫声密封端面润滑状态不佳时，可能产生尖叫声，在这种状态下运行，将导致密封端面磨损严重，并可能导致密封环裂、碎等更为严重的失效。此时应设法改善密封端面的润滑状态，如设置或加大旁路冲洗等。

2-3密封面外侧有石墨粉尘积聚可能是密封端面润滑状态不佳，或者密封端面间液膜汽化或闪蒸，此时应考虑改善润滑或尽量避免闪蒸出现。某些情况下可能是留下残渣造成石墨环的磨损。也可能是密封腔内压力超过该密封和密封流体允许的范围，此时必须纠正密封腔压力。

2-4工作时密封发出爆鸣声有时可以听到密封在工作时发出爆鸣声，这可能是由于密封端面间介质产生汽化或闪蒸。改善的措施主要是为介质提供可靠的工作条件，包括在密封的许可范围内提高密封腔压力;安装或改善旁路冲洗系统，降低介质温度，加强密封端面的冷却等。

2-5密封泄漏和密封环结冰某些场合，观察到密封周围结有冰层，这是由于密封端面间的介质汽化或闪蒸。改善的措施同上。应注意结冰可能会擦伤密封端面(尤其是石墨材料)，汽化问题解决后应将密封端面重新研磨或予以更换新。

2-6泵和(或)轴振动原因是未对中或叶轮和(或)轴不平衡、汽蚀或轴承问题。此问题虽然可能不会立刻使密封失效，但会降低密封的使用寿命。可以根据维护修理标准来纠正上述问题。

2-7密封寿命短在目前技术水平情况下，一般要求机械密封的寿命在普通介质中不低于1年，在腐蚀介质中不低于半年，但比较先进的密封标准，如ANSI/API682，要求密封寿命不低于25000h。某些情况下，即使是1年或半年的寿命都难以达到，形成了机械密封的过早失效。造成机械密封过早失效的原因是多方面的，常见的有:设备整体布置不合理，在极端情况下，可能造成密封与轴的直接摩擦;密封介质中含有固体悬浮颗粒，而又未采取消除固体悬浮颗粒的有效措施或未选用抗颗粒磨损机械密封，结果导致密封端面的严重磨损;密封运行时因介质温度过高或润滑不充分而过热;密封所选形式或密封材料与密封工况不相适应。

二、机械密封的失效分析方法

通常失效原因最好的、最重要的标志从目测检查开始，一旦失效原因判明，有效解决办法通常也就清楚了。

必须注意:若征兆或迹象在拆卸时丢掉，就无法追回。失效分析主要是通过诊断(经验的和检测的)确定故障的部位，再经过调整或修换进行排除。

正确的诊断是预防和排除故障的基础。诊断是维修人员将通过现场观察、询问、检查及必要测试所收集的资料进行综合、分析、推理和判断，对设备的故障做出合乎实际的结论的过程，也是透过故障的现象去探索故障的本质，从感性认识提高到理性认识，又从理性认识再回到维修实践中去的反复认识的过程。

一般失效分析过程大致可分为四个步骤:

1.资料收集正确的诊断来源于周密的调查研究。这个调查过程就是通过对现场状况的询问、观察、检查及必要的测试，即收集现场资料(情况)的过程(包括对历史的维修记录及设备档案资料的了解和研究)，还要注意资料的真实性和完整性，必须有认真、实事求是的态度，深人细致地进行现场观察、询问及各项检测工作，防止主观臆断和片面性。

2.综合分析要完全反映故障的原因及其发生、发展规律，就必须将调查所得的资料进行归纳整理，去粗取精，去伪存真，抓住主要问题加以综合、分析和推论，排除那些数据不足的表面现象，抓住一个或两个最符合实质的症状，做出初步诊断(同时也要注意那些看来与现时故障无密切关系的潜伏故障)。

3.初步诊断从全面研究所得的资料出发，抓住各种故障现象的共性和特殊性进行归纳、分析，找出其相互间的内在联系和发生、发展的规律，得出故障原因的分析结论，就是故障的初步诊断。初步诊断要列举已确定的故障部位和进行故障机理分析，包括对故障零件的材料、故障系统的诊断。排除故障时，如同时发生多种故障，则应分清主次，顺序排列。对设备精度、性能或安全影响最大的故障是主要故障，列在最前;在故障机理上与主要故障有密切关系的其他故障，称为并发故障，列于主要故障之后，视生产形势随机排除;与主要故障无关而同时存在的其他故障，称为伴发故障，排列在最后，视生产情况随机排除或列人计划排除。

4.在维修实践中验证诊断对故障的认识，需要经过“实践、认识、再实践、再认识”的过程。在建立初步诊断之后，欲肯定其是否正确，必须在维修实践中和其他有关检查中验证，最后确定诊断。由于维修人员的主观性和片面性，或由于客观条件所限，或由于故障本身的内在问题还没有充分表现出来等，初步诊断可能不够完善(甚至还会有错误)。所以，做出初步诊断以后，在修理过程中还需注意故障的变化和其波及面的演变，如发现新的情况与初步诊断不符，应及时做出补充或更正，使诊断更符合于客观实际。现场维修人员只有通过反复的维修实践，在技术上精益求精，不断地提高对故障的认识，才能尽快地排除故障，提高维修效率，更好地为企业生产服务。

在对机械密封进行失效分析时，应注意正确和全面地反映出故障的现象(做好记录、保存好损坏的密封元件，这点往往被忽视)，应注意解体前后有的放矢地拆开密封腔检验和判断，切忌急于拆卸而造成不必要的元件损坏和人力浪费。