機械密封失效的影響因素分析

唐雨飛

【摘 要】密封失效問題對機械的正常運轉(zhuǎn)有著較為嚴重的危害。本文主要從機械的設(shè)計階段、制造階段和使用階段入手，對機械密封失效的影響因素進行了探究，并在此基礎(chǔ)上，對這一問題的預(yù)防措施進行了探究。

【關(guān)鍵詞】機械密封失效；機械設(shè)計；機械制造；機械使用

隨著社會的不斷發(fā)展，工業(yè)技術(shù)水平的不斷進步，讓機械設(shè)備對密封性的要求不斷提高。從機械設(shè)備的使用過程來看，熱損效應(yīng)、材料腐蝕和安裝誤差等問題的存在，會讓一些旋轉(zhuǎn)設(shè)備出現(xiàn)密封失效的問題。

1 機械設(shè)計階段密封失效影響因素

1.1 端面比壓對機械運行的影響

端面比壓與機械密封端面之間存在著較為密切的聯(lián)系。在端面比壓增大的情況下，摩擦熱所導(dǎo)致的液膜蒸發(fā)問題會讓密封端面的磨損現(xiàn)象有所加劇。在端面比壓過小的情況下，機械密封會表現(xiàn)出泄露失效的問題，因而機械密封形式、摩擦狀態(tài)成為了端面比壓的主要影響因素。

1.2 彈簧的影響

彈簧元件在機械密封中發(fā)揮著補償和緩沖的作用。彈簧的彈性和其在高溫環(huán)境下穩(wěn)定性對端面密封比壓的大小有著直接的影響。如果彈簧在高溫作用下表現(xiàn)出彈力降低的問題，機械密封的密封性能也會表現(xiàn)出明顯降低的現(xiàn)象。

2 機械制造階段密封失效的影響因素

2.1 機械裝配質(zhì)量對機械密封的影響

機械裝配質(zhì)量對機械密封問題的影響主要表現(xiàn)在了以下幾個方面：第一是彈簧壓縮量過大所帶來的影響。這一問題的出現(xiàn)，會讓動環(huán)密封圈出現(xiàn)變形問題。壓縮量過大的問題也會讓彈簧的應(yīng)力有所上升，這就會讓彈簧翹曲問題成為機械密封問題的主要影響因素。第二是動環(huán)密封圈過緊的問題給密封問題帶來的影響；第三是動環(huán)、靜環(huán)密封圈在配合過緊的情況下，給機械密封帶來的不利影響。第四，在動環(huán)和靜環(huán)在裝配環(huán)節(jié)出現(xiàn)傾斜現(xiàn)象以后，二者在彈簧和密封腔端蓋壓力的影響下出現(xiàn)的傾斜磨損問題也會讓密封能力有所降低。

2.2 加工精度對機械密封的影響

加工精度涉及到了機械密封段固體表面的粗糙度和整體形狀誤差等多種因素。一般而言，機械密封是在混合摩擦狀態(tài)下工作的。在這樣的工作環(huán)境下，與機械密封中的彈簧壓力和密封介質(zhì)壓力有關(guān)的總外部載荷會讓密封零件出現(xiàn)磨損的問題。

3 機械使用階段密封失效的影響因素

3.1 不當操作對機械密封的影響

機械設(shè)備的使用者在設(shè)備使用過程中，未按照操作規(guī)程進行操作的行為，是導(dǎo)致機械密封失效的一大重要因素。在機械設(shè)備的操作條件不夠穩(wěn)定的情況下，密封腔內(nèi)的壓力的降低，會讓機械的端面比壓值有所下降。在密封端面的汽化半徑不斷增加的情況下，密封面摩擦狀態(tài)惡化所引發(fā)的摩擦熱問題會讓密封面的磨損現(xiàn)象有所加劇。在機械設(shè)備使用人員的不規(guī)范操作問題的影響下，一些機器設(shè)備的注水泵機組頻繁啟動的問題也會給機械的密封帶來一定的影響。在注水泵機組頻繁重啟的情況下，機械密封副所受到的沖擊會成為機械密封失效問題的主要誘因。

3.2 抽空問題的影響

在機械設(shè)備處于正壓抽空的狀態(tài)下，泵類介質(zhì)的壓力要遠遠高于正常大氣壓的壓力。但是在密封箱內(nèi)的借助壓力低于輸送溫度下的介質(zhì)的飽和蒸氣壓的情況下，借助在密封端面內(nèi)出現(xiàn)的汽化問題就會讓密封環(huán)出現(xiàn)劇烈的干磨損摩擦問題，這一現(xiàn)象的會讓密封面出現(xiàn)燒損或間歇性汽噴振動問題。負壓抽空問題也會給機械密封帶來一些不利的影響。在負壓抽空階段，密封腔內(nèi)的壓力要遠遠低于正常的大氣壓力。在作用在密封環(huán)動環(huán)背面的閉合力等因素的影響下，動環(huán)的軸向移動現(xiàn)象會讓其與靜環(huán)有所脫離，因而動環(huán)和靜環(huán)兩端面之間的負壓問題就會讓密封裝置在難以復(fù)位的情況下出現(xiàn)失效問題。

3.3 結(jié)垢問題的影響

結(jié)垢問題對一些泵類設(shè)備的使用壽命有著不利的影響。根據(jù)一些資料中的內(nèi)容的記載，水垢的生成溫度為80℃。在流入泵機械密封冷卻水水溫高于這一溫度的情況下，鈣鎂鹽類析出的問題是水垢問題的主要產(chǎn)生原因。在結(jié)構(gòu)嚴重的情況下，循環(huán)水出口會被水垢堵塞，這就會讓機械密封水夾套的溫度有所上升。

4 機械密封失效問題的預(yù)防措施

為了對機械密封失效問題進行有效避免，在密封結(jié)構(gòu)的選擇過程中，相關(guān)工作人員需要對結(jié)構(gòu)簡單、可靠性強、操作方便和易于維修的結(jié)構(gòu)進行應(yīng)用。在對機械參數(shù)、材料等因素進行了解以后，工作人員需要從機械設(shè)備的實際工作環(huán)境入手，對一些安全可靠的機械密封裝置進行應(yīng)用。在密封設(shè)備應(yīng)用之前，機械設(shè)備用戶需要對各個部件的完好性進行保障，進而從機械密封的正確要求入手，完成機械設(shè)備的安裝工作。主機軸的竄動量、擺動；量和撓度等問題也是設(shè)備用戶不可忽視的問題。在安裝過程中，機械設(shè)備的使用者需要對游標卡尺和百分表等工具進行應(yīng)用。

在機械密封裝置的工作環(huán)境的溫度相對較高的情況下，機械設(shè)備使用者可以對沖洗輔助裝置進行應(yīng)用。一些耐高溫材料的應(yīng)用，也可以對高溫給機械密封帶來的不利影響進行避免。鉛墊片的應(yīng)用，們可以對微動密封和彈簧的失彈問題進行有效解決。為了對密封構(gòu)件在實際應(yīng)用中出現(xiàn)的一些問題進行解決，相關(guān)人員需要對機械密封設(shè)備進行定期檢查，對于一些已經(jīng)老化或者已經(jīng)出現(xiàn)問題的構(gòu)件及時進行更換，進而對密封系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性提供保障。抽空問題對機械密封的影響是系統(tǒng)工藝操作不穩(wěn)定性的不利影響的表現(xiàn)，為了對機械的工藝條件提供保障，工作人員在泵的操作過程中，需要嚴格遵循相關(guān)的操作規(guī)程。

5 結(jié)論

機械密封本身是一種較為精密的部件，泄漏點多，對零件的加工精度及安裝有很多的要求.機械密封失效影響因素是事關(guān)機械密封質(zhì)量目標的重要因素。在對相關(guān)影響因素進行探究的基礎(chǔ)上，對機械密封的設(shè)計水平、制造水平和安裝應(yīng)用水平進行提升，可以有效促進機械密封質(zhì)量的提升。

【參考文獻】

[1]圖爾德胡勒·阿不都拉，阿達依·謝爾亞孜旦.機械密封失效的影響因素與影響機制研究[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2016（6）.

[2]冀海波.關(guān)于機械密封失效的影響因素分析與影響機制探討[J].化工管理，2016（34）.

[3]余華文，張俊峰，劉玉霞.雙螺桿泵機械密封失效分析及對策[J].石油和化工設(shè)備，2010（9）.

[4]沈國良，陸鋒，馮秀，魏龍.機械密封端面微變形研究進展[J].液壓氣動與密封， 2012（2）.

[責(zé)任編輯：田吉捷]