机械密封的腐蚀与防护方法
机械密封出现故障的机会较多,比例较大,常见的损坏形式可分为腐蚀损坏、热损坏和机械损坏三种,由于机械密封的结构形式和千差万别的工作环境,其腐蚀形态也存在多样性的特点。
1.金属环腐蚀
(1)表面均匀腐蚀
如果金属环表面接触腐蚀介质,而金属本身又不耐腐蚀,就会产生表面腐蚀,其现象是泄漏、早期磨损、破坏、发声等。金属表面均匀腐蚀有成膜和无膜两种形态,无膜的金属腐蚀很危险,腐蚀过程以一定的速度进行,这主要是选材错误造成的。成膜的腐蚀,其钝化膜通常具有保护作用的特性,但金属密封环所用材料,如不锈钢、钴、铬合金等其表面的钝化膜在端面摩擦中破坏,在缺氧条件下新膜很难生成,使电偶腐蚀加剧。
(2)应力腐蚀破裂
金属在腐蚀和拉应力的同时作用下,首先在薄弱区产生裂缝,进而向纵深发展,产生破裂,称为应力腐蚀破裂。选用堆焊硬质合金及铸铁、碳化钨、碳化钛等密封环,容易出现应力腐蚀破裂。密封环裂纹一般是径向发散型的,可以是一条或多条。这些裂缝沟通了整个密封端面,加速了端面的磨损,使泄漏量增加。
根据断裂力学的观念,材料内部原始裂纹的应力场强因子K1=yσ1a(y—系数)。在开始时由于应力σ1小于临界应力σc,a小于临界裂纹ac,所以腐蚀作用时,由于原始裂纹a的腐蚀扩展,导致K1的。当经过一段时间后a=ac及K1=K1c时,断裂就发生了,只有当原始裂纹a足够小,以致于K1<K1c(应力腐蚀破裂)时,材料不会发生应力腐蚀破裂。
①应力的存在。如果堆焊或加工中,残余应力、旋转离心力、摩擦热应力,引起金属环应力σ1大于σ2c,应力破坏就很难避免。②材料。金属密封环材料强度、硬度指标越高,K1c 越低,材料内气孔、夹渣、裂纹越多越长,越易发生应力腐蚀破裂。一般K1(应力腐蚀破裂)=(1/2-1/5)K1c,且随材料强度级别的提高,K1(应力腐蚀破裂)/K1c的比值下降。③磨损。构件表面越光,应力腐蚀破裂敏感性越低。端面磨损使金属表面钝化膜破坏,光洁度降低,促使应力腐蚀破裂的发生。④介质。应力腐蚀破裂,只发生于一些特定的“材料—环境”体系。例如“奥氏体不锈钢—cl”、“碳钢—NO3”。⑤温度。温度越高,氢扩散越快,应力腐蚀破裂加快。密封环端面剧烈摩擦,如果端面比压过大,表面光洁度低,冷却不够,表面润滑不好,摩擦热则加速应力腐蚀破裂的进行。
单弹簧式和多弹簧式机械密封的区别
补偿机构中只有一个弹簧的机械密封称为单弹簧式机械密封或叫大弹簧式机械密封,补偿机构中含有多个弹簧的机械密封称多弹簧式机械密封或小弹簧式机械密封。单弹簧式机械密封端面上的弹簧压力,尤其在轴径较大时分布不够均匀。多弹簧式机械密封的弹力簧压力分布则相对比较均匀,因此单弹簧式的机械密封常用于较小轴径(d≯80~150mm轴径),而多弹簧式适用于大轴径高速密封。但多弹簧的弹簧丝径细,由于腐蚀或结晶颗粒积聚易引起弹簧失效,这时宁可采用单弹簧式。
机械密封的故障及处理方法如下:
一、机械密封的故障在零件上的表现:
1、密封端面的故障:磨损、热裂、变形、破损(尤其是非金属密封端面)。
2、弹簧的故障:松弛、断裂和腐蚀。
3、密封圈的故障:装配性的故障有掉块、裂口、碰伤、卷边和扭曲;非装配性的故障有变形、硬化、破裂和变质。
机械密封故障在运行中表现为振动、发热、磨损,终以介质泄漏的形式出现。
二、机械密封振动、发热的原因分析及处理
1、动静环端面粗糙。
2、动静环与密封腔的间隙太小,由于振摆引起碰撞。处理方法:密封腔内径或减小转动件外径,至少保证0.75mm的间隙。
3、密封端面耐腐蚀和耐温性能不良,摩擦副配对不当。处理方法:更改动静环材料,使其耐温,耐腐蚀。
4、冷却不足或端面在安装时夹有颗粒杂质。处理方法:冷却液管道管径或提高液压。
机械密封泄漏的原因分析及处理
1、静压试验时泄漏
(1)密封端面安装时被碰伤、变形、损坏。
(2)密封端面安装时,清理不净,夹有颗粒状杂质。
(3)密封端面由于定位螺钉松动或没有拧紧,压盖(静止型的静环组件为压板)没有压紧。
(4)机器、设备精度不够,使密封面没有完全贴合。
(5)动静环密封圈未被压紧或压缩量不够或损坏。
(6)动静环V型密封圈方向装反。
(7)如果是轴套漏,则是轴套密封圈装配时未被压紧或压缩量不够或损坏。处理方法:应加强装配时的检查、清洗,严格按技术要求装配。
2、周期性或阵发性泄漏
(1)转子组件轴向窜动量太大。处理方法:调整推力轴承,使轴的窜动量不大于0.25mm。
(2)转子组件周期性振动。处理方法:找出原因并予以消除。
(3)密封腔内压力经常大幅度变化。处理方法:稳定工艺条件。
3、经常性泄漏
(1)由于密封端面缺陷引起的经常性泄漏。
a、弹簧压缩量(机械密封压缩量)太小。
b、弹簧压缩量太大,石墨动环龟裂。
c、密封端面宽度太小,密封效果差。处理方法:密封端面宽度,并相应弹簧作用力。
d、补偿密封环的浮动性能太差(密封圈太硬或久用硬化或压缩量太小,补偿密封环的间隙过小)。处理方法:对补偿密封环间隙过小的,补偿密封环的间隙。
e、镶装或粘接动、静环的接合缝泄漏(镶装工艺差,存在残余变形;材料不均匀;粘接剂不均、变形)。
f、动、静环损伤或出现裂纹。
g、密封端面严重磨损,补偿能力消失。
单端面式和双端面式机械密封的不同点分析
a)单端面式;b)轴向双端面式;c)径向双端面密封
普通机械密封大都是接触式密封,而可控间隙机械密封是非接触式密封。接触式密封结构简单、泄漏量小,但磨损、功耗、发热量都较大。在高速、高压下使用受一定限制。非接触式密封发热量、功耗小,正常工作时没有磨损,能在高压高速等苛刻工况下工作,但泄漏量较大。非接触式又分为流体静压和流体动压两类。流体静压密封,系指利用外部引入的压力流体或被密封介质本身,通过密封端面的压力降产生流体静压效应的密封。流体动压密封系指利用端面相对旋转自行产生流体动压效应的密封,如螺旋槽端面密封。
上海克兰密封件有限公司是国内生产机械密封件的骨干企业。公司建筑面积12000平方米,拥有国内的产品设计技术,**的生产增速和检测设备。全公司实行微机管理,建立了健全的质量管理体系,获得了ISO9001:2015质量管理体系认证。 多年来,企业博众之长,创新开拓,坚持质量,诚信为本的企业宗旨,以快的速度生产高质量的产品,满足国内外用户对高技术机械密封的要求,公司现生产近四十多个系列以及多内外各种非标产品,年销售百万套机械密封件产品**石油,化工,电力,轻工,给排水等行业,深受国内外用户的**。机械密封的销售额列全国密封行业的前例。 我公司竭诚为广大客户提供满意的产品,周到的服务,热诚欢迎惠顾。