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目前采用的波纹管机械密封及其辅助系统造成密封失效形式主要有哪几种?

作者:赤士盾  时间:2020-05-09  点击量:

    目前采用的波纹管机械密封及其辅助系统造成密封失效形式主要有以下几种:

    (1)波纹管失弹或断裂引起的密封失效波纹管失弹或断裂引起的密封失效:

    波纹管在使用过程中,其刚度或弹性会慢慢减小,这种弹性减小的现象通常称之为失弹。实验和实际应用表明当波纹管的失弹量超过设计初始压缩量的18%~20%时,整个波纹管机械密封就会发生泄漏。金厲波纹管机封在温度低于200℃图9-1热油泵用波纹管机械密封图9-1热油泵用波纹管机械密封时失掸现象不明显,但在髙温(超过300℃)下使用,开车后泵很快就发生泄漏,将使用的机封拆下测量发现金属波纹管组件高度较安装前平均降低2-3mm。波纹管失弹主要由于永久变形或应力松弛,还有一种情况是工作介质结晶沉淀或凝固在波纹管的缝隙中,使波纹管变形能力减小或丧失变形能力。因此,髙温和载荷是造成波纹管失弹的主要原因。

另外,在高温及波纹管压缩量或接触比压较大的情况下,波纹管会发生断裂(图9-4);温度越高,载荷越大,波纹管发生断裂的概率就越高。

    (2)配对摩擦副中石墨环的过度磨损引起的密封失效:

    通常,将失效的机封拆下检查发现石墨密封环磨损严重。通过分析和试验发现,金属波纹管机封的端面比压受波纹管的有效直径的影响,而有效直径是随压力的变化而改变。当波纹管受外压,其有效直径随压力的加大而逐渐缩小;当波纹管受内压,其有效直径随压力的加大而逐渐加大。由于压力过大,导致摩擦副摩擦严重,石墨环过度磨损引起泄漏。图9-5所示为某厂减压塔底泵石墨密封环端面的磨损磨蚀情况。

    图9-4波纹管断裂

    7图9-4波纹管断裂.jpg

    图9-5密封面干摩擦导致密封面磨损泄漏

    8图9-5密封面干摩擦导致密封面磨损泄漏.jpg

    (3)配对摩擦副中硬质合金环的表面热裂引起的密封失效:

    发现密封摩擦副的硬质合金环出现许多由硬面中心向外发散的粗细不一的径向裂纹,这是热裂导致的密封失效。热裂产生的主要原因是过高的局部热应力,其中硬质合金环与环座两种材料的线膨胀系数差别,采用堆焊结构还是整体结构,密封冷却冲洗系统中冲洗液的类型、冲洗方式和流量的大小是否合适都可能引起密封端面的热裂。图9-6为某厂减压塔底泵机械密封端面突然进人髙温重油,造成密封面发生热裂而产生泄漏。

    图9-6密封面发生热裂

    9图9-6密封面发生热裂.jpg

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