泰興減速機(jī)2019年2月25日訊  機(jī)械密封的失效實(shí)例中，以摩擦副、輔助密封圈引起的失效所占比例最高，最典型的實(shí)例如：

1、端面不平（見圖一）  

在鈉光燈下用平晶檢測(cè)密封面，平面度誤差為2.7um。密封面這種局部平面誤差是由于研磨拋光不良引起的。在這種情況下，密封的泄漏較嚴(yán)重。

2、粘著磨損（見圖二）

由于密封過熱過載，從而使軟質(zhì)材料碎片移附到硬質(zhì)材料表面，成團(tuán)的微粒十分頻繁地形成，然后又崩落，因而產(chǎn)生強(qiáng)烈的磨損。

3、熱變形（見圖三） 

密封面上有對(duì)稱不連續(xù)的亮帶，這是由于熱變形引起的。有時(shí)，這種狀態(tài)觀察不出來，只有在端面上涂以紅丹粉，通過與平面輕輕研磨才能發(fā)現(xiàn)。出現(xiàn)這種情況，主要是由于不規(guī)則的冷卻，引起密封面的熱應(yīng)力變形。                                      

4、熱裂紋（見圖四）  

密封面上產(chǎn)生的細(xì)裂紋有三種：

• 徑向裂紋；

• 徑向裂紋帶有水泡或疤痕；

• 表面龜裂。

陶瓷或硬質(zhì)合金環(huán)密封面尤其容易產(chǎn)生這種損傷。這種裂紋象切削刀刮削碳石墨環(huán)或其它材料的密封面一樣，會(huì)很快使對(duì)磨的軟環(huán)凸臺(tái)消失完。產(chǎn)生熱裂最普遍的原因是：缺乏適當(dāng)?shù)臐櫥屠鋮s措施，密封面液膜汽化蒸發(fā)，PV值高等。

5、端面偏斜（見圖五）  

表征為密封面磨損不均勻，造成密封面中凸或中凹，在介質(zhì)變壓力工況下，表現(xiàn)為密封性能不穩(wěn)定；能使密封面摩擦轉(zhuǎn)矩增大，并產(chǎn)生大量的摩擦熱。產(chǎn)生端面偏斜的原因有：工作壓力超過許用值，或液力平衡選取不當(dāng)?shù)取?

6、磨粒磨損（見圖六）  

磨粒磨損通常是由于嵌入軟環(huán)內(nèi)或附夾在端面間的顆粒所引起的。后者比前者引起的磨損小。前者磨損往往出現(xiàn)在硬環(huán)端面上，呈圓周溝槽且同心分布。圖中的碳化鎢硬質(zhì)合金的磨損痕跡即位一例。

7、流體的浸蝕和氣蝕（見圖七）

密封件的內(nèi)外圓表面、背端面出現(xiàn)凹坑麻點(diǎn)，這是因高速流體長期沖擊的結(jié)果。就流體浸蝕來說，破壞是由于小滴液強(qiáng)烈的壓縮脈沖傳到材料表面引起周圍面積強(qiáng)大的剪切變形，這種變形反復(fù)進(jìn)行，就能引起疲勞破壞型麻點(diǎn)。氣蝕是由于流體流動(dòng)連續(xù)性被破壞，在高速運(yùn)動(dòng)或振動(dòng)的表面接觸中形成的蒸汽泡或氣泡的破滅所引起的沖擊而產(chǎn)生的。

8、密封環(huán)的機(jī)械變形與熱變形（見圖八）

9、橡膠O型圈的擠出損壞（圖九）

由于壓力作用及介質(zhì)的侵蝕，使O型橡膠圈變軟，而擠入小間隙中，又由于應(yīng)力集中使密封圈出現(xiàn)斷裂或剝落。

10、橡膠O型圈永久變形（圖十）

由于高溫、壓縮率過大或過載等使橡膠O型圈變成方形。

11、橡膠O型圈溶漲（圖十一）

由于橡膠與介質(zhì)的不溶性，O型圈發(fā)生溶漲而變軟、發(fā)粘、起皮、破裂。

12、橡膠O型圈老化（圖十二）

橡膠老化表現(xiàn)為變硬，通常是由于儲(chǔ)存期過長，接觸陽光、臭氧或是受熱老化變硬，因而失去彈性。

13、橡膠O型圈表面產(chǎn)生裂紋（圖十三）

橡膠O型圈長期處于拉伸狀態(tài)下，在空氣中放置時(shí)間過長，表面接觸油污，或受臭氧影響，都可產(chǎn)生表面龜裂。

14、橡膠O型圈擠裂啃傷（圖十四）

由于座孔和軸端未倒角，或殘留毛刺，O型圈裝入時(shí)被啃傷劃破。

15、O型圈內(nèi)周被磨損（圖十五）

當(dāng)軸表面粗糙，軸竄動(dòng)，軸與密封件不垂直而偏斜、振動(dòng)，支座偏歪時(shí)，補(bǔ)償環(huán)O型圈與軸間產(chǎn)生微量的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而使橡膠O型圈磨損。

16、O型圈處被阻塞（圖十六）

在密封介質(zhì)的一側(cè)，由于固體物料比率高或纖維物料多，補(bǔ)償環(huán)作浮動(dòng)調(diào)整時(shí)，固體物或雜質(zhì)進(jìn)入期間，產(chǎn)生阻塞，補(bǔ)償環(huán)不能作軸向滑移和浮動(dòng)調(diào)整；在大氣一側(cè)，由于液膜蒸發(fā)、冷凝沉積、分離蒸餾，引起濃縮物的堆積、也能阻塞O型圈正?；坪驼{(diào)整，從而使密封端面不能接觸而產(chǎn)生泄漏。

17、O型圈扭曲（圖十七）

橡膠O型圈的扭曲現(xiàn)象大多發(fā)生在密封距形安裝槽的結(jié)構(gòu)上，當(dāng)O型圈的斷面粗細(xì)不勻，或組合軸孔表面不光潔以及壓縮率過大時(shí)，都會(huì)引起O型圈扭曲。

18、焊接波紋管破裂   

這種現(xiàn)象大部分發(fā)生在波紋管兩端的內(nèi)焊縫處。這是因?yàn)閮?nèi)焊縫承受較大的拉力，并且兩端焊縫因振動(dòng)波的傳播使其工作條件更加惡劣；應(yīng)力集中對(duì)焊頭疲勞強(qiáng)度影響很大。從焊縫橫斷面來看，大多數(shù)裂紋產(chǎn)生在熔合線附件，這主要是由于焊縫根部的應(yīng)力集中。如焊接熱對(duì)片材冷作硬化的消除，使接縫區(qū)母材軟化而產(chǎn)生應(yīng)變。波紋管與前后端焊接的環(huán)座壁厚不等，其薄弱環(huán)節(jié)就在外徑邊緣上。使用中應(yīng)力主要作用在該處而產(chǎn)生裂紋。

不同的焊頭造成不同應(yīng)力集中和不同的破裂特征。圖18為波紋管焊頭的情況。a、b、c焊頭可以形成光滑的焊接，圖a為不對(duì)稱焊頭，這種焊頭往往沿焊縫較小一側(cè)破裂；b焊頭太小強(qiáng)度不足，在交變應(yīng)力下常常沿焊頭中間開裂。c焊頭是過分加強(qiáng)的焊頭，也容易造成較大的應(yīng)力集中。適合的焊頭應(yīng)三倍于波片的厚度。

19、壓蓋的剛性較差，將會(huì)出現(xiàn)（圖十九）所示的情況，即靜密封墊片損壞而產(chǎn)生泄漏。

上述典型失效案例可以看出，故障分析是解決密封泄漏和損壞的一種非常有效的方法。這種方法簡(jiǎn)單易行，而且很容易發(fā)現(xiàn)問題的焦點(diǎn)，并針對(duì)性地加以解決。任何一種結(jié)構(gòu)形式的機(jī)械密封都有其優(yōu)點(diǎn)，但也不可避免地存在一些局限，只能通過舉一反三，掌握其原理，從多方面出發(fā)考慮，綜合的分析故障原因，再針對(duì)不同設(shè)備，不同工況，分別加以分析，選擇最佳的配套方案，來解決機(jī)械密封的現(xiàn)場(chǎng)故障。