机械密封的故障分析及质量要求

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摘要:国内外的统计表明,机械密封故障占离心泵故障的50%~70%,机械密封故障中老化性故障占10%~30%,绝大部分属于事故性故障,事故性故障是分析研究故障的对象。

一、机械密封的故障分析方法

  1. 机械密封的故障分析的必要性

国内外的统计表明,机械密封故障占离心泵故障的50%~70%,机械密封故障中老化性故障占10%~30%,绝大部分属于事故性故障,事故性故障是分析研究故障的对象。

  1. 做好故障分析

进行故障分析的入员要具备两个条件,一是有一定的基础知识;二是有丰富的实践经验,此外,还要热爱本职工作,深入现场实际亲自开展故障分析。

  1. 做好机泵维修记录和故障分析记录

应建立机泵运转台帐、机泵维修台帐和密封、故障登记录等记录表,按时准确地记录维修台帐及密封失效现象、失效部位、失效时间及寿命,原因分析和改进措施。

  1. 资料收集

正确地判断来源与周密地调查研究。这个调查过程就是对现场状况询问、观察、检查及必要的测试。即收集现场资料(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,深入细致地进行现场观察、防止主观臆断和片面性。

  1. 综合分析

对资料归纳整理、抓住主要问题作出初步诊断,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。在技术上精益求精,不断地提高对故障的认识,在分析故障时要作好记录、保存好损坏的密封件。一般机械密封故障分析时常见的外部情况也可直接校正或最后作为故障诊断的方向。

密封拆卸时保持零件的原貌,不要损坏,分析和检查全部零件,清洗后再检查磨损情况。故障分析主要内容就是通过对摩擦副(或磨损)痕迹、磨损程度、位置大小的分析确定事故原因并制订改进措施。

二、一般故障诊断的方法——目测检查和故障判断

通常失效原因最好的、最重要的标志从目测检查开始,一旦原因确定,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丟掉,就无法追回。为了避免关键信息丢失的危险性,应注意下列失效模式:

① ?外部征兆;

② 拆卸前检查结果;

③ 拆卸后检查结果;

④ 各密封元件的目测检查结果。

故障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。诊断是维修入员将通过现场观察、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,对设备的故障作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。

三、明确机械密封的技术要求

  1. 机械密封的自由度

机械密封有三个自由度,即轴向移动、径向移动及绕轴转动,控制三个自由度主要措施是提高机械密封的安装精度,机械密封安装中,端面平直度与转轴轴线的垂直度最为重要。这常常是造成机械密封泄漏的主要原因之一。

  1. 密封的振动

机械密封的泄漏大部分是从摩擦副面泄漏和密封圈泄漏的。所以有必要检査轴与密封腔、密封压盖、轴套与轴等一系列安装精度和加工精度。

① 轴的直线度一般不大于0.05mm。

② 轴对密封腔的水平窜动(指多段泵安装后)用打表法完成。

③ 密封轴套与轴间隙δ:0.04~0.06mm(指机械密封)。

④ 轴的偏心。利用抬轴法检査,当读数大于0.05mm表明轴承发生磨损。

⑤ 联轴器找正,驱动端与轴间的找正,应定期检查,这是很重要的。

⑥ 热态和冷态找正的检查特别是泵的流体温度高于80℃,运转几个小时以后,一旦停车应立即找正检查,如有必要须重新找正。

⑦ 密封零件,无论从制造精度上和安装精度上,都要求很严格,安装不当会影响机械密封的性能,严重会导致密封失效,因此,必须在安装中加以特别的注意。

⑧ 安装前的准备工作及注意事项,检查机械密封型号、规格,特别是机械密封的质量是否合格。

⑨ 静环尾部与防转销顶部应保证1~2mm的间隙,以免缓冲失效。检查弹簧旋向,芦簧旋向应与轴的旋向相同,如果方向搞错传动就会失败。

⑩ 机械密封在正常工作状态下的安装尺寸。检查机械密封的安装尺寸是否与图纸一致,检查压缩长度允差一般为士0.5mm。

压盖。压盖螺钉不能拧得太紧以免发生静环变形造成泄漏。这一点很重要,如果有四个螺钉最好按1、3、4、2的顺序拧紧。

弹簧压缩量一定要按规定进行,不允许有过大或过小的现象。误差允许士2mm(指大弹簧密封),小弹簧密封和波纹管密封误差允许±0.5mm。弹簧旋向应与轴转动方向一致。

动环安装后必须保证动环能在轴上或轴套上灵活移动。为了使转子平衡运转时不产生较大的振动,安装时应注意以下几点:转子的径向跳动,叶轮口环不超过0.06~0.10mm,轴套等部位不超过0.04~0.06mm,叶轮找平衡。

密封箱与轴的同轴度0.l0mm。

密封箱与轴的垂直度0.l0mm。

转子的轴向窜动0.30mm。

压盖与密封腔配合支口同轴度0.l0mm。

工作温度下泵与电机的同轴度:轴向0.08mm,径向0.10mm。

 

四、机械密封的质量检查

高质量的机械密封必须有良好的密封性能、泄漏量小和使用的耐久性。

① 机械密封的质量检查。首先检查密封动静环的平直度,一般机械密封的平面的平直度应在0.0006~0.0009mm。光学平晶检查2~3个干涉带,如果不合格必须研磨平后才可使用。动静环两端面平行度0.02~0.03mm。

② 密封弹簧的质量检查。首先检查弹簧的高度必须符合设计要求,同一密封小弹簧自由高度差不大于0.5mm,两面磨平后,放在平板上不允许摇动。

③ 波纹管密封的质量检查。外观及尺寸的检查,焊缝应无熔合及气孔等缺陷,焊缝光滑均勻、应无明显的焊瘤、波纹管的平行度在0.5mm。波纹管的刚度值在弹簧测试机检查在190~250N之间。这样才能保证密封的端面比压。

④ 机械密封圈的检查。橡胶圈截面圆整,表面光滑、无凹凸不平等缺陷。

五、机械密封的试车和运行

如果要求机械密封不仅有理想的使用寿命,同时又有最小的泄漏率,就要对密封进行精心的设计和安装,而且还要有正确的试车程序、操作规程和操作规范。试车的主要目的是确保密封在开车时不会出现干摩擦现象,以便在运转中建立起良好的润滑状态。

标签:机械密封

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