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

1、端面不平（見圖一）  

在鈉光燈下用平晶檢測密封面，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） 

密封面上有對稱不連續(xù)的亮帶，這是由于熱變形引起的。有時，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，會很快使對磨的軟環(huán)凸臺消失完。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連續(xù)性被破壞，在高速運(yùn)動或振動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，軸與密封件不垂直而偏斜、振動，支座偏歪時，補(bǔ)償環(huán)O型圈與軸間產(chǎn)生微量的相對運(yùn)動而使橡膠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)作浮動調(diào)整時，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，都會引起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。這是因為內(nèi)焊縫承受較大的拉力，并且兩端焊縫因振動波的傳播使其工作條件更加惡劣；應(yīng)力集中對焊頭疲勞強(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。這種方法簡單易行，而且很容易發(fā)現(xiàn)問題的焦點(diǎn)，并針對性地加以解決。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)場故障。