机械密封失效分析与故障分析通用范本

机械工程中机械密封环的失效分析与改进
一、机械密封环的失效分析：
1.密封环的磨损：机械密封环在运行过程中，由于摩擦和磨损，导致密封环表面不平整，从而影响其密封性能。

2.密封环材料的老化：密封环材料的老化是导致机械密封环失效的一个主要因素。

长时间高温、酸碱等环境条件下，密封材料会发生物理和化学变化，导致密封环性能下降。

3.密封环的断裂：机械密封环在机械振动或机械冲击的作用下，可能会发生断裂，从而导致泄漏。

4.密封环的设计缺陷：一些机械密封环的设计存在缺陷，比如剖面设计不合理、尺寸匹配不当等，导致其失效。

二、机械密封环的改进：
1.优化密封环材料：选择抗磨损、耐高温、耐腐蚀等性能良好的密封环材料，如陶瓷、金属等，以提高密封环的使用寿命和可靠性。

2.改进密封环结构设计：通过优化机械密封环的剖面设计、尺寸匹配等，提高密封环的密封性能和耐久性。

3.引入新的密封技术：如采用真空密封技术、磁悬浮密封技术等，可以改善传统机械密封环的失效问题，提高密封性能。

4.定期检修和保养：定期检查机械密封环的磨损情况，及时更换磨损严重的密封环，同时进行润滑保养，以延长其使用寿命。

综上所述，机械密封环失效的原因很多，但通过合理的分析和改进措施，可以有效减少其失效可能性，提高机械密封环的使用寿命和可靠性，保证设备的正常运行。

因此，工程师和技术人员应密切关注机械密封环的失效问题，并不断优化改进，以满足不同应用领域对密封性能的要求。

机械密封失效分析与故障分析机械密封是一种常见的密封方式，广泛应用于各种工业设备中，它起到防止液体或气体泄漏的作用。

然而，由于机械密封长时间运行或使用条件不当等原因，可能出现失效或故障。

本文将对机械密封的失效分析与故障分析进行探讨。

首先，机械密封的失效主要表现为泄漏。

泄漏可能来自密封面之间的间隙或密封材料的损坏。

泄漏的原因可以是由于机械密封的安装不当、密封面磨损、密封材料老化或质量不合格等多种因素。

在进行失效分析时，需要对泄漏的位置、程度以及泄漏时的工况等进行全面的观察和记录，以便找出失效的根本原因。

其次，机械密封的故障种类较多，常见的故障有密封面磨损、泄漏、密封材料老化、弹簧断裂等。

对于不同的故障，需要采取相应的措施进行修复或更换。

比如对于密封面磨损导致的泄漏，可以通过研磨、打磨或更换密封面来解决；对于弹簧断裂，需要更换弹簧等。

在进行故障分析时，需要梳理故障出现的原因、频率以及对设备运行的影响，以便采取相应的措施进行维修和防范。

失效分析和故障分析的目的是为了找出机械密封失效和故障的原因，并采取相应的措施进行预防和维修。

对于机械密封的失效分析，可以通过实验手段进行模拟和验证，例如使用试压设备对机械密封进行压力测试，以检测泄漏的位置和程度；对于机械密封的故障分析，可以通过观察故障部件的状态和特征来确定故障原因，同时可以进行实验和实地测试，以验证故障的原因和解决方案。

在进行机械密封失效分析与故障分析时，需要注意以下几点。

首先，要对机械密封的运行条件、使用环境以及工艺参数进行详细了解和记录，以便进行精确的分析。

其次，要进行全面的检查和测试，包括外观、内部构造、密封面状态、密封材料性能等等。

第三，要对失效和故障进行分类和归纳，以便建立相应的数据库和维修记录，为以后的失效分析和故障排除提供参考。

最后，要不断总结和积累经验，不断完善和改进机械密封的设计、安装和维护，以提高机械密封的使用寿命和性能。

总之，机械密封的失效分析与故障分析对于保证设备的安全运行和延长设备的使用寿命非常重要。

( 安全技术 )单位：_________________________姓名：_________________________日期：_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改机械密封失效分析与故障分析(2021年)Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that peoplemake mistakes机械密封失效分析与故障分析(2021年)1.腐蚀失效机械密封因腐蚀引起的失效为数不少，常见的腐蚀类型有如下几种。

（1）表面腐蚀由于腐蚀介质的侵蚀作用，机械密封件会发生表面腐蚀，严重时也可发生腐蚀穿孔，弹簧件更为明显，采用不锈钢材料，可减轻表面腐蚀。

（2）点腐蚀弹簧套常出现大面积点蚀或区域性点蚀，有的导致穿孔，此类局部腐蚀对密封使用尚不会造成很严重的后果，不过大修时也应予更换。

（3）晶间腐蚀碳化钨环不锈钢环座以铜焊连接，使用中不锈钢座易发生晶间腐蚀，为克服敏化的影响，不锈钢应进行固溶处理。

（4）应力腐蚀破裂金属焊接波纹管、弹簧等在应力与介质腐蚀的共同作用下，往往会发生断裂，由于弹簧的突然断裂而使密封失效，一般采用加大弹簧丝径加以解决。

（5）缝隙腐蚀动环的内孔与轴套表面之间、螺钉与螺孔之间，O形环与轴套之间，由于间隙内外介质浓度之差而导致缝隙腐蚀，此外陶瓷镶环与金属环座间也会发生缝隙腐蚀，一般在轴套表面喷涂陶瓷，镶环处表面涂以黏结剂以减轻缝隙腐蚀。

（6）电化学腐蚀异种金属在介质中往往引起电化学腐蚀，它使镶环松动，影响密封，一般亦采取在镶接处涂黏结剂的办法予以克服。

2.热损失效（1）热裂如密封面处于干摩擦、冷却突然中断、杂质进入密封面、抽空等，会导致环表面出现径向裂纹，从而使对偶环急剧磨损，密封面泄漏迅速增加。

碳化钨环热裂现象较常见。

机械密封故障分析及解决方法一、机械密封故障分析1、温度升高造成的故障对于机械密封来说，温度的升高会造成故障，由于温度升高，造成机械密封端面润滑膜的汽化，使两端面出现干摩擦，由于产生的摩擦热量大，使得磨损加剧和造成热应力裂纹而使密封动静环断裂甚至碎裂。

由于温度升高摩擦副浸渍物流出，使及摩擦副粘连，这时温度可能超过材料的极限使用温度导致不允许有的热变形，在突然载荷下也可能产生热应力裂纹造成密封故障以至密封失效。

另外，温度的升高也可能使热镶环掉片或造成间隙值超过辅助密封圈的允许值。

在这种情况下，内压会把密封圈从间隙挤出造成故障。

温度的升高也能造成沉淀积沉而妨碍密封工作。

高压锅炉给水泵所用介质是工业清水，采用的机械密封是831机械密封，密封腔内温度最高为180℃，所以在使用时温度不可过高。

如果使用介质温度超过该极限温度，要采取适当的措施对密封腔加以冷却，以保证机械密封的正常使用，免出故障。

2、动环炸裂、静环严重磨损造成的故障高压锅炉给水泵用平衡型机械密封一般都装设冷却循环系统，以保证密封腔的温度，满足机械密封可靠使用。

冷却循环系统上装有冷却器和过滤器，冷却器的作用是给水泵腔内热介质经过冷却器后降温，再循环到密封腔内。

过滤器的使用是过滤循环的介质中的杂质，如果过滤器堵塞或系统管路泄漏或切换控制阀失灵，都会使密封腔内瞬间断水或时断时通，这时密封端面得不到良好的冷却、冲洗、形成温差，造成密封环的炸裂，使静环严重磨损，使密封泄漏造成故障。

所以使用时要经常检查系统管路，过滤器要经常清洗，以防堵塞换热器要充分排气或在系统中装设报警器等，已达到及时排除故障延长机械密封的使用寿命。

3、辅助密封圈的损坏造成的故障机械密封除了端面密封外，在和轴接触的部位和压盖接触的部位，使用辅助密封O型圈、V 型密封圈及U型密封圈等来解决静密封问题。

高压锅炉给水泵采用平衡型机械密封的静密封，采用的是O型密封圈，其材料为橡胶制品，如果O型密封圈损坏，也造成故障产生少量泄漏，这时解决的方法是更换O型密封圈，以防泄漏的产生，根据我们多面工作经验一般O型密封圈产生故障有以下几个原因。

为某种原因出现的偶然密封失效。

动静环机械磨损实例如图1所示，波纹管外侧结焦实例如图2所示。

图1 动静环机械磨损实例图2 波纹管外侧结焦实例2.1 腐蚀失效腐蚀失效一般有点腐蚀、面腐蚀、应力破坏腐蚀、电化学腐蚀等。

点腐蚀除妖出现在弹簧套，从而破坏弹簧结构。

面腐蚀主要是因为具有腐蚀介质的接触而出现表面的腐蚀，从而破坏密封作用。

应力腐蚀破坏主要应力与腐蚀共同作用下从而出现的弹簧破裂等破坏。

电化学腐蚀主要是因为不同种类金属引起的电化学反应导致的腐蚀。

0 引言机械密封因为具有良好的密封性能以及轴承磨损量小等优点，广泛用于冶金及石油化工泵设备上。

同时机械泵工况运作较为恶劣，存在高温高压以及介质特殊等特点，容易导致机械密封出现密封失效现象，进而导致设备停止工作的状况。

机械密封失效的原因以及失效的形式多种多样，对其仔细研究分析才能更好地提出科学有效的解决方法。

1 机械密封机械密封主要是由动静环、冷却装置以及压紧弹簧等构成，通过流体作用在轴上滑动端面流体压力，以及结构补偿上的弹力和其他的辅助密封装置共同作用下的密封结构。

机械密封核心的部件为动环和静环，动、静环结构必须具有足够的刚度与强度，以满足在恶劣工况条件下的温度、压力、流体的冲击。

同时还必须具有良好的耐热冲击力，即要求材料具有良好的导热系数及较小的膨胀系数，保证材料在热冲击时不出现开裂。

2 机械密封失效类型机械密封的失效形式种类较为繁多，主要的失效可以分为：(1)早期失效，主要是结构安装方式不正确以及机械密封结构设计不合理等造成；(2)磨损失效，主要因为设备长期使用过程中，因为材料的磨损或者疲劳老化等导致出现磨损失效，该种失效方式也是机械密封中主要的失效方式；(3)偶然失效，主要是因为泵在恶劣工况环境下运行时因机泵机械密封失效的分析与解决措施甘一凡(广东省中海油惠州石化有限公司，广东 惠州 516086)摘要：机械密封是一种通过旋转机械的轴密封结构，常用于离心泵、压缩机等设备中，是一种主要的轴密封形式。

BV15机械密封的失效分析及处理摘要：通过对BV15机械密封的失效分析，提出相应的改造措施，提高机械密封的安全可靠性，延长机械密封的使用周期,经实践证明，使用效果良好。

关键词：抽空；机械密封；汽蚀；失效分析密封在各大炼厂的压缩机、泵及釜类设备中应用非常广泛。

密封可以影响机器设备的安全性、可靠性和长周期运转，特别是在石油化工企业中，流体具有易燃、易爆，腐蚀性，有毒等特点，一旦密封失效，介质泄漏不仅污染环境，影响人体健康，而且还会导致火灾、爆炸和人身伤亡等重大事故。

随着石油化工生产和密封技术的发展，对密封的密封性与可靠性的要求更加严格，以确保轴封工作的可靠，确保机泵的工作安全和生产正常运行，机械密封的泄漏量和使用寿命决定了轴封的可靠性，这就要求对密封做出可靠性分析。

1密封失效的几种现象1.1泵轴向窜量大以我厂环氧氯丙烷装置E-PU-18泵为例，该泵选用CZT型单级悬臂式离心泵，该泵没有设计平衡轴向力的设施，致使该类泵运转时存在较大的轴向力，轴窜量大，使得机械密封轴向补偿失效和泄漏，进而密封石墨环损坏，出现泵泄漏。

1.2机泵存在易抽空现象该泵原装机械密封采用内装式、大弹簧、非平衡型密封，密封型号为：35-BV15-F3，工艺介质为环氧氯丙烷，介质粘度较大，较容易汽化，环境Pa又为负压，机泵在运行时，经常有抽空现象，造成密封静环抽出，使密封泄漏。

1.3密封本身设计缺陷该机械密封轴向动密封采用“V” 型四氟密封圈与轴直接接触（设计时无轴套），在安装使用过程中易造成“V”型圈翻边与轴磨损，轴封处不能形成光洁密封面，抽空后，动环及密封圈不能恢复原位无法补偿密封压量，使密封失效，造成轴磨损严重无法修复而报废。

另外在安装过程中，由于场地等外部条件的制约，石墨静环容易损坏，对机械密封造成不应有的损失。

2密封失效分析密封抽空破坏是机械密封经常出现的故障，尤其是装置开车初期，操作不平稳，抽空现象更是经常出现，抽空往往造成密封泄漏，对装置的安全生产构成较大的威胁。

机械密封的故障及维修方法机械密封的故障及维修方法如下：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、辅助密封圈的故障：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,最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、动静环端而粗糙.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：增大密封腔内径或减小转动件外径，至少保证0。

75mm的间隙。

3、密封断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、冷却不足或断面再安装时夹有颗粒杂质。

处理方法：增大冷却液管道管径或提高液压.三、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形密封圈方向装反。

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：增大密封端面宽度，并相应增大弹簧作用力.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）。

根据该泵密封失效后的损坏情况，初步判断其机械密封失效有以下原因：①除密封失效及寿命短外，其余一切情况正常，因此，可以排除装配误差、辅助系统、机泵振动及工艺操作等因素的影响，大致可以认为是设计缺陷引起的密封失效。

②从密封面的失效现象看，动环表面出现径向裂纹，辅助密封圈老化，属于典型热损失效。

石墨静环磨平并有开裂现象是磨损和热损双重作用所致。

③1997年大检修后因生产的需要，工艺上做了部分调整，增加了轻质油产率，致使该泵输送的汽油中轻质组分增加，并含有少量的液化汽成分(c4、c5)，导致摩擦副工作的温升过大，动环出现热裂现象，同时静环磨损加剧，使密封寿命大为降低。

图1 不同相态机械密封液体膜载荷与膜厚关系另外，104-45型机械密封使用的psv值和工作pbv值均超过了允许值。

而端面比压pb的大小对机械密封的稳定运行有着极大的影响。

端面比压太小容易产生泄漏。

端面比压太大，会使摩擦面液膜减薄，液膜承载力降低，摩擦因数加大，使用寿命降低。

综上所述，脱乙烷汽油泵机械密封失效的原因是由于汽油中轻组分的增加，介质更易于汽化，液膜承载能力降低，端面比压过大，液膜减薄，摩擦副在不稳定的似汽相状态下工作，摩擦热增加，端面温升过大，进而引起更多的轻质汽油组分汽化。

如此循环，最终摩擦副在干摩擦状态下工作，使石墨静环磨损加剧。

同时，过大的端面温升使碳化钨动环出现径向热裂纹，辅助密封圈老化，介质泄漏增加，密封寿命大为缩短，最终使机械密封迅速失效。

3 改进措施及应用效果为了适应输送介质的变化，结合该泵的具体条件，采取了2种措施来降低密封的端面比压。

①将104-45非平衡机械密封改为110-45平衡型机械密封，使密封的平衡系数β由1.177降为0.77。

②根据石油大学流体动密封研究室的实验，在密封面上开圆弧槽可显著提高液膜的承载能力，增加密封稳定性。

限于加工条件，我们仅在110-45型机械密封的石墨静环表面上加工了8个半圆形凹槽，增强了端面液膜的承载能力，降低了端面比压，并使密封的润滑性能得到了改善，降低了摩擦副的摩擦因数，减少了端面的摩擦热及由温度升高引起的端面汽化现象，避免了干摩擦的出现。

冰机机械密封失效原因分析和处理
冰机机械密封的失效会导致制冰机的故障和性能下降。

机械密
封的失效可能由以下原因造成：
1. 摩擦和磨损：机械密封在工作中需要承受较大的摩擦和磨损，如果密封面和轴承表面不平整或轴承出现磨损，会导致机械密封的
失效。

2. 使用环境影响：制冰机是在低温环境下工作的，如果机械密
封组件的材质不耐低温或容易受潮，也会导致机械密封的失效。

3. 安装不当：机械密封的安装需要严格按照制造商的要求来进行，如果安装不当或紧固力不够，会导致机械密封的失效。

针对机械密封失效，我们可以采取以下处理方法：
1. 调整和修整密封面和轴承表面，保持平整度和光洁度，以防
止摩擦和磨损。

2. 选用耐高温、耐低温、抗腐蚀、耐磨损的材料制作密封组件，以确保机械密封的性能和寿命。

3. 按照制造商的要求进行正确的安装和紧固，避免机械密封组
件松动或安装不当导致机械密封的失效。

4. 定期检查和维护密封组件，及时更换磨损严重或失效的部件，保持机械密封的性能和寿命。

机械密封是制冰机的重要组成部分，其失效会直接影响到制冰机的正常运行。

只有做好预防和维护工作，才能减少机械密封失效的概率，保证制冰机的稳定性能和运行效率。