机械密封失效分析与对策

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。

泵轴机械密封的失效分析1. 引言泵轴机械密封是一种常见的泵密封形式，其主要作用是防止泵在工作时发生泄漏。

然而，在使用过程中，泵轴机械密封可能会出现失效的情况，导致泵泄漏，影响设备的正常运行。

因此，本文将对泵轴机械密封的失效原因进行分析，并提供相应的解决方案。

2. 失效原因2.1 密封面磨损密封面磨损是泵轴机械密封失效的常见原因之一。

在泵运行时，由于轴向力和离心力的作用，导致密封面产生相对运动，从而引起磨损。

长时间的磨损会导致密封面的平整度下降，进而使泄漏增加。

2.2 密封环老化密封环的老化是导致泵轴机械密封失效的另一个重要因素。

密封环通常由橡胶或聚氨酯等弹性材料制成，在长期的使用过程中，受到介质的侵蚀和温度的影响，密封环会发生老化，丧失其原有的弹性，从而无法有效密封。

2.3 温度过高温度过高是泵轴机械密封失效的常见原因之一。

在一些高温工况下，密封面和密封环会因温度过高而变软，导致泄漏增加。

同时，高温还会引起密封面和密封环的热胀冷缩，进一步破坏密封性能。

2.4 泵压力过高泵轴机械密封在过高的泵压力下容易失效。

高压会增加密封面和密封环之间的接触力，导致磨损加剧，进而引起泄漏。

同时，过高的压力也会导致泵轴变形，进一步破坏密封性能。

3. 解决方案3.1 选用合适的材料合适的材料选择对泵轴机械密封的失效有重要影响。

在选择密封面材料时，需要根据介质的性质和温度要求进行合理选择，以提高密封面的耐磨性和耐腐蚀性。

同时，密封环材料也需要具有良好的耐热性和耐化学性，以延长密封环的使用寿命。

3.2 加强密封面润滑合适的润滑方式可以有效减少密封面的磨损，延长泵轴机械密封的使用寿命。

可以采用外润滑或者内润滑方式，对密封面进行充分润滑。

外润滑可以通过给密封腔注入润滑油进行实现，而内润滑则是通过在密封环内部设置润滑油腔来实现。

3.3 控制温度和压力控制温度和压力是预防泵轴机械密封失效的重要措施之一。

可以通过降低介质的温度和减少泵的运行压力来避免泵轴机械密封的失效。

机械密封故障的原因与处理(一）从机械损坏判断密封失效原因(1)动环断裂或开裂。

动环用脆性材料制成，断面较薄，非常脆弱。

若断裂表面变色不均匀，或者存在磨屑，动环断裂是在开车前或运行中发生的。

若没有磨屑、变色，断裂可能是在拆卸时造成的。

密封阻力过大造成的损坏一般伴有所配合的传动装置磨损或损坏。

原因可能是密封装配不当；安装操作失误；因压缩量过大、泵压力超高、润滑性差、密封面干摩擦、密封面冲蚀或密封面粘着造成的密封面阻力过大；泵压力超高；密封拆卸或解体时损坏；温度变化大。

预防纠正措施：安装时应小心操作，降低泵送液体压力，调整压缩量；加大冷却水量，降低密封温度，改善摩擦副环境，防止摩擦副润滑不良造成的阻力过大；仔细装配，避免密封卡死。

(2)密封面扭曲。

原因可能是压盖螺栓松紧不均或夹持力过大，冷却不好，有不均匀热应力。

泵操作压力过高，超出设计。

辅助密封膨胀，密封面不平或面间有杂物，密封环支撑面不合适。

应调整压盖螺栓压紧力至均匀、合适力度，调整冷却或冲洗液流量，保证密封面有足够的冷却和润滑，并除去流体中杂质。

降低泵的操作压力；改变辅助密封结构和材料；将密封面重新加工平直。

(3)密封面有擦伤和刻痕。

原因可能是制造或装配时损伤；密封面进入颗粒物。

可用机械或人工研磨消除刻痕或擦痕，消除流体中的颗粒物。

(4)密封环切边。

原因可能有：轴振动大或泵压力太高，轴弯曲或密封面与轴线不垂直。

应降低轴振动值，降低泵操作压力。

消除轴的弯曲变形，保持密封面和轴线垂直。

(5)密封环粘着磨损。

原因可能是密封面润滑冷却不良，局部温度过高；密封比压过大；密封面硬度不合适。

应加强冲洗、冷却，减小密封比压，提高密封面硬度。

(6)密封面磨粒磨损。

固体颗粒沉积在密封环或其附近，硬环密封面上出现有规则的槽痕，软环密封面上磨痕不均匀。

硬密封环应使用更硬的耐磨材料，同时采用双端面密封和洁净的密封液(油)。

(7)密封面严重磨损、开裂、变色和过热。

原因可能是密封面问无液体或液体不足，密封干磨。

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。

机械密封失效分析与故障分析机械密封失效分析与故障分析？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)晶间腐蚀碳化鸨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，不锈钢应开展固溶处理。

(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方法予以克服。

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。

碳化鸨环热裂现象较常见。

(2)发泡、炭化使用中如石墨环超过许用温度，则其表面会析出树脂，摩擦面附近树脂会发生炭化，当有黏结剂时，又会发泡软化，使密封面泄漏量增加，密封失效。

(3)老化、龟裂、溶胀橡胶超过许用温度继续使用，将迅速老化、龟裂、变硬失弹。

如是有机介质则溶胀失弹，这些均导致密封失效。

凡因热损引起密封失效，关键在于尽量降低摩擦热，改善散热，使密封面处不发生温度剧变。

3、磨损失效摩擦副若用材耐磨性差、摩擦因数大、端面比压(包括弹簧比压)过大、密封面进入固体颗粒等均会使密封面磨损过快而引起密封失效。

冰机机械密封失效原因分析和处理一、背景冰机是制作冰块的设备，一般在商业场所或家庭中常用。

在冰机的运转中，机械密封作为关键部件，起到防止冰块污染的作用。

但在长时间使用后，机械密封有可能会出现失效的情况，需要进行及时的分析和处理。

二、机械密封失效原因分析1.密封材料老化机械密封所选用的密封材料，常常会受到高温高压、腐蚀等环境的影响，长时间使用会造成老化。

密封材料老化后，导致其物理性能下降，耐磨性、密封性等都会受到影响，从而影响机械密封的性能。

2.磨损在机械密封的运转过程中，由于机械密封零件之间的相互摩擦，会产生磨损。

如果长时间没有对机械密封进行维护和保养，这种磨损会越来越严重，直到导致机械密封失效。

3.安装不当机械密封的安装对于其使用寿命也有很大的影响。

如果安装时没有按照设备的说明书操作，或者安装中出现了锅炉、错位等问题，都会导致机械密封提前失效。

4.介质不当介质（指冰机中的水或冰块）一般会对机械密封的耐磨性、耐腐蚀性造成影响。

如果介质中含有颗粒物、酸碱物质等，会对机械密封造成直接损坏，导致其失效。

三、机械密封失效后的处理方法1.更换机械密封如果机械密封失效的原因比较明确，比如密封材料老化等，可以采取更换机械密封的方法进行处理。

更换之前需要将机械密封进行彻底的检查，查看是否有其他零部件需要更换，以保证更换机械密封后的使用效果。

2.正确安装机械密封如果机械密封失效的原因是由于安装不当导致的，可以对机械密封进行重新安装。

安装时需要按照设备的说明书进行操作，避免出现安装不当的情况。

3.更换介质如果机械密封失效的原因是由于介质不当造成的，可以考虑更换介质。

更换介质前需要先将冰机中的现有介质排干净，然后再加入新的、对机械密封无害的介质。

四、结论机械密封失效是常见的问题，对于冰机的正常使用会造成很大的影响。

在使用中需要对机械密封进行定期检查和保养，及时排除问题。

若发现机械密封失效，应在更换之前对其进行认真检查，以避免造成更多的损失。

化工机械密封的故障原因与解决措施摘要：化工机械密封是保证化工设备正常运行和生产安全的重要组成部分。

然而，在实际应用中，化工机械密封常常面临各种故障和问题。

本文旨在分析化工机械密封的故障原因，并提出相应的解决措施，以改善其可靠性和稳定性。

关键词：化工机械、机械密封、故障原因、解决措施、引言：在化工生产中，化工机械密封起着关键的作用，能够防止介质的泄漏和外界物质的侵入。

然而，由于恶劣的工作环境、介质的复杂性以及机械密封的特殊性，密封故障经常发生，影响生产的连续性和安全性。

因此，深入了解化工机械密封的故障原因，并采取相应的解决措施，对于保障化工生产的顺利进行至关重要。

1、化工机械密封的故障原因1.1 密封失效的分类与表现：密封失效可以分为几个不同的类型和表现形式。

一种常见的失效类型是泄漏。

泄漏指的是密封件无法有效地阻止流体或气体从系统中泄漏出来。

这种失效可能是由密封件的损坏、松动或磨损引起的。

泄漏的表现形式可以是轻微的渗漏，也可以是严重的泄露。

另一种密封失效的类型是磨损。

磨损可能是由于密封件长时间的摩擦和磨损引起的。

这种类型的失效通常会导致密封件的表面磨损、变形或损坏，从而使其无法有效地密封。

还有一种类型的密封失效被称为蠕动。

蠕动是指由于密封件长时间的压缩和释放引起的变形和劣化。

这种失效可能会导致密封件的体积变大或变形，从而影响其密封效果。

1.2 密封故障的主要原因：密封故障可以有多种原因，以下是一些主要原因的介绍。

材料选择不当可能是导致密封故障的主要原因之一。

不同的介质对密封材料有不同的要求，如果选择的材料不能与介质兼容，就会导致密封失效。

其次，密封件的设计和制造质量也会对密封故障产生重要影响。

设计不合理、尺寸不准确、表面加工粗糙等都可能导致密封件无法正常工作，从而出现故障。

此外，工作环境的温度、压力和化学性质等因素也会对密封故障起到关键作用。

极端的温度或压力可能使密封件变形、弹性降低，从而导致失效。

机械密封失效原因与故障分析（二）机械密封的故障及处理方法如下：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。