机械密封是由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力的作用及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成防止流体泄露的装置。机械密封在石油和化工企业使用非常广泛,由于其密封性好,性能稳定,泄漏量少,摩擦功耗低,使用周期长,对轴(或轴套)磨损很小,能满足多种工况要求等特点而被广泛使用。但是其密封结构复杂,使用条件苛刻,价格高及维修技术高等特点,特别是机械密封工艺条件温度、压力等工艺参数的影响直接关系到设备机械密封的性能和使用寿命,因此,找出机械密封失效原因及改进措施是保证企业安全生产,提高设备使用寿命的重要任务。
机械密封失效的原因分析
腐蚀失效
(1)表面腐蚀。
机械密封件会因腐蚀介质的侵蚀而导致表面腐蚀,严重时会造成腐蚀穿透。
(2)点腐蚀。
弹簧套常出现大面积或区域性的点蚀,有的导致穿孔。此类局部腐蚀对密封的使用虽未造成严重后果,但大修时也应更换.
(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
在应力和介质腐蚀的共同作用下,金属焊接管道、轴承、弹簧等会发生现象。
(5)间隙腐蚀。因介质浓度之差而导致缝隙泄露而长生腐蚀。
(6)电化学腐蚀。密封中使用的金属因工作环境的介质而发生电化学反应,SLS20-110机械密封,导致密封失效。
密封的灵活性选择
主轴的轴向和径向运动需要与弹簧之间保持一定的灵活性,以保证接触面之间的密封。然而,只能提供一定程度的灵活性。液泵的机械状况及其长度直径比(一种主轴的直径与其延伸长度之比的衡量方式,比值越低越好)对密封的可靠性起着重要的作用。密封的灵活性一般由一个大型主弹簧和一系列小弹簧或波纹密封装置提供保证。
化学工业所采用的传统密封设计,其密封压力施加于旋转面上,这种密封称之为旋转密封,因为弹簧或波纹密封装置与主轴一起旋转。比较新颖的设计,其弹簧或波纹密封装置安装于静止面上。在现在的机械密封上,上述两种密封方式都有非常普遍的应用,这样对于安装具有一定的灵活性。
早期设计的许多机械密封采用单一的大型弹簧围绕主轴排列,在液泵起动过程中,可为密封面提供很强的密封力。密封的作用依靠主轴的旋转来绷紧弹簧卷。