1.1   潤(rùn)滑失效

 

正常工作機(jī)封的硬對(duì)硬表面密封取決于輸送介質(zhì)帶來(lái)的潤(rùn)滑。干運(yùn)轉(zhuǎn)或潤(rùn)滑缺乏的情況會(huì)產(chǎn)生以下描述的情況。

 

①   干運(yùn)轉(zhuǎn)

干運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)生在當(dāng)沒(méi)有液體存在于密封周圍時(shí)，可能由于泵中輸送介質(zhì)的缺失或排氣不良造成，在密封周圍形成了空氣狀態(tài)。潤(rùn)滑薄膜的缺失會(huì)引起密封面之間的加劇摩擦，導(dǎo)致溫度急劇上升。

當(dāng)沒(méi)有輸送介質(zhì)與密封環(huán)相接觸時(shí)，熱量則必須通過(guò)密封本體導(dǎo)走。很多帶硬密封面的密封件可以在幾分鐘內(nèi)達(dá)到近幾百度的高溫。因此，典型的由于干運(yùn)轉(zhuǎn)造成的損壞是使其中的橡膠密封件燒損(高溫老化或碳化)。破壞通常發(fā)生在O形密封圈接觸高溫密封環(huán)位置，如圖1

 

②  潤(rùn)滑缺乏

與干運(yùn)轉(zhuǎn)比較類似，由于潤(rùn)滑的缺乏導(dǎo)致的在密封表面產(chǎn)生的摩擦熱同樣可能造成問(wèn)題。潤(rùn)滑的缺乏可能發(fā)生在當(dāng)輸送介質(zhì)粘度非常低或者溫度在環(huán)境壓力下遠(yuǎn)高于沸點(diǎn)的時(shí)候。

在此類工作環(huán)境中，消散在密封表面較小區(qū)域的摩擦熱可以達(dá)到很高，密封表面局部交替的加熱和冷卻可能會(huì)導(dǎo)致細(xì)小、徑向的熱裂紋（如圖2）。同樣，交替的加熱和冷卻也可能導(dǎo)致橡膠密封件的加速疲勞，體現(xiàn)為彈性加速喪失。

 

2.1 污染失效

很多時(shí)候，輸送的介質(zhì)是一些混溶液體和固溶類液體的混合物，還可能有一些懸濁的不可溶微粒。

在密封間隙中的潤(rùn)滑薄膜通常要承受較大的溫度、壓力和速度梯度。這些加重了在密封間隙或近密封間隙周圍的析出和沉積的風(fēng)險(xiǎn)。

 

①  阻礙

機(jī)封受阻礙：表示機(jī)封旋轉(zhuǎn)部分的軸向運(yùn)動(dòng)受阻。阻礙的主要發(fā)生于O形密封圈相關(guān)位置，也有出現(xiàn)于波紋管密封有關(guān)位置。當(dāng)與O形圈機(jī)封相關(guān)時(shí)，沉降或析出可能會(huì)在軸上O形圈旁發(fā)生堆積，阻礙了O形圈的自由滑動(dòng)。當(dāng)溫度或者系統(tǒng)壓力變化時(shí)，部件尺寸同樣也會(huì)隨之變動(dòng)，因此，O形圈必須能夠在軸或者套上自由滑動(dòng)，從而繼續(xù)正常工作(如圖3)另外一種發(fā)生情況是當(dāng)橡膠密封圈使用在接近許用極限溫度或壓力，甚至由于對(duì)介質(zhì)兼容性的影響時(shí)，動(dòng)態(tài)O形圈與軸產(chǎn)生了一定附著力。一些橡膠如FKM與不銹鋼就有較高的附著趨勢(shì)。但由于在分析評(píng)估時(shí)，密封已經(jīng)被拆卸下來(lái)，受阻礙造成的失效一般不容易被發(fā)現(xiàn)。

②   阻塞

當(dāng)輸送介質(zhì)有較高含量的懸濁顆?；蚶w維時(shí)，密封可能會(huì)由于在彈簧、波紋管或O形圈上發(fā)生析出或顆粒和纖維的固化導(dǎo)致失效。沉積速率則與密封周圍的輸送介質(zhì)和流動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。在某些極端的案例中，金屬波紋管機(jī)封由于沉積影響導(dǎo)致波紋管軸向彈簧動(dòng)作受阻，結(jié)果當(dāng)應(yīng)用環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，密封張開泄漏。見圖4

另外一種情況，當(dāng)工作環(huán)境的變化迫使沉積阻塞的波紋管產(chǎn)生一個(gè)軸向壓縮時(shí)，機(jī)封可能會(huì)產(chǎn)生一個(gè)極大的密封關(guān)閉力。這種情況也會(huì)導(dǎo)致由于密封部件的過(guò)量機(jī)械應(yīng)力或潤(rùn)滑缺乏而造成失效。對(duì)于用于二次密封的橡膠O圈的體現(xiàn)形式可能為加速疲勞或高溫老化。
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