機封失效的表現(xiàn)形式之機械損壞

對失效的機械密進行拆卸、解體時，可以發(fā)現(xiàn)密封失效的型式多種多樣。
機械損壞的主要形式是磨損，其中包括其他由于機械強度不夠造成的各種形式的損壞。
①磨損損壞
在機械密封中，純粹因端面的長期磨損而失效的情況并不多見，但是因選材不當(dāng)，碳石墨環(huán)的高磨損的情況也較常見。有些工作人員認(rèn)為密封端面材料的硬度越高越耐磨，無論何種況，軟環(huán)材料均選擇硬質(zhì)碳石墨;然而，有些工況卻并非如此。在介質(zhì)潤滑性能差、易產(chǎn)生干摩擦的場合如輕烴介質(zhì)，采用硬質(zhì)碳石墨如M106K ，會導(dǎo)致其磨損速率高，而采用軟質(zhì)的高純電化石墨，其磨損速率會很小。原因是由石墨晶體構(gòu)成的軟質(zhì)石墨在運轉(zhuǎn)期間會有一層極薄的石墨膜向?qū)ε技砻孓D(zhuǎn)移，使其摩擦面得到良好潤滑而具有優(yōu)良的低摩擦性能。
碳石墨的選用是有限制的。當(dāng)介質(zhì)中固體顆粒含量超過5%時，碳石墨不宜作單端面密封的組對材料，也不宜作串聯(lián)布置的主密封環(huán)。否則，密封端面會出現(xiàn)高磨損。當(dāng)被密封介質(zhì)中含有固體顆粒時，密封環(huán)的組對材料均采用硬質(zhì)材料。如硬質(zhì)合金與硬質(zhì)合金或與碳化硅組對。
根據(jù)端面的摩擦磨損痕跡，可判斷出密封的運行情況。當(dāng)端面摩擦副磨損痕跡均勻正常，各零件的配合良好，這說明機器具有良好的同軸度；如果密封仍發(fā)生泄漏，則可能不是由密封本身問題引起的。當(dāng)端面出現(xiàn)過寬的磨損，表明機器的同軸度很差。當(dāng)出現(xiàn)的磨損痕跡寬度小于窄環(huán)環(huán)面寬度時，這意味著密封受到過大的壓力，使密封面呈現(xiàn)弓形。在密封面上有光點而沒有磨痕，這表明端面已產(chǎn)生較大的翹曲變形，這是由于流體壓力過大、密封環(huán)剛度差以及安裝不良等原困所致。如果硬質(zhì)環(huán)端面出現(xiàn)較深的環(huán)狀紋路溝槽，其原因主要是聯(lián)軸器對中不良，或密封的追隨性不好，當(dāng)振動引起端面分離時，兩者之間有較大顆粒物質(zhì)入侵，顆粒嵌人較軟的碳石墨環(huán)端面內(nèi)，軟質(zhì)環(huán)就像砂輪一樣磨削硬質(zhì)環(huán)端面，造成硬質(zhì)端面的過度磨損。
機械密封運轉(zhuǎn)一段時間后，若摩擦端面沒有磨損痕跡，表明密封開始時就存在泄漏，泄漏介質(zhì)被氧化并沉積在補償環(huán)密封圈的附近，阻礙了補償環(huán)作補償位移，這是產(chǎn)生泄漏的原因。黏度較高的高溫流體，若不斷地泄漏，最易出現(xiàn)這種情況。端面無磨損痕跡的另一種就是摩擦端面已經(jīng)壓合在一起而無相對運動，相對運動發(fā)生在另外的部位。
比如有些機封的磨損損壞是由于固體顆粒侵入密封面間，首先使軟環(huán)密封面磨損，但有時固體顆粒嵌入軟密封中而使硬密封面受到顆粒磨損。有些機封是石墨靜環(huán)發(fā)生嚴(yán)重磨損，致使靜環(huán)座亦發(fā)生磨損，旋轉(zhuǎn)動環(huán)嵌入靜環(huán)座達數(shù)毫米。措施：通常若介質(zhì)中固體顆粒的濃度達5%以上時應(yīng)采用硬對硬摩擦副。
②沖蝕和汽蝕損壞
密封流體對密封元件會造成沖蝕磨損。原因：在高壓差(約30個大氣壓以上)重負(fù)荷密封中出現(xiàn)，高壓差會使密封面翹起造成流體對密封面的沖蝕。同樣，在特別高的轉(zhuǎn)速下出現(xiàn)泄漏也會將密封面的結(jié)合材料(軟環(huán))沖刷掉以及磨損。
為防止此類磨損，應(yīng)使循環(huán)液量合適及合理布置其引入處。
③軸套磨損
由于O形圈與軸套之間有相對運動而產(chǎn)生軸套磨損。原因：機加工誤差、軸向竄動以及環(huán)座傾斜所致。另外，因介質(zhì)內(nèi)的固體顆粒(或其他固體顆粒)嵌入O形圈而致使軸套磨損及O形圈損壞。
④O形圈阻塞
因產(chǎn)品側(cè)密封空間內(nèi)固體顆粒(尤其是纖維物質(zhì))的積聚而使O形圈阻塞。另外，因介質(zhì)閃蒸逸出物在大氣側(cè)的緩慢沉積而使密封面不能保持緊密接觸。
⑤摩擦扭矩所致?lián)p壞
傳動螺釘與傳動套之間的磨損，一般發(fā)生在頻繁開停工況下，致使彈性元件失去彈性補償作用甚至密封面不能緊密貼合而失效。措施：采用傳動結(jié)構(gòu)。有時，因摩擦扭矩所致使橡膠波紋管與密封環(huán)脫離。
⑥金屬波紋管開裂
因劇烈振動及干運轉(zhuǎn)而造成金屬波紋管在焊接處開裂可采取撥叉?zhèn)鲃咏Y(jié)構(gòu)來避免。