01幹運轉

　　聽(tīng)到爆裂聲嗎(ma)?那是機械密封幹運轉時發出的聲音。機械密封設計用于在密封面之間使用少量流程液體(tǐ)，這種液體(tǐ)使密封面保持潤滑和冷卻。但是，當液體(tǐ)在密封面間發生(shēng)汽化時，就會産生(shēng)可聽(tīng)見的爆裂聲。

　　以下(xià)是導緻潤滑液/冷卻液汽化的常見原因：

　　1)軸向調整不當

　　2)夾帶空氣

　　3)填料函中(zhōng)滞留蒸汽

　　4)填料函中(zhōng)滞留固體(tǐ)

　　5)泵幹運轉

　　6)冷卻不足

　　7)沒有或安裝了錯誤的沖洗方案

　　8)流體(tǐ)蒸汽壓力過高

　　圖1：幹運轉造成嚴重的熱損傷(結焦)示例

　　圖2：由于幹運轉和機械變形而損壞密封面

如何預防或修複

　　爲防止幹運轉，通過增加沖洗流量或重新評估填料函的結構設計、密封沖洗系統或沖洗方案來使熱量遠離(lí)機械密封面。通過排空填料函壓蓋中(zhōng)的氣體(tǐ)或使用錐形孔填料函壓蓋釋放(fàng)滞留的蒸汽。

02高溫

　　如果在密封面上看到放(fàng)射狀裂紋(熱裂紋)或者堆積物(wù)(結焦)，那麽可能是溫度過高所緻。在這種情況下(xià)，密封所面臨的高溫是由泵或密封運行過程中(zhōng)産生(shēng)的熱量造成的。

熱裂紋

　　熱裂紋可以通過密封面中(zhōng)心出現的放(fàng)射狀裂紋來識别(見圖3)。這些裂紋充當切削刃的作用，導緻密封面相互摩擦時過早磨損。

　　圖3：源于密封面中(zhōng)心的放(fàng)射狀熱裂紋

結焦

　　結焦會在機械密封的大(dà)氣側留下(xià)堆積物(wù)或研磨碎屑。當密封在過高溫度下(xià)運行時，會出現這種聚積物(wù)，但也可能是由于沖洗液不幹淨或外(wài)部環境帶來的污染等原因而出現(見圖4)。

　　圖4：結焦示例

　　泵(在性能曲線上)遠離(lí)BEP運行時，會産生(shēng)過多的熱量;密封因高速運轉或在密封面施加過大(dà)壓力而産生(shēng)過多的熱量。

　　某些密封材料不是爲高溫應用而設計的。泵送高溫液體(tǐ)時，如果使用錯誤的結構材料，則會導緻機械密封過早失效。

如何預防或修複

　　保持密封冷卻對其長期可靠運行至關重要。如果可以看到熱裂紋或結焦的迹象，那麽是時候仔細查看密封的沖洗方案(或有必要增加密封沖洗方案)了。

　　考慮增加沖洗流量，或更改沖洗方案。是否爲應用正确選擇了密封?正确的結構材料和密封設計确保密封能夠承受高溫。

03沖擊

　　有幾種不同類型的沖擊可導緻機械密封失效，包括機械沖擊和熱沖擊。

　　圖5：沖擊損傷示例

　　機械沖擊是由設備運行狀況惡化引起的，例如軸承損壞、汽蝕、扭矩過大(dà)、負載不均和軸不對中(zhōng)。然而更常見的是，機械沖擊是由于密封操作不當和裝配不當造成的。

　　當密封在短時間内面臨較大(dà)的溫度波動時，會發生(shēng)熱沖擊。密封面的不同區域會出現不同程度的膨脹和收縮，從而在密封面上造成過度應力或應變。

如何預防或修複

　　如何解決這種特殊情況?首先需要充分(fēn)了解它發生(shēng)的原因。應對沖擊時要記住以下(xià)幾點：

　　1)安裝機械密封時，應避免緊固件緊固不均勻或過緊

　　2)注意确保安裝與密封相匹配的沖洗方案

　　3)檢查以确保沖洗液和急冷系統的設計可最大(dà)限度地減少可能出現的瞬間中(zhōng)斷

　　4)在日常的項目檢查中(zhōng)增加振動檢查

　　5)如果運行參數規定溫差很大(dà)，作爲一(yī)般經驗法則，将變化幅度限制在每分(fēn)鍾1°F。

04潤滑不良

　　機械密封在運行過程中(zhōng)如果發出尖叫聲，原因可能是密封面之間缺乏潤滑。潤滑在機械密封的運行中(zhōng)起着關鍵作用。其功能除了潤滑以外(wài)，還有冷卻、密封、清潔密封面和保護的作用。

　　硬質表面(如碳化矽或陶瓷)上的潤滑不良可能會導緻熱裂紋。熱裂紋顯示密封面上存在放(fàng)射狀裂紋。裂紋之間的高度和距離(lí)可能從很小(xiǎo)到很大(dà)(見圖6)。

　　當兩個旋轉面在重的載荷下(xià)接觸時，由于表面附近的過度摩擦發熱，可能會出現局部高溫。發熱、密封面之間的潤滑不良和機械載荷的疊加，導緻材料在接觸區附近出現開(kāi)裂。

圖6：潤滑不良損傷示例

　　确認密封腔壓力等運行工(gōng)況在密封設計的限制範圍之内;确認密封腔已經或能夠将空氣充分(fēn)排出;爲密封提供充足持續的(潤滑)沖洗。

05轉速/轉矩

　　幾乎任何旋轉設備都是如此，轉速往往是緻命的。高的啓動或運行扭矩、設備的頻(pín)繁啓動/停止會對機械密封造成損害。

　　圖7：高扭矩損傷示例

如何預防或修複

　　檢查設備的狀況，并将其修複到适當的限度。根據扭矩或其它設備運行工(gōng)況選擇适當的驅動機構。使用平衡型密封以降低密封面扭矩和壓力扭矩。

06化學侵蝕

　　對機械密封的一(yī)些最嚴重的損壞可能是來自化學侵蝕。不相容的材料會産生(shēng)巨大(dà)的影響。當密封件受到化學侵蝕時，可能會出現以下(xià)任何情況：

　　1)嚴重洩漏

　　2)過度磨損迹象

　　3)易碎或破損的零件

　　4)密封面點蝕

　　5)腐蝕的金屬零件

　　6)膨脹的O形圈

　　圖8：化學侵蝕損傷示例

　　化學侵蝕是由密封及其結構材料選擇不當引起的。機械密封的選擇，必須由對機械密封的不同材料具有豐富經驗的人員(yuán)來進行，并且還了解某些化學品的反應方式，這一(yī)點至關重要。

如何預防或修複

　　爲了正确地爲流程液體(tǐ)選擇合适的材料，應完成完整的化學分(fēn)析。選擇密封材料時，請詳細了解密封可能存在的所有運行工(gōng)況，包括清潔化學品的特性及其運行溫度。選擇将使用幹淨、兼容液體(tǐ)的沖洗方案。在某些情況下(xià)，可能需要雙重機械密封來中(zhōng)和或控制腐蝕性環境。

07壓力

　　機械密封過壓會導緻動、靜環密封面外(wài)徑處發生(shēng)重力接觸，并向内逐漸減小(xiǎo)，直至幾乎沒有可見的接觸。高壓會導緻主密封環外(wài)徑邊緣出現碎裂(缺口)。

　　圖9：過壓損傷示例

如何預防或修複

　　盡可能降低密封腔壓力。爲了減少高密封腔壓力引起的變形，可能需要改變密封設計或材料。

08固體(tǐ)顆粒

　　固體(tǐ)顆粒(磨料)+錯誤的密封材料 = 密封磨損比預期快得多。

　　固體(tǐ)顆粒對密封面造成的損傷有如下(xià)迹象：

　　1)密封面磨損嚴重

　　2)磨損的凹槽具有“留聲機唱(chàng)片”的外(wài)觀

　　3)密封面可能出現邊緣碎裂或倒圓現象

　　圖10：固體(tǐ)顆粒損傷示例

如何預防或修複

　　在應用于含固體(tǐ)顆粒工(gōng)況之前，必須确定流體(tǐ)的特性，包括固體(tǐ)含量、固體(tǐ)大(dà)小(xiǎo)和固體(tǐ)類型。

　　選擇合适的結構材料，或專門爲含固體(tǐ)顆粒應用設計的密封。接下(xià)來，看看沖洗方案。修改沖洗布置，使沖洗液沖洗在密封面上，增加沖洗速度，并通過安裝喉部襯套增加密封腔壓力。

09不對中(zhōng)

　　不對中(zhōng)是導緻機械密封最常見的一(yī)種損傷原因。不對中(zhōng)可能是由管道應變、硬啓動期間的偏轉、軸跳動以及無數其它情況引起的。不對中(zhōng)會給機械密封部件帶來過大(dà)的壓力，導緻它們無法正常工(gōng)作、過早磨損并最終失效。

　　圖11：不對中(zhōng)損傷示例

如何預防或修複

　　請務必遵循正确的安裝指南(nán)，并使用激光校準等工(gōng)具來确保泵轉子準确對中(zhōng)。不過，泵在運行過程中(zhōng)可能會出現不對中(zhōng)情況，即使它在安裝過程中(zhōng)完全對中(zhōng)。熱膨脹和動态負載變化引起的設備位移可能會使泵偏離(lí)方向。

10振動

　　振動會導緻幾乎任何類型的設備出現問題，從泵到風扇。如何判斷振動是否是機械密封失效的罪魁禍首?

　　圖12：振動損傷示例

　　就像不對中(zhōng)一(yī)樣，振動也有很多來源：

　　1)不平衡

　　2)不對中(zhōng)

　　3)遠離(lí)BEP運行

　　4)泵汽蝕

　　5)夾帶空氣

　　6)管道設計不合理

如何預防或修複

　　正确的設備安裝對于解決振動問題至關重要。泵底座應正确安裝和灌漿，以防軟基。泵軸也應與電機軸進行激光等準确對中(zhōng)。應使用OEM的備件。當零部件超出設計規定的尺寸和公差時，可能會出現振動問題。最後，适當的管道技術(根據ANSI/HI标準)可以對最小(xiǎo)化振動産生(shēng)重大(dà)影響。

11安裝錯誤

　　機械密封在安裝過程中(zhōng)很容易損壞。以下(xià)是機械密封出現的一(yī)些常見安裝錯誤：

　　1)安裝的填料函端面不垂直于軸

　　2)通過錘擊的方法将聯軸器安裝到軸上

　　3)用于将機械密封安裝(滑)到軸上的潤滑不足或潤滑不當

　　4)未遵循機械密封手冊中(zhōng)說明的安裝步驟

　　圖13：未遵循所有安裝步驟造成的損傷示例

如何預防或修複

　　機械密封在搬運和安裝時需要小(xiǎo)心，以下(xià)是安裝過程中(zhōng)的一(yī)些小(xiǎo)技巧：

　　1)在未正式安裝之前，不要拆除機械密封的包裝

　　2)安裝前應将手洗幹淨!即使是微小(xiǎo)的顆粒或者皮膚上的油，在運行過程中(zhōng)都可能會對密封配合面産生(shēng)磨損和洩漏

　　3)不要用手觸摸密封配合面

　　4)在工(gōng)作台上墊一(yī)層幹淨的包裝紙(zhǐ)以防止污染機械密封

　　5)将機械密封安裝到泵上之前，用幹淨的軟布和認可的溶劑清潔密封面

　　6)根據安裝說明使用制造商(shāng)推薦的潤滑劑

12在磨損的泵上安裝新的密封

　　在安裝和/或更換機械密封之前，檢查并确保泵(與密封配合的零部件)處于良好狀态。

　　有劃痕的軸或軸套會在機械密封運行之前就可能損壞機械密封;有劃痕的軸和軸套在安裝(滑入)機械密封時會損壞O形圈。彎曲的泵軸、舊(jiù)的和不符合規格的軸承、失去(qù)平衡的葉輪會導緻振動、泵内部動/靜零部件接觸摩擦、軸承損壞等，所有這些都會縮短機械密封的壽命。

　　圖14：劃痕嚴重的軸套

如何預防或修複

　　所有使用過的零件在重新使用前都應進行徹底檢查，以确保它們符合設計尺寸及公差要求。如果使用過的零件尺寸超出設計要求，則應更換新零件。

13操作錯誤

　　毫無疑問，事故時有發生(shēng)。無論是啓動泵不當，還是在關閉閥門的情況下(xià)運行泵，這些事故都會造成代價高昂的後果。

　　泵啓動不當可能導緻電機跳閘、軸扭曲，甚至導緻機械密封異常運動。幹啓動泵意味着會遇到#1方法中(zhōng)出現的所有問題，最終會損壞機械密封。在吸入閥門關閉(幹運轉)或出口閥門關閉(關死揚程)的情況下(xià)操作系統，會導緻密封過早失效。

如何預防或修複

　　确保所有操作人員(yuán)都接受了正确啓動泵組和系統操作流程的培訓。

總結

　　爲了減少密封故障，請查看設備應用的所有階段 - 如何選擇密封裝置、安裝實踐、一(yī)直到運行。密封故障通常具有可重複性。如果密封以相同的方式運行，則預期會出現相同的故障率。