普通波紋管機械密封失效形式目前采用的波紋管機械密封及其輔助系統造成密封失效形式主要有以下幾種。
1、波紋管失彈或斷裂引起的密封失效。波紋管在使用過程中,其剛度消防泵機械密封或彈性會慢慢減小,這種彈性減小的現象通常稱之為失彈。實驗和實際應用表明,當波紋管的失彈量超過設計初始壓縮量的18%～20%時,整個波紋管機械密封就會發生泄漏。金屬波紋管機封在溫度低于200℃時失彈現象不明顯,但在高溫(超過300 ℃)下使用,開車后泵很快就發生泄漏,將使用的機封拆下測耐馳機械密封量發現金屬波紋管組件高度較安裝前平均降低2～3mm。波紋管失彈主要由于永久變形或應力多級泵機械密封松弛,還有一種情況是工作介質結晶沉淀或凝固在波紋管的縫隙中,使波紋管變形能力減小或喪失變形能力。因此,高溫和載荷是造成波紋管失彈的主要原因[1]。另外,在高溫及波紋管壓縮量或接觸比壓較大的情況下,波紋管會發生斷裂;溫度越高,載荷越大,波紋管發生斷裂的概率就越高。
2、配對摩擦副中石墨環的過度磨損引起的密封失效。通常,將失效的機封拆下檢查發現石墨密封環磨損嚴重。通過分析和試驗發現,金屬波紋管機封的端面比壓受波紋管的有效直徑的影響,而有效直徑是隨壓力的變化而改變。由于壓力過大,導致摩擦副摩擦嚴重,石墨環過度磨損引起泄漏。
3、配對摩擦副中硬質合金環的表面熱裂引起的密封失效。經檢查發現,密封摩擦副的硬質合金環出現由硬面中心向外發散的許多粗細不一的徑向裂紋,這是熱裂導致的密封失效。熱裂產生的主要原因是過高的局部熱應力,其中硬質合金環與環座兩種材料的線膨脹系數差別,采用堆焊結構還是整體結構,密封冷卻沖洗系統中沖洗液的類型、沖洗方式和流量的大小是否合適都可能引起密封端面的熱裂。
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