了解旋转机械的密封缺陷
定义：什么是密封缺陷？
密封缺陷 密封件损坏、磨损或失效是指密封部件的损坏、磨损或故障，这些部件用于防止润滑剂泄漏并排除污染物进入旋转机械。常见的密封类型包括唇形密封（径向轴密封）、机械端面密封、迷宫式密封和O形圈。密封缺陷表现为油或润滑脂泄漏、灰尘和水分进入、摩擦和发热增加，在某些情况下，还会导致旋转机械故障。 振动 通过摩擦或制造不稳定性。.
密封件看似不起眼，但其失效却会造成严重后果：润滑不足会导致轴承快速失效，污染物渗入也会加速轴承损坏。 穿, 在工艺设备（泵）中，密封失效会导致产品损失、环境污染或安全隐患。.
常见印章类型及其缺陷
1. 唇形密封圈（径向轴密封圈）
与旋转轴接触的柔性唇形弹性密封件：
常见缺陷
- 唇部产品： 摩擦会磨损唇部材料，最终导致密封失效。
- 硬化： 受热或老化会导致弹性体硬化，唇部失去柔韧性和贴合性。
- 破解： 嘴唇干裂可能是由于年龄、化学物质或过度使用造成的。 轴跳动
- 嘴唇撕裂： 安装损坏、轴缺陷或过度振动
- 吊袜带春季损失： 保持嘴唇接触的弹簧断裂或脱落
症状
- 轴出口处发生油或油脂泄漏
- 污染物进入（轴承区域可见污垢）
- 润滑剂损失导致轴承温度升高
- 污染导致轴承振动加剧。
2. 机械端面密封
用于泵和高压应用：
常见缺陷
- 面部饰品： 接合面磨损，加剧泄漏
- 面部损伤： 密封面上的划痕、缺口、热裂纹
- O型圈失效： 二级密封件劣化
- 弹簧故障： 提供面压的弹簧断裂或减弱
- 焦化/沉积物： 材料堆积阻碍了与面部的适当接触
症状
- 密封处有明显泄漏
- 蒸汽或蒸汽排放（如果密封热流体）
- 面部接触发出吱吱声
- 高密封温度
- 面部接触不稳定性引起的振动
3.迷宫封印
涡轮机和压缩机中的非接触式密封：
常见缺陷
- 牙齿磨损： 迷路牙齿因摩擦而磨损或断裂
- 净空增加： 磨损或热膨胀会增加间隙，从而降低密封效果。
- 摩擦： 过度振动或轴运动造成的接触会损坏牙齿。
- 存款： 积碳或结垢影响间隙
症状
- 泄漏量增加（可测量的流量或压力损失）
- 效率降低（内部泄漏）
- 摩擦引起的震动（可能触发） 蒸汽旋涡 在某些情况下）
- 接触痕迹（磨损痕迹、热变色）
4. O型圈和静电密封件
- 压缩套装： 持续压缩造成的永久变形
- 化学袭击： 不相容液体会降解弹性体
- 挤压： O形圈在压力下从凹槽中挤出。
- 热损伤： 热老化、硬化、开裂
密封失效的原因
正常磨损
- 接触密封件因摩擦磨损而具有有限的使用寿命。
- 唇形密封件典型寿命：5,000-20,000 个工作小时
- 机械密封寿命：10,000-50,000 小时，具体取决于应用情况。
- 磨损率取决于轴的表面状况、转速和润滑情况。
安装损坏
- 安装过程中密封唇被割破或损坏
- 密封圈未正确安装在壳体中
- 轴表面缺陷撕裂密封唇
- 组装过程中的污染
工作条件
- 轴跳动过大： 轴偏心或振动超过密封能力
- 高温： 降解弹性体材料
- 化学不相容性： 工艺流体侵蚀密封材料
- 磨蚀性环境： 颗粒物会损坏密封面
- 演练： 密封件润滑不足导致快速磨损
机械故障
密封缺陷检测
视觉指标
- 泄漏： 密封位置可见油、油脂或工艺流体
- 染色： 密封圈周围因渗漏而变色
- 滴落： 设备下方有泄漏积聚
- 喷雾： 高压密封泄漏产生的细小喷雾
运营指标
- 润滑剂损失： 需要经常添加油或润滑脂
- 污染： 润滑油样品中的污垢或水分
- 轴承问题： 污染或润滑剂流失导致轴承过早磨损
- 气温上升： 轴承因润滑不足而发热
振动效应
- 密封件摩擦会产生摩擦引起的振动
- 来自密封触点的高频成分
- 在严重情况下，密封件不稳定会导致次同步振动。
- 次生影响：轴承因污染或润滑不足而振动
密封失效的后果
直接影响
- 润滑油流失，需要频繁补充
- 污染物进入导致剩余润滑剂性能下降
- 产品损失或环境泄漏（工艺密封）
- 地面湿滑或有毒物质泄漏造成的安全隐患
二次伤害
- 轴承故障： 润滑不足或污染会损坏轴承。
- 加速磨损： 磨粒污染会加速所有磨损
- 腐蚀: 水分渗入会导致生锈和腐蚀
- 耦合损坏： 润滑剂喷剂会污染弹性联轴器元件。
预防和维护
正确选择
- 根据应用需求（压力、温度、速度、化学兼容性）选择合适的密封件类型。
- 使用正确的密封件尺寸和规格
- 考虑轴表面光洁度要求（通常） 唇封表面粗糙度 Ra < 0.8 µm）
- 根据流体和温度选择合适的弹性体（丁腈橡胶、氟橡胶、聚四氟乙烯等）
安装规范
- 安装前请清洁所有表面
- 使用合适的安装工具（例如油封螺丝刀，而不是锤子）。
- 安装前润滑密封唇
- 滑过轴时保护密封唇（使用安装套筒）
- 检查密封圈是否方正且安装到位。
操作规范
- 保持良好 平衡 以及对准（减少轴的运动和振动）
- 控制密封额定范围内的工作温度
- 确保密封处润滑充分。
- 避免用不相容的材料污染密封区域
预防性更换
- 在定期维护期间更换密封件（不要等到故障才更换）
- 典型更换周期：2-5年或遵照制造商建议
- 打开轴承座时务必更换密封件。
- 备件库存中应备有密封件套件。
特别注意事项
高振动设备
- 轴的过度运动会迅速损坏密封件。
- 必须解决振动根源问题，才能达到可接受的密封寿命。
- 对于高振动应用，可考虑使用重型或弹簧式密封件。
极端环境
- 高温： 使用耐高温弹性体或机械密封件
- 磨料： 保护性轴套、排出机密封件可防止颗粒物进入。
- 腐蚀性： 耐化学腐蚀材料、涂层表面
- 真空： 特殊低释气密封件
密封件故障排查
密封件过早失效
调查区域：
- 检查轴表面状况（粗糙度、划痕、腐蚀）
- 检查轴的跳动量（过大的跳动量会迅速损坏密封件）
- 测量振动水平（高振动会缩短密封件寿命）
- 确认工作温度在密封额定范围内
- 检查化学不相容性
- 检查安装规范
- 确认应用所需的密封件类型和尺寸是否正确
持续泄漏
可能的原因和解决方法：
- 轴损坏： 轴上密封位置处的沟槽磨损 → 修复轴或使用修复套筒
- 跑动距离过长： 轴偏心 → 校正跳动或使用更大容量的密封件
- 密封圈方向错误： 密封圈装反了 → 重新正确安装
- 密封唇受损： 安装损坏 → 更换并使用正确的安装方法
- 压力不正确： 压力超过密封件额定压力 → 使用额定压力的密封件或降低压力
密封件相关的振动问题
密封摩擦和不稳定性
- 接触密封件会产生粘滑摩擦。
- 可能导致低频振动或颤动
- 干运转的密封件特别容易产生摩擦振动
- 非接触式密封（迷宫式）可能会造成空气动力学不稳定性
封条
- 轴的过度运动会导致密封件与轴之间发生硬接触。
- 产生热量，迅速损坏密封件。
- 可以创建 热弓 来自不对称加热
- 可能产生高频振动和噪音
对机器可靠性的影响
润滑系统完整性
- 密封件是润滑系统的关键边界。
- 密封失效会导致润滑剂泄漏和污染物进入。
- 导致轴承快速劣化
- 可能导致整个机器故障
环境保护
- 密封件可防止工艺流体泄漏（泵、压缩机）
- 故障可能导致环境污染
- 有毒或易燃材料的安全隐患
- 监管合规问题
现代密封技术
先进设计
- 多唇密封圈： 多重密封唇实现冗余
- 压榨机密封件： 离心作用可排除污染物
- 磁性密封件： 磁场密封的磁性流体
- 干气密封： 用于高速压缩机的非接触式密封件
- 筒式密封件： 预组装单元简化了安装过程。
状态监测
- 密封泄漏检测系统
- 冲洗液流量监测（机械密封）
- 密封位置的温度监测
- 振动监测可检测密封件相关问题
密封件缺陷虽然常常被忽视，不如轴承或转子问题那样引人注目，但它对机械设备的可靠性却有着至关重要的影响。正确选择、安装和预防性更换密封件，并解决导致过早失效的根本原因（振动、跳动、污染），可以确保密封件在其设计寿命内始终发挥润滑保持和防止污染的基本功能。.
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