故障分析案例12 石墨環(huán)端面變形泄露

◆故障現(xiàn)象

　　石墨環(huán)(窄環(huán))外緣高(上張口)，端面間隙呈喇叭形(圖8);石墨環(huán)的內(nèi)緣(下張口)高(圖9)，摩擦痕跡不連續(xù)，或局部接觸，有時(shí)出現(xiàn)大半圓(俗稱馬蹄形)，密封泄漏。

　　◆原因分析

　　產(chǎn)生端面變形的主要原因是，機(jī)械變形、溫度變形、應(yīng)力變形，加工工藝的選擇、熱處理原因等。尤其在高溫?zé)嵊捅弥?，如果輔助系統(tǒng)選擇不當(dāng)，密封腔無法散熱，造成密封腔溫度過高，使密封圈變形;還有操作問題，若更換密封暖泵時(shí)間太短，升溫速度過快，容易使密封環(huán)產(chǎn)生熱變形。圖10是溫升過快造成的密封端面變形。

　　◆解決辦法

　　針對(duì)相應(yīng)介質(zhì)工況選擇合適的密封環(huán)材料;對(duì)于鑲嵌結(jié)構(gòu)，盡量選取優(yōu)質(zhì)的鑲嵌材料，增加材料的自然時(shí)效時(shí)間，讓材料的內(nèi)應(yīng)力充分釋放。

　　采用鑲嵌結(jié)構(gòu)時(shí)，鑲嵌端面可以選用強(qiáng)度更高的硬質(zhì)合金面使端面密封抵抗變形能力提高。

　　在工沉允許的情況下，環(huán)座和環(huán)片盡量采用線膨脹系數(shù)相差較小的材料，這樣可以使環(huán)座與環(huán)片的過盈量很小(既保證能傳遞扭矩，又不會(huì)因過盈量而產(chǎn)生對(duì)環(huán)的擠壓應(yīng)力過大，使環(huán)變形)。

　　靜環(huán)采用整體加工制造，可以基本消除應(yīng)力變形。

　　提高設(shè)備及安裝精度，使密封環(huán)受力均勻，就會(huì)減少密封端面的變形量。

　　密封使用時(shí)，選擇合適的密封輔助系統(tǒng)，采用有效的散熱、冷卻和沖洗方式，降低密封腔的溫度，改善機(jī)械密封使用環(huán)境，減少因溫度而產(chǎn)生的端面熱變形。