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柞水機械密封失效、液膜空化與密封檢測

發布時間:2022-01-06 10:35:45 人氣:125755 來(lai)源:

  一、柞水機械密封失效


  對于柞水機械密封元件來說,使用平均壽命為2~3年,柞水機械密封失效會降低試件的使用壽命。失效主要原因為動環與靜環的擠壓磨損故障。柞水機械密封失效(xiao)原因包括化(hua)學損壞、熱損壞和機(ji)械損壞,表現為磨損、腐蝕和過(guo)熱等。


  密封沖洗系統存在的問題及密封腔溫度過高是造成柞水機械密封失效的主要原因,應及時進行工件檢測(壓力、溫度、磨損)、維護管理,改善工作環境。主要的問題有:壽命難以預測、突發性失效等,摩擦柞水機械密封的實際磨損情(qing)況和端(duan)面狀(zhuang)態還(huan)未(wei)得到有效的解釋研究。


  二、液膜空化


  液(ye)膜(mo)(mo)是(shi)端(duan)面(mian)(mian)間(jian)維持一層極薄的液(ye)體膜(mo)(mo),具有密封(feng)的作(zuo)用,同時具有液(ye)膜(mo)(mo)動壓力(li)與靜壓力(li),起(qi)到平衡壓力(li)潤滑端(duan)面(mian)(mian)作(zuo)用。液(ye)膜(mo)(mo)空(kong)化指液(ye)膜(mo)(mo)局部氣化形(xing)成氣泡,進一步產(chan)生(sheng)空(kong)蝕(shi)。液(ye)膜(mo)(mo)空(kong)化的產(chan)生(sheng)對液(ye)膜(mo)(mo)壓力(li)的載荷、分布(bu)及穩定性(xing)有較大(da)影響(xiang)。密封(feng)界面(mian)(mian)間(jian)膜(mo)(mo)厚分布(bu)說明密封(feng)端(duan)面(mian)(mian)綜合變形(xing)在徑向(xiang)上不(bu)是(shi)線性(xing)分布(bu)。


  對于液膜空化的研究:空化現象在一定程度上存在,這是端面張開的重要原因,對減少端面泄漏和摩擦有一定作用。李振濤等基于JFO空化模型和坐標變換建立其數學模型,并利用有限體積法離散解,表明空化壓力的增加可以提高液膜承載力,但增加幅度較小,對摩擦力矩的影響可以忽略。然而,在液膜發生嚴重氣蝕時,會導致流體動力潤滑失效和壁面氣蝕,影響密封性能和密封材料的使用壽命。孟祥凱等分析了擾動條件下空化對柞水機械密封動力學的影響。劉鳴等基于馬爾可夫空化算法求解了考慮空化效應的動載滑動軸承液膜動態特性,證實了空化因子會影響液膜的動態特性。柞水機械密封空化的(de)理論(lun)模型和(he)實驗研究(jiu)還(huan)很不成熟和(he)完善。為了有效(xiao)控制氣(qi)(qi)蝕(shi)程度,提(ti)高密封(feng)性能,避(bi)免氣(qi)(qi)蝕(shi)引起的(de)失效(xiao)和(he)氣(qi)(qi)蝕(shi),必須深(shen)入研究(jiu)氣(qi)(qi)蝕(shi)的(de)影響因素及其(qi)相互關系。

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  三、密封檢測


  由于柞水機械密封件(jian)裝配復(fu)雜,不(bu)能多次拆卸(xie),如何在(zai)不(bu)影(ying)響作(zuo)(zuo)業前提下(xia)(xia)進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)密(mi)封(feng)(feng)(feng)檢(jian)測(ce)(ce)。首先,要(yao)明確發生泄(xie)(xie)漏(lou)(lou)的(de)(de)(de)幾個(ge)常(chang)見階段:測(ce)(ce)試時(shi)的(de)(de)(de)泄(xie)(xie)漏(lou)(lou)量、運(yun)(yun)轉(zhuan)時(shi)的(de)(de)(de)周期性泄(xie)(xie)漏(lou)(lou)量、突發情況時(shi)的(de)(de)(de)泄(xie)(xie)漏(lou)(lou)量。對于密(mi)封(feng)(feng)(feng)的(de)(de)(de)檢(jian)測(ce)(ce),主要(yao)通過振動信號頻(pin)譜,從外部檢(jian)測(ce)(ce)內部的(de)(de)(de)壓(ya)力溫(wen)度(du)(du)變(bian)化,在(zai)使(shi)用(yong)前工件(jian)運(yun)(yun)行(xing)(xing)的(de)(de)(de)參(can)(can)數要(yao)在(zai)規定值以下(xia)(xia),并(bing)監測(ce)(ce)回轉(zhuan)體(ti)本身(shen)偏差(cha)在(zai)運(yun)(yun)轉(zhuan)中引(yin)起的(de)(de)(de)滲漏(lou)(lou),有必要(yao)了解操作(zuo)(zuo)條件(jian)、溫(wen)度(du)(du)、壓(ya)力等,以及(ji)對輔助密(mi)封(feng)(feng)(feng)膨脹的(de)(de)(de)具體(ti)影(ying)響。依據(ju)密(mi)封(feng)(feng)(feng)介(jie)質的(de)(de)(de)形(xing)狀(zhuang)、狀(zhuang)態和(he)工作(zuo)(zuo)條件(jian)進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)選擇后,制定相(xiang)應的(de)(de)(de)操作(zuo)(zuo)規程,規定沖洗時(shi)間、介(jie)質和(he)溫(wen)度(du)(du)控制范圍。試運(yun)(yun)行(xing)(xing)過程中,根據(ju)試運(yun)(yun)行(xing)(xing)效(xiao)果(guo)進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)合理的(de)(de)(de)參(can)(can)數調整(zheng),在(zai)端(duan)面(mian)間通過氣(qi)壓(ya)或循(xun)環液(ye)進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)密(mi)封(feng)(feng)(feng)檢(jian)測(ce)(ce);可(ke)結合關閉泵的(de)(de)(de)閥門形(xing)成封(feng)(feng)(feng)閉腔室進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)密(mi)封(feng)(feng)(feng)測(ce)(ce)試。引(yin)入有限差(cha)分法(fa)、有限元、流體(ti)力學等方(fang)法(fa)進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)模擬測(ce)(ce)試。實際(ji)檢(jian)測(ce)(ce)方(fang)法(fa)有熱(re)電偶測(ce)(ce)溫(wen)法(fa)(溫(wen)度(du)(du))、微型壓(ya)力傳感(gan)器(壓(ya)力)、電容(rong)法(fa)(間隙)。在(zai)正常(chang)運(yun)(yun)行(xing)(xing)狀(zhuang)態下(xia)(xia)繼續觀察密(mi)封(feng)(feng)(feng)效(xiao)果(guo)和(he)存在(zai)的(de)(de)(de)問題,進(jin)(jin)(jin)一步進(jin)(jin)(jin)行(xing)(xing)調整(zheng),充分考慮各(ge)種因(yin)素(su),綜合分析介(jie)質、壓(ya)力、密(mi)封(feng)(feng)(feng)面(mian)、密(mi)封(feng)(feng)(feng)形(xing)式等條件(jian)。根據(ju)磨損痕跡分析故障原因(yin),并(bing)考慮腐蝕、橡(xiang)膠密(mi)封(feng)(feng)(feng)圈失效(xiao)等因(yin)素(su)。