1、波紋管失彈。
高溫和載荷是造成波紋管失彈的主要原因。高溫工況若壓縮量較大,則波紋管在高溫和高載荷的聯(lián)合作用下發(fā)生失彈、溫度越高,載荷越大,失彈越早。介質(zhì)溫度高并含有體顆粒,在波片的波谷處容易出現(xiàn)結(jié)焦和積炭現(xiàn)象,波紋管失去浮動(dòng)性和彈性而不能補(bǔ)償。Plan62沖洗方案用循環(huán)水做急冷水,高溫下長期使用,在波紋之間會(huì)淤積水垢等雜物,也使波紋管補(bǔ)償能力下降。
在單端面密封上采用Plan32沖洗方案,對(duì)于用戶來講工藝引沖洗管線困難或經(jīng)濟(jì)上不劃算,當(dāng)無沖洗油或沖洗油中斷無法進(jìn)入密封端面處,機(jī)械密封始終會(huì)處于高溫的工作環(huán)境中,密封的可靠性也將大大減弱。采用Plan62沖洗方案在密封壓蓋處注入低壓蒸汽,起到冷卻密封的作用,同時(shí)泄漏出來的重油(或渣油)用蒸汽吹走,但密封端面泄漏出來的介質(zhì)仍然沉積在波紋管的波谷內(nèi),時(shí)間久了,使波紋管失彈。
為解決波紋管失彈問題,選用旋轉(zhuǎn)式機(jī)封可以減少波紋管外圍沉積和內(nèi)側(cè)結(jié)焦。針對(duì)波紋管內(nèi)側(cè)結(jié)焦和積炭以及有固體顆粒等情況,摩擦副配對(duì)采用“硬對(duì)硬”即碳化鎢對(duì)碳化鎢形式。
波紋管材質(zhì)、波片結(jié)構(gòu)、焊接工藝及熱處理等對(duì)波紋管的彈性性能也影響較大。以前波紋管波形較為簡單,當(dāng)較大流體壓力作用于波紋管上時(shí),波片變形很大,再因材料高溫時(shí)失彈、焊接工藝、熱處理性能不過關(guān)等因素,會(huì)導(dǎo)致撕裂,密封失效。
2、波紋管破裂。
由于波紋管本身要傳遞扭矩,在密封高黏度介質(zhì)時(shí),瞬間的啟動(dòng),可能會(huì)造成波紋管疲勞或斷裂(主要原因是焊接質(zhì)量和熱處理)。波紋管的斷面應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜而不均勻,波片本身又很薄,在應(yīng)力與介質(zhì)腐蝕的共同作用下,也會(huì)產(chǎn)生破裂。
3、波紋管組件密封環(huán)變形或松脫。
大部分摩擦副材料的焊接性能差,不能與波紋管直接焊接,因此波紋管端的密封環(huán)和環(huán)座大都采用鑲嵌結(jié)構(gòu)。在鑲嵌處一般采用過盈配合。這就要求環(huán)座和密封環(huán)材料的線膨脹系數(shù)接近,以防高溫下密封環(huán)松脫。普通不銹鋼的線膨脹系數(shù)為碳化鎢的2~3倍,與碳化鎢和石墨的線膨脹系數(shù)接近的只有低膨脹鐵鎳合金4J42,相當(dāng)于國外的Carpenter42,價(jià)格昂貴,耐腐蝕性不好。
用戶維修機(jī)泵時(shí)檢查密封,有時(shí)環(huán)座光亮如初,沒有腐蝕;有時(shí)甚至鑲嵌的密封環(huán)直接脫落下來,由此可以判定環(huán)座材料不是4J42而是用普通不銹鋼制造的。引起失效的主要原因是環(huán)座和密封環(huán)線膨脹系數(shù)不同。這種情況下,若鑲嵌緊力太小,高溫下密封環(huán)松動(dòng);若鑲嵌緊力過大,容易造成密封面變形,這樣勢(shì)必導(dǎo)致高溫下密封失效。
另外,摩擦副中石墨環(huán)的過度磨損引起密封失效。金屬波紋管機(jī)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(dǎo)致石墨環(huán)過度磨損引起泄漏。摩擦副中硬質(zhì)合金環(huán)的表面熱裂引起密封失效。硬質(zhì)合金環(huán)出現(xiàn)由硬面中心向外發(fā)散的許多粗細(xì)不一的徑向裂紋,這是熱裂導(dǎo)致的密封失效,產(chǎn)生的主要原因是過高的局部熱應(yīng)力。
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