机械密封故障分析：石墨环端面变形泄漏

故障现象

　　石墨环(窄环)外缘高(上张口)，端面间隙呈喇叭形( 图1 )；石墨环的内缘(下张口)高( 图2 )，摩擦痕迹不连续，或局部接触，有时出现大半圆(俗称马蹄形)，密封泄漏。

图1 石墨环外缘高

图2 石墨环内缘高

原因分析

　　产生端面变形的主要原因是，机械变形、温度变形、应力变形，加工工艺的选择、热处理原因等。尤其在高温热油泵中，如果辅助系统选择不当，密封腔无法散热，造成密封腔温度过高，使密封圈变形;还有操作问题，若更换密封暖泵时间太短，升温速度过快，容易使密封环产生热变形。图3是温升过快造成的密封端面变形。

图3 石墨环上张口变形

解决办法

　　1、针对相应介质工况选择合适的密封环材料;对于镶嵌结构，尽量选取优质的镶嵌材料，增加材料的自然时效时间，让材料的内应力充分释放。

　　2、采用镶嵌结构时，镶嵌端面可以选用强度更高的硬质合金面，使端面密封抵抗变形能力提高。

　　3、在工况允许的情况下，环座和环片尽量采用线膨胀系数相差较小的材料，这样可以使环座与环片的过盈量很小(既保证能传递扭矩，又不会因过盈量而产生对环的挤压应力过大，使环变形)。

　　4、静环采用整体加工制造，可以基本消除应力变形。

　　5、提高设备及安装精度，使密封环受力均匀，就会减少密封端面的变形量。

　　6、密封使用时，选择合适的密封辅助系统，采用有效的散热、冷却和冲洗方式，降低密封腔的温度，改善机械密封使用环境，减少因温度而产生的端面热变形。