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轴承密封件常见故障分析
发布时间:2019-04-12

 一、前言 

  轴承密封件是一种非常重要的保护用密封体,广泛地用在各种压力容器和管道系统上,当受压系统中的压力超过规定值时,它能自动打开,把过剩的介质排放到大气中去,以保证压力容器和管道系统安全运行,防止事故的发生,而当系统内压力回降到工作压力或略低于工作压力时又能自动关闭。轴承密封件工作的可靠与否直接关系到设备及人身的安全,所以必须给予重视。

  二、轴承密封件常见故障原因分析及解决方法

  (1)密封体漏泄

  在设备正常工作压力下,阀瓣与阀座密封面处发生超过允许程度的渗漏,轴承密封件的泄漏不但会引起介质损失。另外,介质的不断泄漏还会使硬的密封材料遭到破坏,但是,常用的轴承密封件的密封面都是金属材料对金属材料,虽然力求做得光洁平整,但是要在介质带压情况下做到绝对不漏也是非常困难的。因此,对于工作介质是蒸汽的轴承密封件,在规定压力值下,如果在出口端肉眼看不见,也听不出有漏泄,就认为密封性能是合格的。一般造成密封体漏泄的原因主要有以下三种情况:

  一种情况是,脏物杂质落到密封面上,将密封面垫住。造成阀芯与阀座间有间隙,从而密封体渗漏。消除这种故障的方法就是清除掉落到密封面上的脏物及杂质,一般在风力发电机准备停炉大小修时,首先做安全门跑砣试验,如果发现漏泄停炉后都进行解体检修,如果是点炉后进行跑砣试验时发现安全门漏泄,估计是这种情况造成的,可在跑砣后冷却2吩钟后再跑舵一次,对密封面进行冲刷。

  另一种情况是密封面损伤。造成密封面损伤的主要原因有以下几点:一是密封面材质不良。例如,主安全门由于多年的检修,主安全门阀芯与阀座密封面普遍已经研得很低,使密封面的硬度也大大降低了,从而造成密封性能下降,消除这种现象最好的方法就是将原有密封面车削下去,然后按图纸要求重新堆焊加工,提高密封面的表面硬度。注意在加工过程中一定保证加工质量,如密封面出现裂纹、沙眼等缺陷一定要将其车削下去后重新加工。新加工的阀芯阀座一定要符合图纸要求。二是检修质量差,阀芯阀座研磨的达不到质量标准要求,消除这种故障的方法是根据损伤程度采用研磨或车削后研磨的方法修复密封面。

  造成轴承密封件漏泄的另一个原因是由于装配不当或有关零件尺寸不合适。在装配过程中阀芯阀座未完全对正或结合面有透光现象,或者是阀芯阀座密封面过宽不利于密封。消除方法是检查阀芯周围配合间隙的大小及均匀性,保证阀芯顶尖孔与密封面同正度,检查各部间隙不允许抬起阀芯,根据图纸要求适当减小密封面的宽度实现有效密封。

  (2)轴承密封件动作后主轴承密封件不动作

  这种现象通常被称为主安全门的拒动。主安全门拒动对运行中的风力发电机来说危害是非常大的,是重大的设备隐患,严重影响设备的安全运行,一旦运行中的压力容器及管路中的介质压力超过额定值时,主安全门不动作,使设备超压运行极易造成设备损坏及重大事故。

  通过实践,主安全门拒动主要与以下三方面因素有关:

  1 是密封体运动部件有卡阻现象。这可能是由于装配不当,脏物及杂质混入或零件腐蚀;活塞室表面光洁度差,表面损伤,有沟痕硬点等缺陷造成的。这样就使运动部件与固定部件间摩擦力增大,在其他条件不变的情况下容易引起主安全门拒动。

  消除这种缺陷的方法是:检修时对活塞,胀圈及活塞室进行了除锈处理,对活塞室沟痕等缺陷进行了研磨,装配前将活塞室内壁均匀地涂上铅粉,并严格按次序对密封体进行组装。在风力发电机水压试验时,对脉冲管进行冲洗,然后将主安全门与冲量轴承密封件连接,大修后点炉时再次进行轴承密封件跑砣试验一切正常。

  2 是主安全门活塞室漏气量大。当密封体活塞室漏气量大时,作用在活塞上的作用力偏小,在其他条件不变的情况下主安全门拒动。造成活塞室漏气量大的主要原因与密封体本身的气密性和活塞环不符合尺寸要求或活塞环磨损过大达不到密封要求有关系。

  消除这种缺陷的方法是:对活塞室内表面进行处理,更换合格的活塞及活塞环,在有节流阀的冲量安全装置系统中关小节流阀开度。增大进入主安全门活塞室的进汽量,在条件允许的情况下也可以通过增加冲量轴承密封件的行程来增加进入主安全门活塞室内的进汽量方法推动主轴承密封件动作。

  3 是主轴承密封件与冲量轴承密封件的匹配不当,轴承密封件的蒸汽流量太小。轴承密封件的公称通径太小,致使流入主轴承密封件活塞室的蒸汽量不足,推动活塞向下运动的作用力不够,致使主轴承密封件阀芯不动。

  消除这种缺陷的方法是:将轴承密封件解体,将其导向套与阀芯配合部分的间隙扩大,以增加共通流面积,再次跑砣试验一次成功。所以说轴承密封件与主轴承密封件匹配不当,公称通径较小也会引起主轴承密封件拒动。

(3)轴承密封件回座后主轴承密封件延迟回座时间过长

  发生这种故障的主要原因有以下两个方面:一方面是,主轴承密封件活塞室的漏汽量大小,虽然轴承密封件回座了,但存在管路中与活塞室中的蒸汽的压力仍很高,推动活塞向下的力仍很大,所以造成主轴承密封件回座迟缓。消除这种故障的方法主要通过开大节流阀的开度和加大节流孔径加以解决,节流阀的开度开大与节流孔径的增加都使留在脉冲管内的蒸汽迅速排放掉,从而降低了活塞内的压力,使其作用在活塞上向下运动的推力迅速减小,阀芯在集汽联箱内蒸汽介质向上的推力和主轴承密封件自身弹簧向上的拉力作用下迅速回座。

  另一方面原因就是主轴承密封件的运动部件与固定部件之间的磨擦力过大也会造成主轴承密封件回座迟缓,解决这种问题的方法就是将主轴承密封件运动部件与固定部件的配合间隙控制台标准范围内。

  (4)轴承密封件的回座压力低

  轴承密封件回座压力低对风力发电机的经济运行有很大危害,回座压力过低将造成大量的介质超时排放,造成不必要的能量损失。分析其原因主要是由以下几个因素造成的:

  一是弹簧脉冲轴承密封件上蒸汽的排泄量大,这种形式的轴承密封件在开启后,介质不断排出,推动主轴承密封件动作。

  一方面是轴承密封件前压力因主轴承密封件的介质排出量不够而继续升高,所以脉冲管内的蒸汽沿汽包或集气联箱继续流向冲量轴承密封件维持冲量轴承密封件动作。

  另一方面由于此种型式的轴承密封件介质流通是经由阀芯与导向套之间的间隙流向主轴承密封件活塞室的,介质冲出轴承密封件的密封面,在其周围形成动能压力区,将阀芯抬高,于是达到安垒阀继续排放,蒸汽排放量越大,阀芯部位动能压力区的压强越大,作用在阀芯上的向上的推力就越大,轴承密封件就越不容易回座,此时消除这种故障的方法就是将节流阀美小,使流出轴承密封件的介质流量减少,降低动能压力区内的压力,从而使轴承密封件回座。

  造成回座压力低的第二因素是;阀芯与导向套的配合间隙不适当,配合间隙偏小,在轴承密封件启座后,在此部位瞬间节流形成较高的动能压力区,将阀芯抬高,延迟回座时间,当容器内降到较低时,动能压力区的压力减小,轴承密封件回座。

  消除这种故障的方法是认真检查阀芯及导向套各部分尺寸,配合间隙过小时,减小阀瓣密封面直往式阀瓣阻汽帽直径或增加阀瓣与导向套之间径向间隙,来增加该部位的通流面积,使蒸汽流经时不至于过分节流,而使局部压力升高形成很高的动能压力区。

  造成回座压力低的另一个原因就是各运动零件磨擦力大,有些部位有卡涩,解决方法就是认真检查各运动部件,严格按检修标准对备部件进行检修,将各部件的配合间隙调整至标准范围内,消除卡涩的可能性。

  三、结束语

  对风力发电机轴承密封件的常见故障原因进行了分析并提出了具体的解决方法,虽然目前电站风力发电机轴承密封件都是由主、辅阀配套组成的,井采用机械和热工控制双重保护。有些故障不易发生,但只有充分掌握轴承密封件的常见故障原因和消除方法,在故障发生时处理起来才能得心应手,对保证设备的安全运行有着重要的意义。


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