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O形密封圈失效及維修預防
2010-04-29
作者：姜 闊
摘 要：密封裝置一直是機械傳動裝置中的薄弱環節，分析其密封失效原因，并探討在使用維護過程中的預防措施，對機械的使用和維修保養具有積極的指導作用。本文主要分析了O形密封圈的密封失效原因，并在此基礎上給出了維修預防措施。
關鍵詞：O形密封圈；失效；維修；預防
O形密封圈因其結構簡單、體積小、運動摩擦阻力較小、密封性能好、安裝部位緊湊、制造容易、成本低廉、使用方便、適用溫度范圍廣、承受壓力高等優點而在機械設備的密封中得到了廣泛應用。分析其失效原因，并探討在使用維護過程中的預防措施，對機械的使用和維修保養具有積極的指導作用。下面針對O形密封圈的幾種常見密封失效形式及如何進行修理預防在借鑒同行經驗的基礎上給出自己的一些方法，供大家參考。
一、O形密封圈密封失效形式及原因
1、無損泄漏。無損泄漏即O形密封圈沒有發生任何損壞的情況下而產生泄漏。這是由于O形密封圈與安裝溝槽的尺寸不匹配，密封圈安裝后的壓縮率太小沒有產生足夠的壓力而產生泄漏。壓縮率是指密封圈裝入密封槽后受擠壓，截面產生的壓縮變形率。壓縮率太小易漏，太大則易使密封圈出現裂紋，并且動密封時運動阻力大，影響運動。
2、老化變形。O形密封圈材料屬于彈性材料，由于長時間存放，會導致材質老化，或經長時間在高溫、低溫及介質壓力的作用下，彈性降低，產生塑性變形后，不能恢復到初始狀態，密封效果下降；當塑性變形大于40% 時，O形密封圈失去密封能力，Z終發生泄漏。
3、表面損傷。摩擦與磨損、密封零件表面粗糙或有劃痕和切傷等都可造成動密封裝置中O形密封圈的損傷，工作環境的灰塵和雜質等積聚在密封圈兩側形成磨粒，也會加速密封圈的磨損，致使密封效果降低。
4、扭曲泄漏。扭曲泄漏是指O形密封圈沿周向發生扭轉而產生泄漏的現象，是O形密封圈作動密封時的常見失效形式。由于O形密封圈在溝槽內受密封介質的壓力作用而產生一定滾動，在密封間隙不均勻、密封圈本身斷面材料不均勻或溝槽與密封零件的同軸度偏大的情況下，密封圈的密封高度會不相等，而使密封圈各部分所受壓縮不等，致使各處所受摩擦力不同而造成扭曲現象的發生。
5、間隙咬傷。由于動密封配合件之間存在著一定的間隙，O形密封圈在高壓作用下部分被擠入間隙而被咬傷、剪切或撕裂導致密封失效的現象，稱為間隙咬傷。間隙咬傷現象與工作壓力的高低、間隙大小及密封圈材質有關。如果O形密封圈材質較軟而密封間隙又較大，在密封介質壓力的作用下，其一部分就容易被擠入間隙，引起局部應力集中，在運動過程中造成間隙咬傷。
6、介質腐蝕。因O形密封圈的橡膠材料與密封介質的相容性不好而出現O形密封圈的體積、硬度、強度、塑性和重量等的變化以及膠料溶解等現象稱為介質腐蝕。相容性是指密封介質與O形密封圈材料起作用的程度，不起作用或作用較小的稱為相容性好，反之則差。相容性差，則密封介質會使O形密封圈腐蝕，造成系統的泄漏和空氣的混人，進一步加重O形密封圈的惡化和失效，而溶解后生產的膠狀物又會污染油液，因此必須重視這個問題。
二、O形密封圈密封失效的維修預防
在維修過程中主要從以下幾方面來防止O形密封圈密封失效：
1、確保O形密封圈選用的質量。O形密封圈要有適當的硬度，較軟者適用于低壓，較硬者適用于高壓材質與密封介質相容性要好，發生失效的密封圈一定更換，不得重復使用。
2、密封件的質量要符合要求。與O形密封圈接觸的滑行面應保持規定的表面狀態，表面粗糙要符合要求，不得有劃傷或留有機加工刀痕。若銑刀加工后形成的刀痕可用車刀進行同心圓加工后再裝O形密封圈就不易泄漏。刀痕方向不得與泄漏方向一致。在結構設計上盡可能避免O形圈觸及徑向孔鍵槽和螺紋等。密封圈所通過的軸端、軸間必須倒棱修圓、圓角至少應等于O形密封圈截面的直徑，表面不能有毛刺、生銹和腐蝕等情況。密封圈安裝在缸內或內孔時，孔口邊倒角10－20度。當用于流通的通道或換向閥等場合，通過內部橫孔時，應將孔口倒成不小于 o形密封圈的實際外徑，坡口斜度一般為α=120－140度。
關鍵詞：O形密封圈；失效；維修；預防
O形密封圈因其結構簡單、體積小、運動摩擦阻力較小、密封性能好、安裝部位緊湊、制造容易、成本低廉、使用方便、適用溫度范圍廣、承受壓力高等優點而在機械設備的密封中得到了廣泛應用。分析其失效原因，并探討在使用維護過程中的預防措施，對機械的使用和維修保養具有積極的指導作用。下面針對O形密封圈的幾種常見密封失效形式及如何進行修理預防在借鑒同行經驗的基礎上給出自己的一些方法，供大家參考。
一、O形密封圈密封失效形式及原因
1、無損泄漏。無損泄漏即O形密封圈沒有發生任何損壞的情況下而產生泄漏。這是由于O形密封圈與安裝溝槽的尺寸不匹配，密封圈安裝后的壓縮率太小沒有產生足夠的壓力而產生泄漏。壓縮率是指密封圈裝入密封槽后受擠壓，截面產生的壓縮變形率。壓縮率太小易漏，太大則易使密封圈出現裂紋，并且動密封時運動阻力大，影響運動。
2、老化變形。O形密封圈材料屬于彈性材料，由于長時間存放，會導致材質老化，或經長時間在高溫、低溫及介質壓力的作用下，彈性降低，產生塑性變形后，不能恢復到初始狀態，密封效果下降；當塑性變形大于40% 時，O形密封圈失去密封能力，Z終發生泄漏。
3、表面損傷。摩擦與磨損、密封零件表面粗糙或有劃痕和切傷等都可造成動密封裝置中O形密封圈的損傷，工作環境的灰塵和雜質等積聚在密封圈兩側形成磨粒，也會加速密封圈的磨損，致使密封效果降低。
4、扭曲泄漏。扭曲泄漏是指O形密封圈沿周向發生扭轉而產生泄漏的現象，是O形密封圈作動密封時的常見失效形式。由于O形密封圈在溝槽內受密封介質的壓力作用而產生一定滾動，在密封間隙不均勻、密封圈本身斷面材料不均勻或溝槽與密封零件的同軸度偏大的情況下，密封圈的密封高度會不相等，而使密封圈各部分所受壓縮不等，致使各處所受摩擦力不同而造成扭曲現象的發生。
5、間隙咬傷。由于動密封配合件之間存在著一定的間隙，O形密封圈在高壓作用下部分被擠入間隙而被咬傷、剪切或撕裂導致密封失效的現象，稱為間隙咬傷。間隙咬傷現象與工作壓力的高低、間隙大小及密封圈材質有關。如果O形密封圈材質較軟而密封間隙又較大，在密封介質壓力的作用下，其一部分就容易被擠入間隙，引起局部應力集中，在運動過程中造成間隙咬傷。
6、介質腐蝕。因O形密封圈的橡膠材料與密封介質的相容性不好而出現O形密封圈的體積、硬度、強度、塑性和重量等的變化以及膠料溶解等現象稱為介質腐蝕。相容性是指密封介質與O形密封圈材料起作用的程度，不起作用或作用較小的稱為相容性好，反之則差。相容性差，則密封介質會使O形密封圈腐蝕，造成系統的泄漏和空氣的混人，進一步加重O形密封圈的惡化和失效，而溶解后生產的膠狀物又會污染油液，因此必須重視這個問題。
二、O形密封圈密封失效的維修預防
在維修過程中主要從以下幾方面來防止O形密封圈密封失效：
1、確保O形密封圈選用的質量。O形密封圈要有適當的硬度，較軟者適用于低壓，較硬者適用于高壓材質與密封介質相容性要好，發生失效的密封圈一定更換，不得重復使用。
2、密封件的質量要符合要求。與O形密封圈接觸的滑行面應保持規定的表面狀態，表面粗糙要符合要求，不得有劃傷或留有機加工刀痕。若銑刀加工后形成的刀痕可用車刀進行同心圓加工后再裝O形密封圈就不易泄漏。刀痕方向不得與泄漏方向一致。在結構設計上盡可能避免O形圈觸及徑向孔鍵槽和螺紋等。密封圈所通過的軸端、軸間必須倒棱修圓、圓角至少應等于O形密封圈截面的直徑，表面不能有毛刺、生銹和腐蝕等情況。密封圈安裝在缸內或內孔時，孔口邊倒角10－20度。當用于流通的通道或換向閥等場合，通過內部橫孔時，應將孔口倒成不小于 o形密封圈的實際外徑，坡口斜度一般為α=120－140度。
3、加密封圈保護擋圈。當動密封壓力超過10MPa或靜密封壓力超過32 MPa時，或工作壓力是脈動的，應使用密封圈保護擋圈，如果O形密封圈為單側承受介質壓力，則在低壓的一側用一個擋圈；若雙側承受介質壓力，則在每側各用一個擋圈。要選用硬度高、質量好的密封圈。
4、科學的安裝方法。O形密封圈的安裝是保證有效密封很重要的環節，安裝過程中如表面產生微小劃傷、裂紋或端面扭曲，都會造成使用過程中的嚴重泄漏。應采取以下措施：
?。?）O形密封圈在表面涂一層油膜，使其裝配面潤滑，但不需油浸處理。
?。?）如果溝槽面積容量太大可在溝槽內加設墊片，溝槽底徑尺寸偏小則可均勻纏繞塑料密封膠帶。
（3）O形密封圈安裝時通過的軸端，軸肩必須倒棱修圓，圓角半徑至少應等于O形密封圈的端面直徑。安裝過程中，如發現軸表面有毛刺、卷口、生銹或腐蝕時，應予磨光。當通過螺紋時，應采用下圖所示的專用工具，先將O形圈置于套筒外圓上，使套筒遮蓋住螺紋面，再將O形密封圈慢慢的滑入安裝槽內。
?。?）O形圈在安裝過程中即易損壞，故應使用各種專業工具，工具用銅、鋁合金或某些塑料制成，所有工具的端部、棱邊和刃口必須磨鈍。安裝過程中嚴禁使用鋼針，錐類等尖而硬的工具，以免劃傷其表面，否則會影響O形圈的密封效果。
我們必須針對0形密封圈的失效形式進行分析，采取相應的預防維修措施，積極主動地進行預防，從而達到延長設備的使用壽命、提高設備的可靠性、經濟性和安全性的目的。
4、科學的安裝方法。O形密封圈的安裝是保證有效密封很重要的環節，安裝過程中如表面產生微小劃傷、裂紋或端面扭曲，都會造成使用過程中的嚴重泄漏。應采取以下措施：
?。?）O形密封圈在表面涂一層油膜，使其裝配面潤滑，但不需油浸處理。
?。?）如果溝槽面積容量太大可在溝槽內加設墊片，溝槽底徑尺寸偏小則可均勻纏繞塑料密封膠帶。
（3）O形密封圈安裝時通過的軸端，軸肩必須倒棱修圓，圓角半徑至少應等于O形密封圈的端面直徑。安裝過程中，如發現軸表面有毛刺、卷口、生銹或腐蝕時，應予磨光。當通過螺紋時，應采用下圖所示的專用工具，先將O形圈置于套筒外圓上，使套筒遮蓋住螺紋面，再將O形密封圈慢慢的滑入安裝槽內。
?。?）O形圈在安裝過程中即易損壞，故應使用各種專業工具，工具用銅、鋁合金或某些塑料制成，所有工具的端部、棱邊和刃口必須磨鈍。安裝過程中嚴禁使用鋼針，錐類等尖而硬的工具，以免劃傷其表面，否則會影響O形圈的密封效果。
我們必須針對0形密封圈的失效形式進行分析，采取相應的預防維修措施，積極主動地進行預防，從而達到延長設備的使用壽命、提高設備的可靠性、經濟性和安全性的目的。
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