6m焦炉液压设备密封失效分析

在6 m焦炉液压设备工作中，由于焦炉特定工作环境、温度、结构等原因，经常出现因液压设备密封失效，使整个系统效率下降，发热增大及油温升高，致使系统动作秩序错乱，无法正常生产。密封失效造成的部件泄露严重影响到焦炉生产①漏掉大量的液压油，造成经济上的损失，而且直接影响到焦炉机械设备的稳定性，可靠性和先进性指标；②液压系统漏油对在焦炉高温、易燃、易爆条件下工作的液压设备来说，还有引起火灾和爆炸的危险；③增加了焦炉机械设备检修人员的劳动强度，有时还会损害工作人员的身体健康；④造成了环境污染，能源浪费。为了更好地做好6 m焦炉液压设备密封失效的防治工作，我们根据密封失效的常见部位和形式，对密封失效的原因进行研究，总结出一些可行的密封失效防治措施。

1 设备密封失效的常见部位和形式

各种因密封失效而引起的外泄露的部位主要是：液压缸活塞杆与端盖之间的密封失效，形成外泄露。换向阀两端的密封失效，换向时油液外溅。阀与阀板及阀与阀之间联接处密封失效，引起外泄露。液压泵或液压马达旋转轴密封失效，引起外泄露。油管及管接头联接松动引起外泄露。活动油管因密封件损坏或安装误差产生外泄露。各种内泄露主要是液压元件内部液流通道之间的密封件损坏引起的。其中密封件损坏是密封失效的主要表现，以下是6 m焦炉液压设备密封件损坏的几种形式。

1．1 磨损

密封件与金属表面滑动产生摩擦使密封件磨损。油内污染物(尤其是金属颗粒)、外界污染物与密封件之间的磨损。金属表面过高的粗糙度，装得太紧等因素都加速了这种磨损。如6 m焦炉推焦车取门前进油缸。此处密封件损坏是由于油缸活塞杆长期裸露在外，焦粉、金属等小颗粒在油缸动作时跟随活塞杆一起磨损缸头密封件，造成外泄露。

1．2 缝隙挤压变形

密封件在高压下产生液化现象，并进入密封面的缝隙(见图1)。密封件与密封沟槽之间的相对运动会促进这一过程，缝隙挤压导致密封件完全损坏，表面撕裂或破碎，还可能出现塑性变形。加密封挡圈也可以避免挤出现象。

图1 缝隙挤压

1．3 翻转

这类故障是在使用唇形密封件(如液压缸里的密封件)时，以密封件从沟槽中部分地被挤出为特征的。液压设备运行时，密封沟槽里的压力很大，这个压力作用于密封件的根部，根部被磨损掉了，再在摩擦力的作用下，密封件被翻转过来并从密封沟槽里脱出，密封唇被切开或压断，密封件完全损坏。

1．4 谷部开裂

唇形密封件的谷部(见图2)箭头所指处是应力集中处，受到压力冲击时，容易开裂。

图2 谷口开裂

1．5 扭转

当唇形密封件在运动中产生较大的摩擦力时，可能产生整圈或局部的扭转。

1．6偏磨

这是密封件损坏的主要原因之一。密封件本身偏心，密封支持面偏心，往复运动件与密封件配合面有部分拉毛，受到径向载荷等，均引起偏磨。如6 m焦炉推焦车平煤小炉门开闭油缸。此处密封件损坏是由于油缸活塞杆在往复运动中不能与缸体保证同心，使活塞杆偏磨缸头密封件，造成外泄露。

1．7 材料老化

密封件因使用期太长，保存太久或其他原因氧化而变硬、变脆，失去弹性，便不能起到密封作用。如6 m焦炉拦焦车取门前进油缸。此处密封件损坏是由于拦焦车液压系统压力调的过高，引起密封件老化过度，失去弹性，造成油缸内泄露。其中密封件磨损、偏磨、材料老化是6 m焦炉液压设备密封件损坏的主要形式。

2 设备密封失效原因分析

6 m焦炉液压设备密封失效有密封方式选择错误、密封件材料选择错误、密封件质量不好等原因，其中密封件损坏是密封失效的主要与直接原因。

2．1 介质及外界环境污染

介质污染后污垢颗粒随着液压油在系统内循环，会造成液压元件(尤其是液压缸)密封件的磨

损，使密封失效。外界环境污染会使固体颗粒粘在液压缸活塞杆上随着运动加剧密封件的磨损，使密封失效。

2．2 配偶件加工装配质量差

这类问题主要表现在密封件尺寸精度超差，表面粗糙度超大，从而引起密封部位偏心、拉伤、压不紧、或压的太紧，安装孔口没有到角与去毛刺引起密封件在安装时被剪切与划伤。零件机械加工质量差，引起砂眼与裂缝、表面不平等。在装配方面，引起密封实效的原因是：装配环境不清洁，将杂质带进密封部位；野蛮装配破坏密封件；没有安装在正确的位置上，使密封件压坏；安装的精度不足引起偏心，一边紧一边松；阀类件少上螺钉；将密封件密封方向装反等。配偶件加工装配质量差造成的密封失效常见的有液压元件接合面、管接头、液压阀、液压缸等部位。

2．3 密封件质量不好或选用不当

密封件结构设计和选材不合理；制造工艺和精度达不到使用要求；旋转轴唇形密封圈弹簧尺寸误差大，并造成松动；密封材料的耐油性能差，老化速度快，保存期短，压缩后产生永久变形。

2．4 使用不当

工作条件恶劣(高温、高压)，引起密封件老化过度，失去弹性，产生泄露。维护保养不及时、不彻底，该换的密封件未换。压力调得过高，液压冲击太大，将管接头振松。错用了密封，如截面、直径及密封方式错误。

3 设备密封失效的防治

6 m焦炉液压设备密封失效主要是由密封件损坏造成的，加强液压设备管理，提高密封质量，正确使用密封是防治密封失效的有力措施。

3．1 采用高性能的密封材料

在6 m焦炉液压设备液压元件和系统中，常用的密封材料以合成橡胶为主。合成橡胶具有密封材料所必需的优良弹性和机械强度，又有较好的耐油性和耐热性。表1中列出了常用密封材料与液压液的适应性。6 m焦炉液压设备液压液是选用46 抗磨液压油和水一乙二醇2种，装煤车与拦焦车使用水一乙二醇；推焦车与交换机使用46 抗磨液压油。可以看出聚氨酯橡胶是不适合用于6 m焦炉液压设备密封的，它具有耐油、耐磨的优点，但不耐热、与水一乙二醇液压液不适应，在过去使用聚氨酯橡胶过程中发现它弹性差、遇水分解等情况，多次造成了密封件损坏失效。多种材料相对比我们可以发现在合成橡胶中，丁睛橡胶耐油、耐热、耐磨性好，适用温度理想，在耐油密封件中获得广泛应用，大量用于O形圈、油封及唇形圈中。所以在6 m焦炉液压设备密封件材料以丁睛橡胶为主，效果理想。

表1 常用密封材料与液压液适应性

注：表中+适应；一不适应；O有限适应

3．2 注意做好液压元件加工装配管理

在液压零件加工装配过程中，要注意防止零件及密封件表面碰伤、拉毛、严格检查密封沟槽尺寸、配合面平面度与轴的圆度以及表面粗糙度，使其达到规定要求。安装时注意拧紧螺钉，调整好间隙，防止密封件在通过零件棱边、螺纹时发生表面损伤而产生泄露。

3．3 加强液压设备管理工作

在日常工作中，要严格按照液压设备管理规定。加强对设备的检查，对液压油定期或连续地进行过滤，尽可能减少液压油的杂质含量，同时对液压油进行定期化验，保证油液的清洁度符合国家标准。控制液压系统的工作压力和温度。使液压设备密封件在允许使用条件下使用，保证密封装置有良好的密封性能和较长的使用寿命。定期或周期对密封装置进行更换，加强设备维护。

3．4 做好密封件库存保管工作

外购密封件要严格做好入库验收和保管工作。橡胶密封件在备件库内的保管期限一般不能超过2年。贮存环境要避免阳光对密封件的照射，环境温度最好低于25℃，但过低的温度又会使密封件变硬，因此当需要使用在低温下贮存的密封件时，为避免发生变形，要注意搬运及在稍高的室温下保持一段时间，使之升温。此外，还要避免贮存在过于潮湿的与含臭氧的环境中，存放时不要将密封件重叠、加压堆放 。

3．5 改善密封的其它相关因素

事实上，液压系统的密封状况与一系列因素有关，在技改中，可通过下列途径改进密封状况：避免污染物混入密封部位，加剧密封件的磨损。消除振动与冲击，以防止密封件被损坏。改进与密封件接触的滑动表面，使其变得足够光滑，由此避免密封件被檫伤。提高密封件支持面及有关配合件的尺寸精度。除去密封件安装结构的锐角与毛刺，以防安装时划伤密封件。

4 结束语

正在使用的液压设备，凡是要求密封的部位，介质泄露量不为零的都为泄露，造成泄露的主要原因就是密封失效，要根据密封失效的原因制定相应的措施和制度。使6 m焦炉液压设备密封达到良好的使用效果。