高温导热油旋转接头失效原因分析_西马克重工机械科技有限公司

高温导热油旋转接头失效原因分析

导热油旋转接头的性能和使用寿命是多方要 素共同作用的结合体,针对事故案例数据分析情况,从所用失效高 温导热油的结构设计、密封材料的选用及质量、产 品加工及连接方式等诸多方面进行技术分析。

1.产品结构设计分析

高温导热油旋转接头常见的密封结构形式主要有平面密封和球面密封两种,其中以球面密封结构最为常见,即通过球面(凹凸球)相互挤压接触面来实现密封,这种形式的旋转接头优点是可自动调节密封,对设备的同心度要求较低,采用双无油轴承,免维护设计;缺点是摩擦阻力相对较大,转速较低,其补偿方式是通过弹簧推动壳体沿轴向后位移进行磨损补偿,摆动空间较大。球面密封的旋转接头容易造成旋转轴密封面刮伤,温度骤升骤降,从而使弹簧疲软或密封部件热变形、支撑环或导向环卡死、主密封件密封渗漏、进出口软管连接处易使壳体的轴向位移受限,导致壳体累积公差造成偏摆引起泄漏等现象。这种结构设计的旋转接头也是常见的一种。

2.密封配对及选材分析

主密封是旋转接头的关键部件,密封材料的选型和配对直接影响旋转接头的质量。目前国内旋转接头密封环普遍采用碳石墨材质,由软质的碳石墨密封环与硬质的金属结构相配对,金属表面的硬度应控制在合理的范围之内,高质量的碳石墨环与金属表面的对磨使用效果更好。当然,依据不同的使用工况,许多厂家也会选用硬质合金、碳化硅、氮化硅、氧化铝、铜合金及填充聚四氟乙烯等作为密封环材料,同时,材料的选用要适用于相对应的工作介质,有耐酸耐碱要求的应进行表面抗腐蚀工艺处理,有高温要求的应选用耐高温材质。

3.产品加工及连接方式分析

高温导热油旋转接头零部件加工及配合公差要在合理的误差范围之内,例如高温导热油旋转接头旋转轴两端无油轴承部位容易出现磨损,内管与壳体尾部连接处运转时摆动量加大,内管与旋转轴内壁在运转中碰壁,最终导致密封失效。

高温导热油旋转接头外管通常主要有螺纹连接和法兰连接2种形式,螺纹连接的旋转接头螺距加工不对应,螺纹牙磕碰、破损等都会使旋转轴与用户设备的连接处的密封受到影响。法兰连接的旋转接头具有较好的强度和紧密性,应用广泛, 但刚性较差,法兰受力后,法兰盘的截面会发生微小转动,附着的弯曲应力容易使连接处或管壁发弯曲变形,焊接法兰容易产生较大的焊接变形和残余应力,从而影响旋转接头的承载能力、加工和使用稳定性,焊接质量低劣,焊缝不牢固会导旋转接头疲劳断裂,造成旋转接头使用寿命下降。

综合以上分析可知,高温导热油旋转接头密 封面被刮伤和磨损是造成事故发生的主要原因。

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