包钢无缝厂水压试验机密封损坏原因分析

摘要：包钢无缝厂水压试验机在调试以及试运行期间密封圈损坏频繁，解决这一问题的方法是增大密封头与密封圈之间的间隙。

关键词：水压试验机；密封头；密封圈

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包钢无缝钢管厂φ180作业区精整大线工程中的水压试验机（含通径机）于2008年初开始调试并随后进入试运行。在试运行期间，出现了价格昂贵的管端密封圈频繁损坏的现象。参加调试的技术人员立即与密封圈生产厂家联系，共同对这一现象进行现场观察和分析。并在正常投入运行前得到解决。

1 密封圈损坏原因分析

直观观察，密封头损坏大都因为复位不好造成的。即经过几十至几百次压缩-反弹周期后的密封圈，不能反弹回原来的状态，致使上一根试验钢管拔出后，密封圈仍然在密封头内孔中留下几毫米没有复位，这样，当下一根试验钢管插入密封头时，由于钢管与密封圈之间有干涩现象，必将顶坏密封圈。如图1所示。

图1试管插入时与密封圈干涩

那么为什么密封圈用一段时间后就不能反弹回原来的状态了呢？

开始怀疑密封圈制造质量或是使用原材料有问题，经技术人员仔细对比分析发现问题出在密封头上。因为同样的材质与制造工艺，包钢小无缝水压机的密封圈损坏频率就没那么大。下面是密封头与密封圈轴向剖面图，如图2所示。

图2未注密封水时 图3注入密封水后

由图可见，密封圈与密封头之间有一定的间隙，当密封水注入后，水压力作用使密封圈端部变形紧贴在密封头内测，这样在继续注入的密封水压力作用下使密封圈向试验钢管挤压并紧紧压在上面起到密封作用，如图3所示；当密封水压消失后，密封圈靠自身的弹性复位，准备下一次实验。这是我们需要的密封功能[1]。

但经过多次反复地压缩----复位后，变形的端部不会完全恢复到原来的状态而出现一定量的永久变形。短时间内，这样的永久变形量较小，不会造成什么后果，但时间长了，累积的变形量越来越大，而由于原设计密封圈与密封头之间的间隙太小（只有1mm）[1]，会使密封水压消失后密封圈与密封头之间的接触面积越来越大，产生的摩擦力会阻止密封圈的复位，从而造成复位不好的后果。

由此可见，密封圈频繁损坏的主要原因是密封头与密封圈之间的间隙过小。

2 解决措施

为解决这一问题必须增大密封圈与密封头之间的间隙。具体方法有两个：一是重新加工密封头，将其与密封圈的接触部分车掉1毫米左右，既增大间隙，又不影响正常密封。但这种办法加工难度大，费用高。二是将密封圈端部两侧车削1毫米，可以起到同样作用，难度小，而且不增加任何费用。

图4 修改后的密封圈剖面图

经过与密封圈生产厂家协商，订制特殊加工的密封圈后，其损坏率大为降低。

3 结论

密封头与密封圈之间的间隙大小，除考虑良好的密封效果外，还应给密封圈永久变形留有一定量的空间，才能保证密封圈的可靠复位。

参 考 文 献

[1] 机科发展科技股份有限公司.包钢无缝钢管厂φ180作业区精整大线工程中的水压试验

机说明书，2008.

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。