常用“O”形密封圈失效原因分析

文/凤巢

在石油化工机械等行业“O”形密封圈的使用十分广泛，但在使用和保管过程中如果储存和使用不当，则会造成“O”形密封圈的失效。如不及时发现和更换，就会造成事故。因此对其损坏原因进行分析有利于及早判断可能出现的问题，及时解决，就会避免因一处小小的原因而造成的损失。 

1、“O”形密封圈损坏原因分析 

1.1 储存环境造成的损坏 

在以下环境中储存都可致“O”形密封圈失效：

（1）当“O”形密封圈暴露在高温或氧化环境时，因氧化作用造成橡胶分子产生附加交联；

（2）当“O”形密封圈暴露在氧化、紫外线或放射环境时，橡胶分子链发生断裂，产生裂纹；

（3）当“O”形密封圈暴露在半潮湿或有化学污染物存在的环境时，会导致橡胶分子结构发生改变。 

1.2 安装时产生断裂 

在安装的过程中，如果操作不当，会使“O”形密封圈发生断裂：

（1）压缩超过橡胶的紧度极限；

（2）被外包装上的钩状物体刻划或刺穿；

（3）拉伸超过“O”形密封圈的最大拉抻限度；

（4）安装时被支撑圈夹住或切磨。 

1.3 压缩变形（损坏） 

会造成“O”形密封圈损坏原因：

（1）不相容的化学环境引起“O”形密封圈膨胀；

（2）“O”形密封圈槽与密封面之间间隙太小，生产较大的挤压力；

（3）环境温度过高，造成“O”形密封圈变硬或失去弹性；

（4）“O”形密封圈在成形时成形不彻底；

（5）“O”形密封圈本身抗压缩变形性差；

（6）“O”形密封圈的较重的轴状工具或心轴平放，造成“O”形密封圈一侧方向长期承受较重轴状工具或心轴的全部重量，引发形变。 

1.4 密封圈挤入密封间隙造成剥皮损坏 

“O”形密封圈通常在以下情况下会发生挤压刨蚀剥皮：

（1）对于一个特定的橡胶配方的“O”形密封圈，在操作温度下，承压面的压差过大。

（2）在操作温度下，由于其它化学因素的影响，“O”形密封圈的物理特性降低。

（3）“O”形密封圈密封的部件之间间隙变大。

（4）“O”形密封圈上下压差增大，造成剥皮增加。

（5）“O”形密封圈槽边缘有台阶。 

1.5 支撑圈挤入密封间隙造成断裂损坏 

造成“O”形密封圈断裂损坏原因：

（1）对于一个特定材料的支撑圈，在操作温度下，支撑圈承压面的压差过大；

（2）支撑圈附近的密封间隙变大；

（3）支撑圈本身设计存在缺陷或材质强度不够。 

1.6 低温时“O”形圈失封 

当温度低于某一值时，“O”形密封圈橡胶会弹性降低，这时“O”形密封圈要恢复到原始密封状态出现弹力不足。 

1.7 “0”形密封圈磨损失封 

会造成“O”形密封圈磨损失封。主要原因有： 

（1）低速纵向或旋转运动。“O”形密封圈接触的密封面加工的太粗糙、不平坦、有腐蚀、有毛刺、有镀层脱落等，这些都会引起磨损。

（2）高速纵向或旋转运动。“O”形密封圈接触的密封面加工的太粗糙或太软，密封面粗糙会引发前面所说的任何磨损。

（3）流体中的研磨颗粒（砂粒）也会引起密封件磨损。 

2、“O”形密封圈正确的保管和使用方法 

2.1 正确的储存环境 

建议对橡胶制品储存环境：

（1）环境温度不超过120。F（49℃）；

（2）避光（特别是太阳光）存放；

（3）远离具有氧化工作环境；

（4）远离放射性设备工作区；

（5）密封（特别是氧气）保存；

（6）远离化学污染源。 

2.2 正确的安装方法 

（1）安装到位后应近距离仔细进行检查，更换有刻划或刺穿的“O”形密封圈。

（2）安装时过度拉伸，“O”形密封圈会产生裂纹或膨胀，易于发现。

（3）安装具有凹面的或不规则面“O”形密封圈，其内、外径应具备一定的间隙和锥度。 

2.3 防止压缩变形方法 

防止压缩变形的方法有三种。

（1）选择性能较好的橡胶配方，具有能够不断恢复到原始形态的能力。

（2）用专用“O”形密封圈组装工具，保证“O”形密封圈被合理的压缩。

（3）正确存放“O”形密封圈工具，使重轴状部件或心轴的重量不是作用在“O”形圈的一个点或面上。 

2.4 防止密封圈挤入密封间隙造成剥皮损坏 

（1）选择正确的橡胶配方。最好是提供商建议配方的“O”形密封圈。

（2）检查“O”形密封圈槽与工具的直径。工具连接偏心有时也可能使“O”形密封圈在某一点出现间隙过大。

（3）使用支撑圈来增加“0”形密封圈的抗压差能力。 

2.5 防止支撑圈挤入密封间隙 

（1）“O”形密封圈支撑圈主要是玻璃钢特氟纶和玻璃钢PEEK，玻璃钢PEEK支撑圈在高温时具有很好的抗拉伸特性。

（2）使用具有凹面的支撑圈在压力增加时，凹面的内外边缘向外展开，增加“O”形密封圈、支撑圈排列的持压能力。 

2.6 防止低温时“O”形密封圈失封 

在橡胶接近玻璃化转变温度时，会失去弹性，不同的聚合物橡胶失去弹性的温度不同，但温度较低时均会弹性降低，因此在选择橡胶配方时必须要考虑低温密封要求。 

2.7 防止“O”形圈磨损失封 

（1）短期密封低速运动部件。用密封面光洁度小于62RMS、“O”形密封圈槽光洁度125 RMS。

（2）长期密封高速运动部件。密封面的加工光洁度不能低于5 RMS。

（3）防止砂粒等研磨颗粒进入工作液。过滤工作液或在工作液进入工具处包裹滤网，防止工作液中的研磨颗粒接触密封面和“O”形密封圈。 

3、结论 

密封是保证流体动力系统工作的最基本也是最重要的装置，如果密封不好，将会加大系统和元件的泄漏，使系统压力和容积效率降低，浪费能量，严重时将导致系统不能正常工作，同时密封不良还会导致油液外泄，污染环境。