機械軸封常見故障判斷方法:漏水、異音與溫度過高原因

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重點一句話

OK,直接切入。機械軸封出問題,不外乎漏水、怪聲音、溫度太高這三件事。 根源常常不是軸封本身,而是整個系統操作的問題。 像是潤滑不足、安裝歪了、管路有應力,甚至是空轉。 先別急著換,要先當偵探。

判斷的三個切入點:漏、響、熱

現場判斷,就這三個方向。每個症狀都在跟你說不同的故事。

1. 漏水 (Leakage)

這是最常見的,也是最直觀的。但漏法不同,意義也不同。

  • 滴漏 vs. 噴漏:幾滴水,可能是正常的潤滑膜。 日本那邊的資料甚至說,某些型式(例如格蘭盤根)微漏是正常的,為了潤滑。 但如果用的是機械軸封,基本上不該漏。 如果是持續滴漏甚至用噴的,那肯定有問題了。靜環或動環的密封面大概率已經磨損或破裂。
  • 突然大漏 vs. 慢慢變嚴重:突然大漏,可能是O-ring之類的彈性體老化斷裂,或是密封面直接碎了。 如果是慢慢變嚴重,通常是密封面長期磨損的結果,可能是流體裡有雜質。

2. 異音 (Abnormal Noise)

聲音是個好線索,因為它常常比漏水更早出現。

  • 尖銳的「キーキー」聲:這很可能是乾摩擦的聲音。 潤滑液膜沒了,動靜環在硬碰硬。 馬上停機,不然密封面很快就燒毀。
  • 「嘎嘎」或「叩叩」聲:可能是軸承問題,也可能是軸封的彈簧斷了或是有零件鬆脫。 這種聲音通常伴隨振動,手摸外殼會有感覺。

3. 溫度過高 (Overheating)

溫度是隱形殺手。很多時候,等你發現漏水,內部早就因為高溫而損壞了。

  • 外殼燙手:正常運作的軸封只會溫溫的。如果摸起來燙手(通常超過50-60°C),就是警訊。
  • 原因:九成是潤滑不足或散熱不良。 可能是泵浦入口壓力不足、發生氣蝕(Cavitation),或是冷卻管路堵塞。 過熱會讓密封面產生熱裂紋(heat checking),看起來就像臉上細微的皺紋,這對硬脆材料如碳化矽(SiC)是致命傷。
示意圖:一個受損的機械軸封端面,上面有明顯的熱裂紋和磨損痕跡
示意圖:一個受損的機械軸封端面,上面有明顯的熱裂紋和磨損痕跡

怎麼做?快速檢測與判斷流程

好,發現問題了,再來怎麼辦?不是馬上拆。先做點功課。

步驟一:觀察與記錄(非接觸)

先遠觀,不要動手。看漏水量、聽聲音、聞味道。有沒有燒焦味?有沒有異常振動?台灣很多老師傅就是靠聽音辨位,這是有科學根據的,不同的頻率代表不同問題。 用手機錄下來,傳給有經驗的人聽,常常能快速抓到方向。

步驟二:量測(非接觸)

用紅外線測溫槍量一下軸封殼的溫度。 持續記錄,看溫度是穩定還是持續上升。持續上升表示問題正在惡化。

步驟三:檢查周邊系統(關鍵!)

這一步最重要,也最常被忽略。我看的國外資料,像John Crane或SEPCO的指南,都一再強調要看整個系統。 這跟台灣現場常常只看泵浦本體很不一樣。

  • 看壓力錶:入口和出口壓力是否在正常範圍?壓力過高或過低都會搞死軸封。
  • 看流量計:流量是否穩定?有沒有可能泵浦在低於最小流量的情況下運轉?
  • 檢查管路:管路有沒有被拿來當支撐?有沒有明顯的錯位?管路應力是軸封的隱形殺手。
  • 確認流體:流體是不是設計時的那種?溫度、濃度、雜質含量有沒有變?
真實場景:工程師正使用紅外線測溫槍對著工業泵浦的機械軸封部位進行溫度檢測
真實場景:工程師正使用紅外線測溫槍對著工業泵浦的機械軸封部位進行溫度檢測

常見故障模式與背後真相

拆開後,看到的殘骸會說話。下面這張表是我自己整理的筆記,把看到的現象跟可能的原因串起來。

拆解後看到的現象 直接原因 最可能的系統問題(真正的兇手)
密封面有放射狀細微裂痕(熱裂紋) 喔喔,這就是過熱了。 表面承受不了熱應力,就裂了。 八成是乾摩擦或散熱不良。回去查是不是泵浦空轉過、冷卻水停了,或是流體溫度太高。
密封面有很深的同心圓溝槽 這是有異物跑進去了啦! 像砂紙一樣在磨你的臉。 流體太髒了。系統裡是不是該加個過濾器?或是製程上游有問題跑東西下來了?
密封面一邊磨損特別嚴重 這很明顯,受力不均。 軸沒對準,歪了。 安裝問題跑不掉。可能是泵浦跟馬達沒對心,或是管線應力把泵浦拉歪了。 趕快檢查對心記錄。
橡膠O-ring變形、變硬或爛掉 不是高溫烤壞了,就是被化學品腐蝕了。 溫度超過橡膠的極限,或是流體跟O-ring材質不相容。當初選型的人要出來打屁股了。
彈簧斷裂或腐蝕 金屬疲勞或是化學腐蝕。很直白。 振動太大會讓彈簧一直動、最後疲勞斷裂。 流體腐蝕性太強也會。所以,還是要回頭看系統振動跟流體相容性。

常見錯誤與修正

很多人修軸封,就像頭痛醫頭、腳痛醫腳,結果就是一直修、一直壞。

錯誤一:壞了就換,不問原因

這是最大的問題。換上一個全新的軸封,如果系統問題沒解決,它很快又會用同樣的方式死給你看。浪費錢又浪費時間。

修正:建立「故障分析」的習慣。把換下來的壞品留著,拍照、記錄,跟上面的表格對照一下,試著找出根本原因。

錯誤二:只換軸封,不檢查軸承和對心

軸封會壞,常常是軸的振動太大。 振動來源可能是軸承磨損了,或是馬達跟泵浦的對心跑掉了。

修正:拆換軸封時,「順便」用手轉動軸心,感覺一下軸承有沒有「沙沙」的感覺。可以的話,用量錶檢查一下軸的偏擺和對心精度。

錯誤三:安裝時太粗魯或不乾淨

機械軸封的密封面是經過精密研磨的,跟鏡子一樣。 只要有一點點刮傷、或是在安裝時掉進一粒沙,就等於宣告死刑。

修正:絕對要乾淨!安裝環境要乾淨,手要乾淨,零件要乾淨。安裝時要在O-ring和軸上塗抹乾淨的潤滑劑(通常是水或矽油),千萬不要硬塞。

對比圖:左邊是全新的機械軸封動環,右邊是因安裝不當而刮傷的動環
對比圖:左邊是全新的機械軸封動環,右邊是因安裝不當而刮傷的動環

總結一下思路

所以,下次遇到軸封問題,你的腦內SOP應該是這樣:

1. **初步判斷:** 是漏、是響、還是熱?症狀是什麼?

2. **系統檢查:** 先別碰泵浦,去看壓力、溫度、管路這些外圍的東西。

3. **拆解驗屍:** 如果確定要修,拆下來的東西就是證據,仔細看它的死狀。

4. **根本原因:** 把症狀、系統資訊、屍體證據拼湊起來,找出真兇。

5. **正確修復:** 不只換零件,還要解決系統問題。安裝要細心、要乾淨。

這樣才是一個完整的循環。不然,你只會一直在第一步跟第五步之間無限輪迴。


互動一下: 你在現場遇過最奇怪的軸封故障是什麼?或者,你有什麼獨門的判斷小技巧?在下面留言分享吧!

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