机械密封的失效原因分析

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机械密封失效的原因分析

机械密封失效的原因分析

机械密封失效的原因分析机械密封具有密封性能可靠、泄漏量小、使用寿命长、功率损耗少和适用范围广等优点,被广泛应用于各个技术领域,尤其适用于高转速、高压差的工作条件和昂贵或有毒及强腐蚀性的工艺介质。

同时,机械密封又是设备的最薄弱环节之一。

为延长其使用寿命,除了选择恰当的摩擦副材料和合适的端面比压外,正确的安装和维修也可起到重要的作用。

机械密封是由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。

1、机械密封的结构1)旋转环(动环)2)弹性元件3)弹簧座4)紧定螺钉5)旋转环辅助密封圈6)静止环辅助密封圈7)防转销8)固定在压盖2、机械密封失效泄漏的原因分析①轴套与轴间的密封;②动环与轴套间的密封;③动、静环间密封;④对静环与静环座间的密封;⑤密封端盖与泵体间的密封。

1)动静环端面磨损导致机械密封泄漏不管哪种类型的机械密封,最主要的特点即密封面为垂直于旋转轴线的端面,也就是将极易泄漏的轴向密封改为不易泄漏的端面密封。

所以,机械密封失效的主要形式是静、动环之间的磨损失效。

动、静环端面摩擦副主要靠弹簧推力来压紧,阻止泄漏。

动、静环压得越紧越不易泄漏,但其间的摩擦力也随之增大,动、静环接触端镜面在较大摩擦力的作用下会很快磨损,最后失效泄漏。

2)工艺条件不稳定和安装不良导致机械密封泄漏工艺条件不稳定和安装不良造成的振动、设备抽空汽化瞬间断流都会导致机械密封动静环之间的液膜破坏,使机械密封在无润滑条件下“干态”运行,密封环温度迅速上升,有的直接烧毁,有的当泵恢复正常工作状态时被急剧冷却,形成热冲击而碎裂。

冲洗流体与冲洗条件不良也会形成热冲击,导致密封环出现径向裂纹,加剧动静环的磨损失效。

同时,当石墨环超过使用温度,其表面会析出晶体,在温度较高的摩擦副附近发生炭化,其微粒进入摩擦副使动静环急剧磨损失效。

3)机械密封的密封圈失效也是密封泄漏主要原因动静环密封圈装配歪斜;与密封圈相配合的轴或轴套表面光洁度不够,或配合尺寸过小;密封圈与密封介质发生物理或化学反应,腐蚀变形、老化等,均可导致泄漏。

机械工程中机械密封环的失效分析与改进

机械工程中机械密封环的失效分析与改进

机械工程中机械密封环的失效分析与改进
一、机械密封环的失效分析:
1.密封环的磨损:机械密封环在运行过程中,由于摩擦和磨损,导致密封环表面不平整,从而影响其密封性能。

2.密封环材料的老化:密封环材料的老化是导致机械密封环失效的一个主要因素。

长时间高温、酸碱等环境条件下,密封材料会发生物理和化学变化,导致密封环性能下降。

3.密封环的断裂:机械密封环在机械振动或机械冲击的作用下,可能会发生断裂,从而导致泄漏。

4.密封环的设计缺陷:一些机械密封环的设计存在缺陷,比如剖面设计不合理、尺寸匹配不当等,导致其失效。

二、机械密封环的改进:
1.优化密封环材料:选择抗磨损、耐高温、耐腐蚀等性能良好的密封环材料,如陶瓷、金属等,以提高密封环的使用寿命和可靠性。

2.改进密封环结构设计:通过优化机械密封环的剖面设计、尺寸匹配等,提高密封环的密封性能和耐久性。

3.引入新的密封技术:如采用真空密封技术、磁悬浮密封技术等,可以改善传统机械密封环的失效问题,提高密封性能。

4.定期检修和保养:定期检查机械密封环的磨损情况,及时更换磨损严重的密封环,同时进行润滑保养,以延长其使用寿命。

综上所述,机械密封环失效的原因很多,但通过合理的分析和改进措施,可以有效减少其失效可能性,提高机械密封环的使用寿命和可靠性,保证设备的正常运行。

因此,工程师和技术人员应密切关注机械密封环的失效问题,并不断优化改进,以满足不同应用领域对密封性能的要求。

机械密封失效分析与故障分析

机械密封失效分析与故障分析

机械密封失效分析与故障分析机械密封是一种常见的密封方式,广泛应用于各种工业设备中,它起到防止液体或气体泄漏的作用。

然而,由于机械密封长时间运行或使用条件不当等原因,可能出现失效或故障。

本文将对机械密封的失效分析与故障分析进行探讨。

首先,机械密封的失效主要表现为泄漏。

泄漏可能来自密封面之间的间隙或密封材料的损坏。

泄漏的原因可以是由于机械密封的安装不当、密封面磨损、密封材料老化或质量不合格等多种因素。

在进行失效分析时,需要对泄漏的位置、程度以及泄漏时的工况等进行全面的观察和记录,以便找出失效的根本原因。

其次,机械密封的故障种类较多,常见的故障有密封面磨损、泄漏、密封材料老化、弹簧断裂等。

对于不同的故障,需要采取相应的措施进行修复或更换。

比如对于密封面磨损导致的泄漏,可以通过研磨、打磨或更换密封面来解决;对于弹簧断裂,需要更换弹簧等。

在进行故障分析时,需要梳理故障出现的原因、频率以及对设备运行的影响,以便采取相应的措施进行维修和防范。

失效分析和故障分析的目的是为了找出机械密封失效和故障的原因,并采取相应的措施进行预防和维修。

对于机械密封的失效分析,可以通过实验手段进行模拟和验证,例如使用试压设备对机械密封进行压力测试,以检测泄漏的位置和程度;对于机械密封的故障分析,可以通过观察故障部件的状态和特征来确定故障原因,同时可以进行实验和实地测试,以验证故障的原因和解决方案。

在进行机械密封失效分析与故障分析时,需要注意以下几点。

首先,要对机械密封的运行条件、使用环境以及工艺参数进行详细了解和记录,以便进行精确的分析。

其次,要进行全面的检查和测试,包括外观、内部构造、密封面状态、密封材料性能等等。

第三,要对失效和故障进行分类和归纳,以便建立相应的数据库和维修记录,为以后的失效分析和故障排除提供参考。

最后,要不断总结和积累经验,不断完善和改进机械密封的设计、安装和维护,以提高机械密封的使用寿命和性能。

总之,机械密封的失效分析与故障分析对于保证设备的安全运行和延长设备的使用寿命非常重要。

机械密封失效原因分析

机械密封失效原因分析

泵轴机械密封的失效分析机械密封端面泄漏、端面偏磨、密封环碎裂、密封圈泄漏等常见早期失效现象,产生这些现象的原因,主要是设计制造使用过程中各种问题造成的。

机械密封系指两块密封元件在其垂直于轴线的光洁而平直的表面上相互贴合,并作相对转动而构成密封的装置。

它通常由静环、动环、弹簧加荷装置(包括推环、弹簧、弹簧座、固定螺钉,传动销)、辅助密封圈(动环密封圈和静环密封圈)等元件组成。

防转销固定在压盖上,用以防止静环转动。

机械密封主要是将极易泄漏的轴向密封,改变为不易泄漏的端面密封。

因为机械密封具有密封性能可靠、泄漏量少、使用寿命长、功率损耗少、不需要经常维修等优点,且能满足生产自动化和高温、低温、高压、高真空、高速、各种易燃易爆、腐蚀性以及腐蚀性介质的密封要求,因此较其它密封获得更为迅速的发展和推广,越来越多地替代填料密封和其它密封。

由动环和静环所组成的摩擦副是机械密封最重要的零件。

密封的寿命和工作质量(泄漏指标)都和它有直接关系。

机械密封摩擦副的材料要根据泵的工作介质的性质、工作压力、温度、转动速度等因素来选择,特别是对老产品上填料密封改装机械密封或原机械密封的改造,合理地选用机械密封材料是非常重要的。

当机械密封在腐蚀性介质中时,它经受着化学腐蚀和电化腐蚀,尤其在摩擦面上,腐蚀率极大,这是因为端面上腐蚀生成物刚产生(能降低腐蚀率)就被摩擦所破坏的缘故。

这种由耐腐蚀表层的产生到磨去,周期性的循环不止,通常称为磨蚀现象。

其磨蚀速度约为无摩擦作用表面的腐蚀率的10至50倍。

因此,摩擦副应选择既耐腐蚀耐磨性又好的材料。

一般来说,石墨浸渍酚醛树脂耐酸不耐碱,浸渍呋喃树脂耐酸亦耐碱,浸渍环氧树脂耐碱性好,浸渍聚四氟乙烯树脂和陶瓷能耐强腐蚀性介质。

摩擦副配对材料的硬度差,对颗粒磨损的影响很大。

摩擦副硬度差大,出现颗粒磨损的情况就少得多,摩擦磨损速率也小;但硬度差小,出现颗粒磨损情况就多。

其原因主要是由于当颗粒侵入摩擦副,在动环硬度高时,只在石墨环上或嵌入石墨环上擦出沟纹,硬环未被擦伤,还能保持原有光洁度,过一段时间,颗粒还有可能被密封水冲走。

机械密封故障的原因与处理

机械密封故障的原因与处理

机械密封故障的原因与处理(一)从机械损坏判断密封失效原因(1)动环断裂或开裂。

动环用脆性材料制成,断面较薄,非常脆弱。

若断裂表面变色不均匀,或者存在磨屑,动环断裂是在开车前或运行中发生的。

若没有磨屑、变色,断裂可能是在拆卸时造成的。

密封阻力过大造成的损坏一般伴有所配合的传动装置磨损或损坏。

原因可能是密封装配不当;安装操作失误;因压缩量过大、泵压力超高、润滑性差、密封面干摩擦、密封面冲蚀或密封面粘着造成的密封面阻力过大;泵压力超高;密封拆卸或解体时损坏;温度变化大。

预防纠正措施:安装时应小心操作,降低泵送液体压力,调整压缩量;加大冷却水量,降低密封温度,改善摩擦副环境,防止摩擦副润滑不良造成的阻力过大;仔细装配,避免密封卡死。

(2)密封面扭曲。

原因可能是压盖螺栓松紧不均或夹持力过大,冷却不好,有不均匀热应力。

泵操作压力过高,超出设计。

辅助密封膨胀,密封面不平或面间有杂物,密封环支撑面不合适。

应调整压盖螺栓压紧力至均匀、合适力度,调整冷却或冲洗液流量,保证密封面有足够的冷却和润滑,并除去流体中杂质。

降低泵的操作压力;改变辅助密封结构和材料;将密封面重新加工平直。

(3)密封面有擦伤和刻痕。

原因可能是制造或装配时损伤;密封面进入颗粒物。

可用机械或人工研磨消除刻痕或擦痕,消除流体中的颗粒物。

(4)密封环切边。

原因可能有:轴振动大或泵压力太高,轴弯曲或密封面与轴线不垂直。

应降低轴振动值,降低泵操作压力。

消除轴的弯曲变形,保持密封面和轴线垂直。

(5)密封环粘着磨损。

原因可能是密封面润滑冷却不良,局部温度过高;密封比压过大;密封面硬度不合适。

应加强冲洗、冷却,减小密封比压,提高密封面硬度。

(6)密封面磨粒磨损。

固体颗粒沉积在密封环或其附近,硬环密封面上出现有规则的槽痕,软环密封面上磨痕不均匀。

硬密封环应使用更硬的耐磨材料,同时采用双端面密封和洁净的密封液(油)。

(7)密封面严重磨损、开裂、变色和过热。

原因可能是密封面问无液体或液体不足,密封干磨。

机械密封使用中常见损坏及防护措施

机械密封使用中常见损坏及防护措施

机械密封使用中常见损坏及防护措施机械密封是流体机械中重要的连接与密封件,广泛应用于化工、石化、矿业、电力、制药等行业。

机械密封是流体传动的关键部件之一,它大大影响设备的寿命和效率。

然而,在机械密封使用过程中,常见的损坏现象仍然比较常见,严重影响了机械密封的使用寿命和稳定性。

本文将讨论常见的机械密封损坏及防护措施。

损坏原因和分类机械密封常见的损坏原因主要是以下四个方面:1. 胶面损伤:是由于润滑不良、过度密封、摩擦副材料不合适、胶面形状与轴或底盘不匹配等情况造成的。

2. 泄漏:是机械密封损坏的重要原因,泄漏发生的主要原因是密封环或O型圈接触面不平整、弹性变形不良、材料老化和磨损等。

3. 动环或固环毁损:长时间使用或使用环境较差,动环或固环基性能就会受到损伤,导致机械密封损坏。

4. 悬挂件损伤和损坏:机器运行时,所产生的振动和冲击力会对机械密封产生影响,从而损坏悬挂件和保护环,使机械密封失效。

机械密封损坏分类主要有以下几种:1. 磨损:机械密封在使用过程中,长时间的研磨和磨损会对密封件产生一定影响,从而产生泄漏现象,并且也会造成机械密封寿命的缩短。

2. 漏油:机械密封在长期使用中,由于密封剂耐受力有限,恶劣的工作条件也会对密封剂产生负面影响,导致机械密封漏油现象。

3. 出现异响:由于摩擦等原因,机械密封容易发出异响,影响使用。

防护措施1. 提高密封压力和密度:确保机械密封有充足的密封压力,使密封面始终与轴对齐,杜绝泄漏现象。

2. 合适的材料选择:机械密封材料要选择有适应性的材质,确保其抗磨损、耐腐蚀、耐高温高压等性能。

3. 加强润滑:保证密封剂或密封水油的充足,降低机械密封的摩擦系数。

4. 挂篮防护:对机械密封进行挂篮防护,减少设备的摇晃程度,降低机械密封的损坏率。

5. 定期检测和维护:机械密封长期运行,存在一定的磨损和老化情况,定期的检测和维护可以减少机械密封的损坏率。

6. 合理的设计和安装:对于不同的设备,需要根据不同的要求来设计和安装机械密封,确保其密封性能和寿命。

机械密封失效分析与故障分析

机械密封失效分析与故障分析

机械密封失效分析与故障分析机械密封失效分析与故障分析?1.腐蚀失效机械密封因腐蚀引起的失效为数不少,常见的腐蚀类型有如下几种。

(1)表面腐蚀由于腐蚀介质的侵蚀作用,机械密封件会发生表面腐蚀,严重时也可发生腐蚀穿孔,弹簧件更为明显,采用不锈钢材料,可减轻表面腐蚀。

(2)点腐蚀弹簧套常出现大面积点蚀或区域性点蚀,有的导致穿孔,此类局部腐蚀对密封使用尚不会造成很严重的后果,不过大修时也应予更换。

(3)晶间腐蚀碳化鸨环不锈钢环座以铜焊连接,使用中不锈钢座易发生晶间腐蚀,为克服敏化的影响,不锈钢应开展固溶处理。

(4)应力腐蚀破裂金属焊接波纹管、弹簧等在应力与介质腐蚀的共同作用下,往往会发生断裂,由于弹簧的突然断裂而使密封失效,一般采用加大弹簧丝径加以解决。

(5)缝隙腐蚀动环的内孔与轴套表面之间、螺钉与螺孔之间,O形环与轴套之间,由于间隙内外介质浓度之差而导致缝隙腐蚀,此外陶瓷镶环与金属环座间也会发生缝隙腐蚀,一般在轴套表面喷涂陶瓷,镶环处表面涂以黏结剂以减轻缝隙腐蚀。

(6)电化学腐蚀异种金属在介质中往往引起电化学腐蚀,它使镶环松动,影响密封,一般亦采取在镶接处涂黏结剂的方法予以克服。

2热损失效(1)热裂如密封面处于干摩擦、冷却突然中断、杂质进入密封面、抽空等,会导致环表面出现径向裂纹,从而使对偶环急剧磨损,密封面泄漏迅速增加。

碳化鸨环热裂现象较常见。

(2)发泡、炭化使用中如石墨环超过许用温度,则其表面会析出树脂,摩擦面附近树脂会发生炭化,当有黏结剂时,又会发泡软化,使密封面泄漏量增加,密封失效。

(3)老化、龟裂、溶胀橡胶超过许用温度继续使用,将迅速老化、龟裂、变硬失弹。

如是有机介质则溶胀失弹,这些均导致密封失效。

凡因热损引起密封失效,关键在于尽量降低摩擦热,改善散热,使密封面处不发生温度剧变。

3、磨损失效摩擦副若用材耐磨性差、摩擦因数大、端面比压(包括弹簧比压)过大、密封面进入固体颗粒等均会使密封面磨损过快而引起密封失效。

机械密封失效原因

机械密封失效原因

机械密封失效原因
嘿,你问机械密封咋会失效呀?这事儿咱得好好说道说道。

一个原因呢,可能是安装不当。

就像你盖房子,要是地基没打好,房子肯定不结实。

安装机械密封的时候,如果没对准位置,或者螺丝拧得太紧太松,那都不行。

太紧了会把密封件压坏,太松了又密封不好。

就像你系鞋带,系得太紧脚不舒服,系得太松又容易掉。

还有啊,密封件磨损也会导致失效。

就像你的鞋子穿久了会破一样,密封件用久了也会磨损。

如果在有杂质的环境里工作,磨损得就更快。

那些小颗粒啥的,就像小沙子,会把密封件磨坏。

另外,温度过高或者过低也不行。

要是温度太高了,密封件可能会变形,密封效果就没了。

要是温度太低,密封件可能会变硬,也不好用。

就像你冬天穿的衣服和夏天穿的衣服不一样,机械密封也得适应不同的温度。

压力过大也会让机械密封失效。

就像你背的包太重了,背带会断一样。

压力太大,密封件承受不住,就会坏。

操作不当也可能出问题。

比如说开机关机太猛了,或者转速太快太慢。

就像你开车,一会儿猛踩油门,一会儿猛踩刹车,车肯定容易坏。

我给你讲个例子吧。

我有个朋友在工厂上班,他们那有个机器的机械密封老是出问题。

后来一检查,发现是安装的时候没弄好,有点歪了。

还有就是机器里进了一些杂质,把密封件磨坏了。

他们重新安装了一下,又清理了机器,这下机械密封就好用了。

所以啊,要想机械密封不失效,就得注意这些问题,好好保养机器。

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机械密封的失效原因分析
泵用机械密封种类繁多,型号各异,但泄漏点主要有五处:
(l)轴套与轴间的密封;
(2)动环与轴套间的密封;
(3)动、静环间密封;
(4)对静环与静环座间的密封;
(5)密封端盖与泵体间的密封。

1.安装静试时泄漏
机械密封安装调试好后,一般要进行静试,观察泄漏量。

如泄漏量较小,多为动环或静环密封圈存在问题;泄漏量较大时,则表明动、静环摩擦副间存在问题。

在初步观察泄漏量、判断泄漏部位的基础上,再手动盘车观察,若泄漏量无明显变化则静、动环密封圈有问题;如盘车时泄漏量有明显变化则可断定是动、静环摩擦副存在问题;如泄漏介质沿轴向喷射,则动环密封圈存在问题居多,泄漏介质向四周喷射或从水冷却孔中漏出,则多为静环密封圈失效。

此外,泄漏通道也可同时存在,但一般有主次区别,只要观察细致,熟悉结构,一定能正确判断。

2.试运转时出现的泄漏。

泵用机械密封经过静试后,运转时高速旋转产生的离心力,会抑制介质的泄漏。

因此,试运转时机械密封泄漏在排除轴间及端盖密封失效后,基本上都是由于动、静环摩擦副受破坏所致。

引起摩擦副密封失效的因素主要有:
(l)操作中,因抽空、气蚀、憋压等异常现象,引起较大的轴向力,使动、静环接触面分离;
(2)对安装机械密封时压缩量过大,导致摩擦副端面严重磨损、擦伤;
(3)动环密封圈过紧,弹簧无法调整动环的轴向浮动量;
(4)静环密封圈过松,当动环轴向浮动时,静环脱离静环座;
(5)工作介质中有颗粒状物质,运转中进人摩擦副,探伤动、静环密封端面;
(6)设计选型有误,密封端面比压偏低或密封材质冷缩性较大等。

上述现象在试运转中经常出现,有时可以通过适当调整静环座等予以消除,但多数需要重新拆装,更换密封。

由于两密封端面失去润滑膜而造成的失效:
a)因端面密封载荷的存在,在密封腔缺乏液体时启动泵而发生干摩擦;
b)介质的低于饱和蒸汽压力,使得端面液膜发生闪蒸,丧失润滑;
c)如介质为易挥发性产品,在机械密封冷却系统出现结垢或阻塞时,由于端面摩擦及旋转元件搅拌液体产生热量而使介质的饱和蒸汽压上升,也造成介质压力低于其饱和蒸汽压的状况。

由于腐蚀而引起的机械密封失效:
a)密封面点蚀,甚至穿透。

b)由于碳化钨环与不锈钢座等焊接,使用中不锈钢座易产生晶间腐蚀;
c)焊接金属波纹管、弹簧等在应力与介质腐蚀的共同作用下易发生破裂。

由于高温效应而产生的机械密封失效:
a)热裂是高温油泵,如油渣泵、回炼油泵、常减压塔底泵等最常见的失效现象。

在密封面处由于干摩擦、冷却水突然中断,杂质进入密封面、抽空等情况下,都会导致环面出现径向裂纹;
b)石墨炭化是使用碳—石墨环时密封失效的主要原因之一。

由于在使用中,如果石墨环一旦超过许用温度(一般在-105~250℃)时,其表面会析出树脂,摩擦面附近树脂会发生炭化,当有粘结剂时,会发泡软化,使密封面泄漏增加,密封失效;
c)辅助密封件(如氟橡胶、乙丙橡胶、全橡胶)在超过许用温度后,将会迅速老化、龟裂、变硬失弹。

现在所使用的柔性石墨耐高温、耐腐蚀性较好,但其回弹性差。

而且易脆裂,安装时容易损坏。

由于密封端面的磨损而造成的密封失效:
a)摩擦副所用的材料耐磨性差、摩擦系数大、端面比压(包括弹簧比压)过大等,都会缩短机械密封的使用寿命。

对常用的材料,按耐磨性排列的次序为:碳化硅—碳石墨、硬质合金—碳石墨、陶瓷—碳石墨、喷涂陶瓷——碳石墨、氮化硅陶瓷——碳石墨、高速钢——碳石墨、堆焊硬质合金——碳石墨。

b)对于含有固体颗粒介质,密封面进入固体颗粒是导致使密封失效的主要原因。

固体颗粒进入摩擦副端面起研磨剂作用,使密封发生剧烈磨损而失效。

密封面合理的间隙,以及机械密封的平衡程度,还有密封端面液膜的闪蒸等都是造成端面打开而使固体颗粒进入的主要原因。

c)机械密封的平衡程度β也影响着密封的磨损。

一般情况下,平衡程度β=75%左右最适宜。

β<75%,磨损量虽然降低,但泄漏增加,密封面打开的可能性增大。

对于高负荷(高PV值)的机械密封,由于端面摩擦热较大,β一般取65%~70%为宜,对低沸点的烃类介质等,由于温度对介质气化较敏感,为减少摩擦热的影响,β取80%~85%为好。

因安装、运转或设备本身所产生的误差而造成机械密封泄漏:
a)由于安装不良,造成机械密封泄漏。

主要表现在以下几方面:
1)动、静环接触表面不平,安装时碰伤、损坏;
2)动、静环密封圈尺寸有误、损坏或未被压紧;
3)动、静环表面有异物;
4)动、静环V型密封圈方向装反,或安装时反边;
5)轴套处泄漏,密封圈未装或压紧力不够;
6)弹簧力不均匀,单弹簧不垂直,多弹簧长短不一;
7)密封腔端面与轴垂直度不够;
8)轴套上密封圈活动处有腐蚀点。

b)设备在运转中,机械密封发生泄漏的原因主要有:
1)泵叶轮轴向窜动量超过标准,转轴发生周期性振动及工艺操作不稳定,密封腔内压力经常变化等均会导致密封周期性泄漏;
2)摩擦副损伤或变形而不能跑合引起泄漏;
3)密封圈材料选择不当,溶胀失弹;
4)大弹簧转向不对;
5)设备运转时振动太大;
6)动、静环与轴套间形成水垢使弹簧失弹而不能补偿密封面的磨损;
7)密封环发生龟裂等。

c)泵在停一段时间后再启动时发生泄漏,这主要是因为摩擦副附近介质的凝固、结晶,摩擦副上有水垢、弹簧腐蚀、阻塞而失弹。

d)泵轴扰度太大。

德州实华化工有限公司
马立洋。

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