必一运动机械密封种类介绍总结 1. 分类按端面形式分为双端面机械密封,单端面机械密封,集装式 机械密封。如下图 单端面 双端面 集装式 集装式机械密封装置的预安装设计结构安装简单、 易于操作, 简化了测量、 调整等过程,具 有安装简便,互换性强的特点。避免了设备检修时因机械密封安装造成的密封元件的损坏, 降低了维护费用。 2. 用途 机械密封通俗地说就是用在机械上的密封。 如千斤顶里用来封油压的 油封,用于防止尘土进入的防尘密封,气动工具(如风镐等)中的用 于封闭气压的气动密封等都属于机械密封。 3. 原理 机械密封是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和 补偿机构的弹力 (或磁力)作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻 漏的轴封装置。 4. 结构 主要有以下四类部件。 a.主要密封件:动环和静环。 b.辅助密封件: 密封圈。 c.压紧件:弹簧、推环必一运动。 d.传动件:弹箕座及键或固定螺。 由 1 静止环(静环) 2 旋转环(动环) 3 弹性元件 4 弹簧座 5 紧定螺 钉 6 旋转环辅助密封圈和 8 静止环辅助密封圈等元件组成, 7 防转销 固定在 9 压盖上以防止静止环转动。 旋转环和静止环往往还可根据它 们是否具有轴向补偿能力而称为补偿环或非补偿还。 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。 一般来说,轴套外伸的轴间、密封端盖与泵体间的泄漏比较容易 发现和解决,但需细致观察,特别是当工作介质为液化气体或高压、 有毒有害气体时,相对困难些。其余的泄漏直观上很难辩别和判断, 须在长期管理、维修实践的基础上,对泄漏症状进行观察、分析、研 判,才能得出正确结论。 一、泄漏原因分析及判断 A .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。 B .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)动环密封圈过紧必一运动,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。 C.正常运转中突然泄漏。 离心泵在运转中突然泄漏少数是因正常 磨损或已达到使用寿命, 而大多数是由于工况变化较大或操作、 维护 不当引起的。 (1)抽空必一运动、气蚀或较长时间憋压,导致密封破坏; (2)对泵实际输出量偏小,大量介质泵内循环,热量积聚,引起 介质气化,导致密封失效; (3)回流量偏大,导致吸人管侧容器(塔、釜必一运动、罐、池)底部沉 渣泛起,损坏密封; (4 )对较长时间停运,重新起动时没有手动盘车,摩擦副因粘连 而扯坏密封面; (5)介质中腐蚀性、聚合性、结胶性物质增多; (6)环境温度急剧变化; (7)工况频繁变化或调整; (8)突然停电或故障停机等。离心泵在正常运转中突然泄漏,如 不能及时发现, 往往会酿成较大事故或损失, 须予以重视并采取有效 措施。 D: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。 E: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。 F: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。 G: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。 β75% ,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。 H: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、结晶必一运动,摩擦副上有水垢、弹簧腐蚀、阻塞而失弹。 d)泵轴扰度太大。
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