机械密封构成及界说

　　机械密封构成及界说
　　
　　机械密封(mechanical seal)是指由至少一对笔直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿组织弹力（或磁力）的效果下以及辅佐密封的合作下坚持贴兼并相对滑动而构成的避免流体走漏的设备。弹力加载组织与辅佐密封是金属性纹管的机械密封咱们称为金属波纹管密封。在轻型密封中，还有运用橡胶波纹管作辅佐密封的，橡胶波纹管弹力有限，一般需求辅以绷簧来满足加载弹力。 “机械密封”一般被人们简称为“机封”。
　　
　　机械密封的底子组成：
　　
　　首要部件
　　
　　动环和静环。
　　
　　辅佐密封件
　　
　　密封圈（有O形、X形、U型、楔形、矩形柔性石墨、PTFE包覆橡胶O圈等）。
　　
　　弹力补偿组织
　　
　　绷簧、推环。
　　
　　传动件
　　
　　绷簧座及键或各种螺钉。
　　
　　机械密封是一种旋转机械的油封设备。比方离心泵、离心机、反应釜和紧缩机等设备。由于传动轴贯穿在设备表里，这样，轴与设备之间存在一个圆周空隙，设备中的介质经过该空隙向外走漏，假如设备内压力低于大气压，则空气向设备内走漏，因而有必要有一个阻挠走漏的轴封设备。轴封的品种许多，由于机械密封具有走漏量少和寿命长等长处，所以当今世界上机械密封是在这些设备首要的轴密封方法。机械密封又名端面密封，在国家有关规范中是这样界说的：“由至少一对笔直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿组织弹力（或磁力）的效果以及辅佐密封的合作下坚持贴兼并相对滑动而构成的避免流体走漏的设备。”
　　
　　对密封环的要求：
　　
　　密封环是动环和静环的总称，是构成机械密封首要的元件。密封环在很大程度上决议了机械密封的运用功能和寿命，因而，对它提出了一些要求。
　　
　　有满足的强度和刚度
　　
　　在作业条件下(如压力、温度和滑动速度等)不损坏，变形应尽量的小，作业条件动摇时仍能坚持密封性。尤其是密封端面要有满足的强度以及必定的耐腐蚀才能，以保证产品有满足的运用寿命。
　　
　　有杰出的耐热冲击才能
　　
　　为此，要求资料有较高的导热系数和较小的线胀大系数，接受热冲击时不至于开裂。
　　
　　较小的冲突系数
　　
　　密封环匹配应有较小的冲突系数。
　　
　　杰出的自光滑性
　　
　　作业中如发作短时刻的干冲突，不损害密封端面。因而，密封环要有杰出的自光滑性，密封环资料与密封流体还要有很好的浸润性。
　　
　　结构简略
　　
　　密封环结构应力求简略对称，优先考虑用整体型结构，也可采用组合式(如镶装式)密封环，尽量避免用密封端面喷涂式结构。
　　
　　密封环要简单加工制作
　　
　　设备和修理要方便，价格要低价。
　　
　　机械密封作业应留意问题
　　
　　设备时留意事项
　　
　　a.要十分留意避免设备中所发作的设备差错
　　
　　（1）上紧压盖应在联轴器找正后进行，螺栓应均匀上支，避免压盖端面偏斜，用塞尺查看各点，其差错不大于0.05毫米。
　　
　　（2）查看压盖与轴或轴套外径的合作空隙（即同心度），四周要均匀，用塞尺查看各点允差不大于0.01毫米。
　　
　　b.绷簧紧缩量要按规则进行，不允许有过大或过小现象，要求差错2.00毫米。过大会添加端面比压，加快端面磨损。过小会构成比压缺乏而不能起到密封效果。
　　
　　c.动环设备后，将动环压向绷簧后应能主动弹回来。
　　
　　设备时方位要求
　　
　　为了保证机械密封安稳的工作、长寿命和低走漏功能，将它正确地设备在机器上是十分重要的。设备时有必要留意的事项：
　　
　　（1）部件的承认
　　
　　把机械密封设备到机器上时，设备前要很好的与总装置图相对照，承认零件是否已预备*，这时要留意密封磨擦副密封面、密封圈等有无伤痕、残缺等反常现象，还要留意与填料、密封圈（O环）等相触摸的轴或轴套外表、法兰等部件上有无伤痕，若发现有反常的现象，则有必要替换或修补后再运用。
　　
　　在实践进行设备时，不要将超越需求的零件带到现场，这样，设备结束后零件如有剩下，则是设备时有了漏装的当地；若零件缺乏，则意味着不必要的当地也拼装上了零件，这也就起到了在设备时自检的效果。
　　
　　（有人以为一个好的装置工是不需求图纸和其它符号，这是过错的。那他仅仅个熟练工不是个好检修工）
　　
　　（2）设备方位
　　
　　设备要领随机械密封型式、机器品种的不同而不同。这儿不再赘述
　　
　　设备时技能要求
　　
　　机械密封是属于较高精度的机械部件，对其正确的设备与操刁难它的运用寿命有大大的影响。咱们一般依照石油化工部规则的规范。
　　
　　设备机械密封的泵与机械密封合作部分的技能要求如下:
　　
　　1、轴曲折度：大不大于0.05毫米；
　　
　　2、转子振摆：动环密封圈处的轴套邻近不大于0.06毫米；
　　
　　3、轴的轴向窜动量不允许超越±0.5毫米，假如带轴套，不允许轴套有松动；
　　
　　4、联轴器的找正差错：关于齿式联轴器不大于0.08～0.10毫米（P2008C），关于弹性联轴器不大于0.05～0.06毫米；（习惯做法端跳<0.05,径跳<0.10）
　　
　　5压盖（静环座）与密封合作止口对轴中心线的同心度允差0.05毫米，与垫片触摸的平面临中心线的笔直度值允差0.03～0.05毫米，假如达不到要求，密封腔要进行加工；
　　
　　6、设备动环密封圈的轴套端部，以及设备静环密封圈的压盖（或壳体）的端部应倒角，并修光滑。
　　
　　拆开时留意事项
　　
　　a.在设备、拆开机械密封时要细心，严禁动用手锤和扁铲，避免损坏密封元件。假如结垢拆开不下时，应清洗洁净后再进行拆开。
　　
　　b.假如在泵两头都用机械密封时，在装置，拆开过程中互相照顾，避免捉襟见肘。
　　
　　c.对工作过的机械密封，凡有压盖松动使密封发作移动的状况，则动态环零件有必要替换，不该从头上紧持续运用。由于松动后冲突副本来工作轨道会发作变化，触摸面的密封性就很简单遭到损坏。
　　
　　机封的保护问题：
　　
　　发动前的预备作业
　　
　　a.全面查看机械密封，以及隶属设备和管线设备是否*，是否契合技能要求。
　　
　　b.机械密封发动前进行静压实验，查看机械密封是否有走漏现象。若走漏较多，应查清原因设法消除。如仍无效，则应拆开查看并从头设备。一般静压实验压力用2~3公斤/平方厘米。
　　
　　c.按泵旋向盘车，查看是否轻捷均匀。如盘车费劲或不动时，则应查看装置尺度是否过错，设备是否合理。
　　
　　设备与停运
　　
　　a.发动前应坚持密封腔内充体。关于运送凝聚的介质时，运用蒸气将密封腔加热使介质熔化。发动前有必要盘车，以避免俄然发动而构成软环碎裂。
　　
　　b.关于运用泵外封油体系的机械密封，应先发动封油体系。泊车后后中止封油体系。
　　
　　c.热油泵停运后不能立刻中止封油腔及端面密封的冷却水，应待端面密封处油温降到80度以下时，才能够中止冷却水，避免损坏密封零件。
　　
　　工作
　　
　　a.泵发动后若有细微走漏现象，应调查一段时刻。如接连工作4小时，走漏量仍不减小，则应停泵查看。
　　
　　b.泵的操作压力应平稳，压力动摇不大于1公斤/平方厘米。
　　
　　c.泵在工作中，应避免发作抽暇现象，避免构成密封面干冲突及密封损坏。
　　
　　d.密封状况要常常查看。工作中，当其走漏超越规范时，重质油不大于5滴/分，轻质油不大于10滴/分，如2-3日内仍无好转趋势，则应停泵查看密封设备。
　　
　　机封毛病及失效原因：
　　
　　毛病原因
　　
　　机械密封的毛病大体上都是由反常的走漏、反常的磨损、反常的扭矩等现象呈现后才被人们所知道。构成毛病的原因大致有如下四方面：
　　
　　1、机械密封的规划选型不对；
　　
　　2、机械密封质量欠好；
　　
　　3、运用或设备机械密封的机器自身精度达不到要求；
　　
　　4、机器工作操作过错。
　　
　　具体状况具体剖析
　　
　　密封失效的原因及剖析
　　
　　（一）密封失效首要有下述三种原因：
　　
　　1、密封面翻开
　　
　　在修补机械密封时，85%的密封失效不是因磨损构成，而是在磨损前就已走漏了。
　　
　　当密封面一翻开，介质中的固体微粒在液体压力的效果下进入密封面，密封面闭合后，这些固体微粒就嵌入软环（一般是右墨环）的面上，这实践成了一个“砂轮”会损坏硬环外表。
　　
　　由于动环或橡胶圈紧固在轴（轴套）上，当轴串动时，动环不能及时贴合，而使密封面翻开，并且密封面的滞后闭合，就使固体微粒进入密封面中。
　　
　　同时轴（轴套）和滑动部件之间也存在有固体微粒，影响橡胶圈或动环的滑动（相对动密封点，常见毛病）。别的，介质也会在橡胶圈与轴（轴套）磨擦部位发作结晶物，在绷簧处也会存有固体物质，都会使密封面翻开。
　　
　　2过热
　　
　　因密封面上会发作热，故橡胶圈运用温度应低于规划规范。氟橡胶和聚四氟乙烯的运用温度为216℃，丁晴橡胶的运用温度为162℃，尽管它们都能接受较高的温度，但因密封面发作的热较高，所以橡胶圈有持续硫化的风险，终究失掉弹性而走漏。（冷区考虑冷脆）
　　
　　密封面之间还会因热引起介质的结晶，如结碳，构成滑动部件被粘住和密封面被凝聚。并且有些聚合物因过热而焦化，有些流体因过热而失掉光滑等乃至闪火。
　　
　　过热除能改动介质的状况外，还会加重它的腐蚀速率。引起金属零件的变形，合金面的开裂，以及某些镀层裂缝，规划应选用平衡型机械密封，以下降比压避免过热。
　　
　　3超差
　　
　　正确的装置公役，关于设备机械密封是很必要的，轴（轴套）有必要有适宜的外表粗糙度和正确的尺度，但制作者很少供给公役数据，这些数据对设备来讲都是很要害的。（依托经验和常识）
　　
　　机械密封的尺度精度及形位公役有必要契合图纸要求，超差将会导致密封提早失效。
　　
　　（二）密封失效原因剖析
　　
　　密封面自身也会供给密封失效的痕迹，如振荡时，在传动零件上就会有磨损的痕迹，如痕迹不明显，则一般是装置不妥构成的。
　　
　　关于质量较差的石墨环（动环）来讲，其内部气孔较多，这是由于在制作过程中，集合在石墨内部的气体胀大将碳微粒吹出的所构成的，因而这种低质的石墨环在密封启用中，其碳微粒很简单掉落，而使密封面在密封停用时粘住。
　　
　　密封面内圆柱面上的伤痕很可能是外面的杂物进入密封面或设备不妥构成的。密封面上的环形沟槽，多数是固体微粒堆积于密封面而引起的。
　　
　　石墨环（动环）的裂纹是由于传动件的振荡，橡胶圈的涨大以及石墨环自身的内应力构成的，而结焦则是因高温所构成的，这在炼油厂的高温热油介质中是常见的。
　　
　　发烟硫酸、硝酸、、次绿酸钠、王水、过氢氧化物等对石墨有腐蚀效果的几种强氧化剂，其腐蚀效果随温度添加而加重。
　　
　　一般硬环（静环）外表的过热会引起密封环的严峻磨损，如无冷却的立式泵。在高温、高压下、绷簧紧缩过大，轴串动也会过大的状况下，都会引起密封面的过渡磨损，
　　
　　在查看硬环外表时有四种痕迹要留意：
　　
　　（1）陶瓷环决裂；（2）热裂；（3）刻痕；（4）镀层的掉落。
　　
　　陶瓷环装置过紧是决裂的首要原因，装置不妥者也是一个较常见的原因。
　　
　　由于镀层资料与基体资料二者线胀速率不同，所以温度升高时，环外表会呈现裂纹，司太立特合金尤为严峻。在较的涂层资料中，钴基碳化钨不如镍基涂层。而对密封面进行冷却，能有效地避免热裂，残留在密封面上的固体微粒常常损坏外表，如磨削时砂轮上的砂粒就会损害硬环外表，导致密封面翻开或在密封面之间生成结晶物，而在从头研磨石墨环后，研磨料就会嵌入石墨环外表。
　　
　　橡胶圈的失效与运用方法有关，一般高压是使限制成型的○型圈失效的一个原因，当发现○型变成矩形或环变硬时，就需求调整紧缩量，否则会发热。所以有必要了解一种组成橡胶的运用温度。组成橡胶圈溶胀大多半是因化学腐蚀构成的，它们都具有一些各自的特点，如氟橡胶耐较高温度，而乙烯、丙烯○型圈在石油光滑油中运用会胀大，臭氧对丁晴橡胶有腐蚀效果，所以丁晴橡胶制品不要装在电动机内，因而高温及化学腐蚀一般是构成橡胶制品硬化、裂纹的首要原因。
　　
　　设备时橡胶制件被割伤和外表有刻痕，也是密封失效常见的原因。而轴上的旧固定螺钉、键槽、花键轴，尖利的轴肩等痕迹都会损害橡胶制件。
　　
　　这儿，关于密封面磨损痕迹尚需补充以下几点，查看磨损痕迹，能够协助剖析毛病。
　　
　　1，磨损变宽：标明机泵发作了严峻的不对中。
　　
　　其原因是： （1）轴承损坏；
　　
　　（2）轴振荡或轴变形；
　　
　　（3）轴曲折；
　　
　　（4）泵汽蚀发作振荡；
　　
　　（5）联轴器未对中；
　　
　　（6）管子严峻变形；
　　
　　（7）密封静环倾斜。
　　
　　2，磨痕变窄：磨痕比两个密封面的小宽度还要窄，这阐明密封超压，压力或温度使密封面变形。
　　
　　3，无磨痕：
　　
　　阐明密封面不粘合。查看绷簧等补偿组织是否打滑或受阻止。
　　
　　4，密封面无磨痕但有亮点。
　　
　　密封面翘曲会呈现有亮点而无磨痕。压力太高，压盖螺拴未拧好或未夹好，或泵外表粗糙均能构成亮点。当采用两个螺拴的压盖时，其刚度不行，变形也是构成亮点的一个原因。
　　
　　这种症状的呈现阐明：密封可能一开车就发作走漏。
　　
　　5，密封面有切边：
　　
　　这是由于密封面分得太开，而在合拢时开裂。闪蒸（气化）是较遍及的密封面分隔的原因，特别是在热水体系或流体中有凝液时，水从液体胀大成蒸气，可使密封面分隔。（冷介质气化也同样会构成）
　　
　　密封的金属零件，如绷簧、固定螺钉，传动件及金属套都可能成为密封失效的本源。受交变应力效果的绷簧受腐蚀是它的首要问题，由于金属在应力效果下会敏捷腐蚀，不绣钢绷簧易受氯化物的应力腐蚀，且世界上存在许多的氯化物，所以有国外部分建议，不要运用不锈钢绷簧，而引荐运用耐蚀性较高的哈斯特合金钢的绷簧。别的，装置不妥构成绷簧疲惫是失效的又一原因。
　　
　　机械密封运用的固定螺钉，不要用硬化后的资料来做，因热处理会下降金属的耐蚀才能，而未经热处理的较软的固定螺钉能紧固在轴上。
　　
　　振荡、偏斜、不同心会使传动件磨损，如密封面发动时有粘住的现象时，传动件会曲折乃至损坏，而磨擦效果发作的热常常加重腐蚀。
　　
　　金属套外圆外表的磨痕，可能是从密封侧进入套内的固体微粒构成的，它干扰密封的随动才能。也可能是偏斜，不同心的原因构成的。
　　
　　金属在温升过程中要改动色彩，不锈钢在运用时应留意下列温度时的色彩。
　　
　　淡黄色————温度为700～800℉（约370～432℃）
　　
　　棕 色————温度为900～1000℉（约486～540℃）
　　
　　兰 色————温度为1100℉（约590℃）
　　
　　黑 色————温度为1200℉（约648℃）
　　
　　当密封失效不契合上述任何一种时，检修就比较困难，但下面几种状况的走漏可供参考：
　　
　　1、泵轴套走漏
　　
　　许多轴套不伸出密封箱，因而要判别走漏的来历是很困难的。轴套的走漏一般是安稳的，而密封面的走漏往往是添加或减小。密封面走漏后，使外表不平，但有时也会磨合到原状。（有时不要急于检修，可调查一段时刻再说）
　　
　　2、如密封周围是潮湿的，并且看不出漏。这在起动时泵工作发作的离心力使走漏的液体回到密封面内，起一道屏障的效果。而从泵上的法兰或接头走漏的液体滴入填料箱内。
　　
　　3、热胀大能使镶接在金属部件内的石墨环松脱，也可能是因低温使O型环失掉弹性，而导致走漏。
　　
　　4、冲刷压力发作动摇会引起密封失效，冲刷压力有必要比密封腔压力高一些，启用装在泵前的电磁阀和延时开关可保证冲刷中的残留物在泵发动前或泊车后冲洁净，如运用淬冷的方法来控制温度，必定要保持密封腔的压力。
　　
　　5、假如在冷却隔套上沉积一层水垢，咱们可在密封腔底部装一个石墨衬套，运用它的热屏障效果来处理这些问题。
　　
　　6、热交换器的走漏，往往是冷却面上的积垢阻止了热的传递，冷却器内的流体流速就加快，或许热交换器的方向装反了。
　　
　　机械密封与软填料密封区别
　　
　　长处：
　　
　　①密封可靠在长周期的工作中，密封状况很安稳，走漏量很小，按大略计算，其走漏量一般仅为软填料密封的1/100；
　　
　　②运用寿命长在油、水类介质中一般可达1～2年或更长时刻，在化工介质中一般也能达半年以上；
　　
　　③冲突功率耗费小机械密封的冲突功率仅为软填料密封的10%～50%；
　　
　　④轴或轴套底子上不受摩损；
　　
　　⑤修理周期长端面磨损后可主动补偿，一般状况下，毋需常常性的修理；
　　
　　⑥抗振性好 对旋转轴的振荡、偏摆以及轴对密封腔的偏斜不敏感；
　　
　　⑦适用规模广机械密封能用于低温、高温、真空、高压、不同转速，以及各种腐蚀性介质和含磨粒介质等的密封。
　　
　　⑧对如今许多工厂的“零走漏”需求，盘根无法达到此要求；底子习惯规模广，随意性更大，但关于在工厂，常常替换或保护将对工厂构成很大丢失。
　　
　　缺陷：
　　
　　①结构较杂乱，对制作加工要求高；
　　
　　②设备与替换比较费事，并要求工人有必定的设备技能水平；
　　
　　③发作偶然性事故时，处理较困难；
　　
　　④一次性出资高。
　　
　　化工泵机封冲刷液流量计算
　　
　　化工泵机封冲刷液流量是根据冲突副发作的热量被冲刷液带走的热平衡原理确定的。冲突副发作的热量Q1可由下式确定
　　
　　Qq =fPcvA    (5-28)
　　
　　式中Pc—端面比压，Pa；
　　
　　f—密封端面冲突因数，与冲突状况、资料及介质有关，一般f=0.05～0.12；
　　
　　A—冲突副名义触摸面积，rn2；
　　
　　v—冲突副均匀线速度，m／s。
　　
　　冲刷液带走的热量Q2为
　　
　　Q2=c△tρg W    (5-29)
　　
　　式中  c—冲刷液比热容，J／(kg.K)；
　　
　　△t—冲刷液温升，℃，关于油来说△t=10℃，水和液化气取△t=2～3℃；
　　
　　ρ—冲刷液的密度，kg／m3；
　　
　　W—冲刷液流量，m3／s。
　　
　　由Q1=Q2可得冲刷液流量的计算公式为
　　
　　W=fPcvA/c△tρg    (5-30)
　　
　　渠诚泵业-GRG高温管道离心泵,CDLF不锈钢多级管道离心泵,ZW直联式自吸泵,LW无堵塞立式管道排污泵