機械密封相關(guān)知識講解

1、機械密封基本知識 機械密封基本知識 津濱石化設(shè)備有限公司 軸封定義軸封定義 由于泵軸轉(zhuǎn)動而泵殼固定不動，在軸和泵殼的接觸處必然 有一定間隙。為避免泵內(nèi)高壓液體沿間隙漏出，或防止外界空 氣從相反方向進入泵內(nèi)，必須設(shè)置軸封裝置，以達到密封和防 止進氣引起泵氣蝕的目的。 軸封的形式：液體介質(zhì)主要的軸封形式包括帶有骨架的橡 膠密封、填料密封和機械密封。目前最主要采用機械密封。 機械密封基本知識 津濱石化設(shè)備有限公司 1、機械密封的介紹機械密封的介紹 2、密封輔助系統(tǒng)密封輔助系統(tǒng) 3、機械密封的安裝與修理機械密封的安裝與修理 4、機械、機械密封失效形式密封失效形式 5、機械、機械密封故障分析密封故障分析

2、 機械密封基本知識 津濱石化設(shè)備有限公司 1、機械密封的介紹機械密封的介紹 1.1機械密封的工作原理機械密封的工作原理 機械密封是靠一對或數(shù)對垂直于軸作相對滑動的端面在 流體壓力和補償機構(gòu)的彈力作用下保持貼合并配以輔助密封 而達到阻漏的軸封裝置。 機械密封基本知識 津濱石化設(shè)備有限公司 1.2機械密封的分類機械密封的分類 機械密封基本知識 津濱石化設(shè)備有限公司 機械密封基本知識 津濱石化設(shè)備有限公司 機械密封基本知識 津濱石化設(shè)備有限公司 1.3機械密封的結(jié)構(gòu)機械密封的結(jié)構(gòu) 常用機械密封結(jié)構(gòu)如 圖所示。由6靜環(huán)（非轉(zhuǎn) 動件）、 1動環(huán)（轉(zhuǎn)動 件）、 3彈性元件、 4 彈簧座、 5緊定螺釘、2

3、動環(huán)輔助密封圈和7靜環(huán) 輔助密封圈等元件組成， 8防轉(zhuǎn)銷固定在密封壓蓋 上以防止靜環(huán)轉(zhuǎn)動。旋 轉(zhuǎn)環(huán)和靜止環(huán)往往還可 根據(jù)它們是否具有軸向 補償能力而稱為補償環(huán) 或非補償還。 機械密封基本知識 津濱石化設(shè)備有限公司 1.4 機械密封泄漏途徑機械密封泄漏途徑 機械密封中流體可能泄漏的途徑有1、2、3、4四個通道。 3、4泄漏通道分別是靜環(huán)與壓蓋、壓蓋與殼體之間的密封， 2通道是動環(huán)與軸之間的密封，三者均屬靜密封。靜密封元件 最常用的有橡膠O形圈或聚四氟乙烯V形圈。 機械密封基本知識 津濱石化設(shè)備有限公司 1通道則是旋轉(zhuǎn)環(huán)與靜止環(huán)的端面彼此貼合作相對滑動的 動密封，它是機械密封裝置中的主密封，也是決

4、定機械密封 性能和壽命的關(guān)鍵。 機械密封安裝之初，依靠彈力元件的彈力克服動環(huán)輔助密 封圈與軸之間的摩擦阻力，形成初始閉合力。主機工作后， 密封腔充滿壓力流體，進而產(chǎn)生壓向動環(huán)的軸向推力，使密 封面貼合的更緊密。 由于密封端面平面度高，表面粗糙度小，壓力流體很容易 就在相對滑動的密封面間形成液膜，使密封處于邊界摩擦或 半液體摩擦狀態(tài)，既防止泄露，又不易磨損。 機械密封基本知識 津濱石化設(shè)備有限公司 1.5機械密封要求機械密封要求 機械密封對密封端面的加工要求很高，同時為了使密封端 面間保持必要的潤滑液膜，必須嚴格控制端面上的單位面積 壓力，壓力過大，不易形成穩(wěn)定的潤滑液膜，會加速端面的 磨損；壓

5、力過小，泄漏量增加。所以，要獲得良好的密封性 能又有足夠壽命，在設(shè)計和安裝機械密封時，一定要保證端 面單位面積壓力值在最適當?shù)姆秶?在中高壓場合，應(yīng)使用載荷系數(shù)0K1的平衡型密封，以 減少流體壓力變化對液膜的影響。 機械密封基本知識 津濱石化設(shè)備有限公司 1.6機械密封材料機械密封材料 機械密封材料包括摩擦副材料、輔助密封材料、彈性元件 材料和其他結(jié)構(gòu)件材料等，合理各種材料對保證機械密封工 作穩(wěn)定性，延長使用壽命，降低成本起到重要作用。 摩擦副：碳石墨、硬質(zhì)合金、工程陶瓷、填充聚四氟乙烯 等。強剛度、熱力性能、耐磨、耐腐蝕。 輔助密封材料：合成橡膠、填充聚四氟乙烯、柔性石墨、 金屬等。良好彈

6、性、耐腐蝕、耐老化、耐溫。 彈性元件材料：不銹鋼彈簧、合金波紋管等。耐腐蝕、耐 疲勞、耐溫。 其他結(jié)構(gòu)件材料：機械強度、耐腐蝕。 機械密封基本知識 津濱石化設(shè)備有限公司 2、密封輔助系統(tǒng)密封輔助系統(tǒng) v整個機械密封裝置是由密封和密封輔助系統(tǒng)組成的。密封用 于封堵工作介質(zhì)，而輔助系統(tǒng)主要是為密封提供良好的周圍 環(huán)境，保證密封在最佳工作條件下工作。 v密封輔助系統(tǒng)有壓力控制（壓力罐、增壓管）、溫度控制 （換熱器、沖洗管）以及空氣和雜質(zhì)清除（過濾器）等系統(tǒng)。 機械密封基本知識 津濱石化設(shè)備有限公司 2.1密封輔助系統(tǒng)作用密封輔助系統(tǒng)作用 v帶走熱量，保持良好潤滑狀態(tài)： 1.液膜氣化、磨損加劇； 2.

7、動靜環(huán)熱變形、泄露增大； 3.加劇介質(zhì)腐蝕； 4.輔助密封圈老化、變質(zhì)失效； 5.使碳石墨環(huán)失效泄露。 v保證壓力，避免介質(zhì)氣化。 v帶走顆粒、減少腐蝕、保護密封表面。 v保溫或供熱。 機械密封基本知識 津濱石化設(shè)備有限公司 2.2 密封的沖洗密封的沖洗 v沖洗是將密封流體引入到密 封腔內(nèi)，完成密封的潤滑、 冷卻、凈化等功能，將不利 的環(huán)境改變?yōu)槊芊饽芙邮艿?工作環(huán)境。 機械密封基本知識 津濱石化設(shè)備有限公司 v按沖洗流體的來源可以分作：注入式?jīng)_洗、自沖洗和 循環(huán)式?jīng)_洗（外循環(huán))。 v注入式?jīng)_洗:從外部注入另一種液體到密封腔內(nèi)，以改 善密封工作條件。適于單端面高溫泵、易結(jié)晶或含顆 粒及腐蝕介質(zhì)

8、的泵體。 v自沖洗：利用泵本身的壓差，使密封介質(zhì)通過密封腔 形成閉合回路實現(xiàn)沖洗。按密封流體方向分為正向沖 洗、反向沖洗、兩向沖洗和貫穿沖洗。 2.3沖洗方式?jīng)_洗方式 機械密封基本知識 津濱石化設(shè)備有限公司 v自沖洗 1）正向沖洗:從泵出口經(jīng)限流孔板到密封腔。 2）反向沖洗:從密封腔經(jīng)限流孔板到泵入口。 機械密封基本知識 津濱石化設(shè)備有限公司 3）兩向沖洗:對雙支撐泵可采用兩向沖洗。出口端密封 腔壓力高于入口端，將兩密封腔用管線連接起來，對 于泵出口端是反向沖洗，對于入口端是正向沖洗。 機械密封基本知識 津濱石化設(shè)備有限公司 4）貫穿沖洗:沖洗液從泵出口經(jīng)孔板引入密封腔，沖洗 后流向泵入口。

9、機械密封基本知識 津濱石化設(shè)備有限公司 v循環(huán)式?jīng)_洗:利用泵送裝置使外加密封流體進行循環(huán)。 也叫外循環(huán)。 機械密封基本知識 津濱石化設(shè)備有限公司 v對于注入式?jīng)_洗由于介質(zhì)與沖洗流體成分不同。因而對沖 洗流體提出了一些要求。 1） 沖洗液應(yīng)清潔、無腐蝕、潤滑性好，與泵內(nèi)介質(zhì)相容。 2） 沖洗液進入泵內(nèi)不影響產(chǎn)品質(zhì)量，無污染環(huán)境及其它不 影響。 3） 沖洗液進入泵內(nèi)不影響泵的正常運轉(zhuǎn)。如不引起泵的抽 空和氣蝕。 4）沖洗液有良好的導(dǎo)熱性，能及時將熱量導(dǎo)出。沖洗溫度 要符合工作要求。 2.4外沖洗液的選擇外沖洗液的選擇 機械密封基本知識 津濱石化設(shè)備有限公司 2.5密封的冷卻密封的冷卻 冷卻是將冷卻

10、流 體引入在密封內(nèi)部， 主要作用在靜環(huán)內(nèi) 圈上，對密封進行 冷卻、凈化和泄漏 收集 機械密封基本知識 津濱石化設(shè)備有限公司 2.6密封冷卻方式密封冷卻方式 冷卻可分為直接和間接冷卻兩種方式。 所謂直接冷卻就是冷卻流體直接和密封端面接觸達到冷卻 的目的。一種方法是在壓蓋的大氣端通以冷卻液體（一般 為水），主要冷卻靜環(huán)的內(nèi)圈，這種方法一般稱為“急 冷”(或背冷)。這種冷卻兼有稀釋和收集泄漏介質(zhì)的功能。 另外，就是在泵蓋、泵體以及密封壓蓋中通以冷卻水對密 封腔內(nèi)的介質(zhì)進行間接冷卻，如水夾套等。 機械密封基本知識 津濱石化設(shè)備有限公司 3、機械密封的安裝與修理機械密封的安裝與修理 3.1零件檢修零件檢

11、修 由于機械密封關(guān)系到化工設(shè)備運行的安全性、經(jīng)濟性及環(huán) 保型，因此極為重要，每次機組機組過程中，都應(yīng)對機械密 封進行檢查。 動、靜環(huán)：硬質(zhì)合金密封面不得有劃痕；軟質(zhì)材料不允許有 內(nèi)外貫通的劃道，密封端面高度不小于2mm；其平面度可通 過重新研磨達到要求（直線反復(fù)、3角形、8字）。 密封圈：最好更換。 彈簧：無卡澀、彈力變化小于20%時，可繼續(xù)使用。 軸套：內(nèi)外與密封圈接觸處無磨損、凹槽，可繼續(xù)使用。 機械密封基本知識 津濱石化設(shè)備有限公司 3.2密封安裝密封安裝 v安裝前準備： 1）核實型號、零件數(shù)量； 2）檢查配合尺寸、動靜環(huán)粗糙度； 3）彈性元件剛度、長短是否一致； 4）各零件（動、靜環(huán)、

12、軸套）有無損壞。 5）清潔零件，適當潤滑。 6）檢查轉(zhuǎn)子跳動、竄量、密封函垂直度等。 機械密封基本知識 津濱石化設(shè)備有限公司 v裝配：1）靜環(huán)、靜環(huán)密封圈及壓蓋的組裝； 適當潤換、V環(huán)朝向（壓力高處）、水平裝入、對準 防轉(zhuǎn)銷（銷子不可過長，避免壓碎或失效）、端面與壓蓋 中心線垂直度（4點測量，差值小于0.1mm）。 機械密封基本知識 津濱石化設(shè)備有限公司 v裝配：2）動環(huán)、動環(huán)密封圈及傳動座的組裝； 密封圈裝入動環(huán)、傳動座裝入軸套、動環(huán)套入軸套、 適當潤換、V環(huán)朝向（壓力高處）。 機械密封基本知識 津濱石化設(shè)備有限公司 v裝配：3）機械密封定位； 即確定動環(huán)在軸上或軸套上的位置，鎖緊緊定 螺釘

13、。 L1靜環(huán)座總高、L2動環(huán)自由高度、S壓縮量 機械密封基本知識 津濱石化設(shè)備有限公司 v裝配： 4）緊固及檢查； 均勻緊固各連接部位，盤車無卡澀及摩擦。 正確連接輔助密封系統(tǒng)，如沖洗、冷卻水管。 打開入口閥，緩慢盤車，排除密封腔氣體，檢 查靜壓密封情況。 如無泄漏或范圍內(nèi)微露，即可備用。 機械密封基本知識 津濱石化設(shè)備有限公司 4、機械、機械密封失效形式密封失效形式 4.1磨損失效：磨損失效： 耐磨性差、摩擦因數(shù)大、端面比壓大、密封面磨粒。 合理選擇摩擦副、平衡型、減小彈性力。 4.2熱損傷失效：熱損傷失效： 高溫導(dǎo)致端面熱變形、熱烈、炭化、失彈、老化、龜裂等。 持續(xù)沖洗、冷卻，改善散熱。

14、4.3腐蝕失效：腐蝕失效： 點、面、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕斷裂、電化學(xué)腐蝕。 采用耐腐蝕元件。 機械密封基本知識 津濱石化設(shè)備有限公司 5、機械、機械密封故障分析密封故障分析 5.1靜壓泄露：主要原因為安裝不良。靜壓泄露：主要原因為安裝不良。 1）動靜環(huán)表面不平、碰傷； 2）密封圈尺寸不對、損壞或未壓緊； 3）動靜環(huán)間有異物； 4）V環(huán)裝反，或翻邊； 5）緊定螺釘未擰緊，彈簧座后退； 6）靜環(huán)壓緊不均或防轉(zhuǎn)銷頂住后壓偏； 7）軸套泄露為密封圈未裝，或未壓緊； 8）盤車泄露有方向性，即彈簧力不均，單彈簧不垂直， 多彈簧長短不一或缺失；或密封腔與軸垂直度不夠。 機械密封基本知識 津濱石化設(shè)備有限公司 5.2運轉(zhuǎn)后經(jīng)常性泄露：運轉(zhuǎn)后經(jīng)常性泄露： 1）動靜環(huán)變形（比壓過大過熱、強度不夠、殘余應(yīng)力變） 2）動靜環(huán)鑲裝接縫處泄露（工藝不合理、用材不當、過 盈量不足、粘接劑變質(zhì)等） 3）摩擦副有顆粒（雜質(zhì)、結(jié)晶等） 4）比壓過小 5）密封圈選材不對 6