機械密封培訓(xùn)講義

1、2022-4-11機械密封培訓(xùn)機械密封培訓(xùn)講師：陳哲2022-4-122022-4-13目目 錄錄一、一、機械密封原理機械密封原理二、二、機械密封的基本零件機械密封的基本零件三、三、機械密封用材料機械密封用材料四、機械密封冷卻和沖洗方案四、機械密封冷卻和沖洗方案五五 、機械密封的安裝和使用機械密封的安裝和使用六、六、機械密封故障分析機械密封故障分析七、七、番茄行業(yè)典型泵的密封番茄行業(yè)典型泵的密封2022-4-14（一）機械密封工作原理 機械密封是一種用來解決旋轉(zhuǎn)軸與機體之間密封的裝置，主要依靠彈性元件對動、靜環(huán)端面密封副的預(yù)緊和介質(zhì)壓力與彈性元件壓力的壓緊而實現(xiàn)密封的，又叫做端面機械密封或端面

2、密封。 原理：機械密封依靠彈性元件提供彈力，克服補償環(huán)輔助密封圈與軸之間的摩擦力，使補償環(huán)緊密地貼合在非補償環(huán)的端面，形成密封端面初始閉合力，當(dāng)主機充滿壓力介質(zhì)并開始工作時，可使密封端面產(chǎn)生閉合力，從而使密封端面達到合理的比壓，實現(xiàn)流體的密封。2022-4-15二、機械密封原理二、機械密封原理（一）定義與組成（圖圖1-1）組成組成:1.密封端面：動環(huán)、靜環(huán)摩擦副2.緩沖補償機構(gòu)：由彈性元件(圓柱彈簧、圓錐彈簧、波片彈簧、波紋管等)構(gòu)成。使貼合;3.輔助密封圈：包括動環(huán)密封圈、靜環(huán)密封圈等，有各種形式：如O型圈、V型圈、楔形圈等4.傳動機構(gòu)：使動環(huán)隨旋轉(zhuǎn)2022-4-16 （三）機封主要泄漏途徑

3、（三）機封主要泄漏途徑如圖1-1）泄漏點1摩擦端面泄漏點，依靠彈力和介質(zhì)壓力保持貼和（動密封點,兩個摩擦副之間有相對轉(zhuǎn)動）泄漏點2補償環(huán)密封圈，靜密封點，密封圈與軸或軸套之間有微動;泄漏點3非補償環(huán)密封圈，靜密封點，密封圈與相配合件之間相對靜止;泄漏點4壓蓋與腔體間的密封圈，靜密封點，密封圈與相配合件之間相對靜止.2022-4-17 通過沖洗、冷卻、過濾、分離等方式進行冷卻和潤滑，從而改善密封的工作環(huán)境，減少密封的泄漏量，延長使用壽命。應(yīng)當(dāng)把它看作機械密封的組成部分。 （四）機械密封輔助設(shè)施（四）機械密封輔助設(shè)施2022-4-18（五）機械密封基本概念1）密封環(huán)帶密封環(huán)帶：較窄密封端面內(nèi)外徑之

4、間的環(huán)形區(qū)域；2）彈簧比壓：彈性元件施加到密封環(huán)帶單位面積上的力 3）閉合力：由密封流體壓力和彈性元件彈力作用于補償 環(huán)使之對于非補償環(huán)趨于閉合的力；4）開啟力：作用于補償環(huán)使之對于非補償環(huán)趨于開啟的 力（一般有液膜壓力引起）；5）平衡直徑:密封流體壓力在補償環(huán)輔助密封處的有效作 用直徑；6）流體膜：機械密封端面之間的薄膜；2022-4-19（五）機械密封基本概念7、端面比壓：作用在密封環(huán)帶上單位面積的閉合力；8、pv值：密封流體壓力與密封端面平均滑動速度的乘積；9、干摩擦：在密封端面間無流體潤滑膜的摩擦狀態(tài)；10、邊界摩擦：在密封端面間存在一層只有若干分子層厚的不連續(xù)極薄的流體膜的摩擦狀態(tài)；

5、11、流體摩擦：密封端面完全被流體膜所隔開的摩擦狀態(tài)；12、閃蒸現(xiàn)象：在密封端面液膜突然迅速汽化的一種現(xiàn)象；2022-4-110介質(zhì)壓力對補償環(huán)的有效作用A面積與密封端面面積S之比：K=A/S 13、載荷系數(shù)載荷系數(shù)K ：K=（d22d02）/（d22d12） d0為介質(zhì)分界圓直徑當(dāng)K1時，機械密封為非平衡型；使用壓力：小于0.7Mpa當(dāng)K1時，機械密封為平衡型；使用壓力：大于（0.6-09）Mpa當(dāng)K0時，機械密封為過平衡型；極少使用；2022-4-111 密封類型MpaMpaK內(nèi)流式非平衡式0.3-0.60.08-0.31.15-1.30平衡式0.3-0.60.08-0.30.55-0.8

6、5外流式非平衡式0.3-0.50.1-0.31.2-1.3平衡式0.3-0.50.1-0.30.65-0.8過平衡式0.2-0.4-0.35-0.152022-4-112 密封端面的摩擦熱同時取決于壓力和速度。密封端面的性質(zhì)要考慮P、V的乘積，即PV值。 PV值過大：液膜氣化，密封失效，端面嚴重磨損。因此對一定摩擦系數(shù)的端面材料組對，對某種介質(zhì)有一許用PV值。P：端面比壓 V=（d1d2）n/120103PVPVPV值值各種組對在非平衡型機械密封中的許用PV值SiC/石石墨墨SiC/ SiCWC/石石墨墨WC/WCWC/填充填充PTFEWC/青銅青銅Al2O3/石石墨墨Cr2O3噴涂噴涂/石墨

7、石墨Stellite/石石墨墨18014.57154.45237.515392022-4-113（六）機械密封的優(yōu)、缺點機械密封優(yōu)點：1、密封性好，泄漏量一般在3-5ml/h以下；2、工作壽命長，清潔介質(zhì)可達7000h以上；3、工作時不需經(jīng)常調(diào)整，使用方便；4、軸功率的耗小，一般為填料的10%-50%；5、軸和軸套不磨損；6、對旋轉(zhuǎn)軸的輕微擺動不敏感，耐振動性強；7、使用范圍廣，適用高溫、低溫、腐蝕等工況；機械密封缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工要求高、需要一定的安裝技術(shù)、價 格較高等。2022-4-1141、 按使用條件分類（1）高速密封（ZBJ22-001-88：線速度25100m/s）和普通密封小于

8、 25 m/s（2）高壓（3Mpa-15Mpa)和低壓密封小于1Mpa（3）高溫（大于150）、中溫（80 -150度 ）常溫（-20 -80 )和低溫密封（小于-20 ）（4）泵用、釜用和壓縮機用密封（5）耐腐蝕、抗顆粒機械密封2、 通常按結(jié)構(gòu)分類1）多彈簧、單彈簧密封 2）旋轉(zhuǎn)式、靜止式密封 3） 外裝式、內(nèi)裝式密封 4）外流式、內(nèi)流式密封（七）機械密封的種類（七）機械密封的種類2022-4-115（八）旋轉(zhuǎn)式和靜止式機械密封（八）旋轉(zhuǎn)式和靜止式機械密封（圖1-2） （1）旋轉(zhuǎn)式：補償機構(gòu)（彈性元件）隨軸旋轉(zhuǎn)。) （由于安裝方便，普通密封大多采用，但易產(chǎn)生不平衡，不能用于高速, 且消耗攪拌

9、功率（2）靜止式：補償機構(gòu)（彈性元件）不隨軸旋轉(zhuǎn)。（用于高速） 2022-4-116（九）內(nèi)裝式和外裝式機械密封（圖（九）內(nèi)裝式和外裝式機械密封（圖1-3）（1） 內(nèi)裝式：內(nèi)裝式：靜環(huán)裝在壓蓋內(nèi)側(cè)，靜環(huán)端面面向工作腔。 （用于溫度、壓力較高，腐蝕性不強的場合用于溫度、壓力較高，腐蝕性不強的場合）（2） 外裝式：外裝式：靜環(huán)裝在壓蓋外側(cè)，靜環(huán)端面背向工作腔。 （用于低壓、腐蝕性強的場合用于低壓、腐蝕性強的場合） 2022-4-117（一般和內(nèi)裝式、外裝式一致） （1）內(nèi)流式：內(nèi)流式：泄漏方向朝向軸心。（一般密封都采用這一般密封都采用這 種結(jié)構(gòu)種結(jié)構(gòu)） （2）外流式：外流式：泄漏方向朝向離心力方向

10、。（泄漏量大，泄漏量大， 只有在壓力、溫度都不高的腐蝕性介質(zhì)中用只有在壓力、溫度都不高的腐蝕性介質(zhì)中用） （十）內(nèi)流式和外流式機械密封（十）內(nèi)流式和外流式機械密封（十一）多彈簧和單彈簧機械密封（十一）多彈簧和單彈簧機械密封（1）多彈簧：（又叫小彈簧，軸向尺寸小，軸向彈力均 勻）宜用于高速，不宜用于腐蝕性介質(zhì)。（2）單彈簧：（又叫大彈簧，軸向尺寸大，軸向彈力不 均勻）不宜用于高轉(zhuǎn)速的場合。 2022-4-118 兩套密封面對面或背對背安裝在一起。 用于工作介質(zhì)有毒、易燃、易爆、易揮發(fā)、易結(jié)晶、高溫、低溫，用于工作介質(zhì)有毒、易燃、易爆、易揮發(fā)、易結(jié)晶、高溫、低溫，或氣體、高真空度等場合。或氣體、高

11、真空度等場合。 兩套密封之間形成一個密封腔，在密封腔中引入封液：堵封、潤兩套密封之間形成一個密封腔，在密封腔中引入封液：堵封、潤滑、冷卻，選潔凈、潤滑性好的封液介質(zhì)?；⒗鋮s，選潔凈、潤滑性好的封液介質(zhì)。 （十二）雙端面機械密封（十二）雙端面機械密封（圖1-4）2022-4-119v兩套密封沿同一方向布置，密封腔壓力逐級降低兩套密封沿同一方向布置，密封腔壓力逐級降低,v用于高壓場合。用于高壓場合。 （十三）串聯(lián)式機械密封（十三）串聯(lián)式機械密封（圖1-5）2022-4-120v去掉了補償環(huán)密封圈及其摩擦阻力，補償環(huán)密封圈改至彈簧座處去掉了補償環(huán)密封圈及其摩擦阻力，補償環(huán)密封圈改至彈簧座處, 補償

12、環(huán)追隨性提高補償環(huán)追隨性提高.v避免了補償環(huán)密封圈因軸串、振動所產(chǎn)生的磨損。避免了補償環(huán)密封圈因軸串、振動所產(chǎn)生的磨損。v金屬波紋管用于高溫介質(zhì)金屬波紋管用于高溫介質(zhì)v聚四氟乙烯波紋管用于腐蝕性介質(zhì)。聚四氟乙烯波紋管用于腐蝕性介質(zhì)。 （十四）波紋管機械密封（十四）波紋管機械密封2022-4-121v將機械密封、軸套、壓蓋組合成一個整體。v安裝時只需固定壓蓋、軸套，取下定位擋塊即可。v安裝方便，排除了安裝不良的影響。（十五）集裝式機械密封（十五）集裝式機械密封（圖1-6）2022-4-122二、機械密封的基本零件二、機械密封的基本零件（一）對摩擦副密封環(huán)的要求（一）對摩擦副密封環(huán)的要求 摩擦副密

13、封環(huán)是機械密封的主要元件，它在很大程度上決定了機械密封的性能和壽命。因此，對它有一些基本要求。 （1）足夠的強度和剛度 保證在工作條件（如壓力，溫度，滑動速度等）下不損壞，變形小，工作條件波動時影響小。 （2）端面有足夠的硬度、耐腐蝕性能確保使用壽命。 （3）耐熱沖擊力 高的導(dǎo)熱系數(shù)，低的線膨脹系數(shù)。 （4）較小的摩擦系數(shù)，良好的自潤滑性，材料與介質(zhì)有很好的浸潤性短時間干摩擦，不損傷端面。 （5）易加工，材料成本低2022-4-123（1）一般選擇一軟一硬的材料配對，軟環(huán)作窄環(huán)，如 YG6/M106K，只有介質(zhì)含固體顆粒、易結(jié)晶、粘度高時才選用硬對硬。（2）盡量采用內(nèi)裝、內(nèi)流式結(jié)構(gòu)，防止機械雜

14、質(zhì)進入密封端面，減少泄漏量。（3）選導(dǎo)熱性良好材料作動環(huán)。 以利散熱，降低端面溫度。（4）環(huán)的壁厚不可太薄，以保證整體強度、剛度，也利散熱（導(dǎo)熱欠佳的材料，可薄一些）。（5）動環(huán)和軸（軸套）間隙（0406）以利補償 靜環(huán)和軸（軸套）間隙13mm以免摩擦 （二）（二）摩擦副匹配要考慮的因素摩擦副匹配要考慮的因素2022-4-124（1）主要決定窄環(huán)（軟環(huán)）寬度，寬環(huán)外徑窄環(huán)外徑 0.5，寬環(huán)內(nèi)徑窄環(huán)內(nèi)徑0.5； （2）泄漏量與摩擦副端面寬度關(guān)系不大 （3）窄的端面摩擦熱少，溫度梯度小，熱變形小，磨損均勻； （4）從受力角度出發(fā)，窄的端面整體強度和剛度差，易損壞 或變形。因此應(yīng)綜合考慮。對于普通密

15、封，端面寬度推 薦值如下： （三）（三） 密封端面寬度密封端面寬度2022-4-125v寬系列用于組對性能好（如YG6/M106K、SiC/M106K）、工 況條件好的場合v窄系列用于組對性能欠佳（如YG6/YG6、YG6/青銅）、飽和蒸氣壓高、易揮發(fā)、顆粒介質(zhì)，高速機械密封，（對于輕烴介質(zhì)，在強度夠的情況下，取窄系列）。 軸軸 徑徑16355570100120寬系列寬系列2.53.04.05.06.07.0中系列中系列2.02.53.04.05.05.0窄系列窄系列1.52.02.02.53.03.02022-4-126（）平面度0.0009mm，硬質(zhì)0.2um，軟質(zhì)0.4um，表面不應(yīng)有裂

16、紋、劃傷、氣孔、疏松等缺陷。（）密封環(huán)端面與安裝輔助密封圈處的平行度、垂直度按 的級精度要求。（）安裝輔助密封圈處粗糙度：3.2，徑向尺寸公 差或。 上述要求是對普通機械密封而言，對轉(zhuǎn)速較低的釜用 機械密封可適當(dāng)放寬標準，對高速機封要求更高。 （四）密封環(huán)的主要技術(shù)要求（四）密封環(huán)的主要技術(shù)要求2022-4-127 平面度0.0009，普通量具無法檢測，通常利用光波的干涉效應(yīng)來檢測。（1）光波的干涉效應(yīng) 根據(jù)波動學(xué)原理，兩波產(chǎn)生干涉的條件是：（a）兩波在相遇點振向一致；（b）兩波具有相同的頻率；（c）兩波在相遇點有固定的周相差 。（兩個同樣的鈉光燈 不行，只有用同一光源發(fā)出的光設(shè)法分成兩束，才

17、 滿足相干條件） （五）摩擦副端面平面度檢測（五）摩擦副端面平面度檢測2022-4-128（）相鄰兩條光帶寬b=/2Sin，（為空氣膜傾斜角）（）當(dāng)e=0時，=/2（半波損失），出現(xiàn)暗條紋； （1）合格光帶舉例 2022-4-129 密封端面承載能力與表面粗糙度有很大關(guān)系，大約有如下關(guān)系： （六六）密封端面的粗糙度要求密封端面的粗糙度要求粗糙度3.20.80.40.2承載面積（%）4124095端面比壓增加（倍）247.31.50.05 由此可以看出，密封端面粗糙度應(yīng)在0.2以上，否則，端面比壓比理論值高的多，結(jié)果是高點接觸，局部壓力很高；由于摩擦副的硬度、剛度的差異，局部高點發(fā)熱甚至產(chǎn)生裂紋

18、。石墨環(huán)表面磨出細微的環(huán)狀溝紋。泵的振動和動、靜環(huán)的不同心會加劇這種磨損。被磨掉的顆粒存在于端面中，形成磨粒磨損，磨損加劇，有時在泄漏的介質(zhì)中可以看到石墨黑漿。 2022-4-130非補償動環(huán)（只旋轉(zhuǎn)，不能補償，其后無彈性元件。)補償動環(huán)（既旋轉(zhuǎn)，又作軸向補償，其后有彈性元件。)（）輔助密封圈受軸向力，軸向、徑向都起密封作用，這 種密封方式較為可靠。（）輔助密封圈只受徑向力，易產(chǎn)生老化、冷流變形，從 而導(dǎo)致密封失效。（）波紋管：無作軸向補償?shù)妮o助密封圈，因此，浮動 性好，密封圈不易失效。 （七）動環(huán)（旋轉(zhuǎn)環(huán)）（七）動環(huán)（旋轉(zhuǎn)環(huán)） 2022-4-131 非補償靜環(huán)（不旋轉(zhuǎn)不補償）：主要有三種安裝

19、方式：浮裝式、托裝式、夾固式。 補償靜環(huán)（不旋轉(zhuǎn)只補償）：其輔助密封圈情況和補償動環(huán)基本一致。 （八）靜環(huán)（八）靜環(huán)(不旋轉(zhuǎn)不旋轉(zhuǎn))2022-4-132 整體式（用同一種材料制造）、組合式（如鑲嵌）、表面堆焊、表面噴涂 （九）密封環(huán)的種類（九）密封環(huán)的種類2022-4-133（十）整體式密封環(huán)（十）整體式密封環(huán) 各個部位性能均勻一致，最常用的有：石墨、SiC、鈷基硬質(zhì)合金、鎳基硬質(zhì)合金、NiCr基硬質(zhì)合金、陶瓷等。2022-4-134整體環(huán)價格高，加工困難，因此出現(xiàn)組合式密封環(huán)。組合式包括： （）熱裝式和冷壓式 （）帶密封圈式（無組合應(yīng)力、無應(yīng)力變形；開槽、打 孔麻煩，多一泄漏點） （十一）組

20、合式（十一）組合式2022-4-135優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，性能優(yōu)異，價格適中，運用較多。缺點：（）因過盈接觸不均勻，而產(chǎn)生機械變形。 （）兩種材料線膨脹系數(shù)不一致，當(dāng)溫度變化 時，過盈量變化，會產(chǎn)生應(yīng)力變形。 （十二）熱裝式和冷壓時密封環(huán)（十二）熱裝式和冷壓時密封環(huán)2022-4-136（1）浮裝式（可以在軸向、徑向設(shè)計防轉(zhuǎn)銷）（2）托裝式(一般小扭矩可不用銷，要注意端面垂直度)（3）夾固式(浮動性差，注意端面垂直度)（4）防抽空(前加卡環(huán)) （十三十三）靜環(huán)防轉(zhuǎn)方式靜環(huán)防轉(zhuǎn)方式 2022-4-137螺旋壓縮彈簧錐形彈簧：軸向尺寸較小碟形彈簧：軸向尺寸小波片彈簧：軸向尺寸小并圈彈簧、帶勾彈簧：雙功能

21、(彈力、傳動)波紋管：三功能(彈力、傳動、密封) （十四十四）機械密封的彈性元件機械密封的彈性元件2022-4-138橡膠波紋管：用于中性介質(zhì)：水、油，壓力、溫度都不高 的場合；聚四氟乙烯波紋管：用于腐蝕性介質(zhì)，酸、堿；金屬波紋管：用于高溫、高速(追隨性好)。 (十五十五)波紋管種類波紋管種類2022-4-139三、機械密封的材料（一）、摩擦副材料（二）、加載彈性元件材料（三）、輔助密封圈材料（四）、結(jié)構(gòu)件材料2022-4-140（一）機械密封端面（摩擦副）材料1、材料要求：耐磨性強、耐腐性好、自潤滑性好、摩擦因數(shù)小、機械強度高、良好的耐熱性和熱傳導(dǎo)性。2、常用密封端面材料1）硬質(zhì)合金2）工程

22、陶瓷（氧化鋁陶瓷和碳化硅陶瓷）3）浸漬石墨4）表面硬化材料2022-4-141（二）機械密封端面（摩擦副）材料硬面密封材料材料名稱牌號主要特點硬度/溫度鈷基硬質(zhì)合金YG6 YA8 YG15硬度高、耐磨損、耐高溫、線脹系數(shù)小、摩擦因數(shù)低；缺點是耐腐蝕性較差HRC89/650鎳基硬質(zhì)合金YWN8 W7硬度高、耐磨損、耐高溫、線脹系數(shù)小、摩擦因數(shù)低；耐腐蝕性較鈷基硬質(zhì)合金好650熱壓燒結(jié)碳化硅陶瓷反應(yīng)燒結(jié)sic化學(xué)穩(wěn)定性好、硬度高、耐磨損、耐高溫、線脹系數(shù)小、摩擦因數(shù)低；缺點是沖擊韌性低；相對成本高，適宜高參數(shù)密封工況HRC91/1600常壓燒結(jié)碳化硅陶瓷無壓燒結(jié)sic化學(xué)穩(wěn)定性好、硬度高、耐磨損、

23、耐高溫、線脹系數(shù)小、摩擦因數(shù)低；缺點是沖擊韌性低；易成型、可加工。HRC91/1600氧化鋁陶瓷99瓷 95瓷化學(xué)穩(wěn)定性好、硬度高、耐磨損、耐高溫、線脹系數(shù)小、摩擦因數(shù)低；缺點是沖擊韌性低；脆性大HRC85/13002022-4-142（二）機械密封端面（摩擦副）材料 軟面密封材料材料之間名稱牌號主要特點使用溫度 浸漬樹脂石墨 浸漬酚醛樹脂石墨 除硝酸、農(nóng)硫酸以外的介質(zhì)中，軍具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性 200浸漬呋喃樹脂石墨 耐酸、堿及有機溶劑 200浸漬環(huán)氧樹脂石墨 耐酸性強于呋喃石墨，耐堿性弱于呋喃石墨 180浸漬金屬石墨浸漬銻石墨 耐腐蝕性性能取決于所浸金屬的性能 450 聚四氟乙烯 耐化學(xué)腐

24、蝕、極小的摩擦因數(shù)、極好抗老化性 1202022-4-143（三）摩擦副材料配對規(guī)律 機械密封是配對使用的，必須考慮配對性能，一般原則：1）軟面環(huán)配硬面環(huán)；2）可靠性大于經(jīng)濟性工況規(guī)律輕載工況（V10m/s,p 1Mpa)優(yōu)先選擇軟面環(huán)時浸漬樹脂石墨，另一配對密封材料則根據(jù)不同介質(zhì)進行選擇，如wc、sic或硬面處理的材料等。高速高壓高溫等重載荷工況石墨環(huán)一般選擇浸銻石墨，腐蝕較輕是選擇wc材料，腐蝕較重的介質(zhì)時選擇sic材料同時存在磨粒磨損和腐蝕性的工況密封材料必須軍選擇硬面材料，常見的泄漏組合為wc對sic，Sic對sic，對有磨粒磨損、腐蝕較輕時可以選擇wc對wc材料，對強腐蝕無磨粒的工況

25、，克選擇填充纖維聚四氟乙烯對氧化鋁陶瓷。2022-4-144 機械密封的輔助密封圈是指動環(huán)、靜環(huán)的密封圈；按截面形狀分： O型圈、矩型圈、V型圈、楔型圈、包四氟O型圈等； 作用：1）保證軸與動環(huán)之間及靜環(huán)與壓蓋之間的密封，2）補 償密封面的偏斜的震動，保證動、靜環(huán)端面緊密貼合并具有浮動性；輔助密封圈性能：1）溫度范圍；2）硬度范圍（肖氏硬度60-90）；3）抗拉強度；4）延伸率；5）回彈率；6）壓縮永久變形； （四）輔助密封圈（四）輔助密封圈2022-4-145（五）常用輔助密封材料一、選用原則：應(yīng)該具有良好的彈性、合適的硬度、壓縮永久變形小、較寬的溫度使用范圍、不產(chǎn)生溶脹、分解和硬化的性能。

26、二、常用的輔助密封材料及性能：1、丁腈橡膠：耐油、耐老化、耐堿、使用溫度-30 1002、乙丙橡膠：耐放射性、耐堿和溶劑、使用溫度-50 150 3、氟橡膠：耐油、耐熱、耐腐蝕、使用溫度-20 200 4、硅橡膠：耐寒、耐熱、使用溫度-60 230 5、純聚四氟乙烯6、全氟醚橡膠：具有極其優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性及耐熱性能、使用溫度327 。2022-4-146四、機械密封的冷卻和沖洗方案2022-4-147機械密封的冷卻和沖洗2022-4-1482022-4-1492022-4-1502022-4-1512022-4-1522022-4-1532022-4-154五、機械密封的安裝、維護及使用1、

27、機械密封的評價指標：泄漏量和使用壽命；2、影響機械密封指標的五個環(huán)節(jié)：1）選項、2）制造、3）安裝、4）使用、5）維護 一般來講，機械密封的選項和制造這兩個環(huán)節(jié)由制造廠完成，原則上基本沒問題，而安裝、使用及維護者三個環(huán)節(jié)是由用戶來完成的。依據(jù)機械密封失效原因的分析，排在第一位的不是密封本身的問題，很大程度取決于密封的安裝、使用及維護方面的原因。應(yīng)充分認識機封在安裝、使用及維護方面的重要性。2022-4-155（一）機械密封安裝前的準備工作檢查部位檢查項目檢查方法允許值密封端面有無氣孔、裂紋放大鏡表面粗糙度粗糙度檢查儀金屬0.16、非金屬0.32平面度光學(xué)平鏡小于0.0009mm動環(huán)動環(huán)內(nèi)徑與軸

28、的間隙游標卡尺0.2-0.4mm安裝密封圈處地尺寸精度游標卡尺H9/h8靜環(huán)安裝密封圈處地尺寸精度游標卡尺H9/h8密封圈過盈值是否合適游標卡尺橡膠O型圈0.5-1.0mm四氟V型圈0.3-0.5mm彈簧高度相等、兩端面平行游標卡尺、平臺傳動座傳動座與軸的配合尺寸游標卡尺F9/h8傳動突耳應(yīng)對稱2022-4-156（二）安裝機械密封設(shè)備精度檢查為了使密封性能穩(wěn)定，安裝機封的設(shè)備必須達到一定的精度；檢查部位允許值原因軸的軸向竄動0.1mm 軸承與裝配精度低軸的徑向游動0.08mm 軸承和配合尺寸精度低軸的徑向跳動軸頸小于50mm：0.04mm，軸頸50-120mm：0.06mm，軸承精度低、軸彎

29、曲等軸與密封面的垂直度軸頸小于50mm：0.04mm，軸頸50-120mm：0.06mm，密封墊過厚、螺絲緊度不均勻軸與軸套的粗糙度與密封圈安裝處：0.32um軸肩、壓蓋安裝動、靜環(huán)處應(yīng)倒角并光滑過度以防劃傷O型圈2022-4-157（三）機械密封安裝順序及要求（三）機械密封安裝順序及要求 部件名稱方式、方法檢測方法失效方式 靜環(huán)的安裝 清潔、涂油、槽銷相對緩慢壓入 密封面與端蓋面平齊 動環(huán)安裝位置的確定彈簧座定位尺寸至設(shè)計規(guī)定值彈簧座定位尺寸至安裝經(jīng)驗值直尺游標卡尺比壓過小初期泄漏比壓過大早期磨損彈簧座、動環(huán)安裝軸清潔、涂油，彈簧座背端面對準預(yù)定位置，分幾次均勻緊固螺釘用手向后壓迫動環(huán)，檢測

30、能否軸向浮動安裝帶有靜環(huán)的壓蓋均勻上緊螺釘，防止端面傾斜，誤差小于0.05mm塞尺密封面偏磨、泄漏盤車檢查靜環(huán)與軸是否有摩擦檢查端面比壓是否合適盤車感覺均勻輕快，無異常現(xiàn)象安裝輔助設(shè)施如沖洗和冷卻管路靜壓試驗引入介質(zhì)進行靜壓試驗檢查密封性2022-4-158機械密封安裝順序2022-4-159（四）機械密封的正確使用機械密封啟動前的準備工作1、啟動前，冷卻及潤滑系統(tǒng)是否安裝正確，有無 堵塞;2、清洗物料管道，以防鐵銹、雜質(zhì)進入密封腔內(nèi)；3、進行靜壓試驗，試驗壓力等于工作壓力，檢查機械密封端面和密封圈處有無泄漏及密封端蓋處有無泄漏；4、用手盤動聯(lián)軸器，檢查軸是否輕松旋轉(zhuǎn)，如果盤動很重，應(yīng)檢查有關(guān)

31、配合尺寸是否合適，找出原因并排除故障；2022-4-160（五）機械密封的運轉(zhuǎn)機械密封的運轉(zhuǎn)包括試運轉(zhuǎn)和正常運轉(zhuǎn)1、機械密封試運轉(zhuǎn) 首先將封液系統(tǒng)啟動，冷卻系統(tǒng)啟動，密封腔內(nèi)保證充滿介質(zhì)，然后可以啟動主密封進行試運轉(zhuǎn)。 若出現(xiàn)輕微泄漏現(xiàn)象，經(jīng)過1-3小時后減少，屬于端面正常磨合過程，若泄漏始終不減，則停車檢查。若機封發(fā)熱嚴重甚至冒煙現(xiàn)象，一般為彈簧比壓過大，調(diào)整彈簧壓力。2、機械密封正常運轉(zhuǎn)機械密封試運轉(zhuǎn)合格后即可轉(zhuǎn)入操作條件下的正常運轉(zhuǎn)，及升溫升壓運轉(zhuǎn)。注意過程中的變化：機件有無碰撞、摩擦發(fā)熱是否過快及密封圈和端面處地泄漏等，若一切正常，即可正式投入生產(chǎn)運行。2022-4-161（六）機械密

32、封維修中的幾個誤區(qū)1、彈簧壓縮量越大密封效果越好。 彈簧壓縮量過大，可導(dǎo)致摩擦副急劇磨損，瞬間燒損；過度的壓縮使彈簧失去調(diào)節(jié)動環(huán)端面的能力，導(dǎo)致密封失效。 2、動環(huán)密封圈越緊越好。 是加劇密封圈與軸套間的磨損，過早泄漏；二是增大了動環(huán)軸向調(diào)整、移動的阻力，在工況變化頻繁時無法適時進行調(diào)整；三是彈簧過度疲勞易損壞；四是使動環(huán)密封圈變形，影響密封效果。 3、靜環(huán)密封圈越緊越好。 引起靜環(huán)密封因過度變形，影響密封效果；二是靜環(huán)材質(zhì)以石墨居多，一般較脆，過度受力極易引起碎裂；三是安裝、拆卸困難，極易損壞靜環(huán)。 2022-4-162（六）機械密封維修中的幾個誤區(qū)4、葉輪鎖母越緊越好。 鎖母鎖緊過度只會導(dǎo)

33、致軸間墊過早失效，相反適度鎖緊鎖母，使軸間墊始終保持一定的壓縮彈性，在運轉(zhuǎn)中鎖母會自動適時鎖緊，使軸間始終處于良好的密封狀態(tài)。 5、新的比舊的好。相對而言，使用新機械密封的效果好于舊的，但新機械密封的質(zhì)量或材質(zhì)選擇不當(dāng)時，配合尺寸誤差較大會影響密封效果；在聚合性和滲透性介質(zhì)中，靜環(huán)如無過度磨損，還是不更換為好。因為靜環(huán)在靜環(huán)座中長時間處于靜止狀態(tài)，使聚合物和雜質(zhì)沉積為一體，起到了較好的密封作6、拆修總比不拆好。一旦出現(xiàn)機械密封泄漏便急于拆修，其實，有時密封并沒有損壞，只需調(diào)整工況或適當(dāng)調(diào)整密封就可消除泄漏。這樣既避免浪費又可以驗證自己的故障判斷能力，積累維修經(jīng)驗提高檢修質(zhì)量2022-4-163

34、（七）機械密封的維護使用1、維持液膜的穩(wěn)定性（1）均衡生產(chǎn)有利于液膜的穩(wěn)定性，工況發(fā)生變化，造成膜壓的變化，不利于液膜的穩(wěn)定性；（2）力保機封封液壓力、流量及溫度的穩(wěn)定；2、維持冷卻系統(tǒng)的效能 機械密封依靠動、靜端面形成液膜實現(xiàn)濕運轉(zhuǎn)密封，切忌密封面干磨，否則兩端面的液膜就會汽化，摩擦產(chǎn)生的熱量無法散去，造成密封副發(fā)生熱裂。因此機封在使用過程中應(yīng)絕對保證沖洗液的供應(yīng)及通暢。如依靠輸送介質(zhì)降低機封的溫度，應(yīng)保證輸送介質(zhì)的充足。 2022-4-164六、機械密封故障分析1、機械密封靜壓試驗時泄漏原因分析；2、機械密封試運轉(zhuǎn)時泄漏原因分析；3、機械密封失效原因分析；2022-4-165（一）機械密封

35、靜壓試驗時泄漏原因分析 機械密封安裝調(diào)試好后，一般要進行靜試，觀察泄漏量。 1、泄漏量較小，多為動環(huán)或靜環(huán)密封圈存在問題；2、泄漏量較大時，則表明動、靜環(huán)摩擦副間存在問題。3、手動盤車觀察，若泄漏量無明顯變化則靜、動環(huán)密封圈有問題；如盤車時泄漏量有明顯變化則可斷定是動、靜環(huán)摩擦副存在問題；4、如泄漏介質(zhì)沿軸向噴射，則動環(huán)密封圈存在問題居多，泄漏介質(zhì)向四周噴射或從水冷卻孔中漏出，則多為靜環(huán)密封圈失效。 2022-4-166（二）機械密封試運轉(zhuǎn)時泄漏原因分析 試運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)的泄漏，基本上都是由于動、靜環(huán)摩擦副受破壞所致。引起摩擦副密封失效的因素主要有： 1、操作中因抽空、氣蝕、憋壓等異常現(xiàn)象，引起較

36、大的軸向力，使動、靜環(huán)接觸面分離； 2、安裝機械密封壓縮量過大，導(dǎo)致摩擦副端面嚴重磨損擦傷；3、動環(huán)密封圈過緊，彈簧無法調(diào)整動環(huán)的軸向浮動量； 4、靜環(huán)密封圈過松，當(dāng)動環(huán)軸向浮動時，靜環(huán)脫離靜環(huán)座； 5、工作介質(zhì)中有顆粒狀物質(zhì)，運轉(zhuǎn)中進人摩擦副，探傷動、靜環(huán)密封端面； 6、設(shè)計選型有誤，密封端面比壓偏低或密封材質(zhì)冷縮性較大等。 2022-4-167（三）機械密封的失效原因1、由于密封端面失去潤滑膜而造成的失效：1）因為端面密封載荷的存在，在密封腔缺乏液體時啟動泵引起干摩擦；2）介質(zhì)壓力低于飽和蒸汽的壓力，使端面液膜發(fā)生閃蒸，喪失潤滑；3）如果介質(zhì)為易揮發(fā)性產(chǎn)品，在機械密封冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)結(jié)垢或阻塞

37、時，由于端面摩擦及旋轉(zhuǎn)攪拌液體產(chǎn)生熱量而使介質(zhì)的飽和蒸汽壓上升，也會造成介質(zhì)壓力低于其飽和蒸汽壓的狀況。4）封液突然中斷；2022-4-168（三）機械密封的失效原因2、由于腐蝕而引起的機械密封失效：1）密封面點腐蝕，甚至穿透；2）由于碳化鎢環(huán)與不銹鋼座焊接，使用中不銹鋼座易產(chǎn)生晶間腐蝕；3）焊接金屬波紋管、彈簧等，在應(yīng)力與介質(zhì)腐蝕的共同作用下，易發(fā)生破裂。2022-4-169（三）機械密封的失效原因3、由于高溫效應(yīng)而產(chǎn)生的機械密封失效：1）熱裂是高溫油泵，比如油渣泵、回?zé)捰捅谩⒊p壓塔底泵等最常見的失效現(xiàn)象。在密封面處由于干摩擦、冷卻水突然中斷，雜質(zhì)進入密封面和抽空等情況下，都會導(dǎo)致環(huán)面出現(xiàn)

38、徑向裂紋；2）石墨碳化是使用碳石墨環(huán)時密封失效的主要原因之一。 在使用中如果石墨碳環(huán)一旦超過使用溫度（一般在-105度250度）時，其表面會析出樹脂，摩擦面附近樹脂會發(fā)生碳化，當(dāng)有粘結(jié)劑時，會發(fā)泡軟化，使密封面泄漏面增加，密封失效；3）輔助密封件在超過使用溫度后迅速老化失去彈性。2022-4-1704、由于密封端面的磨損而造成密封的失效：1）摩擦副所使用的材料耐磨性差、摩擦系數(shù)大、端面比壓大等，都會縮短機械密封的使用壽命；2）對于含有固體顆粒介質(zhì)，密封面進入固體顆粒，是導(dǎo)致密封失效的主要原因；（三）機械密封的失效原因2022-4-171（三）機械密封的失效原因5、因安裝、運轉(zhuǎn)或設(shè)備本身所產(chǎn)生的

39、誤差而造成機械密封泄漏：1）安裝不良造成造成機械密封泄漏； 主要表現(xiàn)在：動靜環(huán)表面不平,安裝時碰傷損壞；動靜環(huán)密封圈尺寸有失誤、損壞或未被壓緊；動、靜環(huán)表面有異物；彈簧力不均勻，單彈簧不垂直，多彈簧長短不一；軸套上密封圈處有腐蝕點；軸套處泄漏，未裝O型圈或壓緊力不夠；彈簧比壓過大，密封面處于半干磨狀態(tài)；2）設(shè)備在運轉(zhuǎn)中造成機械密封泄漏 主要表現(xiàn)在： 工藝操作不穩(wěn)定；轉(zhuǎn)軸發(fā)生周期性震動；密封腔壓力經(jīng)常變化，均會導(dǎo)致密封周期性泄漏；摩擦副損傷或變形引起泄漏； 輔助密封圈材料選擇不當(dāng)，溶脹、老化失去彈性；大彈簧旋向不對；設(shè)備運轉(zhuǎn)時震動過大 動環(huán)與軸套間形成水垢，使彈簧喪失彈性，不能補償密封面磨損；密

40、封環(huán)過熱后發(fā)生斷裂；2022-4-172（四）機械密封摩擦副磨損情況原因分析1、摩擦副端面的磨損痕跡大于軟環(huán)寬度1）泵震動大，使動環(huán)運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生徑向和軸向震動，造成泄漏；2）動靜環(huán)不同心；解決方案：1）消除震動原因，如校正泵與電機的同心度，轉(zhuǎn)子做動平衡，檢查軸承精度等；2）檢查泵各止口間隙是否過大；2022-4-173（四）機械密封摩擦副磨損情況原因分析二、摩擦副端面的磨損痕跡寬度小于密封面寬度1、靜環(huán)密封面端面不平，沿密封面內(nèi)沿連續(xù)接觸痕跡。原因：密封的縫隙是呈收斂形狀，破壞了密封面的平行，液膜壓力增加，將密封面推開。2、靜環(huán)密封面端面不平，沿密封面外沿連續(xù)接觸痕跡。原因：密封的縫隙是呈喇叭形狀，這種縫隙形狀是液膜壓力減小，比壓增大，磨損加劇出現(xiàn)溝紋，泄漏量增大3、動環(huán)端面摩擦痕跡不連續(xù)，這是動環(huán)面不平所致。解決方案：1）檢查動靜環(huán)平面度，對不符合要求的進行研磨；2）檢查靜環(huán)密封圈過盈值不要過大，以免靜環(huán)變形。2022-4-174機械密封摩擦副磨損情況原因分析三、石墨環(huán)表