API標準中的機械密封的命名方式

化工裝備密封技術API610標準中的機械密封的命名方式目標（1）概述，泵用機械密封可分成七種基本型式，三種布置方式(1、2和3)；（2）布置方式2和3又可分為三種組合方式：面對背，背對背和面對面。密封基本型式及參數(shù)★1—Ⅰ型密封為內裝、彈簧、非平衡型，見圖1；2—Ⅱ型密封為內裝、彈簧、平衡型，見圖2。密封基本型式及參數(shù)3—Ⅲ型密封為內裝、彈簧、旋轉式、橡膠波紋管，見圖3；4—Ⅳ型密封為內裝、彈簧、靜止式、聚四氣乙烯波紋管，見圖4。密封基本型式及參數(shù)5—Ⅴ型密封為外裝、彈簧、旋轉式、聚四氟乙烯波紋管，見圖5。6—Ⅵ型密封為內裝、金屬波紋管、集裝式、輔助密封件為O橡膠圈，見圖6。7—Ⅶ型密封為內裝、金屬波紋管、集裝式、輔助密封件為柔性石墨，見圖7。密封基本型式及參數(shù)泵用機械密封參數(shù)見表1。通過這個表可以看到不同的密封壓力，溫度選擇不同的密封形式。密封基本型式及參數(shù)★布置方式，本標準規(guī)定了三種密封布置方式：—布置方式1：每套密封中有一對密封端面；—布置方式2：每套密封中有兩對密封端面，且兩對密封端面之間的壓力低于被密封介質的壓力；—布置方式3：每套密封中有兩對密封端面，且兩對密封端面之間的壓力高于被密封介質的壓力。密封基本型式及參數(shù)★布置方式，本標準規(guī)定了三種密封布置方式：—布置方式1：每套密封中有一對密封端面；—布置方式2：每套密封中有兩對密封端面，且兩對密封端面之間的壓力低于被密封介質的壓力；—布置方式3：每套密封中有兩對密封端面，且兩對密封端面之間的壓力高于被密封介質的壓力。密封基本型式及參數(shù)★可選的技術設計和密封方法有三種分別是接觸濕式密封(CW)：密封端面相互接觸，密封端面不需要特意設計和加工能夠產(chǎn)生流體動（靜）壓效應的結構來形成密封端面非接觸間隙。非接觸式密封(NC)（濕式或干式）：密封端面特意地設計和加工能夠產(chǎn)生流體動（靜）壓效應的結構，以保持所設計的密封端面可控的非接觸間隙。抑制密封(CS)（接觸式或非接觸式）：包括一個補償組件和成對安裝在密封腔中的密封摩擦副。密封基本型式及參數(shù)密封組合方式有三種，其中布置方式2和布置方式3可采用以下三種組合方式：—面對背式(FB)：該種密封為雙端面密封，兩個補償元件間裝有一對密封環(huán)，而兩對密封環(huán)之間裝有一個補償元件；—背對背式(BB)：該密封為雙端面密封，兩個補償元件均安裝在兩對密封環(huán)之間； —面對面式(FF)：該密封為雙端面密封，兩對密封環(huán)均安裝在兩個補償元件之間。密封結構組合方式見圖8,典型結構圖見圖9~圖13?！锔脵C械密封分為三種基本型式：—單端面機械密封；—徑向雙端面機械密封；—軸向雙端面機械密封。釜用機械密封型式及基本參數(shù)應符合HG/T2098的規(guī)定。密封基本型式及參數(shù)圖8密封結構組合方式密封基本型式及參數(shù)密封基本型式及參數(shù)密封基本型式及參數(shù)密封基本型式及參數(shù)★設計要求通用要求1機械密封優(yōu)先采用軸套內孔不帶臺肩的集裝式結構。2對于Ⅰ型、Ⅱ型、4Ⅵ型密封優(yōu)先采用旋轉補償元件結構，7Ⅶ型密封優(yōu)先采用靜止補償元件結構。3密封端面平均直徑處的線速度超過23m/s時，應采用靜止補償元件密封結構。此外，在下列情況下宜采用靜止補償元件：—密封的平衡直徑超過115mm;—因管路載荷、熱變形、壓力變形等原因導致泵殼或密封端蓋變形或偏心；—密封腔安裝表面不能與軸垂直時；—密封腔端面跳動量大于0.5μm/mm。密封基本型式及參數(shù)★4.零部件的設計和選材應滿足使用要求，所有元件的最大許用工作壓力應不低于主機外殼的最大許用工作壓力。5.應合理設計密封端面結構尺寸和平衡系數(shù)，在泄漏量指標不超標的同時使密封面產(chǎn)生的摩擦熱量最小。6.密封應具有良好的追隨性，能夠補償穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)的微量軸向竄動。7.密封環(huán)與輔助密封圈密封接觸部位的表面粗糙度應不大于Ra1.6μm。安裝靜止o形圈所經(jīng)過倒角應軸向長度應不小于1.5mm,安裝滑動O形密封圈所經(jīng)過倒角軸向長度應不小于3mm,倒角應不大于30°。密封基本型式及參數(shù)★8.當密封腔壓力低于大氣壓時，對于布置方式3的內側密封，靜環(huán)組件都應設計限位結構，以防止大氣壓力或隔離介質壓力導致靜環(huán)移動，如圖14所示。當泵停止運轉時，機械密封應在真空下還能保持密封性。密封基本型式及參數(shù)各部件的要求：密封腔和密封端蓋的要求：1.除特殊要求外，旋轉部件與密封腔或密封端蓋的靜止表面的徑向間隙（直徑）不應小于3mm。2.密封端蓋還應滿足如下要求：a)除特殊要求外，密封端蓋應加工好與螺栓相匹配的孔（不允許采用槽）；b)密封端蓋和密封腔的內徑或外徑配合面應與軸對中，總偏心量應不大于0.125mm,見圖15。其配合公差為H7/f7;c)為防止密封中的靜止元件受到腔內壓力而產(chǎn)生變形和移動，密封端蓋應有不小于3mm厚的臺肩，見圖16。密封基本型式及參數(shù)密封基本型式及參數(shù)★3.安裝在泵殼上的任何材料的設計應力值不能超過泵外殼材料的應力。4.應減少受壓部件上螺紋孔的使用。為防止機殼發(fā)生泄漏，除了腐蝕裕量外，在光孔和內螺紋孔的周圍和底部應留有至少螺栓名義直徑的一半的金屬厚度余量。5除細軸泵和多級泵（多級細長軸）外，密封腔端面跳動量應不大于0.5μm/mm,見圖17。密封基本型式及參數(shù)★6.如果密封配有喉部襯套，襯套應設計成可以更換的，且保證其受到液體壓力而不被推出。配合適當?shù)臎_洗方案，喉部襯套可以達到以下目的：a)升高或降低密封腔壓力；b)隔離密封腔流體；c)控制進出密封腔的流量?！?.螺紋接口需用螺塞堵住，螺塞材料要與密封端蓋的材料一致。在螺紋上應采用厭氧性的潤滑劑／密封劑，以確保螺紋的氣密性。考慮到對密封污染的問題，密封端蓋接口處應慎用PTFE膠帶、密封膠或抗磨合物。8所有的管路連接都應滿足密封腔或密封端蓋的水壓試驗要求。密封基本型式及參數(shù)★9.接觸式濕式密封的密封端蓋和密封腔的設計，應保證在泵啟動和操作時可以通過管路系統(tǒng)進行自動排氣。10.密封沖洗孔直徑應不小于5mm。11.當軸套直徑小于50mm時，固定節(jié)流襯套與軸（軸套）間的的最大徑向（直徑）間隙應不大于0.7mm,直徑每增大25mm,其最大徑向間隙在原基礎上增加0.127mm。12.浮動石墨節(jié)流襯套與軸（軸套）間的徑向間隙（直徑）應符合表3的規(guī)定。密封腔和密封端蓋的要求就介紹到這里。密封基本型式及參數(shù)★13.如有特殊要求，密封腔可安裝加熱夾套或加熱元件。14.密封端蓋、密封腔和泵殼之間連接處應采用承壓輔助密封圈以防止泄漏，并采用金屬與金屬接觸的連接方式以保證密封端面相對于軸的垂直度，如圖18所示。15.對于高溫或易揮發(fā)介質工況，如機械密封補償機構為旋轉式結構時，宜采用分布式?jīng)_洗方式。密封基本型式及參數(shù)★集裝式密封的軸套的要求1.軸套一端與泵軸之間應設置密封，密封軸套組件應伸出密封端蓋的外端面。2.軸與軸套的徑向配合公差為F7/h6。3.軸套需要有一個（或多個）軸肩，以定位旋轉補償部件。4.軸與軸套間的密封宜采用O形橡膠圈或柔性石墨環(huán)，金屬密封容易損壞軸，并且拆卸困難，通常不推薦使用。5.軸與軸套間的O形密封圈要安裝在靠近葉輪的一端。對于O形密封圈需要穿過軸上螺紋的情況，螺紋外徑與O形密封圈內徑的徑向（直徑）間隙最小為1.6mm,直徑的過渡段處要倒圓或倒角（見5.1.7)以避免損壞O形密封圈。6.在軸套最薄截面處，軸套的最小徑向厚度為2.5mm。軸套外表面開設用于安裝緊定螺釘?shù)陌伎讜r，其深度應不大于0.5mm,軸套上安裝緊定螺釘部分的最小厚度應符合表4的規(guī)定。密封基本型式及參數(shù)★7.軸套外徑與軸配合內孔的同軸度應滿足GB/T1184—1996的7級精度。8.軸套應盡量設計成整體結構。對于布置2和布置3的集裝式密封，為了方便密封元件的組裝，也可設置一個輔助軸套，輔助軸套應采用軸肩與軸套軸向定位，并通過緊定螺釘傳動，輔助軸套應和軸套同心安裝，并不得超出軸套，如圖19所示。9.驅動環(huán)緊定螺釘不能通過軸套與軸有間隙的非配合表面。★10.除采用緊定螺釘外，也可采用其他裝置進行軸向定位或驅動軸套。例如脹緊聯(lián)接套（見圖20)和安裝在軸槽內的分半緊固環(huán)（見圖21)。集裝式密封的軸套的要求就到這里。密封基本型式及參數(shù)★非補償密封環(huán)的要求1.防轉機構的設計應考慮到盡量減小密封面的變形。除非低壓工況，不應采用夾持端面的方法來防止非補償密封環(huán)轉動，如圖22所示。密封基本型式及參數(shù)★彈簧的要求1.在介質粘度高、含有固體顆粒、易結晶或強腐蝕的工況下，與介質接觸的彈簧宜采用單彈簧結構。2.機械密封軸向尺寸需要設計緊湊的場合宜采用多彈簧結構。3.軸徑大于70mm時，宜采用多彈簧結構。密封基本型式及參數(shù)★釜用機械密封要求1.釜用機械密封優(yōu)先采用帶軸承集裝式結構。2.外流式釜用機械密封應設潤滑液槽，以便潤滑密封端面，提高密封效果。3.集裝式機械密封的軸套應伸出密封端蓋，其定位方式采用緊定螺釘或脹緊聯(lián)接套（見圖20），伸出尺寸應滿足定位要求。4.對易燃、易爆、有毒介質，應采用雙端面機械密封。當安裝密封部位的軸向尺寸較短時，宜采用徑向雙端面結構。5.高壓機械密封應選用雙端面或多端面結構。密封基本型式及參數(shù)6.攪拌軸的徑向跳動應不大于／100（d為攪拌軸徑）mm，攪拌軸與密封安裝法蘭平面的垂直度應不大于／120，軸向竄動量應不大于0.5mm。7.當攪拌軸偏擺量或竄動量較大時，應采用帶軸承的密封結構。8.攪拌軸頂部插入式釜用機械密封，密封結構中增加軸承后攪拌軸偏擺或竄動仍較大時，應增設中間軸承或金底支撐。9.攪拌軸側入式釜用機械密封，應采用雙端面密封，在高溫及溫度變化較大的工況，應在密封殼體外設置補償裝置。10.攪拌軸底部插入式釜用機械密封，應采用雙端面密封。當要求在不排除金內物料情況下更換機械密封時，密封結構中應帶有停車阻斷物料泄漏的隔離密封。釜用機械密封的要求就到這里。密封基本型式及參數(shù)★關于機械密封的計算，大家課后查詢GB33509標準，仔細了解每個符號的意義。能夠計算密封比壓、摩擦扭矩、彈簧比壓、密封比壓、沖洗流量等。密封基本型式及參數(shù)★材料要求首先是摩擦副組對材料1.耐清水、油及其他弱腐蝕性介質的機械密封宜采用硬對軟密封面材料組對，常用組對材料有碳化硅對碳石墨、碳化鎢對碳石墨等。2.耐固體顆粒介質、高粘度介質的機械密封，宜采用硬對硬密封面材料組對，常用組對材料有碳化硅對碳化硅、碳化硅對碳化鎢、碳化鎢對碳化鎢等。3.耐強腐蝕性介質的機械密封，宜采用硬對軟密封面材料組對，常用組對材料有氧化鋁陶瓷對填充聚四氣乙烯、氮化硅對碳石墨、碳化鎢對碳石墨（堿類）、碳化硅對碳石墨等。密封基本型式及參數(shù)★然后是密封軸套的要求除非另有指定，密封軸套應采用不銹鋼材料。彈簧的要求1清水、油類及一般性介質，宜采用鉻鋼、鉻鉬鋼等；2腐蝕性介質，宜采用鉻鉬鋼、銘鎮(zhèn)鑰鋼、高鎮(zhèn)合金、哈氏合金等。4金屬波紋管金屬波紋管常用材料有哈氏合金、高鎮(zhèn)合金、沉淀硬化型不銹鋼、鐵合金等，在-40℃~176℃時，推薦采用NS3304(C-276),在-40℃~400℃時，推薦采用CH4169(Inconel718)。密封基本型式及參數(shù)★★輔助密封圈的要求1.水、油及一般性介質，宜采用丁睛橡膠、氯丁橡膠、氫化丁睛橡膠等。2.酸性介質，宜采用聚四氣乙烯、氣塑料包覆橡膠、氣橡膠、乙丙橡膠、全氣化橡膠等。3.堿性介質，宜采用聚四氣乙烯、乙丙橡膠、全氣化橡膠等。4烴類介質，宜采用氣橡膠、丁睛橡膠、全氣化橡膠、柔性石墨等。5.溶劑類介質，宜采用聚四氣乙烯、柔性石墨、氣塑料包覆橡膠、全氣化橡膠等。6.6其他金屬結構件除非另有規(guī)定，清水、油類及一般性介質，宜采用銘鋼，銘鎮(zhèn)鋼等，腐蝕性介質宜采用鉻鉬鋼，鉻鎳鋼，高鎳