1、2021/7/231波紋管機封技術交流您的肯定是陽光、空氣和水！2021/7/232交流內容波紋管機械密封的基本原理 波紋管機械密封的材料波紋管機械密封的冷卻和沖洗波紋管機械密封的使用和安裝波紋管機械密封的故障分析2021/7/233機械密封的定義 機械密封的定義： 機械密封是一種依靠彈性元件和介質壓力壓緊動、靜環端面從而達到密封的部件。 通過阻止泄漏、減少摩擦。機械密封的作用： 1.提高機器效率、降低能耗。 2.提高機器的可靠性。 3.安全和環境保護。2021/7/234波紋管機械密封的基本原理 按彈性元件的種類分類： 彈簧：性能穩定 波形彈簧：軸向尺寸緊湊 液壓成型波紋管：焊縫少、耐高溫

2、金屬焊接波紋管：軸向尺寸緊湊、耐高溫 其它彈性元件：板簧2021/7/235波紋管機械密封的定義 波紋管機械密封是以環狀金屬薄片組焊作為彈性元件和隔離元件，從而實現密封的部件。2021/7/236波紋管機械密封的發展史 1885年首先在英國申請機械密封專利。 1957年出現了第一套金屬焊接波紋管機械密封。 6070年代，我國第一套金屬焊接波紋管機械密封在蘭州煉油廠誕生。 8090年代，克隆集團為代表的密封行業通過攻關，使金屬焊接波紋管機械密封在品種、材料、技術等方面都達到了新的水平，對進口密封進行批量國產化改造，促進了我國機械密封技術的發展。 仿制合資自主開發2021/7/237波紋管機械密封

3、的基本原理2021/7/238波紋管機械密封的基本原理 金屬焊接波紋管： 優點：體積小、耐高壓、彈性力精確、適用轉速高、無滑移o圈、彈性元件無散落可能 缺點：加工復雜、易淤塞2021/7/239波紋管機械密封的基本原理 彈簧密封： 優點：加工簡單、適用范圍廣 缺點：零件多、體積大2021/7/2310波紋管機械密封的基本原理2021/7/2311基本元件的作用和要求 摩擦副：使密封面緊密貼和，防止泄漏。它要求具有良好的耐磨性；補償環軸向移動靈活；端面變形穩定 波紋管組件：起隔離、預緊、補償、緩沖的作用。要求具有適當的彈力，良好的壓力、密封特性，從而保證在壓力作用下端面貼和良好。 輔助密封元件：

4、除端面外，所有密封點的密封及緩沖作用。 扭矩傳遞元件：起到傳遞和抵消扭矩的作用。要求拆裝方便、安全可靠、傳遞平穩。2021/7/2312波紋管機械密封的基本原理 基本組成元件波紋管（溫度、腐蝕） A M 3 5 0 、00Cr17Ni12Mo2( 3 1 6 L ) 、Hastalloy C 、Inconel718(GH4169)2021/7/2313波紋管機械密封的基本原理 基本元件鑲嵌環 端面材料端面材料：浸呋喃樹脂石墨、浸銻石墨、碳化硅、硬質合金 環座材料環座材料：1Cr18Ni9Ti、2Cr13、0Cr17Ni12Mo2(316) 、Hastalloy C2021/7/2314波紋管機

5、械密封的典型結構 法蘭聯接、靜止型2021/7/2315波紋管機械密封的典型結構 頂絲傳動、旋轉型2021/7/2316耐高溫、長壽命的原理 耐高溫：取消滑移直徑處的彈性體密封的耐溫限制。 長壽命：無滑移摩擦阻力，彈簧比壓降低。2021/7/2317波紋管機械密封的耐壓能力 “作用中徑”受壓力影響。 波紋管機械密封有效作用中徑與彈簧密封的滑移直徑在理論計算上的意義是相同的，但波紋管有效作用中徑隨密封介質壓力的變化而變化。2021/7/2318波紋管機械密封的耐壓能力 核心技術特點2021/7/2319波紋管機械密封的耐壓能力 核心技術特點2021/7/2320波紋管機械密封的耐壓能力 與常規金

6、屬波紋管密封比較耐壓范圍 常規金屬波紋管密封： 最低-0.1MPa(真空) 最高2.0MPa 新型金屬波紋管密封： 最低-0.1MPa(真空) 最高5.5MPa 2021/7/2321克隆集團波紋管機械密封介紹2021/7/2322克隆集團波紋管密封分類標標 準準 系系 列列C C5 50 0非非 標標 準準 系系 列列某某 些些 特特 殊殊 工工 況況 條條 件件進進 行行 的的 針針 對對 性性 設設 計計旋旋 轉轉 型型非非 標標 準準 系系 列列某某 些些 特特 殊殊 工工 況況 條條 件件進進 行行 的的 針針 對對 性性 設設 計計標標 準準 系系 列列D DB BM M B B-

7、 -1 1靜靜 止止 型型克克 隆隆 集集 團團波波 紋紋 管管 密密 封封2021/7/2323DM系列機械密封 DM系列能夠滿足幾乎全部的石油產品的密封要求，同時可密封部分化工介質，并能滿足食品，醫藥，水處理等行業要求。2021/7/2324DM系列機械密封 模塊化設計 法蘭聯接 平墊密封 靜止型2021/7/2325DBM-B-1型機械密封G3G3型密封型密封波紋管密封動態性能好，波紋管密封動態性能好， 適合高溫環境適合高溫環境強制內冷結構簡單，效率更高強制內冷結構簡單，效率更高2021/7/2326DBM-B-1型波紋管組件DBM-B-1DBM-B-1型密封可型密封可配用冷卻水套，配用

8、冷卻水套，利用軟化水或低利用軟化水或低壓蒸氣等流體對壓蒸氣等流體對密封高溫工作環密封高溫工作環境進行控制。境進行控制。適合密封中高粘適合密封中高粘度介質，并允許度介質，并允許介質含有較多固介質含有較多固體顆粒。體顆粒。2021/7/2327DM機封1、2系列簡介 2系列：出現早、尺寸長 1系列：尺寸短 結論：同一規格的不同泵位的密封可以保證波紋管組件長度一致，但是應防止因材料不同而發生的錯誤選用、錯誤安裝！波紋管組件波紋管環頭2021/7/2328C50系列機械密封 可以滿足石化、煉油、化工、化纖、食品、醫藥、熱電等不同行業不同的要求。 用來密封清潔或有顆粒的中低粘度介質。更是解決有毒、腐蝕等

9、問題最好的選擇。2021/7/2329C50系列機械密封 “G3”型： C52、C55、C58型 標準化設計：DIN24960 波紋管密封：動態性能好 “O”型密封圈：僅作為靜密封，簡單可靠 緊定螺釘定位：安裝簡單 耐蝕設計：有專用的耐腐蝕型密封2021/7/2330C52型機械密封2021/7/2331克隆集團波紋管密封性能極限性能極限性能溫度溫度:-75400:-75400壓力壓力: -0.12.0MPa : -0.12.0MPa （5.5MPa 5.5MPa ）速度速度: :最高最高50m/s50m/s或不或不超過超過10000rpm10000rpm（19000rpm19000rpm）規

10、格：規格：3030100mm100mm2021/7/2332波紋管機械密封的材料 端面材料端面材料：浸呋喃樹脂石墨、浸銻石墨、碳化硅、鎳基硬質合金、鈷基硬質合金 輔助密封材料輔助密封材料：聚四氟乙烯、柔性石墨、鋁、銅 結構件及波紋管材料結構件及波紋管材料：1Cr18Ni9Ti、2Cr13、0Cr17Ni12Mo2(316) 、 4J42、4J43、00Cr17Ni12Mo2(316L)、 Hastalloy C、Inconel718(GH4169)2021/7/2333波紋管機封的材料端面 S浸呋喃樹脂石墨 ：耐酸堿溫 、適用溫度小于160 C浸銅石墨 :耐高溫、適用溫度小于400 T浸銻石墨

11、 ：耐高溫、適用溫度小于450 G反應燒結碳化硅：耐高溫、腐蝕、適用溫度小于1000 O常壓燒結碳化硅 ：耐高溫、腐蝕、適用溫度小于1000 U鎳基硬質合金 ：耐高溫、耐酸、適用溫度小于400 W鈷基硬質合金 ：耐高溫、耐堿、適用溫度小于4002021/7/2334波紋管機封的材料波紋管 6- 00Cr17Ni12Mo2(316L)中等腐蝕、適用溫度小于260 1 -Hastalloy C強腐蝕、適用溫度小于260 5-AM350不耐蝕、適用溫度小于350 9- Inconel718(GH4169)中等腐蝕 、適用溫度小于3502021/7/2335波紋管機封的材料結構件 8-1Cr18Ni9

12、Ti : 3-0Cr17Ni12Mo2(316) : 2-2Cr13：線膨脹系數小、不耐腐蝕 1- Hastalloy C：耐腐蝕 4- 4J42、4J43：不耐腐蝕、定膨脹合金2021/7/2336克隆波紋管機封常用材質代號 環片、環座材質組合 160 ：W8、U8、O8、S8 、W3、U3、O3、S3 、S2 200 ：W2、U2、O2、 T2 400 ：W4、U4、O4、T4 波紋管組件材質 260 ：6、1 370 ：5、92021/7/2337密封輔助系統 整個機械密封裝置是由密封和密封輔助系統組成的。密封用于封堵工作介質，而輔助系統主要是為密封提供良好的周圍環境，保證密封在最佳工作

13、條件下工作。 密封輔助系統有壓力控制、溫度控制、空氣和雜質清除以及流體替代（阻塞）等系統。 API682、API610均在相當篇幅上介紹了機械密封輔助系統的布置形式。2021/7/2338波紋管機封的冷卻和沖洗 沖洗是將密封流體引入到密封腔內，完成密封的潤滑、冷卻、凈化等功能，將不利的環境改變為密封能接受的工作環境。2021/7/2339波紋管機封的冷卻和沖洗 冷卻是將冷卻流體引入在大氣側（密封內部），對密封進行冷卻、凈化和泄漏收集。2021/7/2340有幾種沖洗方式？ 按密封流體的流動方向可以分為正向沖洗、反向沖洗和貫穿沖洗。 按沖洗流體的來源可以分作：自沖洗和注入式沖洗。2021/7/2

14、341有幾種冷卻方式？ 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），主要冷卻靜環的內圈，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的介質進行冷卻。2021/7/2342沒有沖洗時易出現那些故障？ 摩擦副產生的熱量，要通過沖洗液體帶走，以保持端面溫度正常，液膜不氣化。 a.摩擦副產生的熱量不能及時帶走，端面溫度高，液膜易氣化，工作不穩定，易失效。 b.機械雜質積存于密封腔內，易進入端面，密封出現磨粒磨損失效。

15、 c.密封腔內出現氣蝕或抽空時，易損傷密封。2021/7/2343外接沖洗能減少抽空和氣蝕對機封的影響？ 可以。 外接沖洗的溫度、流量、壓力較為穩定且不受泵本身壓力變化的影響。在工藝操作波動導致泵內抽空和氣蝕時。能夠及時給密封補充液體，保證了密封的潤滑和正常運轉。2021/7/2344耐高溫的波紋管機封是否可以取消外接沖洗？ 不可以。 首先應了解外接沖洗的功能和作用。外接沖洗具有潔凈、溫度恒定的特點。 a.潔凈的外沖洗可以沖刷掉密封周圍的臟污顆粒，保持端面間液膜潔凈，防止端面的磨粒磨損。 b.溫度恒定的外沖洗可以保證密封工作恒定防止彈性元件高溫失彈。 因而，不僅臟污介質不可取消外沖洗，而且雖說

16、波片選用了耐高溫失彈的金屬，但有些高溫介質為了保證端面液膜穩定不汽化，仍要保有外接沖洗降溫。2021/7/2345蒸汽背冷與水冷的區別？ 二者雖然作用位置相同但仍有所區別，低壓和蒸汽水冷，是在密封與大氣之間充滿了常溫或60-70的工業用水。前者的目的是用蒸氣來保溫和阻隔介質直接向大氣的泄漏，并收集至指定位置。后者的目的是通過水來冷卻密封和將泄漏的介質稀釋收集到指定位置。2021/7/2346如何選擇沖洗液？ 對于注入式沖洗由于介質與沖洗流體成分不同。因而對沖洗流體提出了一些要求。 1） 沖洗液應清潔、無腐蝕、潤滑性好，與泵內介質相容。 2） 沖洗液進入泵內不影響產品質量，無污染環境及其它不影響

17、。 3） 沖洗液進入泵內不影響泵的正常運轉。如，不引起泵的抽空和氣蝕。 4） 沖洗液有良好的導熱性，能及時將熱量導出。沖洗溫度要符合工作要求。2021/7/2347波紋管機械密封的使用和安裝常常遇到這樣的情況，同一個廠的產品在不同用戶處表現出的性能不同，安裝和使用技術水平高的用戶密封效果好。同一用戶在不同使用時期密封效果差別很大，建廠初期，機械密封泄漏量大，使用壽命短，經過幾年甚至十幾年后，密封效果大大改觀。同一個生產裝置不同的生產時間密封效果也不相同。開工時效果不好，生產正常后故障減少。這是因為裝置開工時要經常調整操作，生產不正常，泵和機械密封就不正常。2021/7/2348統計結果顯示安裝

18、的重要性產品質量產品質量工藝條件工藝條件安裝問題安裝問題意外故障意外故障其它其它機械密封是泵的一個部件，泵的安裝及運轉情況無疑要對機械密封產生一定的影響，必須全面提高安裝質量，才能保證機械密封性能。2021/7/2349安裝機械密封泵的技術要求 轉子部分軸的徑向跳動不超過0.03-0.05mm；葉輪口環跳動不超過0.06-0.10mm；軸套跳動不超過0.04-0.06mm；葉輪應找靜平衡。 各部件的相對位置公差密封腔與軸的同軸度 0.10mm止口端面與軸的垂直度 0.05mm轉子的軸向竄量 0.3mm 電機單獨運轉時其振幅不超過0.03mm2021/7/2350安裝機械密封泵的技術要求2021

19、/7/2351安裝及操作步驟 泵的檢查 泵體的清潔 機械密封的組裝 盤車檢查 安裝輔助設施 將泵入口閥打開，引入介質試靜壓，檢查密封性，如無泄漏，則緩慢盤車，一方面檢查有無泄漏，同時也，逐漸加快盤車速度，然后啟動泵，無泄露漏或輕微泄漏可投入運轉，可停泵備用2021/7/2352DM系列密封如何安裝？ DM系列安裝形式為主的密封旋轉部分和靜止部分分別與軸套、壓蓋上法蘭盤用螺釘聯接及平墊密封的機械密封。2021/7/2353DM系列密封如何安裝？ a.參照密封工作圖，將動環、波紋管組件各加一個密封平墊分別裝入軸套、壓蓋，用專配的圓柱頭螺釘緊固，注意螺釘長度符合工作圖要求。擰緊螺釘時按對角線方法分三

20、四次將全部螺釘緊固。各螺釘的擰緊力矩應盡量一致，緊固力不均可能造成端面變形，導致密封失效。b.安裝過程中注意不要把波紋管組件壓至其壓并高度，以免造成永久變形。2021/7/2354DM系列密封如何安裝？ c.注意不能磕碰密封動、靜環端面，安裝時只能對波紋管尾座和動環尾部施力。 d.將動、靜環端面擦拭干凈后，端面間要防止細微纖維狀物或顆粒雜物進入，輕輕將動、靜環端面合到一起，如帶有限位板，將限位板插入軸套的槽中并固定。將其它件裝到密封的軸套或壓蓋上，整套密封保管好，待裝泵。2021/7/2355DM系列密封如何安裝？ e.裝泵前依據密封工作圖檢查密封裝配尺寸并核算密封實際壓縮量L2，如符合要求，

21、即可安裝密封，裝泵，操作檢驗。如果壓縮量偏小，在2mm內，可增加動、靜環密封墊數量，動、靜環密封墊最多只能各加一個。如果壓縮量偏小較多，只能修改軸套定位尺寸或重新設計制造密封。如果壓縮量偏大，在2mm內，可增加壓蓋止口墊數量，最多只能增加兩件，如果壓縮量仍然偏大，也同樣修改軸套定位尺寸或重新設計制造密封。對于有限位板的密封，可不必考慮密封壓縮量問題，但應核實密封腔深度，避免動環固定螺釘掃膛。2021/7/2356C50系列如何安裝？ a.參照機封工作圖中L1K尺寸,計算出B = （L1K-A）值。 b. 在軸套上找到B值的位置，按B值固定彈性組件的傳動件，各頂絲預緊力要均勻。 C.測量尺寸E是

22、否與圖紙一致。2021/7/2357C50系列如何安裝？ c. 如果靜環密封圈是聚四氟乙烯或柔性石墨，先將密封圈裝到靜環上，平放到壓蓋內，對準壓蓋上的防轉銷，端面平墊新紙板，用壓力機或千斤頂等類似機械將靜環壓入壓蓋，端面加力必須均勻，不可對靜環局部用力，不允許對靜環敲擊。 將靜環密封圈表面涂潤滑劑后，套到靜環上，再將靜環裝入壓蓋，注意靜環后部的槽對準壓蓋上的防轉銷。2021/7/2358C50系列如何安裝？ d.將動、靜環端面擦拭干凈后，端面間要防止細微纖維狀物或顆粒雜物進入，輕輕將動、靜環端面合到一起，如帶有限位板，將限位板插入軸套的槽中并固定。將其它件裝到密封的軸套或壓蓋上，整套密封保管好

23、，待裝泵。 e. 裝泵前依據密封工作圖檢查密封裝配尺寸并核算密封實際壓縮量，如符合要求，即可安裝密封，裝泵，操作檢驗。2021/7/2359波紋管機械密封的故障分析 整個機封發生泄漏時，就可以認定該機封已經失效。主要標志可以是：密封流體損失量超標；密封流體壓力降低超標。 掌握失效機理并在采取對策的基礎上，指出失效原因的工作故障分析。2021/7/2360波紋管機械密封的故障分析 一般故障診斷的方法目測檢查和故障判斷。 失效模式： （1）外部跡象；（2）拆卸前檢查結果；（3）拆卸后檢查結果；（4）各密封元件的目測檢查結果。 四個步驟： a.資料收集。b.綜合分析。c.初步診斷。d. 在維修實踐中

24、驗證診斷。2021/7/2361波紋管機械密封的故障分析 一般機械密封分析時常見的密封故障原因，通常是經過分析使用中經歷的過程而得來的。 a.密封工作時氣震（飛濺和濺射）。 b.密封泄漏和格蘭結冰。 c.密封面穩定滴漏。 d.工作時密封尖叫。 e.格蘭外側有石墨環粉積聚。 f.泵和（或）軸振動。 g.密封壽命短。2021/7/2362沒有摩擦痕跡是什么原因？ 組成磨擦副的兩個密封面經過一段時間的運轉后，在寬環（硬）密封面上有清晰的磨擦痕跡有時密封面上沒有磨擦痕跡，有幾種原因： a.用頂絲固定在軸上的傳動座和軸（套）打滑。這種傳動方式高溫和離心力作用下頂絲易松動，傳動失效。 b.靜環與動環沒接觸

25、或端面比壓過小，屬于設計或安裝失誤。 c.在采用鑲嵌結構時，環片松脫。2021/7/2363石墨環表面出現均勻的環狀溝紋是什么原因? 端面間液膜喪失。 磨粒磨損。 浸漬物析出。 解決辦法：a.采用適量的沖洗和冷卻等措施，降低密封溫度、改善密封工作環境。b.選用平衡型密封，降低pv值，改善密封端面的潤滑狀況。c.選用導熱系數高的硬質材料制造密封環，例如碳化鎢和碳化硅等。2021/7/2364石墨環內緣磨損? 經常發生在高溫泵上，冷卻水結垢將石墨環內緣磨掉，同時補償環失去補償能力。可用軟化水解決。 經常發生在堿泵等易結晶泵上，潔凈顆粒將石墨環內緣磨掉，同時補償環失去補償能力。可用硬對硬端面解決。2

26、021/7/2365硬質環表面出現細小裂紋？ 硬質環端面的細小徑向裂紋是由于端面以外的介質汽化或抽空、端面間出現干或半干磨擦、端面溫度急劇上升過熱。一旦液體重新出現，端面被急劇冷卻，產生巨大的溫度沖擊應力。導熱性好的材料，會出現端面擦高，變色的痕跡。導熱性不好的材料會表面出現細小裂紋，甚至環片斷裂。2021/7/2366如何解決高溫工況下易結焦的密封問題？ 首先結焦會破壞軟材質端面。 其次結焦影響端面的追隨性。 另外結焦在二次開泵時使波紋管失去彈性。 解決: 首先改軟質端面為硬質端面。 其次采用保溫背冷。及時為泄漏介質保溫防凝并帶走泄漏物，從而保持密封清潔。 2021/7/2367波紋管尾座被

27、沖出淺坑？ 沈陽第二水泵廠40AY-35*5蠟油泵溫度為150含大量用于蠟油吸附脫色的粘土顆粒。配用克隆產的DBM55B-1機封。沖洗為API682的第21方案正向自沖洗。 運轉一周后機封泄漏。泵的其他狀況良好。拆下機封觀察：所有零件均完好如初，只是波紋管組件的尾座與波片交界處有一處直徑的20mm深02mm的淺坑。淺坑處波片已斷開，泄漏點就在此處。外觀淺坑光滑、線條流暢，屬于水流沖刷現象。淺坑上的方正對著密封壓蓋的沖洗孔。2021/7/2368泄漏途徑 機械密封可能的泄漏途徑有：端面與輔助密封。 端面處的泄漏據統計，機械密封的泄漏約80%95%是由于端面造成的。 輔助密封處的泄漏泄漏量較穩定，受尺寸、材質影響較大。2021/7/2369密封故障現象原因及解決措施 機械密封安裝所致故障 使用條件、運轉條件、操作管理所致故障 2021/7/2370機械密封安裝所致故障 故障原因 所致現象 改進措施 a 端面比