1、2021-11-111機械密封機械密封常見機泵類接觸式密封常見機泵類接觸式密封2021-11-112一、機械密封原理一、機械密封原理什么是機械密封？什么是機械密封？ 機械密封也稱機械密封也稱端面密封端面密封，其至少，其至少有有一對一對垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面端面。動環(huán)端面動環(huán)端面在在流體介質(zhì)壓力流體介質(zhì)壓力及及補償機械彈力補償機械彈力的作用的作用下，加之下，加之輔助密封輔助密封（O型圈等）的配合，型圈等）的配合，與與另一端面（靜環(huán)端面）另一端面（靜環(huán)端面）保持保持貼合貼合并并相相對轉(zhuǎn)動對轉(zhuǎn)動，從而，從而防止流體泄漏防止流體泄漏的裝置。的裝置。機械密封原理結(jié)構(gòu)圖機械密封原理結(jié)構(gòu)圖機封

2、工作時的狀況機封工作時的狀況:1、液膜的形成、液膜的形成2、摩擦、摩擦/熱熱3、雜質(zhì)、雜質(zhì) /固體顆粒固體顆粒工藝流體 動環(huán) 靜環(huán)軸軸密封腔體密封腔體PF正常來說，此處即密封端面的泄漏量極小，在正常可控范圍之內(nèi)。大氣側(cè)2021-11-114喉部襯套喉部襯套喉部襯套作用：引外部液體，用喉部襯套作用：引外部液體，用喉部襯套保持密封腔內(nèi)介質(zhì)壓力、喉部襯套保持密封腔內(nèi)介質(zhì)壓力、維持一定流速。維持一定流速。P1P22021-11-115Shaft 軸軸Process Fluid密封流體密封流體Leakage泄漏泄漏環(huán)境環(huán)境Vessel Wall釜壁釜壁基本的密封問題基本的密封問題: 防止泄漏防止泄漏Sh

3、aftProcess Fluid流體流動流體流動Leakage泄漏泄漏Environment環(huán)境環(huán)境 Vessel Wall釜壁釜壁機械密封-端面-的概念Shaft Movement軸的運動軸的運動必須的特征小的軸向間隙自調(diào)節(jié)Mating Ring配合環(huán)配合環(huán)Primary Ring補償環(huán)補償環(huán)Secondary Sealing Element輔助密封輔助密封機械密封機械密封v流體靜力學負荷（單純從密封介質(zhì)對動環(huán)（單純從密封介質(zhì)對動環(huán)的壓力方面分析）的壓力方面分析）v輔助密封v可替換的部件P泵體泵體O-Ring O型圈型圈Shaft軸軸Mating Ring配合環(huán)配合環(huán)Primary Ring

4、補償環(huán)補償環(huán)Snap Ring卡環(huán)卡環(huán)Anti-X Ring 擋環(huán)擋環(huán)O-Ring O型圈型圈Disk推環(huán)推環(huán)Springs彈簧彈簧Retainer傳動套傳動套Set Screw定位螺絲定位螺絲An Example of a Complete SealRetainer傳動套傳動套簡單的說簡單的說,機械密封就是機械密封就是:1.一個耐磨,靜止的密封件2. 一個耐磨,旋轉(zhuǎn)的密封件3. 二次密封 針對串聯(lián)雙級密封來說的4. 使件1和件2相互貼合的機械裝置，彈簧5. 輔助密封沒有閃蒸沒有閃蒸閃蒸閃蒸平行平行收斂收斂發(fā)散發(fā)散密封面分離密封面分離Shape:形態(tài)形態(tài)Gap:間隙間隙Fluid:流體流體密封

5、接觸面形式Lubricant潤滑劑潤滑劑Separation分離面分離面Magnified Surface A 放大面放大面Magnified Surface B放大面放大面Heat熱量熱量密封面潤滑目的潤滑目的分離兩個面防止出現(xiàn)面接觸1.減少摩擦/生熱流體在兩個面之間充當潤滑劑的過程Gland密封端蓋密封端蓋Pump Housing泵腔泵腔Process Fluid工藝流體工藝流體不可見泄漏，微量的泄漏在大氣側(cè)蒸發(fā)不可見泄漏，微量的泄漏在大氣側(cè)蒸發(fā) 。配合環(huán)配合環(huán)補償環(huán)補償環(huán)Gland密封端蓋密封端蓋Pump Housing泵腔泵腔沒有流體或者干運轉(zhuǎn)沒有流體或者干運轉(zhuǎn)里面是空氣里面是空氣Ma

6、ting Ring配合環(huán)配合環(huán)沒有潤滑干沒有潤滑干磨磨運轉(zhuǎn)導致過熱運轉(zhuǎn)導致過熱補償環(huán)補償環(huán)Mating Ring配合環(huán)配合環(huán)Primary Ring補償環(huán)補償環(huán)生熱生熱原因原因摩擦粘性剪切力熱傳遞傳導對流2021-11-1118u 因此兩端面間存在一個持續(xù)穩(wěn)定的液膜因此兩端面間存在一個持續(xù)穩(wěn)定的液膜2021-11-11191、單端面密封、單端面密封工藝介質(zhì)工藝介質(zhì) 一般靠泵的進口或出口進行自循環(huán)一般靠泵的進口或出口進行自循環(huán)冷卻液冷卻液2、雙端面密封、雙端面密封緩沖液（低壓）緩沖液（低壓） 一般外來一般外來隔離液（高壓隔離液（高壓）機封成功的關(guān)鍵就是形成并保持一定厚度的液膜，而端面間必須控制合

7、理的單位面積壓力以維持這一層液體膜，使其獲得較高的機械密封技術(shù)水平，有效延長機械密封的使用壽命。動環(huán)靜環(huán)動環(huán)靜環(huán)工藝液體動環(huán)靜環(huán)缺點：缺點：泄漏量大泄漏量大（每分鐘約（每分鐘約7滴滴)軸磨損嚴重軸磨損嚴重軸功率損耗大軸功率損耗大經(jīng)常需要調(diào)整經(jīng)常需要調(diào)整使用壽命短使用壽命短優(yōu)點：優(yōu)點：價格低廉價格低廉安裝方便安裝方便盤根也叫密封填料，通常由較柔軟的線狀物編織而成，通常截面積是正方形或長方形、圓形的條狀物填充在密封腔體內(nèi),從而實現(xiàn)密封。（分離式、非平衡型、單個大彈簧（分離式、非平衡型、單個大彈簧 ）優(yōu)點：優(yōu)點：初始價格較低初始價格較低 缺點：缺點：容易產(chǎn)生人為安裝誤差容易產(chǎn)生人為安裝誤差彈簧和介質(zhì)

8、接觸易堵塞彈簧和介質(zhì)接觸易堵塞O形圈及動靜環(huán)材質(zhì)不過關(guān)形圈及動靜環(huán)材質(zhì)不過關(guān)動環(huán)受彈簧力不均動環(huán)受彈簧力不均端面比壓受介質(zhì)影響大端面比壓受介質(zhì)影響大使用壽命低使用壽命低（分離式、多彈簧）（分離式、多彈簧）優(yōu)點：優(yōu)點：動環(huán)受彈簧力均勻動環(huán)受彈簧力均勻價格較低價格較低缺點：缺點：容易產(chǎn)生人為安裝誤差容易產(chǎn)生人為安裝誤差彈簧和介質(zhì)接觸易堵塞彈簧和介質(zhì)接觸易堵塞O形圈及動靜環(huán)材質(zhì)不過形圈及動靜環(huán)材質(zhì)不過關(guān)關(guān)端面比壓受介質(zhì)影響大端面比壓受介質(zhì)影響大使用壽命低使用壽命低（卡式或集裝式）現(xiàn)在的主流（卡式或集裝式）現(xiàn)在的主流優(yōu)點：優(yōu)點：無人為安裝誤差無人為安裝誤差彈簧不與介質(zhì)接觸不會堵塞彈簧不與介質(zhì)接觸不會堵

9、塞優(yōu)異的優(yōu)異的O形圈及動靜環(huán)材質(zhì)形圈及動靜環(huán)材質(zhì)密封環(huán)有良好的補償性密封環(huán)有良好的補償性O(shè)形圈無磨損形圈無磨損設(shè)計壽命設(shè)計壽命3年年2021-11-11272021-11-1128（一）機封的組成（一）機封的組成（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、波紋管等)構(gòu)成。使兩端面貼合;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.使動環(huán)和軸一起旋轉(zhuǎn)的傳動機構(gòu)。5.其它零部件（軸套、壓蓋、定位銷、墊片等）2021-11-11292021-11-1130機械密封是一種用于旋轉(zhuǎn)流體機械的軸端密封裝置。（看離心

10、泵2張圖片）用途：用于離心泵、離心機、反應釜等設(shè)備，因軸和設(shè)備腔體間存在一個圓周間隙，設(shè)備介質(zhì)從中泄漏，因此必須設(shè)一道阻漏裝置。 2021-11-1131（二）機封有哪些優(yōu)點？（二）機封有哪些優(yōu)點？我們?yōu)槭裁匆褂脵C械密封？我們?yōu)槭裁匆褂脵C械密封？ 1 密封性能好密封性能好 2 使用壽命長，即使在腐蝕性介質(zhì)中也可以保持使用壽命長，即使在腐蝕性介質(zhì)中也可以保持半年以上。半年以上。 3 軸或軸套無磨損，他兩相對靜止。軸或軸套無磨損，他兩相對靜止。 4 軸功率消耗小，機械密封的端面接觸面積小，軸功率消耗小，機械密封的端面接觸面積小， 其摩擦功耗僅為軟填料密封的其摩擦功耗僅為軟填料密封的10%50%

11、。 5 不需經(jīng)常調(diào)整不需經(jīng)常調(diào)整 ，整體采用集裝式。，整體采用集裝式。 6 應用范圍廣應用范圍廣，機械密封可以在高溫、低溫、高壓、真空、強腐蝕的環(huán)境下工作。所以它成為了主要的軸密封方式，又叫端面密封。2021-11-1132（三）密封機理（三）密封機理1 1、4 4個密封點（亦稱個密封點（亦稱4 4個泄漏點，個泄漏點，如圖如圖1-11-1）泄漏點1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.泄漏點2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3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4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

12、個摩擦副之間有相對轉(zhuǎn)動）2021-11-1133方式一方式一：通過均勻分布的幾個頂絲（內(nèi)六角小螺栓），將驅(qū)動環(huán)和軸套上的對應的螺紋孔緊固起來，最后，頂絲的頭部與軸表面（在軸表面劃凹坑，否則易打滑失效，特別當直徑較大和溫度較高時。）之間緊密接觸在一起，可簡化看成幾個“點與面”的接觸，從而將軸套與軸聯(lián)結(jié)為一體。2、傳動關(guān)系（軸與軸套的傳動方式有兩種）軸套軸套頂絲頂絲驅(qū)動環(huán)驅(qū)動環(huán)軸軸1-A點與面點與面頂絲軸套軸套軸軸2021-11-1134方式二：方式二：如右所如右所述。述。軸軸軸套端面卡瓣軸套端面卡瓣1-B點與面與面點與面與面驅(qū)動環(huán)頂絲2021-11-11352021-11-11361-C鍵臺階傳

13、動鍵臺階傳動一般配合前面兩類方式一起工作2021-11-1137 2 2、軸套緊固螺釘5彈簧座4彈簧3補償動環(huán)1 3 3、端蓋防轉(zhuǎn)銷8非補償環(huán)（靜環(huán)）6通過機械鑲嵌剛性連接成一體通過機械鑲嵌剛性連接成一體緊固螺釘緊固螺釘5彈簧座彈簧座4軸套軸套靜環(huán)靜環(huán)6動環(huán)動環(huán)1密封端蓋密封端蓋防轉(zhuǎn)銷防轉(zhuǎn)銷8彈簧彈簧32021-11-1138 把軸或軸套的運動方式(旋轉(zhuǎn))傳遞給動環(huán)，一般是通過鍵（要配合階梯軸）、緊定螺釘、傳動螺釘、銷、R槽、撥叉、彈簧、波紋管等的組合來傳遞運動。（1）緊定螺釘（頂絲）傳動：在軸表面劃凹坑，否則易打 滑失效，特別當直徑較大和溫度較高時。（2）驅(qū)動環(huán)+軸套端面卡瓣（3）鍵臺階傳動

14、（4）波紋管傳動（四）傳動機構(gòu)的作用（四）傳動機構(gòu)的作用2021-11-1139在密封端蓋上一般開有在密封端蓋上一般開有介質(zhì)循環(huán)沖洗孔介質(zhì)循環(huán)沖洗孔，靜環(huán)，靜環(huán)的尾部應有的尾部應有冷卻沖洗孔冷卻沖洗孔。建立封液及冷卻封液及冷卻系統(tǒng)，而且要經(jīng)常檢查并 更換，從而加強對端面的冷卻、冷卻、沖洗沖洗，通過對密封液過濾、分離等方式進行冷卻和潤滑或隔離，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。應當把它看作機械密封的組成部分。 （四）輔助設(shè)施（四）輔助設(shè)施一）機械密封件的要求一）機械密封件的要求l穩(wěn)定的液膜l良好的潤滑性能l封液在密封腔內(nèi)不會閃蒸或氣化l不含污染物和固體顆粒l適當?shù)恼扯?02

15、1-11-1140二二)沖洗方案的目的沖洗方案的目的A、為機械密封創(chuàng)造更有利的環(huán)境、為機械密封創(chuàng)造更有利的環(huán)境n沖洗以散熱沖洗以散熱n降低液溫降低液溫n改變密封腔壓力改變密封腔壓力n清潔工藝流體清潔工藝流體n控制機械密封的大氣側(cè)控制機械密封的大氣側(cè)B提供檢測和控制密封泄漏的方法提供檢測和控制密封泄漏的方法u捕捉和/或防止泄漏u檢測泄漏u將泄漏引導至適當?shù)氖占蛱幚硐到y(tǒng)u為密封環(huán)境提供除工藝流體之外的液體2021-11-1141三）實現(xiàn)目標的方法三）實現(xiàn)目標的方法v為工藝流體布置管道v引入外部流體v輔助設(shè)備 密封冷卻器 旋液分離器 封液罐v儀表2021-11-1142沖洗孔形式?jīng)_洗孔形式2021

16、-11-1143冷卻孔形式冷卻孔形式基本密封基本密封:沖洗沖洗1(API Plan 11) 單密封通過出口進行沖洗單密封通過出口進行沖洗從泵出口到密封端蓋的管線從泵出口到密封端蓋的管線出口出口流動流動入口入口基本密封基本密封:沖洗沖洗2最小壓力值要大于最小壓力值要大于A處處0.3BarFlow流動流動出口出口Suction入口入口Restrictional Device(Bushing) 限流裝置限流裝置(API Plan 32) 單密封通過外部來源進行沖洗單密封通過外部來源進行沖洗A1巴（bar)=100千帕（KPa)=0.1MPaPrimary Seal: Quench 基本密封:急冷限流

17、裝置限流裝置(盤根盤根)唇環(huán)唇環(huán)Quench Source急冷源急冷源Process Fluid工藝流體工藝流體(API Plan 62) 單密封通過外部急冷單密封通過外部急冷靜環(huán)靜環(huán)動環(huán)動環(huán)2021-11-1147沖洗方案符合標準：API 610API 682ISO 21049ASME B73通過數(shù)字標明API范例11、32或53ASME范例7311、7332或73532021-11-1148沖洗方案沖洗方案-依據(jù)依據(jù)API682(2004第三版第三版)機械密封沖洗方案機械密封沖洗方案PLAN 01方案方案PLAN 02方案方案PLAN 11方案方案PLAN 13方案方案PLAN 21方案方

18、案PLAN 31方案方案 旋液分離器旋液分離器PLAN 32方案方案 引外部液體，用喉部襯套保持壓力、維持流速引外部液體，用喉部襯套保持壓力、維持流速PLAN 41方案方案 旋液分離器旋液分離器+密封冷卻器密封冷卻器PLAN 52方案方案 泵效環(huán)泵效環(huán)-雙端面雙端面-輕烴，一期低甲輕烴，一期低甲P3002PLAN 53A方案方案 高飽和蒸汽壓的輕烴高飽和蒸汽壓的輕烴PLAN 72方案方案 串聯(lián)雙級密封串聯(lián)雙級密封PLAN 74方案方案 串聯(lián)雙級密封串聯(lián)雙級密封-脫乙烷塔回流泵脫乙烷塔回流泵PLAN 75方案方案 輕烴輕烴PLAN 76方案方案 輕烴輕烴 配合課件配合課件2021-11-1149

19、密封罐2021-11-11501、 按使用工況、條件分類如下按使用工況、條件分類如下（五）機械密封的分類（五）機械密封的分類2021-11-11512021-11-11522、 通常按結(jié)構(gòu)分類通常按結(jié)構(gòu)分類多彈簧、單彈簧密封旋轉(zhuǎn)式、靜止式密封外裝式、內(nèi)裝式密封外流式、內(nèi)流式密封2021-11-1153機械密封的允許泄漏量機械密封的允許泄漏量1 mL汽油30滴；1 mL機油10滴；1 mL水2325滴；1 mL醫(yī)院治病用鹽水20滴； 中國：引用標準：JB/T 4127.1- 1985/1999 機械密封 技術(shù)條件本標準適用于離心泵及其它類似旋轉(zhuǎn)式機械的機械密封。其工作參數(shù)一般為: 工作壓力為 0

20、1.6MPa (指密封腔內(nèi)實際壓力) 工作溫度為2080 ；(指密封腔內(nèi)實際溫度) 軸 (或軸套) 外徑為 10120mm； 轉(zhuǎn)速不大于 3000r/min; 介質(zhì)為清水、油類和一般腐蝕性液體。 、機械密封性能要求 ：泄漏量， 當被密封介質(zhì)為液體時，平均泄漏量規(guī)定如下： 軸(或軸套)外徑 50mm 時， 5mL/h； 軸(或軸套)外徑 50mm 時， 3mL/h. 對于特殊條件及被密封介質(zhì)為氣體時不受此限 上式為為某范圍直徑內(nèi)按邁爾泄漏公式計算的平均值。2021-11-1154機械密封的使用壽命機械密封的使用壽命1、通常，在選型合理、安裝使用正確的情況下，被密封介質(zhì)為中性、弱腐蝕其他或液體時，

21、機械密封的使用期一般至少為8000-10000小時。在此期間密封環(huán)中較軟的一只（大都用碳-石墨制造）的承磨臺首先被磨掉，磨損量在2-3mm之間；2、被密封介質(zhì)為較強腐蝕性或易揮發(fā)氣體時，機械密封的使用周期一般為4000h，特殊情況不受此限。3、機械密封到達使用壽命極限時，因彈簧不能補償或比壓過低而喪失了密封能力，其他零件基本上無磨損。這種密封失效屬自然磨損。2021-11-1155（六）旋轉(zhuǎn)式和靜止式機械密封（六）旋轉(zhuǎn)式和靜止式機械密封（圖1-2） （1 1）旋轉(zhuǎn)式：補償機構(gòu)（彈性元件）隨軸旋轉(zhuǎn)。）旋轉(zhuǎn)式：補償機構(gòu)（彈性元件）隨軸旋轉(zhuǎn)。（由于安裝方便，（由于安裝方便，普通密封大多采用，但易產(chǎn)生

22、不平衡，不能用于高速普通密封大多采用，但易產(chǎn)生不平衡，不能用于高速, , 且消耗攪拌功率且消耗攪拌功率（2 2）靜止式：補償機構(gòu)（彈性元件）不隨軸旋轉(zhuǎn)。）靜止式：補償機構(gòu)（彈性元件）不隨軸旋轉(zhuǎn)。（用于高速用于高速） 2021-11-11561、旋轉(zhuǎn)型工作時受離心力的影響，不適合高速泵。組件在工作時產(chǎn)生動不平衡。2、靜止型工作時不受離心力的影響，適用于高速泵。2021-11-1157（七）內(nèi)裝式和外裝式機械密封（圖（七）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。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

23、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。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） 2021-11-1158（一般與內(nèi)裝式、外裝式一致） （1）內(nèi)流式：密封流體在端面的內(nèi)流式：密封流體在端面的泄漏方向與離心力方向相反。泄漏方向與離心力方向相反。（一般密封都采用這種結(jié)構(gòu)一般密封都采用這種結(jié)構(gòu)）（2）外流式：密封流體在端面的外流式：密封流體在端面的泄漏方向與離心力方向相同。泄漏方向與離心力方向相同。（泄漏量大，只有在壓力、溫度都不高的腐蝕性介質(zhì)中用泄漏量大，只有在壓力、溫度都不高的腐蝕性介質(zhì)中

24、用） （八）內(nèi)流式和外流式機械密封（八）內(nèi)流式和外流式機械密封2021-11-1159外流式機械密封彈性元件不與介質(zhì)直接接觸，故可應用在強腐蝕性、高粘度、易結(jié)晶的環(huán)境中。外流式的泄漏量是內(nèi)流式的約10倍左右，不適合在高壓環(huán)境中使用。使用時壓力應小于1-2MPa。2021-11-1160（九）多彈簧和單彈簧機械密封（九）多彈簧和單彈簧機械密封（1）多彈簧：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)宜用于高速，不宜用于腐蝕性介質(zhì)。（2）單彈簧：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)速的場合不宜用于高轉(zhuǎn)速的場合。 2021-11-116

25、1單彈簧：只有一個大彈簧密封，單彈簧受力不均勻，影響彈簧的使用壽命。高速下離心泵會使彈簧偏移或變形，彈簧力不宜調(diào)節(jié)。因此多用于小軸徑、軸向尺寸大、低速的密封。多彈簧：小彈簧數(shù)量不止一個，軸向尺寸小。多彈簧的分布點和數(shù)量可以調(diào)整端面使受力均勻，但是在腐蝕性介質(zhì)和有固體顆粒的場所會因堵塞和腐蝕而失效。2021-11-1162（十）平衡型和非平衡型機械密封（十）平衡型和非平衡型機械密封 如圖53 0所示，1、密封流體作用于單位密封面上軸向壓力大于或等于密封腔內(nèi)、密封流體作用于單位密封面上軸向壓力大于或等于密封腔內(nèi)流體壓力時，稱非平衡式（完全不卸荷）；流體壓力時，稱非平衡式（完全不卸荷）；2、流體作用

26、于單位密封面上的軸向壓力小于密封腔內(nèi)流體壓力、流體作用于單位密封面上的軸向壓力小于密封腔內(nèi)流體壓力時稱部分平衡式時稱部分平衡式(部分卸荷部分卸荷)；3、若流體對密封面無軸向壓力反而有推開力則稱為過平衡式、若流體對密封面無軸向壓力反而有推開力則稱為過平衡式(全全部卸荷部卸荷)。用公式用公式F=PS解釋解釋按離心泵密封流體作用在密封端面上的壓力是卸荷或不卸荷分類分為平衡式機按離心泵密封流體作用在密封端面上的壓力是卸荷或不卸荷分類分為平衡式機械密封和非平衡式機械密封。械密封和非平衡式機械密封。2021-11-1163圖5-3是內(nèi)裝式平衡型和非平衡型的機械密封示意圖，圖中箭頭是表示介質(zhì)對動環(huán)的作用力。

27、何為卸荷？就是卸載掉作用于密封端面上的部分或全部載荷，如果不卸荷的話，在高壓密封介質(zhì)作用下，動環(huán)給靜環(huán)的軸向力增大，即密封環(huán)面上的壓力Pm增大，不利于液膜的密封作用 ，破壞其存在環(huán)境，加劇了密封面的磨損，降低其使用壽命。問題：那么非平衡型密封適用于高壓還是低壓環(huán)境？2021-11-11641、非平衡型密封非平衡型密封端面上的作用力隨密封流體的壓力升高而增大，因此只適合只適合小于小于1.5MPa的低壓環(huán)境的低壓環(huán)境。對于一般液體可用于密封壓力0.7 MPa；對于潤滑性差及腐蝕性液體可用于壓力0.30.5MPa。2、而平衡式機械密封平衡式機械密封能部分或全部平衡流體壓力對端面的作用，即卸荷，密封端

28、面上的作用力隨密封流體壓力變化較小，能降低端面上的摩擦和磨損，減小摩擦熱，承載能力大，因此它適用于壓力較高的適用于壓力較高的場合。場合。對于一般液體可用于0.74.0 MPa，甚至可達到10 MPa；對于潤滑性較差、黏度低、密度小的液體(如液化氣)，可用于液體壓力較高的場合。1、非平衡型機械密封、非平衡型機械密封= 壓力梯度壓力梯度力 =壓強 X 面積實例實例:密封腔壓強 = 100 PSI密封面積 = 2 sq. in閉合力 = 2 sq. in X 100 PSI = 200 lbs張開力 = 2 sq. in X 50 PSI = 100 lbs 200 lbs - 100 lbs =

29、100 lbs 閉合力閉合力工藝介質(zhì)動環(huán)靜環(huán)密封腔體軸= 壓力梯度壓力梯度力 = 壓強 X 面積實例實例:密封腔壓強 = 100 PSI密封面積 = 1 sq. in閉合力 = 1sq in X 100 PSI = 100 lbs張開力 = 2 sq. in X 50 PSI = 100 lbs 100 lbs - 100 lbs = 0 lbs 閉合力工藝介質(zhì)軸套靜環(huán)密封腔體軸討論：如果動環(huán)端面積稍稍大了一圈，后果怎樣？動環(huán)工藝介質(zhì)軸套靜環(huán)動環(huán)一、LBS-力學單位，此處代表的閉合力、張開力 LB是英文一磅（pound） （重量單位）的縮寫,復數(shù)為Lbs。1磅寫作1 lb，5磅寫作5 lbs。

30、通常 1pound(磅)=16 ounces(盎司)=454克。二、Squre Inch 平方英寸是一個英制面積單位。 1英寸=2.54厘米 1Squre Inch =6.45CM2三、PSI 壓強單位 Pounds per Square Inch 磅/平方英寸 換算關(guān)系為： 1PSI=454g/6.45cm2 1MPa=10kg/cm2密封腔內(nèi)流體壓強100PSI=7.03kg/cm2=0.7MPa所以前面的張開力為:100LBS=100磅=454克100=45.4kg（公斤）1、可以密封的工藝介質(zhì)壓力較高，也就是、可以密封的工藝介質(zhì)壓力較高，也就是 泵泵的輸送流體壓力相對較高。的輸送流體壓

31、力相對較高。2、產(chǎn)生較少熱量、產(chǎn)生較少熱量3、減少端面磨損或變形、減少端面磨損或變形4、減少轉(zhuǎn)矩、減少轉(zhuǎn)矩5、降低軸功率損耗、降低軸功率損耗6、端面材質(zhì)選擇范圍廣、端面材質(zhì)選擇范圍廣2021-11-1169（十二）單端面機械密封（十二）單端面機械密封密封腔體中只含有一個旋轉(zhuǎn)端面。單端面密封結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝容易，應用廣，適合于一般液體場單端面密封結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝容易，應用廣，適合于一般液體場合，如油品等，與其他輔助裝置合用時，可用于帶懸浮顆粒、高溫、合，如油品等，與其他輔助裝置合用時，可用于帶懸浮顆粒、高溫、高壓液體等場合。但當介質(zhì)有毒、易燃、易爆以及對泄漏量有嚴格要高壓液體等場合。但當

32、介質(zhì)有毒、易燃、易爆以及對泄漏量有嚴格要求時，不宜使用。求時，不宜使用。2021-11-1170（十三）雙端面機械密封（十三）雙端面機械密封（圖1-4）每個密封腔體中有兩對摩擦副，且兩端面之間腔的壓力高于密封介質(zhì)的壓力。設(shè)置問題？軸向雙端面密封有背靠背圖(a)和面對面圖(b)布置的結(jié)構(gòu)。這種密封工作時要在兩對端面間引入高于介質(zhì)壓力0.050.1 5 MPa的封液，以改善端面間的潤滑及冷卻條件，并把被密封介質(zhì)與外界隔離，有可能實現(xiàn)介質(zhì)“零泄漏”。如果說密封腔的壓力高于封液壓力，那么介質(zhì)端的動環(huán)環(huán)面就會被高于封液壓力的介質(zhì)推開，導致漏液，不能滿足泄露要求。2021-11-1171在密封腔中引入封液

33、：堵封、潤滑、冷卻，選潔凈、潤滑性好的封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)。液介質(zhì)。 用于工作介質(zhì)用于工作介質(zhì)潤滑性能差潤滑性能差、有毒、易燃、易爆、易揮發(fā)、易結(jié)晶、有毒、易燃、易爆、易揮發(fā)、易結(jié)晶、比較比較貴重貴重、高溫、低溫，或氣體、高真空度等場合。高溫、低溫，或氣體、高真空度等場合。2021-11-1172討論：Q雙端面集裝式機械密封密封罐介質(zhì)封液的選擇依據(jù)是什么？密封罐壓力設(shè)定的標準？如果密封罐液位下降肯定意味著什么？該如何處理？ 答：1、雙端面機械密封通常是作用有壓雙重密封使用的，密封系統(tǒng)內(nèi)壓力一般要高于內(nèi)側(cè)密封腔壓力，如果內(nèi)側(cè)密封泄漏，封液是要進入泵內(nèi)

34、與介質(zhì)混到一起的，即使密封沒損壞，也會有微量封液進入泵內(nèi)的。所以選擇的封液是允許少量封液混入工藝介質(zhì)的。一起低甲P3002泵，密封罐介質(zhì)是貧甲醇，工藝液是 ，允許混合。2、一般密封罐壓力要高于泵進口壓力23公斤即可。美國石油協(xié)會682 標準即API682關(guān)于泵軸封系統(tǒng)對封液的選擇有明確的規(guī)定，關(guān)于壓力一般要大于密封腔介質(zhì)壓力0.1MPa。3、如果內(nèi)漏肯定會報警，一般根據(jù)報警頻繁程度決定是否更換機封。內(nèi)漏嚴重應該即時換機封，否則密封液很快就漏光了。2021-11-11732021-11-1174（十三）串聯(lián)式機械密封（十三）串聯(lián)式機械密封（圖1-5）使密封流體處于一種壓力狀態(tài)為單級密封，處于兩種

35、壓力狀態(tài)為雙級密封，為使密封流體處于一種壓力狀態(tài)為單級密封，處于兩種壓力狀態(tài)為雙級密封，為兩級密封串聯(lián)布置。兩級密封串聯(lián)布置。特點：特點：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,密封流體壓力依次遞減。密封流體壓力依次遞減。優(yōu)點：優(yōu)點：1）工藝介質(zhì)與主封外側(cè)接觸，主要用在高危介質(zhì)機泵上，達到）工藝介質(zhì)與主封外側(cè)接觸，主要用在高危介質(zhì)機泵上，達到0泄露，泄露，防止污染空氣。防止污染空氣。 2）可用于高壓工況。）可用于高壓工況。2021-11-11751、傳統(tǒng)的串聯(lián)機械密封密封組件中兩組密封摩擦副依串聯(lián)方式布置密封組件中兩組密封摩擦副依串聯(lián)方式布置: 1

36、、內(nèi)側(cè)為主密封，起到密封高溫介質(zhì)的作用、內(nèi)側(cè)為主密封，起到密封高溫介質(zhì)的作用; 2、外側(cè)為次級密封，用于兩套、外側(cè)為次級密封，用于兩套密封之間介質(zhì)為封油，可在主密封意外失效時起到安全密封的作用。彈性元密封之間介質(zhì)為封油，可在主密封意外失效時起到安全密封的作用。彈性元件采用波紋管組件。密封運轉(zhuǎn)過程中，適宜壓力、溫度和流量的封油由封油件采用波紋管組件。密封運轉(zhuǎn)過程中，適宜壓力、溫度和流量的封油由封油入口注入密封組件間隙，之后從封油出口流出，產(chǎn)生循環(huán)流動入口注入密封組件間隙，之后從封油出口流出，產(chǎn)生循環(huán)流動: 一方面為主密封提供緩沖或阻塞流體，另一方面對密封組件進行沖洗和冷卻。一方面為主密封提供緩沖

37、或阻塞流體，另一方面對密封組件進行沖洗和冷卻。通過密封通過密封里面的泵里面的泵送環(huán)循環(huán)送環(huán)循環(huán)解釋泵效環(huán)2021-11-1176工藝介質(zhì)是溫度為597K 的高溫重油，封油選用溫度為343K、壓力為0.5MPa 的重柴油，泵軸轉(zhuǎn)速為2970r /min。采用它的優(yōu)點：(1) 采用串聯(lián)式布置方式和封油循環(huán)沖洗方式可以使密封組件處于相對低溫( 與高溫工藝介質(zhì)相比) 的環(huán)境中運轉(zhuǎn)，提高了密封的安全性和可靠性;(2) 增大封油循環(huán)量將會增加封油帶走的熱量，同時明顯降低封油在各部位的溫升，提高了對密封組件的冷卻效果;(3) 主密封附近封油軸向流動緩慢，不利于該部位的沖洗冷卻，可采取添加折流板、改變封油出口

38、位置等措施加強主密封部位的封油流動與傳熱。2021-11-1177問題：重油是原油提取汽油、柴油后的剩余重質(zhì)油，其特點是分子量大、粘度高。這種介質(zhì)適合于此類泵輸送。那么當在泵內(nèi)輸送液化石油氣時,這種呈低沸點、低粘度、高蒸汽壓液體,還適合用此種泵輸送嗎？不適合。因為輕烴類、液化氣在輸送過程中，不僅存在低溫材料脆化、液體容易汽化等問題,而且還具有低引火點、低粘度、高蒸汽壓等特征。工藝液體進入封油腔體內(nèi)，氣化，這樣封油中夾雜氣泡，造成次級機械密封液膜難以保持穩(wěn)定，易產(chǎn)生磨損，失效。2021-11-11782、現(xiàn)在串聯(lián)式干氣密封在輕烴泵上得到廣泛應用串聯(lián)式干氣密封在脫乙烷塔回流泵上的應用實例：廣州石化

39、乙烯裝置的脫乙烷塔回流泵,長期 以來存在磨損嚴重、壽命短、泄漏問題突出等現(xiàn)象,使用效果很不理想。密封頻繁地出現(xiàn)故障,對裝置的連續(xù)、穩(wěn)定運行造成了較大的影響。為此,對該泵的機械密封進行了改造,并取得了良好效果。A）串聯(lián)式機械密封失效分析該泵技術(shù)參數(shù)如下:介質(zhì) 乙烷 溫度 -25吸入壓力 2.62MPa(a) 排出壓力 2.92MPa(a)工作轉(zhuǎn)速 2950r/min密封形式 21248HP/“PP”22148B1/“P”串聯(lián)式機械密封密封介質(zhì) 甲醇2021-11-1179乙烷等液態(tài)烴類機械密封存在很多的難點。這些液化石油氣在泵內(nèi)輸送過程中,呈低沸點液體,不僅存在低溫材料脆化、液體容易汽化等問題,

40、而且還具有低引火點、低粘度、高蒸汽壓等特征。其在密封的摩擦副端面難以形成和維持連續(xù)、穩(wěn)定的流體膜,從而導致因流體膜汽化引起干摩擦,造成端面早期磨損。現(xiàn)場設(shè)備管理人員在長期的使用及維修過程中,發(fā)現(xiàn)發(fā)生泄漏的密封拆下后密封面通常有兩種形態(tài):一）是密封端面存在沖蝕的痕跡,主要原因是當工藝介質(zhì)乙烷進入密封腔,液態(tài)工藝介質(zhì)部分產(chǎn)生汽化,形成氣、液混相,在動環(huán)旋轉(zhuǎn)過程中形成了氣液沖蝕,導致機封密封面磨損失效泄漏;二）另一種情況是載荷系數(shù)、彈簧比壓過大,密封僅運行了很短時間即發(fā)生嚴重磨損。2021-11-1180B) 脫乙烷塔回流泵串聯(lián)式干氣密封的設(shè)計根據(jù)液態(tài)烴泵機械密封的特點,結(jié)合現(xiàn)場實際情況,決定采用機

41、械密封與干氣密封結(jié)合的串聯(lián)式結(jié)構(gòu)。該密封具有以下特點:a.干氣密封與接觸式機械密封串聯(lián)使用,第1級機械密封為主密封,要密封的介質(zhì)為液態(tài)烴;沖洗液為泵出口液態(tài)烴。第2級干氣密封為次密封,密封介質(zhì)主要為氮氣及少量從機械密封泄漏出已揮發(fā)為氣體的液態(tài)烴氣體。b.干氣密封與主密封間通入氮氣,壓力一般為0.60.8MPa。這大大提高了主密封的背壓,避免了液態(tài)烴在端面間由于摩擦熱而過早的汽化,形成液汽混相導致磨損加劇的問題,從而大大延長主密封的使用壽命,提高主密封的性能。2021-11-1181圖圖1泵用串聯(lián)式干氣密封系統(tǒng)流程泵用串聯(lián)式干氣密封系統(tǒng)流程 A與外部氮氣管線接口與外部氮氣管線接口,壓力壓力0.6

42、0.7MPa;B與密封腔體接口與密封腔體接口,為干氣密封提供為干氣密封提供N2;C密封氣體出口密封氣體出口,節(jié)流閥調(diào)節(jié)密封腔氣壓力節(jié)流閥調(diào)節(jié)密封腔氣壓力;D與火炬連接。與火炬連接。2021-11-1182設(shè)計流程：脫乙烷塔回流泵干氣密封系統(tǒng)流程設(shè)計 通過設(shè)計,采用圖1所示的流程。 圖1中,外部氮氣管網(wǎng)氮氣進入控制系統(tǒng),經(jīng)過濾器、減壓閥后,為干氣密封提供穩(wěn)定、干燥、清潔的密封氣。當主密封泄漏過大或氮氣壓力過低,單向閥起到防止工藝介質(zhì)反串入氮氣管網(wǎng)的作用。進入密封腔的氮氣與主密封泄漏的微量工藝介質(zhì)通過節(jié)流孔板排向火炬。當主密封機械密封泄漏過大時,由于限流孔板的作用,密封腔壓力上升,沖洗液采用泵出口

43、的自沖洗和外部引入新鮮介質(zhì)沖洗。1.如何判斷主密封機械密封已損壞？泄漏管線上的壓力表指示上升(或壓力開關(guān)發(fā)出報警信號),表明密封失效。討論？2021-11-11831、概念：波紋管是指在補償環(huán)組件中能在外力或自身彈力作用下伸縮并、概念：波紋管是指在補償環(huán)組件中能在外力或自身彈力作用下伸縮并起補償環(huán)輔助密封作用的波紋狀管形彈性零件。起補償環(huán)輔助密封作用的波紋狀管形彈性零件。（十四）波紋管機械密封（十四）波紋管機械密封2、分為金屬波紋管型機械密封、聚四氟乙烯波紋管型機械密封和橡膠波紋管型機械密封。2021-11-1184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)

44、生的磨損。金屬波紋管用于高溫介質(zhì)金屬波紋管用于高溫介質(zhì)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)。 3、波紋管型機械密封在軸上沒有相對滑動，對軸無磨損.追隨性好，適用范圍廣。追隨性是指當機械密封存在跳動、振動和轉(zhuǎn)軸的竄動時，補償環(huán)對于非補償環(huán)保持貼合的性能。各種波紋管的優(yōu)點：金屬波紋管又可分為液壓成型金屬波紋管和焊接金屬波紋管圖(a)、(b)。金屬波紋管本身能代替彈性元件，耐蝕性好，可在高、低溫下使用。聚四氟乙烯波紋管型機械密封圖(c)由于聚四氟乙烯耐腐蝕性好，可用于各種腐蝕介質(zhì)中。橡膠波紋管型機械密封圖5-3 6(d)結(jié)構(gòu)簡單緊湊，安裝方便且價格便宜，適用于工作壓力不大于

45、1.5 MPa、溫度不大于100的低參數(shù)條件。2021-11-1185v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）2021-11-1186沖洗液冷卻液 Copyright 1999 A.E.S. Engineering Ltd. Copyright 2000 A.E.S. Engineering Ltd.Increases Seal Life 50% More BellowsTM 12 50 % Extra Industry Standard 安裝簡便，無人為安裝

46、誤差安裝簡便，無人為安裝誤差泄漏量極小泄漏量極小 提高了使用可靠性提高了使用可靠性 適合于多種型式的泵適合于多種型式的泵 降低維修率，使用壽命長降低維修率，使用壽命長 增加了生產(chǎn)利潤增加了生產(chǎn)利潤特點：特點：（十六）補償機構(gòu)形式（十六）補償機構(gòu)形式 （1）螺旋圓柱大彈簧、小彈簧 （2）橡膠波紋管、聚四氟乙烯波紋管、金屬波紋管 波紋管型機械密封按波紋管材料不同分類 1、分為金屬波紋管型機械密封、聚四氟乙烯波紋管型機械密封和橡膠波紋管型機械密封。2、波紋管是指在補償環(huán)組件中能在外力或自身彈力作用下伸縮并起補償環(huán)輔助密封作用的波紋狀管形彈性零件。3、波紋管型機械密封在軸上沒有相對滑動，對軸無磨損.追

47、隨性好，適用范圍廣。追隨性是指當機械密封存在跳動、振動和轉(zhuǎn)軸的竄動時，補償環(huán)對于非補償環(huán)保持貼合的性能。2021-11-1197二、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

48、，短時間干摩擦，不損傷端面。 （5）易加工，材料成本低。2021-11-1198（1）一般選擇一軟一硬的材料配對，軟環(huán)作窄環(huán)，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)，防止機械雜質(zhì)進入密封端面，減少泄漏量。（3）選導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（導熱欠佳的材料，可薄一些）。（5）動環(huán)和軸（軸套）間隙（0.40.6mm）以利補償 靜環(huán)和軸（軸套）間隙13mm以免摩擦 （二）摩擦副匹配要考慮的因素（二）摩擦副匹配要考慮的因素2021-11-1199Glass Filled Teflon（

49、填充聚四氟乙烯）填充聚四氟乙烯）軟材質(zhì)軟材質(zhì)Carbon（碳石墨）碳石墨）軟材質(zhì)軟材質(zhì)Stainless Steel（不銹鋼）不銹鋼）Ceramic（陶瓷）陶瓷）Chrome Oxide（氧化鉻）氧化鉻）Tungsten Carbide（碳化鎢）碳化鎢）Silicon Carbide（碳化硅）碳化硅）2021-11-11100A 填充聚四氟乙烯：填充聚四氟乙烯：化學穩(wěn)定性化學穩(wěn)定性最好的有機聚合物最好的有機聚合物，幾乎能耐所有強酸、，幾乎能耐所有強酸、強堿和強氧化劑的腐蝕。強堿和強氧化劑的腐蝕。聚四氟乙烯存在的最大問題是聚四氟乙烯存在的最大問題是：具有冷流性，即在：具有冷流性，即在載荷的作用下

50、，隨時間增長而產(chǎn)生永久變形，產(chǎn)載荷的作用下，隨時間增長而產(chǎn)生永久變形，產(chǎn)生蠕變。此外，聚四氟乙烯的熱膨脹系數(shù)大，約生蠕變。此外，聚四氟乙烯的熱膨脹系數(shù)大，約為鋼的為鋼的1010倍；導熱性很差，僅為鋼的倍；導熱性很差，僅為鋼的1/2001/200。為。為了克服這些缺點，通常在聚四氟乙烯中加入適量了克服這些缺點，通常在聚四氟乙烯中加入適量的各種填充劑，構(gòu)成填充聚四氟乙烯。常用的填的各種填充劑，構(gòu)成填充聚四氟乙烯。常用的填充劑有玻璃纖維、石墨等。充劑有玻璃纖維、石墨等。2021-11-11101B 碳素石墨，簡稱碳石墨碳素石墨，簡稱碳石墨，強度高、硬度大、強度高、硬度大、耐磨損，但脆性大、導熱系數(shù)低

51、。它是機械耐磨損，但脆性大、導熱系數(shù)低。它是機械密封常選用的軟環(huán)材料。密封常選用的軟環(huán)材料。石墨化石墨，又稱電化石墨、軟質(zhì)石墨石墨化石墨，又稱電化石墨、軟質(zhì)石墨，質(zhì)軟、質(zhì)軟、強度低、自潤滑性能好、加工容易。強度低、自潤滑性能好、加工容易。石墨密封環(huán)的制作：石墨密封環(huán)的制作：過程過程配料、燒結(jié)、浸漬（合成樹脂配料、燒結(jié)、浸漬（合成樹脂酚醛樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂和呋喃樹脂，金屬銻）環(huán)氧樹脂和呋喃樹脂，金屬銻）2021-11-11102C 工程陶瓷工程陶瓷氧化鋁陶瓷：氧化鋁陶瓷：主要成分是主要成分是Al2O3和和SiO2，Al2O3超過超過60%的叫做剛玉瓷。目前機械密封環(huán)用的較多的的叫做剛玉瓷。

52、目前機械密封環(huán)用的較多的是（是（9599.8%）Al2O3的剛玉瓷，分別被簡稱為的剛玉瓷，分別被簡稱為95瓷和瓷和99瓷。瓷。特點特點：硬度高、耐腐蝕能力強，但加工困難，成本硬度高、耐腐蝕能力強，但加工困難，成本高。高。應用：應用：耐腐蝕的機械密封中，但是一套機械密封的耐腐蝕的機械密封中，但是一套機械密封的動靜環(huán)不能都使用氧化鋁陶瓷動靜環(huán)不能都使用氧化鋁陶瓷制造，因有產(chǎn)生靜制造，因有產(chǎn)生靜電的危險。電的危險。氧化鋁陶瓷、碳化硅陶瓷和氮化硅陶瓷氧化鋁陶瓷、碳化硅陶瓷和氮化硅陶瓷2021-11-11103D 碳化硅陶瓷：碳化硅陶瓷：新型的、性能非常良好的摩擦副材料新型的、性能非常良好的摩擦副材料特

53、點：特點：重量輕、比強度高、有一定的自潤滑性、重量輕、比強度高、有一定的自潤滑性、摩擦系數(shù)??；硬度高、耐磨損、組對性能好；摩擦系數(shù)??；硬度高、耐磨損、組對性能好；化學穩(wěn)定性高、耐腐蝕；導熱性能良好、耐沖化學穩(wěn)定性高、耐腐蝕；導熱性能良好、耐沖擊。擊。應用：應用：自自20世紀世紀80年代以來，國內(nèi)外各大機械密年代以來，國內(nèi)外各大機械密封公司紛紛把碳化硅作為高封公司紛紛把碳化硅作為高pv值得新一代摩擦值得新一代摩擦副組對材料。副組對材料。分類：分類：反應燒結(jié)反應燒結(jié)SiC、常壓（無壓）燒結(jié)常壓（無壓）燒結(jié)SiC和熱和熱壓燒結(jié)壓燒結(jié)SiC2021-11-11104E 氮化硅陶瓷：氮化硅陶瓷：氮化硅（

54、氮化硅（Si3N4）也是新開發(fā)出來的摩擦副材料，耐也是新開發(fā)出來的摩擦副材料，耐磨性好、摩擦系數(shù)低，并且具有良好的耐腐蝕性，磨性好、摩擦系數(shù)低，并且具有良好的耐腐蝕性，且線膨脹系數(shù)小，抗熱沖擊能力比氧化鋁陶瓷好。且線膨脹系數(shù)小，抗熱沖擊能力比氧化鋁陶瓷好。根據(jù)制造工藝不同，主要可分為根據(jù)制造工藝不同，主要可分為反應燒結(jié)反應燒結(jié)Si3N4、常常壓（無壓）燒結(jié)壓（無壓）燒結(jié)Si3N4和熱壓燒結(jié)和熱壓燒結(jié)Si3N4耐腐蝕機械密封中，氮化硅陶瓷與碳石墨組對性能耐腐蝕機械密封中，氮化硅陶瓷與碳石墨組對性能良好，而與填充玻璃纖維聚四氟乙烯組對時，氮良好，而與填充玻璃纖維聚四氟乙烯組對時，氮化硅損耗大；氮化

55、硅和氮化硅組對的性能也不是化硅損耗大；氮化硅和氮化硅組對的性能也不是太好，會導致較大的磨損率。太好，會導致較大的磨損率。2021-11-111052021-11-11106（1）材料要求（）在工作溫度下耐介質(zhì)腐蝕（）足夠的彈性（）有一定強度(柔性石墨因強度差，使用場合受到限制)（）耐磨（）易加工、價格低（2）種類（）按材料分：合成橡膠、聚四氟乙烯、柔性石墨等；（）按截面形狀分：圓形、矩形、V形、楔形、包四氟形等； （三）輔助密封圈（三）輔助密封圈PS：安裝O型圈時抹點機油，對準定位槽，強行壓入，有些O圈要抹肥皂水或凡士林。避免浸油失效。2021-11-11107 把軸或軸套的運動方式(旋轉(zhuǎn))傳

56、遞給動環(huán)，一般是通過鍵（要配合階梯軸）、緊定螺釘、傳動螺釘、銷、R槽、撥叉、彈簧、波紋管等的組合來傳遞運動。（1）緊定螺釘（頂絲）傳動：在軸表面劃凹坑，否則易打 滑失效，特別當直徑較大和溫度較高時。（2）驅(qū)動環(huán)+軸套（3）鍵臺階傳動（5）銷釘傳動（8）波紋管傳動（四）傳動機構(gòu)的作用（四）傳動機構(gòu)的作用2021-11-11108（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)) （五五）靜環(huán)防轉(zhuǎn)方式靜環(huán)防轉(zhuǎn)方式 看圖片看圖片2021-11-11109三、機械密封失效原因分析探討1 機械密封

57、失效時長見的現(xiàn)象機械密封失效時長見的現(xiàn)象1.1 工作時發(fā)生尖叫工作時發(fā)生尖叫這是因為密封端面潤滑效果不佳,應安裝旁路沖洗管路,加大管徑和相應的節(jié)流裝置的尺寸。1.2 密封在工作時發(fā)生爆鳴密封在工作時發(fā)生爆鳴原因是密封介質(zhì)汽化或閃蒸,應在允許范圍內(nèi)提高密封腔壓力,改進密封設(shè)計,降低介質(zhì)溫差,安裝旁路沖洗管路,加大管徑和相應的節(jié)流元件;加強密封端面的冷卻,檢查密封平衡設(shè)計,精確測量密封腔內(nèi)的壓力，溫度及介質(zhì)壓力。1.3 石磨粉聚集在密封面外側(cè)石磨粉聚集在密封面外側(cè)原因是密封面潤滑不良,密封端面間的液膜汽化或閃蒸,產(chǎn)生殘留物質(zhì),造成石墨環(huán)磨損，應改善潤滑狀態(tài),防汽化。2021-11-111101.4

58、 密封泄露密封泄露a 由于密封介質(zhì)汽化或閃蒸密封端面, 應先判斷泄漏源,斷面密封問題可能出在端面不平、裂紋、破碎或爆破,發(fā)生熱變形或機械變形;b 密封零件結(jié)構(gòu)不合理或強度不夠產(chǎn)生變形;c 因材料及加工原因產(chǎn)生的殘余變形;d 安裝時零件受力不均等,應檢查安裝尺寸是否正確，密封和材質(zhì)是否適于使用工況,密封墊是否壓緊,是否螺栓力矩太大造成密封座變形，是否有安裝損傷,必要時予以更換;e 檢查填料腔裝配面和其他有關(guān)元件對軸線的垂直度，管道及設(shè)備安裝誤差輔助密封安裝時可能被壓傷或擦傷;f 介質(zhì)從軸套間隙中漏出,0型圈老化;g 密封壓縮屈服變形,化學腐蝕檢查密封槽和導角是否正常,起動設(shè)備前應將密封端面重新研

59、磨以保證密封面的光滑平整。2021-11-111112 機械密封失效的原因分析機械密封失效的原因分析2.1振動振動泵的振動原因很多，振動原因主要為轉(zhuǎn)子不平衡，也有泵的振動原因很多，振動原因主要為轉(zhuǎn)子不平衡，也有其它原因。例如：泵和電機振正不佳，軸承故障、地腳螺栓其它原因。例如：泵和電機振正不佳，軸承故障、地腳螺栓松動等。振動以軸向振動對密封的危害最大。大多數(shù)工藝流松動等。振動以軸向振動對密封的危害最大。大多數(shù)工藝流程泵的轉(zhuǎn)速在程泵的轉(zhuǎn)速在2950r/min左右，由于密封的追隨性較差，泵的左右，由于密封的追隨性較差，泵的振動加劇了動靜環(huán)的分離，瞬間的分離在液膜壓力作用下使振動加劇了動靜環(huán)的分離，

60、瞬間的分離在液膜壓力作用下使密封面開啟，出現(xiàn)大量泄露，如果摩擦副附近存在固體顆粒，密封面開啟，出現(xiàn)大量泄露，如果摩擦副附近存在固體顆粒，進入密封端面間會導致密封端面損壞，從而使機械密封失效。進入密封端面間會導致密封端面損壞，從而使機械密封失效。2021-11-111122.2腐蝕失效腐蝕失效(1)表面腐蝕。表面腐蝕。機械密封件會因腐蝕介質(zhì)的侵蝕而導致表面腐蝕，嚴重時會造成腐蝕穿透。(2)點腐蝕。點腐蝕。彈簧套常出現(xiàn)大面積或區(qū)域性的點蝕，有的導致穿孔。此類局部腐蝕對密封的使用雖未造成嚴重后果，但大修時也應更換。(3)應力腐蝕破裂應力腐蝕破裂.在應力和介質(zhì)腐蝕的共同作用下，金屬焊接管道、軸承、彈簧