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泵阀技术论坛's Archiver

田意 发表于 2008-5-15 09:39

机械密封选型、安装、使用

机械密封结构型式的选择是设计环节中的重要步骤,必须先进行调查:①工作参数—介质压力、温度、轴径和转速。②介质特性—浓度、粘度、腐蚀性、有无固体颗粒及纤维杂质,是否易汽化或结晶等。③主机工作特点与环境条件—连续或间歇操作;主机安装在室内或露天;周围气氛性质及气温变化等。④ 主机对密封的允许泄漏量、泄漏方向(内漏或外漏)要求;寿命及可靠性要求。⑤ 主机对密封结构尺寸的限制。⑥操作及生产工艺的稳定性。
Q wF U jC 4.1 根据工作参数p、v、t选型]Kw*`vF(B
    这里p是指密封腔处的介质压力,根据p值的大小可以初步确定是否选择平衡式的结构以及平衡程度。对于介质粘度高、润滑性好的,p≤0.8MPa,或低粘度、润滑性较差的介质,p≤0.5MPa时,通常选用非平衡式结构。p值超过上述范围时,应考虑选用平衡式结构。当p>15MPa时,一般单端面平衡式结构很难达到密封要求,此时可选用串联式多端面密封。
y,zZ,R ]-z[     υ是指密封面平均直径的圆周速度,根据υ值的大小确定弹性元件是否随轴旋转,即采用弹簧旋转式或弹簧静止式结构,一般υ<20~30m/s的可采用弹簧旋转式,速度更高的条件下,由于旋转件的不平衡质量易引起强烈振动,最好采用弹簧静止式结构。若p和υ的值都高时,可考虑选用流体动压式结构。
Fb*v&B#g9j'O-_     t是指密封腔内的介质温度,根据t的大小确定辅助密封圈的材质、密封面的冷却方法及其辅助系统。温度t在0~80℃范围内,辅助密封圈通常选用丁腈橡胶O形密封圈;-50℃≤t<150℃,根据介质腐蚀性强弱,可选用氟橡胶、硅橡胶或聚四氟乙烯成型填料密封圈:温度<-50或t≥150℃时,橡胶和聚四氟乙烯会产生低温脆裂或高温老化,此时可采用金属波纹管结构。介质浊度高于80℃时,在密封领域中通常就要按高温来考虑,此时必须采取相应的冷却措施。MZ GqQ K
4.2 根据介质特性选型2PH6m9V)N5l
    腐蚀性较弱的介质,通常选用内置式机械密封,其端面受力状态和介质泄漏方向都比外置式合理。对于强腐蚀性介质,由于弹簧选材较困难,可选用外置式或聚四氟乙烯波纹管式机械密封,但一般只适用p≤0.2~0.3MPa的范围内。(Bcftm"i
    易结晶、易凝固和高粘度的介质,应采用大弹簧旋转式结构。因为小弹簧容易被固体物堵塞,高粘度介质会使小弹簧轴向补偿移动受阻。jr%W:q'o*Gl!p
    易燃、易爆、有毒介质,为了保证介质不外漏,应该采用有封液(隔离液)的双端面结构。Rf2Ws@cqn
    按上述工作参数和介质特性选定的结构往往只是一个初步方案,最终确定还必须考虑主机的特征和对密封的某些特殊要求。例如,火箭发动机的密封寿命只需几分钟,但要求短时间内绝对不漏。舰船上的主机有时为了获得更有效的空间,对密封的尺寸和安装位置往往提出十分苛刻的要求,又如潜艇上的排水泵,在潜艇沉浮过程中,压力变化幅度很大等。在这些情况下,就不能按常规选择标准结构,而必须对具体工况作特殊设计,同时采取必要的辅助措施。
zH3Np,csr~p1w+N     每一种机械密封,只有用于规定的范围内才能有效地发挥作用。选型不当,则会使密封性能显著降低,寿命缩短,甚至失效。机械密封选型应注意的以下主要参数:dWl"Pcd
  (一)、密封腔介质压力P
B(LyV{2\"\   介质润滑性好,粘度较高时,P≤0.8MPa选用非平衡型。
m,@ yD5a$vsC:O   介质润滑性差,粘度低时,P≥0.5Mpa
(Ws0U!]tc;E)|/oI"N   (二)、线速度V%Ix1\-o2` W1D9f
  V≤25m/s选用旋转型。?V≥25m/s时选用静止型。
YO ?-g2u   (三)、PV值p#oM q6d vT*p
  PV值涉及到密封面之间流体膜的稳定性(汽化)和磨擦副的耐磨性。*F4C0`;aOO D
  PV极限值举例 L M#U8E+r[D
端面组合材料        介质        非平衡型        平衡型2Jt8rE#k6O*tq
钴铬钨合金/石墨        水        2        7
4c,hH wTU#S{O 碳化钨/石墨        水        9        35.5]m Am3X
碳化硅/石墨        水        35.5        142l/JjSy\M-Y
碳化硅/碳化钨        水        7        26.6(]"WB1[G9lvK
碳化钨/碳化钨        水        2        9-d x q,bFo gb
  (四)、密封介质温度T
z DeKX0iY5WJ   在没有外冷条件下,机械密封的最高温度一般取决于辅助密封材料的安全使用温度。见下表:
(at(Jg Jlc%x A![ 材料        安全使用温度℃        备注@/h6R6AacP
丁睛橡胶(NBR)        -30~100        超过安全使用温度请使用金属波纹管机械密封 apE,F"]
硅橡胶(MVQ)        -40~200        ?
s6`#\`,V8x7l;S W#f 乙丙橡胶(EPR)        -10~160        ?
m{x N)g&]*R YG 氟橡胶(FPM)        -30~180        ?"}+e Z&P VK%R j
聚四氟乙烯(PTFE)        -100~220        ? g_N7`Ku"{
  (五)、介质的特殊性。
['fA9l|W9[+ob   1、粘度:低粘度介质易干磨擦宜选用平衡型。高粘度介质,宜采用强制传动结构。
_-w P{xu   2、腐蚀和化学溶剂: a、强腐蚀宜用外装式的四氟波纹管密封。
@ kP6Q'y   b、辅助密封在不同化学介质中的适用表如下:
Olo,V{ruO 材料        用途
L#AGHdk Ox 丁腈橡胶(NBR)        矿物油、汽油、挥发油、碳酸钾、氢氧化钾、水、磷酸等+r A Y+N:a
硅橡胶(MVQ)        丁醇、低溶胀性矿物油、弱酸、弱碱、氨水等~x&_?G8gv
乙丙橡胶(EPR)        丙酮、碱、二氧化硫、重铬酸钾、过氧化氢、氨水等1hQ&vn ^Nt4v
氟橡胶(FPM)        热油、蒸汽、无机酸、丁醇、氯族溶剂等pL:R%S-u?B k$w
氯醇橡胶(FCO)        氟利昂
)q-E:\!ExwJJ&W 聚四氟乙烯(PTFE)        酸、碱、溶剂及各种介质PRJ jN}H/s2m
  3、含悬浮固体颗粒:动静环材料宜采用碳化钨/碳化钨,或碳化硅/碳化硅,当颗粒易于阻塞密封腔时,须采用辅助装置经过过滤或分离后的冲冼液,冲洗端面。(S{ c9@!d
  4、剧毒或气体介质 :宜采用双端面机械密封。
@zy5@*`nV!j     依据实际使用工况,正确选择机械密封的结构形式和密封材料后,机械密封的正确安装和使用,又是保证其长期稳定安全可靠工作的关键。下面简单地介绍一下安装使用注意事项,供参考。
b]U5eHV c\!{aM 一、机械密封的安装
.tU,T8]"M~+XF&MhQ 1、  检查进行安装的机械密封的型号、规格是否无误。z.Ta]D&W$O]y
2、  检查主机与机械密封的安装相关联部位的尺寸精度、几何精度和相互关系是否符合技术要求。主要有以下几个方面:
{I`A"v (1)       安装机械密封部位的轴(或轴套)的径向跳动允差,轴(或轴套)的表面光洁度和外径尺寸公差。
1V8O]6\KuNT,] (2)       密封腔和压盖结合定位端面对轴(或轴套)中心线垂直度允差。!X}2HR(B5n
(3)       安装动环密封圈的轴(或轴套)的端部,安装机械密封的壳体孔的端部结构之倒角和光洁度。 @!{w @a mA
(4)       机械密封之转轴工作时的轴向位移量。7M2q }8m1W1j n H
3、  安装机械密封过程中,应保持清洁,且不允许用工具敲打密封元件,以防损伤和破坏。
$t:g?E? F s1V 4、  安装时,动、静环表面应涂上一层清洁的机油和透平油。辅助密封圈(包括动环密封圈和静环密封圈)安装前也需涂一层清洁的机油或透平油,以保证安装顺利。
#`"bb#Wyq;W/GOT 5、  将静环密封圈套在静环背部后,装入密封端盖内,要注意勿伤静环端面,要保证静环端面与端盖中心线垂直,且注意静环背部的防转槽要对准防转销,但不能相接触。[9y(d(ah"?)Y!Ido
6、  机械密封之转动部分,依靠弹簧座上之两个固定螺钉与轴固定,拧紧固定螺钉时,要保证弹簧的工作长度。
(h.q9@)F1} oYx 二、机械密封的使用
4N$p~]9Q$O*A 1、  主机起动前,需检查机械密封的附设装置,冷却润滑系统是否完善畅通。
2z dI&Z-S6CD 2、  起动前应清洗物料管线,以防铁锈杂质进入密封腔内。
{)Ut.n/|f7Sw-_ 3、  用手盘动联轴节,检查轴是否轻松旋转,如果盘动很重,需检查有关安装尺寸是否正确。
,imE \6r]&Gq 4、  正常开车前,需进行静压试验,检查机械密封之端面、密封圈处和密封端盖处之密封效果,如有问题,逐个检查解决。
2Z#G`}*H 5、  主机起动前,应保持密封腔内充满液体或被密封之介质,如有单独密封系统应起动之,冷却水系统亦须开始流通。/j"S]x9@T
6、  正常使用前,先进行常压运转,观察密封部位的温升是否正常,有否泄漏现象。如有轻微泄漏,可以跑合一段时间,使端面贴合得更加均匀,至泄漏量逐渐减少到正常为止。如运转1—3小时,泄漏量仍不减少,则需停车检查。
$R.CeL+I^!_ 7、  正常工况运转,升压升温可分别缓慢进行,并注意端面的温升和泄漏情况,如一切正常,说明即可投入生产使用。
WcW-i8o{5M%W 8、  停车时,应先停主机,后停冷却润滑系统。

xmg37 发表于 2008-5-24 08:49

比较全面,但对于实际工况还需具体考虑很多方面的问题

dhf4562 发表于 2008-6-5 13:33

好贴啊,谢谢分享。。。。。。。。。。。。。。。

傲骨 发表于 2008-6-11 14:02

好贴啊,谢谢分享。

xiaoyou1210 发表于 2008-8-10 21:15

好帖!!!谢谢!!!学习了!!!

legend121 发表于 2008-8-11 17:18

谢谢,有指导意义

mzqbbs 发表于 2008-8-26 15:46

哈哈,谢谢^yS}:_b.c8U`
正想学习下

zxp188 发表于 2008-8-27 11:01

不错。学习了

okfang 发表于 2008-10-31 19:52

好东西!!谢谢楼主

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