公司内机械密封基础知识讲座ppt课件

2020/6/5,.,1,机械密封基础知识讲座,2020/6/5,.,2,序言,机械密封最早于1885年在英国发明并获得专利，首先获得应用是在20世纪20年代的冷冻机装置上，同时出现了研究和生产机械密封的专业公司（英国的Crane公司、德国的Pacific公司等）。我国在20世纪60年代才相继出现研究和生产机械密封的专业机构（天津克兰），目前已有四十年历史，在普通机械密封领域技术及产品日趋成熟，大部分地方已能替代进口产品，性能接近国外产品。目前国内具有规模的研究、生产厂家已有十余个，并在高参数密封及新技术方面取得一定突破。机械密封广泛用于石油、化工、冶金、煤炭、食品、医疗、电力、纺织、环保等诸多领域。机械密封具有性能好、使用寿命长、运转可靠等特点，是现代企业流体输送机械应用最广、最有前途的密封形式，对于减少环境污染、节约能源具有重大意义。,2020/6/5,.,3,目录,一、机械密封原理二、机械密封的基本零件三、机械密封的计算四、机械密封用材料五、机械密封辅助系统六、机械密封性能的影响因素七、石化行业典型泵的密封八、机械密封的安装和使用九、机械密封故障分析十、补充内容,2020/6/5,.,4,（一）定义（二）组成（三）密封机理（四）辅助设施（五）机械密封的种类（六）旋转式和静止式机械密封（七）内装式和外装式机械密封（八）内流式和外流式机械密封（九）多弹簧和单弹簧机械密封（十）平衡型和非平衡型机械密封,一、机械密封原理,2020/6/5,.,5,（十一）补偿机构形式（十二）双端面机械密封（十三）串联式机械密封（十四）波纹管机械密封（十五）集装式机械密封,2020/6/5,.,6,（一）对摩擦副密封环的要求（二）摩擦副匹配要考虑的因素（三）密封端面宽度（四）密封环的主要技术要求（五）摩擦副端面平面度检测（六）密封端面的粗糙度要求（七）动环（旋转环）（八）静环（不旋转）（九）密封环的种类（十）整体式密封环,二、机械密封的基本零件,2020/6/5,.,7,（十一）组合式（十二）热装式密封环（十三）热装式密封环的过盈值选择（十四）辅助密封圈（十五）传动机构的作用（十六）静环防转方式（十七）机械密封的弹性元件（十八）波纹管种类（十九）焊接金属波纹管密封,2020/6/5,.,8,（一）补偿环的受力状况（二）密封端面中液膜反力的分布情况（三）液膜反力的计算（四）易汽化介质中密封端面间的液膜压力分布（五）膜压系数的影响因素（六）弹簧比压的计算（七）载荷系数K（八）端面比压（九）波纹管的有效作用直径de（十）PV值,三、机械密封的计算,2020/6/5,.,9,（一）摩擦副材料要求（二）制造摩擦副的常用材料（三）碳石墨（四）硬质合金WC（五）SiC陶瓷（六）Al2O3陶瓷及其它陶瓷介绍（七）表面堆焊硬质合金（八）作摩擦副的金属材料（九）填充聚四氟乙烯（十）辅助密封圈材料要求,四、机械密封用材料,2020/6/5,.,10,（十一）合成橡胶（十二）柔性石墨（也称膨胀石墨）（十三）弹性元件材料（十四）机械密封中基体材料,2020/6/5,.,11,（一）为什么机械密封要采用辅助系统（二）什么是辅助系统（三）自冲洗的形式（四）循环冲洗（五）注入式冲洗（六）冲洗液进入密封腔的方式（七）冲洗量的确定（八）冲洗量的控制（九）冲洗压力的确定（十）密封腔中的压力确定,五、机械密封辅助系统,2020/6/5,.,12,（十一）对冲洗流体的要求（十二）热油泵的冲洗液选择（十三）烷基化装置中浓硫酸的冲洗液的选择（十四）轻烃、轻油泵密封冲洗液的选择（十五）机械密封的冷却方式（十六）辅助设施在何种工况下必须选用,2020/6/5,.,13,（一）安装机封的泵的技术要求（二）安装密封前要了解泵及介质情况（三）机械密封的安装（四）泵的抽空和汽蚀,六、机械密封的安装和使用,2020/6/5,.,14,（一）摩擦痕迹大于端面宽度（二）摩擦痕迹小于端面宽度（三）硬环上无摩擦痕迹（四）石墨端面出现均匀的环状沟纹（五）石墨端面中间产生环状深沟（六）石墨内缘磨损（七）石墨环台阶过早全磨掉（八）石墨环外缘出现缺口（九）石墨环断裂（十）石墨环出现蚀坑,七、机械密封故障分析,2020/6/5,.,15,（十一）硬质合金表面灼伤和裂纹（十二）其它故障简介（十三）泵抽空密封失效现象（十四）密封腔中汽蚀，密封失效现象（十五）密封端面汽化的失效现象（十六）泵振动过大的失效现象（十七）没有冲洗的故障现象（十八）动环选材注意事项,2020/6/5,.,16,（一）机械密封标准介绍（二）机械密封辅助系统（三）机械密封的安装（四）磁力密封介绍（五）高压机械密封研制,八、补充内容,2020/6/5,.,17,一、机械密封原理,（一）定义（图1-1）,2020/6/5,.,18,机械密封是一种用于旋转流体机械的轴封装置。（用于离心泵、离心机、反应釜、压缩机等设备，轴和设备腔体间存在一个圆周间隙，设备介质从中泄漏，因此必须设一道阻漏装置。因机械密封具有泄漏少、寿命长等优点，成为了主要的轴密封方式，又叫端面密封。）在国家有关标准中的定义：由至少一对垂直于旋转轴线的端面组成,在流体压力及补偿机构弹力(或磁力)共同作用下，以及辅助密封圈的配合下，该对端面保持贴合并相对滑动，而构成的防止流体泄漏的装置。,2020/6/5,.,19,1、密封端面：动环、静环摩擦副2、缓冲补偿机构：由弹性元件（圆柱弹簧、圆锥弹簧、波片弹簧、波纹管等）构成。（使贴合）3、辅助密封圈：包括动环密封圈、静环密封圈等，有各种形式：如O型圈、V型圈、楔形圈等,（二）组成,2020/6/5,.,20,1、4个密封点（亦称4个泄漏点，如图1-1）泄漏点1摩擦端面泄漏点，依靠弹力和介质压力保持贴和；（动密封点,两个摩擦副之间有相对转动）泄漏点2补偿环密封圈，依靠密封圈的过盈量实现密封；（静密封点，密封圈与轴或轴套之间有微动）泄漏点3非补偿环密封圈，依靠密封圈的过盈量实现密封；（静密封点，密封圈与相配合件之间相对静止）泄漏点4压盖与腔体间的密封圈，依靠密封圈的过盈量实现密封；（静密封点，密封圈与相配合件之间相对静止）,（三）密封机理,2020/6/5,.,21,3、原理通过一系列零件将径向密封转化为轴向密封，在弹簧和介质压力共同作用下，对由于设备运行所造成的轴向磨损可以及时补偿，使轴向密封面始终保持贴合。由于机械密封（轴向密封）在运行中可以对轴向磨损进行补偿，而填料密封（径向密封）不能对径向磨损进行补偿，故机械密封比填料密封寿命长。,2、传动关系轴或轴套紧固螺钉5弹簧座4弹簧3补偿环1压盖防转销8非补偿环6,2020/6/5,.,22,通过冲洗、冷却、过滤、分离等方式进行冷却和润滑，从而改善密封的工作环境，减少密封的泄漏量，延长使用寿命。应当把它看作机械密封的组成部分。,（四）辅助设施,2020/6/5,.,23,1、按使用条件分类（1）高速密封（ZBJ22-001-88：线速度25100m/s）和普通密封（2）高压和低压密封（3）高温、常温和低温密封（4）泵用、釜用和压缩机用密封（5）耐腐蚀、抗颗粒机械密封2、通常按结构分类多弹簧、单弹簧密封旋转式、静止式密封外装式、内装式密封外流式、内流式密封,（五）机械密封的种类,2020/6/5,.,24,（1）旋转式：补偿机构（弹性元件）随轴旋转。（由于安装方便，普通密封大多采用，但易产生不平衡，而且消耗搅拌功率，所以不能用于高速）（2）静止式：补偿机构（弹性元件）不随轴旋转。（用于高速）,（六）旋转式和静止式机械密封（图1-2）,2020/6/5,.,25,2020/6/5,.,26,（七）内装式和外装式机械密封（图1-3）,2020/6/5,.,27,（1）内装式：静环装在压盖内侧，静环端面面向工作腔。（用于温度、压力较高，腐蚀性不强的场合）（2）外装式：静环装在压盖外侧，静环端面背向工作腔。（用于低压、腐蚀性强的场合）,2020/6/5,.,28,（一般和内装式、外装式一致）,（1）内流式：泄漏方向朝向轴心。（一般密封都采用这种结构）（2）外流式：泄漏方向朝向离心力方向。（泄漏量大，只有在压力、温度都不高的腐蚀性介质中用）,（八）内流式和外流式机械密封,2020/6/5,.,29,（1）多弹簧：（又叫小弹簧，轴向尺寸小，轴向弹力均匀）宜用于高速，不宜用于腐蚀性介质。（2）单弹簧：（又叫大弹簧，轴向尺寸大，轴向弹力不均匀）不宜用于高转速的场合。,（九）多弹簧和单弹簧机械密封,2020/6/5,.,30,（1）平衡型：载荷系数K1.0（用于高压场合）（2）非平衡型：载荷系数K1.0（用于普通压力场合）,（十）平衡型和非平衡型机械密封,2020/6/5,.,31,（1）磁力：系统压力较低时用（2）波片弹簧、锥形弹簧、螺旋圆柱大弹簧、小弹簧（3）橡胶波纹管、聚四氟乙烯波纹管、金属波纹管,（十一）补偿机构形式,2020/6/5,.,32,两套密封面对面或背对背安装在一起。用于工作介质有毒、易燃、易爆、易挥发、易结晶、高温、低温，或气体、高真空度等场合。两套密封之间形成一个密封腔，在密封腔中引入封液：堵封、润滑、冷却，选洁净、润滑性好的封液介质。,（十二）双端面机械密封（图1-4）,2020/6/5,.,33,两套密封沿同一方向布置，密封腔压力逐级降低用于高压场合。,（十三）串联式机械密封（图1-5）,2020/6/5,.,34,去掉了补偿环密封圈及其摩擦阻力，补偿环密封圈改至弹簧座处，补偿环追随性提高，而且避免了补偿环密封圈因轴串、振动所产生的磨损。金属波纹管用于高温介质，聚四氟乙烯波纹管用于腐蚀性介质。,（十四）波纹管机械密封,2020/6/5,.,35,将机械密封、轴套、压盖组合成一个整体。安装时只需固定压盖、轴套，取下定位挡块即可。安装方便，排除了安装不良的影响。（一般挡块厚度为弹簧压缩量，从外部易于观测）,（十五）集装式机械密封（图1-6）,2020/6/5,.,36,二、机械密封的基本零件,（一）对摩擦副密封环的要求,摩擦副密封环是机械密封的主要元件，它在很大程度上决定了机械密封的性能和寿命。因此，对它有一些基本要求。,（1）足够的强度和刚度保证在工作条件（如压力，温度，滑动速度等）下不损坏，变形小，工作条件波动时影响小。（2）端面有足够的硬度、耐腐蚀性能确保使用寿命。,2020/6/5,.,37,（3）耐热冲击力高的导热系数，低的线膨胀系数。（4）较小的摩擦系数，良好的自润滑性，材料与介质有很好的浸润性短时间干摩擦，不损伤端面。（5）易加工，材料成本低,2020/6/5,.,38,（1）一般选择一软一硬的材料配对，软环作窄环，如YG6/M106K，只有介质含固体颗粒、易结晶、粘度高时才选用硬对硬。（2）尽量采用内装、内流式结构，防止机械杂质进入密封端面，减少泄漏量。（3）选导热性良好材料作动环。以利散热，降低端面温度。（4）环的壁厚不可太薄，以保证整体强度、刚度，也利散热（导热欠佳的材料，可薄一些）。（5）动环和轴（轴套）间隙A11（0406）以利补偿静环和轴（轴套）间隙13mm以免摩擦,（二）摩擦副匹配要考虑的因素,2020/6/5,.,39,（1）主要决定窄环（软环）宽度，宽环外径窄环外径0.5，宽环内径窄环内径0.5；,（2）泄漏量与摩擦副端面宽度关系不大,（3）窄的端面摩擦热少，温度梯度小，热变形小，磨损均匀；,（4）从受力角度出发，窄的端面整体强度和刚度差，易损坏或变形。因此应综合考虑。对于普通密封，端面宽度推荐值如下：,（三）密封端面宽度,2020/6/5,.,40,宽系列用于组对性能好（如YG6/M106K、SiC/M106K）、工况条件好的场合窄系列用于组对性能欠佳（如YG6/YG6、YG6/青铜）、饱和蒸气压高、易挥发、颗粒介质，高速机械密封，（对于轻烃介质，在强度够的情况下，取窄系列）。,2020/6/5,.,41,（）平面度0.0009，硬质0.2，软质0.4，表面不应有裂纹、划伤、气孔、疏松等缺陷。（）密封环端面与安装辅助密封圈处的平行度、垂直度按的级精度要求。（）安装辅助密封圈处粗糙度：3.2，径向尺寸公差或。上述要求是对普通机械密封而言，对转速较低的釜用机械密封可适当放宽标准，对高速机封要求更高。,（四）密封环的主要技术要求,2020/6/5,.,42,平面度0.0009，普通量具无法检测，通常利用光波的干涉效应来检测。（1）光波的干涉效应根据波动学原理，两波产生干涉的条件是：（a）两波在相遇点振向一致；（b）两波具有相同的频率；（c）两波在相遇点有固定的周相差。（两个同样的钠光灯不行，只有用同一光源发出的光设法分成两束，才满足相干条件）,（五）摩擦副端面平面度检测,2020/6/5,.,43,满足相干条件的两束光的叠加效果是：在波程差为波长整数倍的地方，光强度加强；在波程差为半个波长的奇数倍的地方，光强度减至零（变暗）。这就是光的干涉原理。,2020/6/5,.,44,（2）平面度检测原理设入射角i=0，e为气膜厚度（即是被检测面上点到平晶的距离），为光波波长，为光的波程差，那么=2e/2当=k时，被检测面上点变暗；=(2k1)/2，被检测面上点变亮；（其中k=0,1,2,3,4,，k为整数）由以上公式可以得出下面结论：（）相邻两条光带所对应两点的气膜厚度差（高度差）为/2，（对于钠光灯=0.589m，/20.3m）,2020/6/5,.,45,（）相邻两条光带宽b=/2Sin，（为空气膜倾斜角）（）当e=0时，=/2（半波损失），出现暗条纹；,（1）合格光带举例,2020/6/5,.,46,（2）平面度检测器（图2-3）,平晶：由派利克斯玻璃、熔凝水晶或折射系数为1.516的光学玻璃制造。表面平面度0.1m(2级)，0.03m(1级)。光源:钠光灯(=0.589m),2020/6/5,.,47,密封端面承载能力与表面粗糙度有很大关系，大约有如下关系：,（六）密封端面的粗糙度要求,2020/6/5,.,48,由此可以看出，密封端面粗糙度应在0.2以上，否则，端面比压比理论值高的多，结果是高点接触，局部压力很高；由于摩擦副的硬度、刚度的差异，局部高点发热甚至产生裂纹。石墨环表面磨出细微的环状沟纹。泵的振动和动、静环的不同心会加剧这种磨损。被磨掉的颗粒存在于端面中，形成磨粒磨损，磨损加剧，有时在泄漏的介质中可以看到石墨黑浆。,2020/6/5,.,49,非补偿动环（只旋转，不能补偿，其后无弹性元件。)补偿动环（既旋转，又作轴向补偿，其后有弹性元件。)（）辅助密封圈受轴向力，轴向、径向都起密封作用，这种密封方式较为可靠。（）辅助密封圈只受径向力，易产生老化、冷流变形，从而导致密封失效。（）波纹管：无作轴向补偿的辅助密封圈，因此，浮动性好，密封圈不易失效。,（七）动环（旋转环）,2020/6/5,.,50,非补偿静环（不旋转不补偿）：主要有三种安装方式：浮装式、托装式、夹固式。补偿静环（不旋转只补偿）：其辅助密封圈情况和补偿动环基本一致。,（八）静环(不旋转),2020/6/5,.,51,整体式（用同一种材料制造）、组合式（如镶嵌）、表面堆焊、表面喷涂,（九）密封环的种类,2020/6/5,.,52,（十）整体式密封环,各个部位性能均匀一致，最常用的有：石墨、SiC、钴基硬质合金、镍基硬质合金、NiCr基硬质合金、陶瓷等。,2020/6/5,.,53,整体环价格高，加工困难，因此出现组合式密封环。组合式包括：（）热装式（）带密封圈式（无组合应力、无应力变形；开槽、打孔麻烦，多一泄漏点）,（十一）组合式,2020/6/5,.,54,优点：结构简单，性能优异，价格较低，运用较多。缺点：（）因过盈接触不均匀，而产生机械变形。（）两种材料线膨胀系数不一致，当温度变化时，过盈量变化，会产生应力变形。,（十二）热装式密封环,2020/6/5,.,55,=Dp（12）T式中：工作温度时的过盈量：常温过盈量Dp：镶嵌直径1：座线胀系数2：环的线胀系数T=工作温度常温（20。C）（YG6：4.51061/。C1Cr18Ni9Ti：16.61061/。C3Cr13：11.51061/。C）（1）在满足传递扭矩的情况下，取最小过盈值；,（十三）热装式密封环的过盈值选择,2020/6/5,.,56,（2）由上式，当使用温度为300C时，对YG6/1Cr18Ni9Ti，过盈量为：=Dp（16.64.5）106（30020）=3.4103Dp（以便记忆）（3）长期放置的镶嵌环，使用前要检查平面度；（4）对大直径、高转速(环座产生离心力)、弹性模量小的材质(4J42、钛合金)，过盈量可相应大一些。（5）高温200C以上少用热装式结构，否则要核算过盈量。,2020/6/5,.,57,（1）材料要求（）在工作温度下耐介质腐蚀（）足够的弹性（）有一定强度(柔性石墨因强度差，使用场合受到限制)（）耐磨（）易加工、价格低（2）种类（）按材料分：合成橡胶、聚四氟乙烯、柔性石墨等；（）按截面形状分：矩形、V形、楔形、包四氟形等；,（十四）辅助密封圈,2020/6/5,.,58,把轴或轴套的运动方式(旋转)传递给动环，一般是通过键、紧定螺钉、传动螺钉、销、R槽、拨叉、弹簧、波纹管等的组合来传递运动。（1）紧定螺钉（顶丝）传动：在轴表面划凹坑，否则易打滑失效，特别当直径较大和温度较高时。（2）键台阶传动（3）拨叉传动（一边开槽一边伸爪）（4）并圈弹簧传动（弹簧旋向必须和轴旋向一致）,（十五）传动机构的作用,2020/6/5,.,59,（5）销钉传动（6）凸耳传动（7）勾圈弹簧传动（8）波纹管传动（9）螺帽固定,2020/6/5,.,60,（1）浮装式（可以在轴向、径向设计防转销）（2）托装式(一般小扭矩可不用销，要注意端面垂直度)（3）夹固式(浮动性差，注意端面垂直度)（4）防抽空(前加卡环),（十六）静环防转方式,2020/6/5,.,61,螺旋压缩弹簧锥形弹簧：轴向尺寸较小碟形弹簧：轴向尺寸小波片弹簧：轴向尺寸小并圈弹簧、带勾弹簧：双功能(弹力、传动)波纹管：三功能(弹力、传动、密封),（十七）机械密封的弹性元件,2020/6/5,.,62,橡胶波纹管：用于中性介质：水、油，压力、温度都不高的场合；聚四氟乙烯波纹管：用于腐蚀性介质，酸、碱；金属波纹管：用于高温、高速(追随性好)。,(十八)波纹管种类,2020/6/5,.,63,（1）制造采用厚度为0.1-0.2mm的沉淀硬化不锈钢薄带(AM350、0Cr17Ni17Ti、0Cr15Ni17Mo2Al、INCONEL-X-750及Ti合金、HasterlloyC-276等)冲压成截面为S形的片状环形件，再焊接成型(用微束等离子焊)。沉淀硬化不锈钢焊接后须经热时效处理，将奥氏体转变为马氏体，并使马氏体中析出金属化合物，沉淀出硬化相，从而获得高强度、较高的塑性及屈强比（S/D0.80.9）。例：AM350热失效：真空炉850C进行淬火处理，再进行80C的低温处理(制冷剂F12)，以达到增加弹性、稳定尺寸的目的。,（十九）焊接金属波纹管密封,2020/6/5,.,64,（2）特点焊接金属波纹管密封不用会产生较小滑移的辅助密封圈，使用温度范围广：200600C。高速下对轴的振动、振摆适应性强，追随性好。,（3）弹率(即刚度N/mm)k=Et3（d1d2）/2nB3d2/d1,E：工作温度下弹性模量（N/mm2）：,AM350：1.75106(315.6C)、INCONEL：2.14106(26.7C)、1.59106(649C)、17-7PH：2.0106(21.1C)、Ti：1.31106(196C)、1.14106(23.9C)、0.70106(538C)。,2020/6/5,.,65,t：波片厚度mmn：波数d1/d2：管子内外径mmB：波纹管片宽（d2d1）/2公式中未考虑波片断面形状，具有一定误差，实际生产中用弹簧测力计测弹率。,2020/6/5,.,66,八、机械密封的安装和使用,据国内某炼油厂的一份密封失效统计数据表明：密封本身问题（镶环不佳14，动环硬度不够9，K太大6，材质不对3，静环垫太紧3，密封面不平2，密封面太窄2）占34.5%。辅助设施问题（没有冲洗23，冲洗管堵塞1，冷却水结垢3）占23.9%。介质及工作条件不好(腐蚀加磨损10，有固体颗粒6，抽空4，密封面结冰4，密封面结晶3,粘度太大2)占25.7%。泵的问题(串轴4，振动大3，压盖垫坏2，密封箱面不平1)占8.8%。安装问题(轴套垫漏5，压缩量小3)占7.1%。后三项属于安装和使用的原因,合计占41.6%。因此,必须认识安装和使用的问题。,2020/6/5,.,67,（一）安装机封的泵的技术要求,1转子部分（1）轴径向跳动0.030.05mm转子径向跳动：叶轮口环0.060.10轴套等部位0.040.06(小直径对小值，大直径对大值)（2）叶轮应找静平衡,在3000r/min工作的叶轮,不平衡量应小于下表规定,2020/6/5,.,68,（3）属于下列情况之一者还需检查转子的动平衡单级泵的叶轮直径超过300mm两级泵的叶轮直径超过250mm允许剩余不平衡量可用下式计算剩余不平衡量：max=635w/nW：轴颈的质量Kgn：泵转速r/min（4）对于弹性柱销式及其他用铸铁制造的联轴器，当直径超过125而总长度超过300mm时也需进行动平衡校验，允许剩余不平衡值仍用上式计算，式中w应为联轴器的质量。,2020/6/5,.,69,2、各部件相对位置公差密封腔与轴的同轴度0.1mm(即轴的径向跳动)密封腔端面与轴的垂直度0.05mm转子的轴向串量0.30mm压盖与密封腔配合止口的同轴度0.1mm3、与电机的同心度电机单独运转时，其振幅不超过0.03mm工作温度下泵与电机的同心度：轴向0.08mm，径向0.10mm立式泵采用的刚性联轴器同心度：轴向0.04mm,径向0.05mm4、泵运转时双振恒值最大不超过0.06mm,2020/6/5,.,70,（二）安装密封前要了解泵及介质情况,1、泵型号及结构、支承方式(悬臂或双支承)、转速、转向及泵安装方面的情况。2、泵内介质性质：如粘度、润滑性、汽化压力、腐蚀性以及是否含机械杂质、出现结晶等。3、泵的工作情况：工作温度、进出口压力，密封箱中的压力、温度，采取何种辅助设施，泵运转中的振动，泵是连续还是间断运转等。了解上述情况后，再检查配备的密封型式、结构参数、零件材料以及辅助设施是否合适。一旦密封失效，对分析原因也是必须的。,2020/6/5,.,71,（三）机械密封的安装,安装步骤（1）静环装入压盖，并检查端面与压盖定位面平行度（如图8-1用深度尺测四周l，max-min即为平行度）液态烃介质：0.02油类介质：0.04,图8-1,2020/6/5,.,72,（2）动环和传动座的装配（3）机封定位并紧固传动座(定位很重要,要保证压缩到工作高度)（4）装上带静环的压盖。静环及压盖内孔与轴外圆间隙沿圆周误差0.1，拧紧压盖螺栓，四周均匀用力,偏斜度0.04。（5）盘车检查压盖、静环与轴是否有摩擦，感觉应均匀，轻快（6）安装辅助设施（7）打开泵入口阀，引入介质试静压，检查密封性。再缓慢盘车逐渐加快，一方面检查泄漏情况，另一方面排出密封腔中气体（很重要），最后等待开车。,2020/6/5,.,73,（四）泵的抽空和汽蚀,抽空：泵启动前没灌泵、进空气、液体不满或介质大量汽化，这种情况下，泵出口压力近于零或接近泵入口压力，泵内压力降低。这叫抽空。抽空会让泵内接触零件和机械摩擦副发生干摩擦或半干摩擦，加剧磨损或零件移位而损坏泵及密封。汽蚀：正在运转中的泵，由于泵内各点压力及温度的差异，介质中溶解的气体溢出或介质组分的局部汽化，同时在另外某些处又不断溶解和凝聚，导致泵内产生高速、高压、高频的水力冲击，这叫汽蚀。汽蚀使泵发出噪音，泵体振动，出口压力大幅波动，严重时损坏泵的某些零件：如叶片出现麻点或蜂窝状，叶轮耐磨环磨损或脱落，叶轮锁紧螺母松动，甚至断轴，抱轴等，机封发生失效及至损坏。,2020/6/5,.,74,防抽空和汽蚀办法：1、从工艺操作上减少（从稳定工艺操作条件入手）泵的吸入管径应适当加大并尽量减少阻力损失；灌注高度要足够；吸入管路应防止气体的留存；一旦出现气体要能返回塔器，为此在进泵前需加一气体返塔的管线。从工艺操作上,温度宜取下限，压力宜取上限，塔底液面不可过低，泵的流量要适中，尽量减小压力和温度出样较大变化。对入口压力是负压的备用泵入口阀门应关闭。影响压力、温度的因素很多，单纯通过工艺操作避免抽空和汽蚀是不可能的。2、注入式冲洗是解决汽蚀和抽空的有效措施,2020/6/5,.,75,3、从机械密封结构入手从密封结构无法避免汽蚀的产生，但可以减少汽蚀对密封的危害。减少摩擦热，密封面直径尽量小，宽度尽量窄；选材要有好的自润滑性能和低的摩擦系数。静环采用夹固式或增加限位压板。采用平衡型机封（降PV值降摩擦热，动环限位等）或用其他限位方式。,2020/6/5,.,76,九、机械密封故障分析,（一）摩擦痕迹大于端面宽度,1、泵运转时振动太大（使动环运转中产生径向和轴向振摆，液膜厚度变化大，有时密封面被推开，造成泄漏量增大）。2、窄环与轴不同心（静环压盖止口间隙太大，因自重下沉）。,2020/6/5,.,77,（二）摩擦痕迹小于端面宽度,1、窄环内缘高，外缘低，端面间隙呈收敛形液膜压力增大，P比减小，造成泄漏（如果润滑条件好，长期不易跑和至正常）。2、窄环外缘高，内缘低，端面间隙呈喇叭形，液膜压力减小，P比增大（如果润滑条件好，较快跑和，可用，但润滑条件差，会加剧磨损，很快失效）。3、摩擦痕迹不连续，或局部接触，有时出现大半圆（俗称马蹄形）产生泄漏（硬环不平，有可能是热应力变形）。,2020/6/5,.,78,（三）硬环上无摩擦痕迹,1、传动装置和轴（或轴套）打滑（如顶丝在高温下松动）2、端面未贴和，安装失误3、镶嵌环在高温下松脱,2020/6/5,.,79,（四）石墨端面出现均匀的环状沟纹,1、端面液膜汽化，介质工作温度高，摩擦热产生汽化。2、端面高温使浸树脂石墨性能下降。3、非平衡型机械密封，K大，PV值高，大量摩擦热产生汽化。4、介质润滑性不良（液态烃、热水）。5、抽空和汽蚀，引起干摩擦或半干摩擦，使沟纹深一些,2020/6/5,.,80,（五）石墨端面中间产生环状深沟,端面过热过载（易发生在温度较高的柴油泵非平衡机械密封上），石墨撕裂附在硬环上磨损石墨，发生粘着磨损。,2020/6/5,.,81,2020/6/5,.,82,（六）石墨内缘磨损,高温泵密封，压盖通冷却水，高温下冷却水结垢，磨掉石墨内缘，同时动环堵塞，无补偿性。（改用软化水或低压水蒸气）,2020/6/5,.,83,（七）石墨环台阶过早全磨掉,1、介质润滑性差（如丁烯等），非平衡型机械密封，无冲洗、冷却。2、石墨质量差，质地粗，不耐磨。,2020/6/5,.,84,（八）石墨环外缘出现缺口,冲洗量过大，冲洗孔正对着石墨，石墨环被冲蚀出现缺口。,2020/6/5,.,85,（九）石墨环断裂,1、轻烃类介质直径较大，没有冲洗等辅助设施，PV值大，摩擦热不易散失，密封面间汽化，使石墨环温度升高。因石墨传热好，使辅助密封圈升温膨胀（PTFE），挤压力大。同时密封端面附近存在膨胀热应力。二力作用，使石墨断裂。2、平衡型密封，由于安装失误，轴套台阶顶住动环台阶，轴向力太大，造成石墨断裂。,2020/6/5,.,86,2020/6/5,.,87,（十）石墨环出现蚀坑(大小不等15mm，形状不规则),多发生在高粘度介质（如100左右的渣油）泵上，因表面受挤压应力，同时又处于滑动状态。石墨表面内部受剪切应力。粘度越大，摩擦力越大，剪切应力越大，当超过石墨强度时，表面发生剥落，表现出来就出现蚀坑。,2020/6/5,.,88,（十一）硬质合金表面灼伤和裂纹,2020/6/5,.,89,密封面上有环状沟纹是由于密封表面汽化的结果（密封腔中仍为液态），那么，表面灼伤，产生热裂纹则是密封腔中液体已经汽化或抽空，即摩擦副属于干或半干摩擦，表面温度急剧升高，摩擦副过热，一旦液体重新出现，摩擦副被急剧冷却，产生很大的温度应力。对于导热性好和强度高的材料（如WC），出现擦亮和变色的痕迹。有时在密封表面出现裂纹，对导热性差，强度低的材料（堆焊）表面出现径向裂纹。无论哪中材料在环表面都会出现环状沟纹。,2020/6/5,.,90,（十二）其他故障简介,1、镶嵌环松脱在高温泵（或PV值高的场合）镶嵌环易松脱产生泄漏。如介质为重油、渣油等，环与座之间有油渍，但磨损小（因润滑性好），如介质是汽油，液态轻，环与座之间有磨损，但无油渍。2、辅助密封圈失效方式（1）如图，镶嵌环松脱，端面磨损。（2）4FV圈唇部卷边（密封腔汽蚀产生。）（3）4F由白色变成灰黄色，两件粘在一起；橡胶出现龟裂粘在密封环上。（泵抽空，密封面干摩擦所致）。（4）仅仅靠径向密封的密封圈，使用过程中，橡胶老化失弹，4F冷流变形，失去过盈量造成泄漏。,2020/6/5,.,91,2020/6/5,.,92,3、传动机构失效密封的传动件常常是紧定螺钉，传动螺钉，传动销，凸缘，拔叉，甚至是单只大弹簧，造成他们的失效常常是：（1）高温使其松动；（2）泵的汽蚀或非补偿环安装倾斜,造成振动冲击磨损；（3）端面比压过高或频繁大幅波动；（4）组对不当（易咬合）使摩擦系数高，润滑性不好；（5）开、停车频繁或受力过大。,2020/6/5,.,93,4、弹簧断裂（1）设计不当（弹簧指数过小，c=D/d应4（58）、材料缺陷、制造不良、疲劳裂纹扩展造成。（2）应力，腐蚀断裂。（3）过载断裂。5、轴套（靠补偿环密封圈处）出现麻坑（1）泵内介质汽蚀（2）非