机械密封基础知识

机械密封基础知识,烟台万华聚氨酯股份有限公司保全车间赵元经,什么是机械密封？,机械密封也称端面密封，其至少有一对垂直于旋转轴线的端面，该端面在流体压力及补偿机械弹力的作用下，加之辅助密封的配合，与另一端面保持贴合并相对转动，从而防止流体泄漏。,机械密封的组成,1,2,3,4,4,A.由静环和动环组成的一对密封端面，也称摩擦副。B.以弹性元件为主的补偿缓冲机构（弹簧、波纹管）。C.辅助密封圈(O形、V形、橡胶皮碗等）D.使动环和轴一起旋转的传动机构。E.其它零部件（轴套、压盖、定位销、垫片等）,机械密封结构,机械密封优点,密封性能好使用寿命长轴或轴套无磨损轴功率消耗小不需经常调整应用范围广,机械密封分类,单端面和双端面内装式和外装式平衡型与非平衡型弹簧内置式和弹簧外置式弹簧式和波纹管式普通两部件式和集装式多（小）弹簧型和单（大）弹簧型,机械密封原理,依靠介质压力和弹簧力使动静环之间的密封端面紧密贴合.防止介质通过轴向泄漏装有动环密封圈.而静环密封圈阻止了沿静环和压盖之间的泄漏;,机械密封的密封失效原因分析,一、泵用机械密封种类繁多，型号各异，但泄漏点主要有五处：（l）轴套与轴间的密封；（2）动环与轴套间的密封；（3）动、静环间密封；（4）对静环与静环座间的密封；（5）密封端盖与泵体间的密封。,机械密封的密封失效原因分析,1.安装静试时泄漏根据泄漏量和泄漏情况来判断泄漏位置,2.试运转时出现的泄漏泵用机械密封经过静试后，运转时高速旋转产生离心力，会抑制介质的泄漏。因此，试运转时机械密封泄漏在排除轴间及端盖密封失效后，基本上都是由于动、静环摩擦副受破坏所致。引起摩擦副密封失效的因素主要有以下这些原因：,机械密封的密封失效原因分析,（l）操作中，因抽空、气蚀、憋压等异常现象，引起较大的轴向力，使动、静环接触面分离；（2）对安装机械密封时压缩量过大，导致摩擦副端面严重磨损、擦伤；（3）动环密封圈过紧，弹簧无法调整动环的轴向浮动量；（4）静环密封圈过松，当动环轴向浮动时，静环脱离静环座；（5）工作介质中有颗粒状物质，运转中进人摩擦副，探伤动、静环密封端面（6）设计选型有误，密封端面比压偏低或密封材质冷缩性较大等。上述现象在试运转中经常出现，有时可以通过适当调整静环座等予以消除，但多数需要重新拆装，更换密封。,机械密封的密封失效原因分析,3.正常运转中突然泄漏离心泵在运转中突然泄漏少数是因正常磨损或已经达到使用寿命，而大多数是由于工况变化较大或操作维护不当引起的。1.抽空、气蚀或长时间憋压，导致密封破坏。2.泵实际输出量偏小，大量介质泵内循环，热量积聚，引起汽化，导致密封失效。3.长时间停运，重新起动没有手动盘车，摩擦副因粘结而此扯坏密封面。4.介质中腐蚀性、聚合性、结胶性物质增多。5.环境温度急剧变化。6.工况频繁变化或调整。,机械密封的密封失效原因分析,由于腐蚀而引起的机械密封失效a）密封面点蚀，甚至穿透。b）由于碳化钨环与不锈钢座等焊接，使用中不锈钢座易产生晶间腐蚀；c）焊接金属波纹管、弹簧等在应力与介质腐蚀的共同作用下易发生破裂。,机械密封的密封失效原因分析,由于高温效应而产生的机械密封失效热裂是高温油泵，如油渣泵、回炼油泵、常减压塔底泵等最常见的失效现象，在密封面处由于干摩擦、冷却水突然中断，杂质进入密封面、抽空等情况下，都会导致环面出现径向裂纹；b）石墨炭化是使用碳石墨环时密封失效的主要原因之一。由于在使用中，如果石墨环一旦超过许用温度（一般在-105250）时，其表面会析出树脂，摩擦面附近树脂会发生炭化，当有粘结剂时，会发泡软化，使密封面泄漏增加，密封失效；c）辅助密封件（如氟橡胶、乙丙橡胶、全橡胶）在超过许用温度后，将会迅速老化、龟裂、变硬失弹。现在所使用的柔性石墨耐高温、耐腐蚀性较好，但其回弹性差。而且易脆裂，安装时容易损坏。,机械密封的密封失效原因分析,由于密封端面的磨损而造成的密封失效：a）摩擦副所用的材料耐磨性差、摩擦系数大、端面比压（包括弹簧比压），过大等,都会缩短机械密封的使用寿命，b）对于含有固体颗粒介质，密封面进入固体颗粒是导致使密封失效的主要原因。固体颗粒进入摩擦副端面起研磨剂作用，使密封发生剧烈磨损而失效。密封面合理的间隙，以及机械密封的平衡程度，还有密封端面液膜的闪蒸等都是造成端面打开而使固体颗粒进入的主要原因。c）机械密封的平衡程度也影响着密封的磨损。,机械密封的密封失效原因分析,因安装、运转或设备本身所产生的误差而造成机械密封泄漏a）由于安装不良，造成机械密封泄漏。主要表现在以下几方面：1）动、静环接触表面不平，安装时碰伤、损坏；2）动、静环密封圈尺寸有误、损坏或未被压紧；3）动、静环表面有异物；4）动、静环V型密封圈方向装反，或安装时反边；5）轴套处泄漏，密封圈未装或压紧力不够；6）弹簧力不均匀，单弹簧不垂直，多弹簧长短不一；7）密封腔端面与轴垂直度不够；,机械密封的密封失效原因分析,b）设备在运转中，机械密封发生泄漏的原因主要有：1）泵叶轮轴向窜动量超过标准，转轴发生周期性振动及工艺操作不稳定，密封腔内压力经常变化等均会导致密封周期性泄漏；2）摩擦副损伤或变形而不能跑合引起泄漏；3）密封圈材料选择不当，溶胀失弹；4）大弹簧转向不对；5）设备运转时振动太大；6）动、静环与轴套间形成水垢使弹簧失弹而不能补偿密封面的磨损；7）密封环发生龟裂等。c）泵在停一段时间后再启动时发生泄漏，这主要是因为摩擦副附近介质的凝固、结晶，摩擦副上有水垢、弹簧腐蚀、阻塞而失弹。d）泵轴扰度太大。,机械密封安装,以一台单级卧式双吸泵为例：,机械密封安装,泵解体,机械密封安装,检查轴套光洁度直径长度当不符合要求时必须更换,机械密封安装,检查填料腔尺寸直径深度端面平整度垂直度,机械密封安装,打磨轴套,机械密封安装,端面清理,机械密封安装,轴套润滑涂防卡剂,机械密封安装,机封润滑涂防卡剂,可用硅脂、黄油、凡士林,机械密封安装,预先套入要求轻缓,机械密封安装,轴的装配,机械密封安装,整体调整,机械密封安装,清理填料腔端面清理余胶中分面纸垫,机械密封安装,端面施胶保证密封,机械密封安装,动环与轴的定位要求依次