机械密封培训12

1、机械密封培训机械密封培训机械密封的发展历程机械密封的发展历程最早在最早在19世纪末期出现机械密封的雏形世纪末期出现机械密封的雏形,结构相当简单，仅由一个橡胶弹性体和金结构相当简单，仅由一个橡胶弹性体和金属（壳体）相摩擦，如图所示属（壳体）相摩擦，如图所示二战期间二战期间,美国开始在化工流程泵上使用美国开始在化工流程泵上使用机械密封机械密封,二战后二战后,随着石油化工行业的迅随着石油化工行业的迅猛发展，机械密封在西方国家也发展迅速猛发展，机械密封在西方国家也发展迅速,至至70年代年代,西方国家的炼油行业的流程泵西方国家的炼油行业的流程泵80%采用机械密封采用机械密封,机械密封的应用范围机械密封的

2、应用范围也迅速扩大。其结构类型、端面材料的使也迅速扩大。其结构类型、端面材料的使用也迅速增加。用也迅速增加。我国在我国在50年代末期，开始进行机械密封年代末期，开始进行机械密封的研究，至的研究，至70年代年代,形成了我国标准的形成了我国标准的JB1472标准的泵用和标准的泵用和HG5-748-78；HG5-751756-78釜用两大系列机械密封，釜用两大系列机械密封，奠定了我国机械密封行业的基础。奠定了我国机械密封行业的基础。1.1发展进程发展进程 自1885年问世以来，机械密封就随着工业技术和产业的不断发展而进步，其发展进程可用表来说明。年代历史事件PsV值水平/(MPam/s)发展的动力1

3、88518851900190019081908191919191920192019301930194019401945194519571957英国第一个端面密封的专利英国第一个端面密封的专利开始用于轴承密封开始用于轴承密封汽轮机上出现几个端面密封汽轮机上出现几个端面密封出现单端面密封出现单端面密封用于小型家用冷冻压缩机和用于小型家用冷冻压缩机和 车水泵车水泵用于内燃机水泵用于内燃机水泵在一定程度上解决轻烃泵密封在一定程度上解决轻烃泵密封出现平衡型和中间环高压高速机出现平衡型和中间环高压高速机械密封械密封美国西乐美国西乐SealolSealol公司第一个金属公司第一个金属波纹管机械密封高温密封波

4、纹管机械密封高温密封1.01.03.043.0414.714.73030液压传动、蒸汽机和机床产生液压传动、蒸汽机和机床产生作为油封作为油封结构上单、双端面密封形成机械结构上单、双端面密封形成机械密封密封机械加工和材料方面的技术进步机械加工和材料方面的技术进步石油化工发展；石墨、陶瓷、硬石油化工发展；石墨、陶瓷、硬质合金等新材料；密封面粗糙度质合金等新材料；密封面粗糙度的改进，由的改进，由R Ra a0.2m0.2m改为改为 R Ra a0.05m0.05m航空、石油化工等工业要求航空、石油化工等工业要求 （400400以上）以上）年代历史事件PsV值水平/(MPam/s)发展的动力19601

5、9601963-1963-1969196919741974197719771985198519901990年以年以后后出现热流体动力楔机械密封流出现热流体动力楔机械密封流体体流体静压密封、流体动压密封流体静压密封、流体动压密封及及工工业上应用业上应用出现新的密封面材料碳化硅和出现新的密封面材料碳化硅和 优质不同浸渍碳石墨优质不同浸渍碳石墨出现各种密封的组合机械密封出现各种密封的组合机械密封 和螺旋槽干运转气体密封工业和螺旋槽干运转气体密封工业应用应用密封面变形协调和材料合适配密封面变形协调和材料合适配 对工艺流体的零泄漏和零逸出对工艺流体的零泄漏和零逸出密封技术迅速发展密封技术迅速发展非接触非

6、接触( (表面改形技术表面改形技术) )机械机械 密封发展密封发展16716726726735335350050070070010001000原子能工业要求；结构上出现原子能工业要求；结构上出现 流体静压、流体动压和热流体流体静压、流体动压和热流体动压密封动压密封( (动力楔和动压垫效应动力楔和动压垫效应) )宇航和核电特殊要求；结构上宇航和核电特殊要求；结构上 出现多级密封；材料有碳化硅出现多级密封；材料有碳化硅和优质碳石墨和优质碳石墨由于宇航和核电需要，出现螺由于宇航和核电需要，出现螺 定定机械密封、浮环机械密封、浮环机械密机械密封和螺旋槽密封封和螺旋槽密封用于高用于高PVPV值热水泵密封

7、，环境值热水泵密封，环境保护、长寿命和安全生产要求保护、长寿命和安全生产要求 API610API610、API682API682、STLE SP-30STLE SP-30等新标准等新标准用激光加工、表面改形技术、用激光加工、表面改形技术、计算机技术和密封设计理论发计算机技术和密封设计理论发展展机械密封基础机械密封基础 第一部分第一部分 什么是机械密封？ 机械密封也称端面密封，其至少有一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

8、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。转动，从而防止流体泄漏。 机械密封的组成 A. 由静环和动环组成的一对密封端面，也称摩擦副。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）。以弹性元件为主的补偿缓冲机构（弹簧、波纹管）。 C.辅助密封圈辅助密封圈(O形、形、V形、橡胶皮碗等）形、橡胶皮碗等） D.使动环和轴一起旋转的传动机构。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）其它零部件（轴套、压盖、定位销、垫片等）为什么要使用机械密封 密封性能好密封性能好 使用寿命长使用寿命长 轴或轴套无磨损轴

9、或轴套无磨损 轴功率消耗小轴功率消耗小 不需经常调整不需经常调整 应用范围广应用范围广 机械密封分类l单端面和双端面单端面和双端面 l内装式和外装式内装式和外装式l平衡型与非平衡型平衡型与非平衡型l弹簧内置式和弹簧外置式弹簧内置式和弹簧外置式l弹簧式和波纹管式弹簧式和波纹管式l普通两部件式和集装式普通两部件式和集装式l多（小）弹簧型和单（大）弹簧型多（小）弹簧型和单（大）弹簧型优点：优点：价格低廉价格低廉安装方便安装方便缺点：缺点：泄漏量大（每分钟约泄漏量大（每分钟约7滴滴)轴磨损严重轴磨损严重轴功率损耗大轴功率损耗大经常需要调整经常需要调整使用寿命短使用寿命短（分离式、非平衡型、单个大弹簧分

10、离式、非平衡型、单个大弹簧 ）优点：优点：初始价格较低初始价格较低缺点：缺点：容易产生人为安装误差容易产生人为安装误差弹簧和介质接触易堵塞弹簧和介质接触易堵塞O形圈及动静环材质不过形圈及动静环材质不过关动环受弹簧力不均关动环受弹簧力不均端面比压受介质影响大端面比压受介质影响大使用寿命低使用寿命低 （分离式、多弹簧）（分离式、多弹簧）优点：优点：动环受弹簧力均匀动环受弹簧力均匀价格较低价格较低缺点：缺点：同第一代机械密封同第一代机械密封（卡式或集装式（卡式或集装式）优点：优点：无人为安装误差无人为安装误差弹簧不与介质接触不会堵塞弹簧不与介质接触不会堵塞优异的优异的O形圈及动静环材质形圈及动静环材

11、质密封环有良好的补偿性密封环有良好的补偿性O形圈无磨损形圈无磨损设计寿命设计寿命3年年机械密封安装、使用技术要领机械密封安装、使用技术要领1)、设备转轴的径向跳动应0.04毫米，轴向窜动量不允许大于0.1毫米； 2)、设备的密封部位在安装时应保持清洁，密封零件应进行清洗，密封端面完好无损，防止杂质和灰尘带入密封部位； 3)、在安装过程中严禁碰击、敲打，以免使机械密封摩擦付破损而密封失效； 4)、安装时在与密封相接触的表面应涂一层清洁的机械油，以便能顺利安装； 5)、安装静环压盖时，拧紧螺丝必须受力均匀，保证静环端面与轴心线的垂直要求； 6)、安装后用手推动动环，能使动环在轴上灵活移动，并有一定

12、弹性； 7)、安装后用手盘动转轴、转轴应无轻重感觉； 8)、设备在运转前必须充满介质，以防止干摩擦而使密封失效；机械密封冲洗方案及特点机械密封冲洗方案及特点 冲洗的目的在于防止杂质集积，防止气囊形成，保持和改善润滑等，当冲洗液温度较低时，兼有冷却作用。冲洗的方式主要有如下： 一、内冲洗一、内冲洗 1、正冲洗、正冲洗 1）特点：利用工作主机的被密封介质，由泵的出口端通过管路引入密封腔。 2）应用：用于清洁流体， p1稍大于p进，当温度高或有杂质时，可在管路上设置冷却器、过滤器等 2、反冲洗、反冲洗1）特点：利用工作主机的被密封介质，由泵的出口端引入密封腔，冲洗后通过管路流回泵入口。2）应用：用于

13、清洁流体，且p进p1p出，当温度高或有杂质时，可在管路上设置冷却器、过滤器等。3、全冲洗、全冲洗1）特点：利用工作主机的被密封介质，由泵的出口端通过管路引入密封腔，冲洗后再经管路流回泵入口。 二、外冲洗二、外冲洗 特点：引入外系统与被密封介质相容的清洁流体至密封腔进行冲洗。 应用：外冲洗液压力应比被密封介质大0.05-0.1MPa，适用于介质为高温或固体颗粒的场合。冲洗液的流量应保证带走热量，还需满足冲洗的需要，不会产生对密封件的冲蚀。为此，需控制密封腔的压力和冲洗的流速，一般清洁冲洗液的流速应小于5m/s;含有颗粒的浆状液体须小于3m/s，为达到上述的流速值，冲洗液与密封腔压力的差值应0.5

14、MPa，一般取0.05-0.1MPa，对双端面机械密封可取0.1-0.2MP.冲洗液进入和排出密封腔的孔口位置，应设置在密封端面附近，且应在靠近动环侧，为了防止石墨环被冲蚀或因冷却不均引起温差变形，以及杂质堆积和结焦等，可采用切向引入或多点冲洗.必要时，冲洗液可以是热水或蒸汽。 机械密封典型失效原因分析机械密封典型失效原因分析一、机械密封本身问题一、机械密封本身问题 1、镶装不到位或不平整。 2、载荷系数太大或端面比压设计不合理。 3、材质选用不当。 4、密封面不平。 5、密封面太宽或太窄。 二、辅助系统问题二、辅助系统问题 1、工况条件复杂，但没有冲洗等辅助设施。2、冲洗管堵塞。3、冷却管结

15、垢。五个泄漏渠道五个泄漏渠道： 、静环与动环的端面之间：旋转动密封， 主要泄漏通道；、静环与密封压盖之间：静密封；、动环与旋转轴（轴套）之间：往复密封；、密封压盖与壳体之间：静密封；、轴套与轴之间：静密封；五个泄漏渠道五个泄漏渠道十个泄漏渠道十个泄漏渠道：常见的渗漏现象常见的渗漏现象 ： 机械密封渗漏的比例占全部维修泵的机械密封渗漏的比例占全部维修泵的50 %50 %以上，机械密封的运行以上，机械密封的运行好坏直接影响到水泵的正常运行，现总结分析如下：好坏直接影响到水泵的正常运行，现总结分析如下：周期性渗漏：周期性渗漏：（1 1）泵转子轴向窜动量大，辅助密封与轴的过盈量大，动环）泵转子轴向窜动

16、量大，辅助密封与轴的过盈量大，动环不能在轴上灵活移动。在泵翻转，动、静环磨损后，得不到补偿位不能在轴上灵活移动。在泵翻转，动、静环磨损后，得不到补偿位移。移。对策：在装配机械密封时，轴的轴向窜动量应小于对策：在装配机械密封时，轴的轴向窜动量应小于0 01mm 1mm ，辅助密封与轴的过盈量应适中，在保证径向密封的同时，动环装配辅助密封与轴的过盈量应适中，在保证径向密封的同时，动环装配后保证能在轴上灵活移动（把动环压向弹簧能自由地弹回来）。后保证能在轴上灵活移动（把动环压向弹簧能自由地弹回来）。（2 2）密封面润滑油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面。）密封面润滑油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面。对

17、策：油室腔内润滑油面高度应加到高于动、静环密封面。对策：油室腔内润滑油面高度应加到高于动、静环密封面。（3 3）转子周期性振动。原因是定子与上、下端盖未对中或叶）转子周期性振动。原因是定子与上、下端盖未对中或叶轮和主轴不平衡，汽蚀或轴承损坏（磨损），这种情况会缩短密封轮和主轴不平衡，汽蚀或轴承损坏（磨损），这种情况会缩短密封寿命和产生渗漏。寿命和产生渗漏。对策：可根据维修标准来纠正上述问题对策：可根据维修标准来纠正上述问题。由于压力产生的渗漏：由于压力产生的渗漏：（1 1）高压和压力波造成的机械密封渗漏由于弹簧比压力及）高压和压力波造成的机械密封渗漏由于弹簧比压力及总比压设计过大和密封腔内压力

18、超过总比压设计过大和密封腔内压力超过3MPa 3MPa 时，会使密封端时，会使密封端面比压过大，液膜难以形成，密封端面磨损严重，发热量增面比压过大，液膜难以形成，密封端面磨损严重，发热量增多，造成密封面热变形。多，造成密封面热变形。对策：在装配机封时，弹簧压缩量一定要按规定进行，不允对策：在装配机封时，弹簧压缩量一定要按规定进行，不允许有过大或过小的现象，高压条件下的机械密封应采取措施。许有过大或过小的现象，高压条件下的机械密封应采取措施。为使端面受力合理，尽量减小变形，可采用硬质合金、陶瓷为使端面受力合理，尽量减小变形，可采用硬质合金、陶瓷等耐压强度高的材料，并加强冷却的润滑措施。等耐压强度

19、高的材料，并加强冷却的润滑措施。（2 2）真空状态运行造成的机械密封渗漏泵在起动、停机过）真空状态运行造成的机械密封渗漏泵在起动、停机过程中，由于泵进口堵塞，抽送介质中含有气体等原因，有可程中，由于泵进口堵塞，抽送介质中含有气体等原因，有可能使密封腔出现负压，密封腔内若是负压，会引起密封端面能使密封腔出现负压，密封腔内若是负压，会引起密封端面干摩擦，内装式机械密封会产生漏气（水）现象，真空密封干摩擦，内装式机械密封会产生漏气（水）现象，真空密封与正压密封的不同点在于密封对象的方向性差异，而且机械与正压密封的不同点在于密封对象的方向性差异，而且机械密封也有其某一方向的适应性。密封也有其某一方向的

20、适应性。对策：采用双端面机械密封，这样有助于改善润滑条件，提对策：采用双端面机械密封，这样有助于改善润滑条件，提高密封性能。高密封性能。由于介质引起的渗漏：由于介质引起的渗漏：（1 1）大多数潜污泵机械密封拆解后，静环和动环的辅助密封件无）大多数潜污泵机械密封拆解后，静环和动环的辅助密封件无弹性，有的已经腐烂，造成了机封的大量渗漏甚至有磨轴的现象。弹性，有的已经腐烂，造成了机封的大量渗漏甚至有磨轴的现象。由于高温、污水中的弱酸、弱碱对静环和动环辅助橡胶密封件的腐由于高温、污水中的弱酸、弱碱对静环和动环辅助橡胶密封件的腐蚀作用，造成了机械渗漏过大，动、静环橡胶密封圈材料为丁腈蚀作用，造成了机械渗

21、漏过大，动、静环橡胶密封圈材料为丁腈40 40 ，不耐高温，不耐酸碱，当污水为酸性碱性时易腐蚀。，不耐高温，不耐酸碱，当污水为酸性碱性时易腐蚀。对策：对腐蚀性介质，橡胶件应选用耐高温、耐弱酸、弱碱的氟橡对策：对腐蚀性介质，橡胶件应选用耐高温、耐弱酸、弱碱的氟橡胶。胶。（2 2）固体颗粒杂质引起的机械密封渗漏如果固体颗粒进入密封端）固体颗粒杂质引起的机械密封渗漏如果固体颗粒进入密封端面，将会划伤或加快密封端面的磨损，水垢和油污在轴（套）表面面，将会划伤或加快密封端面的磨损，水垢和油污在轴（套）表面的堆积速度超过摩擦副的磨损速度，致使动环不能补偿磨耗位移，的堆积速度超过摩擦副的磨损速度，致使动环不

22、能补偿磨耗位移，硬对硬摩擦副的运转寿命要比硬对石墨摩擦副的长，因为固体颗粒硬对硬摩擦副的运转寿命要比硬对石墨摩擦副的长，因为固体颗粒会嵌入石墨密封环的密封面内。会嵌入石墨密封环的密封面内。对策：在固体颗粒容易进入的位置应选用碳化钨对碳化钨摩擦副的对策：在固体颗粒容易进入的位置应选用碳化钨对碳化钨摩擦副的机械密封。机械密封。因其他问题引起的机械密封渗漏：因其他问题引起的机械密封渗漏：机械密封中还存在设计、选择、安装等不够合机械密封中还存在设计、选择、安装等不够合理的地方。理的地方。（1 1）弹簧压缩量一定要按规定进行，不允许有过大）弹簧压缩量一定要按规定进行，不允许有过大或过小的现象，误差或过小

23、的现象，误差2mm 2mm ，压缩量过大增加端面，压缩量过大增加端面比压，摩擦热量过多，造成密封面热变形和加速端比压，摩擦热量过多，造成密封面热变形和加速端面磨损，压缩量过小动静环端面比压不足，则不能面磨损，压缩量过小动静环端面比压不足，则不能密封。密封。（2 2）安装动环密封圈的轴（或轴套）端面及安装静）安装动环密封圈的轴（或轴套）端面及安装静环密封圈的密封压盖（或壳体）的端面应倒角并修环密封圈的密封压盖（或壳体）的端面应倒角并修光，以免装配时碰伤动静环密封圈光，以免装配时碰伤动静环密封圈。机封正常运行和维护问题机封正常运行和维护问题1 1. . 启动前的准备工作及注意事项启动前的准备工作及注意事项 a.a.全面检查机械密封，以及附属装置和全面检查机械密封，以及附属装置和管线安装是否齐全，是否符合技术要管线安装是否齐全，是否符合技术要求。求。 b.b.机械密封启动前进行静压试验，检查机械密封启动前进行静压试验，检查机械密封是否有泄漏现象。若泄漏较多，机械密封是否有泄漏现象。若泄漏较多，应查清原因设法消除。如仍无效，则应拆应查清原因设法消除。如仍无效，则应拆卸检查并重新安装。一般静压试验压力用卸检查并重新安装。一般静压试验压力用2-32-3公斤公斤/ /平方厘米。平方厘米。 c.c.按泵旋向盘车，检查是否轻快均匀。