机械密封使用及维护

1、2020/7/1,1,机械密封使用及维护 榆林炼油厂专用稿件 主讲人：许斌 2013-8-15,2020/7/1,2,目录,2020/7/1,3,第一部分 机械密封原理及分类,机械密封是一种流体旋转机械的轴封装置。比如离心泵、离心机、反应釜和压缩机等设备。由于传动轴贯穿在设备内外，这样，轴与设备之间存在一个圆周间隙，设备中的介质通过该间隙向外泄漏，因此必须有一个阻止泄漏的轴封装置。轴封的种类很多，现如今机械密封是最主要的轴封方式。,机械密封的基本概念,机械密封的定义 由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用以及辅助密封的配合下，保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄

2、漏的装置。又称为“端面密封”。,机械密封的基本概念,机械密封的基本元件,机械密封的基本元件： 1、摩擦副； 2、弹性元件； 3、辅助密封件； 4、传动件； 5、防转件； 6、紧固件,机械密封的可能泄露途径,机械密封的泄漏途径 1）、密封副密封面处泄漏； 2）、静环与压盖的辅助密封处泄漏 3）动环与轴（或轴套）的辅助密封处泄漏； 4）、压盖与密封箱体之间的泄露； 5）、轴套与轴密封处泄漏；,机械密封的分类,1、按密封端面接触状态分类： 接触式密封与非接触式密封 接触式密封： 密封面微凸体接触的机械密封，密封面间隙h=0.51um。普通的机械密封均属接触式机械密封。 非接触式机械密封： 指密封面微

3、凸体不接触的机械密封，密封面间隙h2um，对于流体静压密封h1.5um,机械密封的分类,2、按介质泄漏方向： 介质在密封端面的泄露方向与离心力的方向相反的密封称为内流式机械密封 特点：泄漏量较外流式小,介质在密封端面的泄露方向与离心力的方向相同的密封称为外流式机械密封 特点：密封介质在密封端面间的泄漏方向与离心力方向相同，泄漏量较内流式,机械密封的分类,3、按密封端面的数量 单端面机械密封:由一对密封面组成； 双端面机械密封：由两对密封端面组成； 多端面机械密封：由两对以上的密封端面组成；,2020/7/1,11,为什么要采用双封 采用双封并不是简单地因为“两个一定比一个好” 和单封相比，双封

4、比较复杂，成本高且维护起来不如单封简单 通常采用双封的工况是: 易于发生火灾的工况 密封工况较恶劣 对环境和工业卫生情况要求较严 高磨蚀、腐蚀性强的工况 在这些情况下，一般不采用单封，而采用带压或不带压双封,2020/7/1,12,双封的基本形式,提示： 1、外密封只作短时间备用密封， 即用于短时间的停车维修. 2、外密封长时间的运转将失去安装双密封的意义和目的,2020/7/1,13,双封的基本形式,不带压双封 适用于较危险的流体有毒的、易燃的 可有效控制内密封的泄漏 介质对内密封起作用；缓冲液对外密封起作用 内密封承受的是密封腔压力; 外密封处 于常压或较低压强下工作,2020/7/1,1

5、4,双封的基本形式,带压双封 适用于极其危险的流体或当流体介质中含有较多的磨蚀性颗粒的情况 隔离液对内密封和外密封同时起作用 隔离液压力必须高于密封腔压力 隔离液泄漏到泵和工艺介质中 介质不会泄漏到大气中,2020/7/1,15,第二部分 机械密封常用冲洗方案,2020/7/1,16,一套完整的、合格的密封设计必须考虑到： 1、是否为密封创造了最佳的运行环境； 2、是否对装置环境保护； 3、是否投入最低成本。,2020/7/1,17,PLAN02,管道和仪表流程图,密封腔细部图,方案说明： 无冲洗流体循环，密封腔一端封闭的情况下,2020/7/1,18,PLAN 11,管道和仪表流程图,密封腔

6、细部图,方案说明： 从泵的出口通过限流孔板到密封的循环过程。冲洗液进入密封腔靠近机械密封端面处冲洗端面，然后穿过密封腔回流到泵。,2020/7/1,19,PLAN 13,管道和仪表流程图,密封腔细部图,方案说明： 从泵的密封腔通过限流孔板后回到泵入口的循环过程,2020/7/1,20,PLAN 21,管道和仪表 流程图,密封腔细部图,方案说明： 从泵的出口通过换热器然后进入密封腔的循环过程。,2020/7/1,21,PLAN 23,管道和仪表流程图,密封腔细部图,方案说明： 从密封腔出口通过换热器 回到密封腔的局部循环,2020/7/1,22,PLAN 31,管道和仪表流程图,密封腔细部图,方

7、案说明： 从泵的出口通过旋液分离器把洁净液体输送到密封腔的循环过程。固体颗粒被送到泵的入口管线,2020/7/1,23,PLAN 32,管道和仪表流程图,密封腔细部图,方案说明： 外来的冲洗液注入 到密封腔内。,b,a,2020/7/1,24,PLAN 52,管道和仪表流程图,密封腔细部图,方案说明： 外部储液罐为配置2型密封的外侧密封提供缓冲液。正常 操作时，由内部泵送环来保持缓冲液循环。储液罐通常连续排放蒸汽至蒸汽回收系统，并保持比密封腔小的压力,2020/7/1,25,PLAN 53A,管道和仪表流程图,密封腔细部图,方案说明： 外设加压隔离液储液罐提供洁净的液体给布置方式3外部密封腔。

8、循环由内部泵送环完成。隔离液压力大于被密封的工艺流体压力。,2020/7/1,26,PLAN 53B,管道和仪表流程图,密封腔细部图,方案说明： 由外部管道系统为布置方式3密封装置的外侧密封提供液体。预先加了压的囊式蓄能器提供压力给循环系统。流动由内部泵送环维持。循环系统中的热量由空气冷却或水冷却换热器除去。,2020/7/1,27,PLAN 62,管道和仪表流程图,密封腔细部图,方案说明： 由外源提供急冷液，所以需要急冷是为了防止固体颗粒在密封的大气侧积聚，通常；配合很小的截流衬套使用。,2020/7/1,28,第三部分 机械密封安装注意事项,安装步骤： 准备 准备好所要安装的密封后，检查进

9、行安装的机械密封的型号、规格是否无误。查阅密封工作图，注意拆泵时各件拆装顺序。拆泵，将旧的填料或机封拆除。 检查泵上与轴套、压盖相接触的金属件表面是否完好。 为了避免非金属元件（如“”圈)的 损伤，应在有非金属元件滑过的所有台肩部 位加工出2x30倒角，所有尖角倒圆并修 光滑，在键槽或沉孔处倒掉所有棱角，有密 封圈滑移的直径处金属表面粗糙度Ra应小于0.8m，静密封圈处的金属表面粗糙度Ra应小于3.2m。 清洁密封腔体，并检查各安装表面是否有损伤痕迹。 检查与机械密封相关的安装连接尺寸是否与机械密封工作图相符。,安装步骤： 1、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

10、否符合技术要求。主要有以下几个方面： 1.1、轴跳（检查密封安装处的轴跳，轴跳最大值不超过0.05mm）,用手使轴旋转 记录指示仪上的读数,1.2、垂直度（密封腔止口端面与轴的垂直度最大值在密封腔直径每10mm距离上不超过0.005mm）,用手使轴旋转 记录指示仪上的读数,1.3、轴窜（轴窜最大值不超过0.08mm FIM. 密封通过处的轴及轴套要去除毛刺和尖角）,用手使轴旋转 记录指示仪上的读数,1.4、同轴度（同轴度最大值不超过0.1mm FIM.）,用手使轴旋转 记录指示仪上的读数,2、擦净各部件，对滑移部位添加润滑剂，该润滑剂要与密封材料及介质相容。 推荐使用润滑剂：肥皂水、水、硅润滑

11、脂、乙二醇或甘油。 3、根据装配图来确定密封的安装位置和安装的尺寸公差,安装位置,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,机械密封按图纸要求安装到位。 紧固固定压盖的螺母时，要均匀拧紧各螺母，以免压盖偏斜。紧固螺母后注意检查压盖与轴之间间隙是否均匀，如果有干涉，需拆卸调整，以免导致密封损伤。 组装泵其余各件，安装完毕后。手动盘车转动泵轴，检查静环、压盖与轴套之间和旋转件与密封腔之间有无摩擦，泵轴转动一周应感觉用力均匀。如转不动轴或转一周局部用力很大，则应检查密封是否存在安装问题，必要时应拆泵查找问题后重装。 依据泵或密封工作图，连接密封辅助系统管线，同时要保

12、证管路系统清洁，保证机封工作环境整洁，注意管路排布，排气充分，防止局部滞留气体影响循环。,对于双支撑泵 安装双支撑泵的密封，将整套密封从轴端套入缓慢推到密封腔中，注意轴套键槽要对准轴上的键，类似图十七结构的密封，要将轴套推到位后固定压盖，轴封圈需待压盖固定后安装。类似图十六结构的密封，将整套密封推到位，压盖进入止口并压住压盖垫后固定压盖。对于用传动环定位和传动的轴套或用胀紧圈固定传动的轴套，均匀拧紧传动环上螺钉固定轴套。最后不要忘记拆移限位板。,对于悬臂泵： 一般悬臂泵的轴套直接用叶轮压紧固定，用键传动。安装时，可将整套密封套装到轴上，再装泵盖固定密封压盖。也可以先将整套密封装到泵盖上并固定密

13、封压盖，再装到泵轴上。注意轴封垫和压盖垫要安装到位。将泵盖与悬架固定后，可装叶轮键、叶轮等其它件。,安装注意事项 机械密封的安装步骤与所使用设备的结构紧密相关，应结合设备特点安装 安装各部分零件时，应细致均匀的用力，以防止端面变形及脆性元件的损坏。 去除轴套或轴上的毛刺和尖角，在有密封圈划过的部位均要求加工出1-3mmx15-30度的倒角，以防止安装时损坏密封圈。 最好不要对密封端面使用润滑剂。 安装时为减少摩擦应用水或酒精润滑，或用硅脂润滑所有O圈弹性元件滑动表面。 安装时应避免接触密封面，不要将密封面朝下，也不要侧放,乙丙橡胶材质不可接触矿物油。 安装聚四氟乙烯的密封圈时，应耐心细致并均匀

14、用力，以防其损伤。 安装聚四氟乙烯V型圈时，应特别注意V型刃口的完整,避免折叠及翻转。刃口朝向压力高的方向。 安装柔性石墨径向挤压密封圈，应使用千斤顶或类似机械平稳下压。 安装柔性石墨轴向挤压密封圈或平垫类密封圈，需保证圆周范围内轴向紧固力均匀。 安装双层包覆密封圈时，注意外层开口应背离安装方向，防止撑开。,操作 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。 起动前应清洗物料管线，以防铁锈杂质进入密封腔内。 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。 正常开车前，要确保泵已经完全具备开车条件，确保密封腔排气。需进行静压试验，检查机械密封之

15、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。 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。 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13小时，泄漏量仍不减少，则需停车检查。 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。 停车时，应先停主机，后停冷却润滑系统,在密封运行期间应注意以下条件，以保证密封的寿命 避免压力波动； 避免温度波动； 避免频繁开停车

16、； 避免设备振动； 避免气蚀现象； 如有抽空现象，应通知密封生产厂； 避免冲洗液、冷却水中断； 避免隔离液缺液、阻封液的压力波动和掉压。 避免用水质硬的冷却水； 对于辅助系统，要确保冲洗接口安装准确，对于21和23方案检查并确保： 1、热交换器的正确安装 2、正确的冷却水流量，以确保热量散失并防止堵塞,2020/7/1,42,第四部分 机械密封失效案例分析,原因： 1、产品内的磨粒 大颗粒会阻塞密封面 小颗粒会嵌入密封面,防护措施： 1、采用洁净的冲洗液 采用悬液分离器 采用外冲洗 2、如不能采用洁净冲洗液 可采用硬对硬，如采用硬质合金对碳化硅或硬质合金对硬质合金配对,在操作中，会发出爆破或噗

17、噗的声音 2、原因：当密封面局部过热的时候引起密封液膜汽化,引起局部过热的原因主要有以下几点 1、泵的旋转部件与静止部件之间发生机械性碰撞 2、密封冲洗管线的堵塞、密封冲洗流率不足 3、操作压力接近介质的蒸汽压（增加密封腔压力或降低密封腔温度，如在冲洗管线上增加换热器、安装小间隙的喉部衬套）,原因：大气侧泄漏物的冷凝 结焦物的沉积导致密封挂起，进而导致大量泄漏,结焦可以由以下方式阻止 1、引入一个低压干蒸气进行吹扫 2、在大气侧引入热介质进行吹扫 3、急冷压力不能超过： 对于波纹管密封：0.020.03MPa 对于弹簧密封：0.020.07MPa,泄漏物分解或凝固，阻止动环的推进,在操作过程中

18、密封会发出鸣叫 原因：密封面之间出现润滑不足,导致润滑不足的原因： 1）、泵入口压力掉压 2）、过滤器的堵塞 3）、泵开车前不正确的排气,干运转,2020/7/1,47,波纹管密封冷却水堵塞会造成，水质结垢，水垢堆积在波纹管的波峰和波谷之间造成波纹管失弹、由于高温造成水质结垢，结垢的杂质进入密封端面造成密封失效。,解决的办法： 1、改善水质将一次水改为软化水。 2、加大密封冷却水的来水和回水通道,2020/7/1,48, 安装尺寸没达到图纸的工作尺寸要求，检查阅读安装说明及附图，重新调整安装尺寸。 非补偿安装倾斜，压盖安装偏斜、压盖与轴套的同轴度的偏差太大、泵的转子不对中、 轴瓦下沉、轴承损坏等。应重新安装。同时检查密封环面与压盖端面的个点的距离是否一致。,2020/7/1,49,波纹管断裂,泵抽空和汽蚀造成密封泄漏 泵抽空和汽蚀造成密封破坏主要表现有： 石墨环表面出现可目测的环状沟纹 硬环（堆焊或喷涂）表面出现径向裂纹 硬环（WC）出现环状沟纹，有时出现径向裂纹或断裂 辅助密封圈变质（橡胶老化，龟裂、