课程总结1-流体密封的基本理论和基本知识.ppt

1、实现了化工装备密封技术(sealingtechnologyforchemicalengineeringequipment )、发表者：邓木明、以人为本的健康、安全、环保、经济现代化生产新理念， 中国石油大学密封技术研究所山东省东营市东营区北二路271号电话33600546-832752，817907 (竖中指)-mail: Http:/www .0.1泄漏的主要原因是设计制造安装和修理过程的操作振动、清洗、微咸水腐蚀等机械破坏环境变化(温度、压力、转速及其变动)介质腐蚀，0 .前言0.2流体密封技术的重要作用.并非核心技术。 可能是决定性的技术.决定机械设备的安全性和

2、可靠性.环境保护.提高能源和物质节约，经济效益，告诉内容，流体密封的基本理论和基本知识二流体静密封技术三流体动密封的基本原理和知识四无中断堵塞技术，泄漏检测技术，第一部分：流体密封的基本理论和基本知识，一密封反应历程，方法和分类流体泄漏的反应历程，密封的基本了解双密封流体动力学基本知识密封流体动力学基本方程专项润滑基本方程的物理意义，了解密封简单模型中流体流动(间隙流动、小孔与间隙流动、回转盘间隙流动、喷嘴内气体流动等熵流)的特点和分析。 3密封摩擦学的基本知识了解密封摩擦学理论中摩擦、磨损和润滑的基本知识。 1、密封反应历程、方法和分类、1.1泄漏反应历程1.2密封方法和分类1.3密封产品和

3、密封系统的基本要求是1.4流体密封技术的发展，两个隔离区域1和2分别含有同种或异种的流体和，它们具有共同的边界，这些个的边界为圆柱形，如往复机械和旋转机械的轴、活塞和阀杆1、密封反应历程、方法和分类、1.1泄漏反应历程、两个区域有压力差、浓度差、温度差、速度差等时，流体通过该界面泄漏。 “密封”是指控制这两个区域之间的流体交换，在界面上“没有泄漏”。 重点：明确泄漏方式、成因、特征及泄漏量计算公式。 1.1.1穿透的定义：流体从密封面的间隙泄漏的原因：流体存在压力差p，泄漏间隙h。 特点：单向式泄漏、高压至低压侧测量泄漏量：是测量密封装置密封性能的主要指标。 单向式周边泄漏量：1.1.2泄漏(

4、Percolation )是根据压力差p通过密封材料的毛细管被密封流体的泄漏。 特征：单向式分子泄漏。 原因：压力差p； 密封材料，瓶盖，拉力赛管。 瓦斯气体重量泄漏量在式中为r :毛细管或接触面的毛细拉力赛管半径。 扩散(Proliferation )是指在浓度差c的作用下，密封介质通过密封间隙或密封材料的毛细管而产生的泄漏。 原因：介质浓度差c； 密封间隙或密封材料的毛细管。 特点：双向泄漏，泄漏量小。 像醚类一样渗透性强； 采用伸缩软管贴纸。 分类、1.2密封方法和分类根据泄漏的原因，阻止或控制流体的流动(阻止流动)的方法有5种：降低引起流动的推进力，p。 增大阻止流体流动的能量(包括力

5、学能量、界面摩擦、流体摩擦、热力学能量损失等)。 控制流体的流动方向(有害的流动变成无害的流动，例如抽气密封、浮动密封等)。 断绝来往。 组合。 密封方法和分类密封方式(采用上述一种或多种方法): 用外壳或盖子密封机械或设备，或者用部分密封的泵，例如屏蔽泵、磁耦合器驱动的泵。 特点：无轴封和密封室。用密封件密封堵塞或堵塞(以往的密封方法)泄漏点(例如密封圈、软填充科密封件等)，或者用流体密封密封的流体(例如密封件、水封件、强磁性流体密封件等)。 分隔和间隔可以用密封件将泄漏点与外界隔开(隔膜密封件、聚四氟乙烯板等)，也可以将气体和液体作为中间密封流体来利用(空气减震垫密封件、两端面聚四氟乙烯板

6、等)。 将泄漏的介质导入吸引室或通常低压的吸引侧(抽气密封)，或者将对密封的流体无害的流体注入密封室，阻止密封的流体泄漏(氮瓦斯气体密封等)。1.2密封方法和分流阻力和反向输送利用密封件的狭小间隙和弯曲的路径，引起密封所需要的流动阻力(迷宫密封)，或者利用密封件对泄漏流体施加反向压力，部分地取得平衡，或者完全地取得平衡，将流体反向输送回到上游，达到密封的目的贴合或贴合是研究密封面自身的加工品质来贴合密封面，或利用密封剂来贴合密封面来进行密封(密封剂、密封膏等)。 焊接或压接通过焊接或钎焊的方法堵塞或加压泄漏点，使接触部的微观不平整地面变形(如瓦斯气体密封、软填料密封等)，形成固定的结合并密封。

7、 几种密封方法的组合是密封技术的发展方向。 流体密封件分为运动方式：流体静密封件：与流体接触，密封可拆卸的静装置。 密封瓦斯气体、密封剂、密封剂等。 “流体动密封”(Dynamic Seals ) :用于机械在两个流体空间之间进行相对运动(旋转、螺旋、往复摆动)的零配件之间的密封。 旋转密封、往复密封、复合运动密封等。 伪静密封或微动密封3360是介于静密封和动密封之间的密封形式，表面为静密封，实际为动密封，例如机械密封中的补偿环用辅助密封。 封闭式密封或静态密封的动态密封：屏蔽泵、磁性传动泵、封闭式压缩机等动态密封装置，包括流体静密封分类，瓦斯气体密封。 根据材料和结构分为非金属瓦斯气体垫片

8、：橡胶、石棉垫橡胶、柔性黑金属铅、聚四拉夫领氟乙烯等，截面形状为矩形。 金属复合型瓦斯气体插座：各种金属包复瓦斯气体插座，金属卷瓦斯气体插座。 金属垫片：金属平垫片、波形垫片、环垫片、齿形垫片、透镜垫片、三角垫片、双圆锥环、c环、中空o环。 根据密封分类原则，金属平垫、波形垫、环形垫、齿形垫、镜头垫为强制密封，其馀为自密封式或半自密封式密封。 橡胶密封。 填料密封。 波纹管。 流体动密封分类，接触式动密封。 软填料密封。 成型填料密封。 油封。 防尘圈。 接触式聚四氟乙烯板。 非接触式动密封。 非接触式聚四氟乙烯板(瓦斯气体膜密封、液膜密封等)。 迷宫密封。 浮动密封。 间隙密封。 螺旋密封。

9、 离心密封。 磁流体密封。 密封件。 密封联合制。 1.3对密封产品或密封系统的要求密封性：实现密封介质的低泄漏，实现无泄漏(包括液相零泄漏和气相零泄漏)的环保功能。 可靠度：寿命长，稳定性高，抗扰度高。 经济性：成本低，能源消费和营运成本低，维护方便，性价比高。 适用性：可以满足水泵的具体工艺条件和现场可提供的实际条件。 1.4流体密封技术的发展趋势，随着现代工业的迅速发展，流体密封的使用环境发生了深刻的变化，对其状况的要求更严格，操作条件向高速、高压、高温、低温、高真空、大尺寸、微尺寸的方向发展。以石油化学工业为例，石油化学用泵的发展方向为大型化、高速化、机电一体化，与泵产品的定径套化、标

10、准化、系列化通用，使多品种、性能广、长寿命和可靠性高的机械泵用贴纸向大型化和专业化方向发展，特别是高压、高速透平机、高温、低温和超低温泵、高速泵、耐腐蚀泵电力、冶金等行业设备向着大型化、高度自动化、智能化、节能和环保方向发展，对高温、高压密封的要求越来越高。 例如，发电设备、压力要求可以承受2728MPa，耐热温度要求达到600，密封等设备需要承受高温高压。 (1)密封理论、技术和产品不断出现新技术、新概念、新结构、新材料、新技术(结构领先，材料基础，技术保证)和新标准不断出现的高参数(高压、高速、高温、大直径等)高性能(干运行、零泄漏、欧重要提示：密封不良反应历程(疱疹、热裂、空化作用汽蚀、

11、橡胶密封垫膨胀与老化等)、不良分析(可靠与不良概率等)、密封不良专门人才诊断系统、不良监测技术(流体膜、摩擦状态与相状态等)的研究与应用。 (2)密封设计将经验设计从简单的经验设计转变为理论的专门人才系统设计：以聚四氟乙烯板为例，传统的设计方法是基于经验知识建立密封的几何参数和弹簧压力，从而计算端面接触压力Pc、线速度v、摩擦电功耗、摩擦热、冲洗液量，确定相应的辅助系统的计算机辅助设计主要是理论专门人才系统设计：先进的理论专门人才系统设计以计算机为工具，根据具体工艺条件，采用完整的专业数据库和软件，进行贴纸的性能分析、动态仿真、结构优化、参数化设计，尽量在设计阶段优化贴纸的使用性能，设计合理(

12、3)密封使用范围扩大的机械设备方面：机械密封不仅采用泵阀，还采用工艺设备(反应釜、转塔、搅拌机、离心分离机等)。 工业领域：石化、石油、化工、造纸、汽车、船舶、家电、机械制造、冶金、矿业开采、核电源工业、航空航天、军工、电力、压电石英药、食品加工等重要工业领域。 工况参数有高压、高速、高PV值、高温、低温、高真空等。 (4)重视密封系统的开发、应用和维护，以往只重视单个密封件的开发、使用和维护，但现在发展为重视整个密封系统(包括密封件和密封辅助系统)，并且符合新的转子泵用密封系统标准(API-682“离心泵和转子(5)注意安全和环境保护，倡导节能，只注意过去看得见的“泄漏”，不注意看不见的挥发

13、物的气相“逃逸”，现在发展为联特罗尔易挥发物的逃逸量，即要求从“零泄漏”中“脱离零。 美国摩擦学家和润滑技术人员学会(简称STLE摩润学会)制定了SP-30挥发物排放量控制规定的指南。 在广泛普及无危害性泄漏的非接触瓦斯气体膜密封和液膜密封产品，能满足环境保护要求的前提下，大幅度提高流体机械运行的可靠性和经济性，实现以人为中心的简单状况、安全、环保和经济的现代化生产理念。 (6)在提高了密封可靠性的石油化学工业中，为了延长工艺装置的检查周期和装置的操作周期，要求将聚四氟乙烯板的寿命从1年延长到2年，海外从2年延长到3年延长到5年(在API682中明确规定)。(7)与适应性强的“个性化”实用密封

14、技术相开发产品，不仅是高性能、新的密封开发产品，还需要根据具体情况条件，与实用的密封技术相开发产品。 (8)实现“专门人才型”产品销售，不仅要由营销学负责人(或销售工程师)与客户建立良好的业务关系，还要有丰富的密封技术知识，正确分析现场问题，熟悉产品特性。 (9)重视技术教育和技术咨询服务涉及对企业员工的技术教育和现场安装、使用、维护人员的技术咨询服务两个方面。 2 .密封流体动力学的基本知识、雷诺方程式、密封流动模型、间隙流动(聚四氟乙烯板、填料密封、口轮密封等间隙密封、游泳圈密封等)、2 .密封流体动力学的基本知识、节流孔间隙流出(喷嘴、同心环狭缝、迷宫密封等)、回转盘侧间隙(b )扩张喷

15、嘴(c )定标(拉瓦尔)喷嘴，喷嘴气流，摩擦学：研究相对运动的相互作用表面及其理论和实践的科学和技术。 包括摩擦科学和技术。 是多学科交叉的边缘学科。 摩擦、磨损、润滑三个内容有关。 摩擦(Friction ) :具有相对运动的相互作用的表面间的理论和研究实践问题的2个接触物体在外力下发生相对运动(或相对运动倾向)时产生切线阻力的物理现象。 磨损(Wear ) :摩擦产生的重要现象之一，由于表面的相对运动而不断产生损失的过程和残余变形的现象。 润滑：是减少磨损和减少磨损的主要措施。 3、密封摩擦学的基本知识、3.1摩擦表面形态和表面接触的理解和研究摩擦表面形态和接触状态是分析摩擦磨损和润滑问题

16、的基础。 每个摩擦表面都由许多不同形状的微凸峰和谷构成。 表面几何特征对摩擦磨损和润滑有着决定性的影响。 摩擦表面几何形状由表面粗度、表面表面粗度和表面形状误差(聚四氟乙烯板端面平直度等) 3个部分构成(表面几何形状：图3-1 )表面粗度是最常用的表面形态参数，取表面上的某个截面的外形轮廓曲线来表示(表面轮廓曲线：图3-23-6 )。 图3-1固体表面的几何形状图3-2表面轮廓的算术平均数差图3-3微光的不平度十点平均高度、3.2实际的粗糙度表面的接触名义接触面积An :由宏命令几何尺寸决定的面积。 轮廓接触面积Ac :两物体以外负荷相互挤压时，接触斑点出现在表面的山上，轮廓接触微小要素面积的

17、总和成为接触面积，其大小与轮廓形状和承受的负荷有关。 实际接触面积Ar :微突起体与变形区域接触的面积之和。 聚四氟乙烯板端面的表面粗度为Ra0.050.2，实际接触面积小于1%。 3.3各种摩擦状态与其特征的对比，3.4磨损的主要形式，磨损是伴随摩擦的必然结果，是相互接触的物体相对运动时，表层材料消耗过程或产生残余变形的现象。 磨损不仅是材料消耗的主要原因，也是影响机械寿命的主要原因。 材料的损失最终反映在能源的消耗上，减少磨损是节约能源不可忽视的一环。 在现代工业自动化、连续化的生产中，某些零配件的磨损会发生故障，影响整个生产线的生产。 为了延长机械零件的寿命，必须研究磨损反应历程、磨损规律、影响因素以及减少磨损的途径。 造