机械密封介绍

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由高温水引起的密封故障最多。 3. 密封面龟裂 、裂纹 由高温引起，降温排气是其必要手段。 例.停堆冷却泵（秦山二期） a. 进出水管为倒U形，存在管系停气条件。 b. 管路连接垫片孔错位，造成管路通道堵死1/2。
初装的密封,泄漏量往往要大些,以后逐渐趋向正常,这一 磨合过程很长,往往要几十个小时.如果密封泄漏量偏大,靠自 身磨合的方式须作综合评估,看泄漏对环境是否允许、密封 拆装的简繁,并确准泄漏由密封面不平引起,才能下断。通常 是泄漏越大,磨合时间越长. 影响磨损率的最大因素是含颗粒介质和温度。对含颗粒 的介质,密封设计的办法往往两个密封面都是硬材料。
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冲洗方案PLAN52
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冲洗方案PLAN53
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冲洗方案PLAN54
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冲洗方案PLAN61
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气体供应系统 4. 密封面分明区和暗区
这是密封面变形后造成的泄漏。
5. O形圈焦化、开裂、溶胀、变形、挤破。 a. O形圈焦化、开裂多由热影响而至，拆的时候注意O 形圈热损部位。近介质一面焦化，由介质温度太高或 流动不畅引起；贴住动环和静环一面焦化，由密封摩 檫热引起。
b.
第一章
密封原理
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第一节
绪论
机械密封是通过结构转换,将 伸出轴与静止部件的密封结构，由 填料的径向接触、转换成轴向接触 的一种结构。
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它的优点是
二个接触平面可以做得很精确. 平面磨损后，可以自动补偿。 转轴的跳动对平面影响较少，可维 持很好的接触。 平面易于加工，可选用很耐磨、很 硬的材料。 可以精确控制二个平面的压紧力
双端面密封常用的一种系统。
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第三章
机械密封的故障诊断
密封产生故障，首先要对故障进行诊断，知道了故障 的原因，也就是找到了解决办法。密封故障五花八门，没 有定式，一些故障现象、排除方法，是前人经验，不能作 为依据硬套。故障主要靠维修人员现场判断、分析，提出 解决办法。作为维修人员，一切从实际出发，要顾及到安 全，可行、有效地解决问题，全凭自己独立思考、独立判 断。可能的话，多几个人现场观察讨论，找出行之有效的 解决办法。 故障可分为有形和无形二种。 有形故障比较好找，也容易寻到病根。
h3
Q=
ηln( D )
d
[1.885×10-4 ΔP-7.752×10-19 r×n 2×(D2 –d2 )]
h 密封间隙 μm
D 密封面外径 mm
r 流体重度
ΔP
η 流体动力粘度 Pa.S
d 密封面内径 mm
n 转速 min-1
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Kg/m3
压差
bar
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c. 排气装置未能全部排尽空气即关闭，造成 Plan23系统气堵，封液发热气化，二小时后 密封环即开裂。
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热损
硬质合金密封面上的热应力纹
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受热开裂
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平衡型密封
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非平衡型密封
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按用途分：
气体密封
液体密封
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气体密封
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液体密封
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克兰公司给了一张密封泄漏表
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同一种密封,由于制造差异(如:密封 面 光洁度、平面度、弹簧力、轴的跳动,机组 振动等）泄漏量有很大差异。 按国家标准要求， 常规密封的泄漏率≤4ml/h。
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第五节 密封摩擦热
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，
c. 高速。高速很容易在摩檫面积储高温，冷却不充分 立即引起故障。 d. 颗粒、结晶物，通常二个面都是硬材料。 e. 盐类溶液，须保持封液的温度、浓度，使无盐粒析 出 f. 气体、半气体，配双端面密封。 g. 低沸物质，有时比干摩檫更厉害。尽可能保持低温 ，或配双端面密封。 高温的水，综合了高压、高温、低沸和气体特 性。解决的最好办法是在密封区域尽可能地降温。 运行要求，离开沸点20℃以上。
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K>1
称非平衡型密封
0.5<K<1
称平衡型密封
K<0.5 称过平衡型密封 它是一种不稳 定状态,密封面容易脱开泄漏。
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按习惯用法
平衡型密封 用于高压，压力 高于 1.2MPa及轻烃类。 非平衡型密封 用于低压，压力 1.2 MPa以下。 密封表面由于粗糙度存在，而留有间 隙，液体渗入密封面后产生反压。 不同的密封面形状,产生不同的反压。
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典型的有形故障例证 1. 卸压时大量泄漏，是压力变形的表现，拆检密封面可 见V形间隙。 可用增强环强度，调整平衡度解决。 2. 密封面磨损快 a. 当封压超过30bar时，密封面的磨损显著加快，若允许 有点泄漏，密封厂大多会制成动力密封。 b. 高温作业。当摩檫面积储高温不易散发时，引起树脂 析出焦化，石墨呈粉状脱落，由系统故障或冷却效能 不足引起。
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温度影响磨损的最好解决办法是想办法降温。
解决的附加办法是在密封背面冲水,即quench,翻译为 骤冷．
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第二章 密封系统
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密封系统是密封的一部分,有了密封系 统的保护,密封的应用范围和寿命可以扩大 很多,足以应对各种恶劣的工况。 标准的密封系统是API682（原API610）
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用冲洗方式散热效果最好
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第六节 密封面的磨损
现在的密封材料都相当耐磨,条件好的密封有的能磨上 几年。
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冲洗方案PLAN31
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冲洗方案PLAN32
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冲洗方案PLAN41
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冲洗方案PLAN51
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V形间隙密封
V形间隙会造成增加泄漏或突然脱开失效。
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第四节
密封面的泄漏 流体交换理论
从理论上讲，机械密封都有一定程度的泄 漏，只是泄漏比其他密封少得多，有些密封我 们看不到泄漏，那是泄漏的液体在流出密封面 时已经汽化，我们看不到。 从微观看，二个密封面存在波峰和波谷， 峰谷之间存在液膜，但峰谷之间并不连通，所 以静态时，一般不泄漏
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冲洗方案PLAN01
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冲洗方案PLAN02
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冲洗方案PLAN11
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冲洗方案PLAN12
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当运转时，峰谷之间会互相连通,流体从此谷跑向那谷, 当跑出密封面时,就产生了泄漏。
流体存储在密封面的峰谷中
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密封的泄漏量，从理论上分析是可以计数的 博格曼公司给了一个正常密封的泄漏量公式：
密封在运转中产生摩檫功率,消耗的功率以热的形式散 出。 密封的摩檫功率以下式给出: PR=(Δp×K+Pf)×Vg×A×f
PR 摩檫功率
K 平衡系数 Vg 平均摩檫速度 f 摩檫系数
Δp 压差
Pf 弹簧力
bar
A 摩檫面积
摩檫功率+搅拌功率而产生的热量以各种方式散出。
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密封的型式很多，有不同的分类方法
按结构区分：
橡胶波纹管密封 弹簧O形圈型密封 金属波纹管密封 四氟波纹管密封
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橡胶波纹管密封
•橡胶波纹管 • 阻环 • 弹簧 • 动环 • 静环 • O-形圈或 L- 垫

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机械密封这些优点，已在泵. 压 缩机、釜等得到广泛应用。 它的泄漏率远比填料、浮环、迷宫 等密封要少。
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第二节
结构
机械密封的结构型式很多，但结 构原理都一样，通常由四部份组成： 一对摩擦环:由二个精密的平面接触 来达到非常小的泄漏率。 次级密封圈,通常是橡胶O形圈或四氟 圈。 弹簧 : 保持二平面的可靠接触。 结构、传动件。
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冲洗方案PLAN62
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最常用的系统方案
Plan 01 , Plan 11 这是大多数泵采用的方案，简单、方便、效果好。
Plan 02
这是对无法用冲洗冷却介质的一种权宜方法。如沥青 、重油、高温热水等。
Plan 21
用于温度稍高的介质。
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Plan 23 用于温度稍高的介质，在给水泵密封、停堆泵密封 中常用。使用条件特点：介质流动性好，泵转速1500rpm 以上，转速低，很难做到自循环。 Plan 52（系统无压）
串联密封常用的一种系统。
Plan 53（系统加压）
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第三节
液压平衡
密封处在压力流体的包围之中,除 了外径(或内径)受压外,密封面的接触 压力也与被密封流体压力有关,根据被 密封流体压力的大小,密封选择用平衡 型或非平衡型,并引入平衡系数K。K 是指密封载苛面积Ah与接触面积Af之 比
K=Ah/Af
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弹簧O形圈型密封
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金属波纹管密封
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四氟波纹管密封
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按承载能力分：
平衡型密封
非平衡型密封
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冲洗方案PLAN13
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冲洗方案PLAN21
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冲洗方案PLAN22
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冲洗方案PLAN23
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密封面液膜反压力 Pa=（0.5P1+Pm+Pa)XAf
P1 液体压力
Pm 表面接触力 Pa 滑动时产生的动压力
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A形间隙密封，由密封承受高压产生 。常在摩擦面外缘产生摩擦沟槽，严重 时，石墨环外缘会产生崩角和剥落。