泵用机械密封基础知识 ppt课件
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机械密封基础知识讲座PPT课件
2020/9/26
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一、机械密封原理
（一）定义（图1-1）
密封腔
端盖
泄漏点4 泄漏点3
泄漏点2 泄漏点1
图1-1 机械密封基本结构（旋转式）
1—弹簧座 ； 2—紧定螺钉； 3—弹簧； 4– 推环； 5– 补偿环辅助密封圈 ； 6—补偿环； 7—非补偿环； 8– 非补偿环密封圈； 9—防转销
机械密封是一种用于旋转流体机械的轴封装置。（用 于离心泵、离心机、反应釜、压缩机等设备，轴和设备腔 体间存在一个圆周间隙，设备介质从中泄漏，因此必须设 一道阻漏装置。因机械密封具有泄漏少、寿命长等优点， 成为了主要的轴密封方式，又叫端面密封。）
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（十一）对冲洗流体的要求 （十二）热油泵的冲洗液选择 （十三）烷基化装置中浓硫酸的冲洗液的选择 （十四）轻烃、轻油泵密封冲洗液的选择 （十五）机械密封的冷却方式 （十六）辅助设施在何种工况下必须选用
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六、机械密封的安装和使用
（一）安装机封的泵的技术要求 （二）安装密封前要了解泵及介质情况 （三）机械密封的安装 （四）泵的抽空和汽蚀
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一、机械密封原理
（一）定义 （二）组成 （三）密封机理 （四）辅助设施 （五）机械密封的种类 （六）旋转式和静止式机械密封 （七）内装式和外装式机械密封 （八）内流式和外流式机械密封 （九）多弹簧和单弹簧机械密封 （十）平衡型和非平衡型机械密封
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（十一）补偿机构形式 （十二）双端面机械密封 （十三）串联式机械密封 （十四）波纹管机械密封 （十五）集装式机械密封
（十一）合成橡胶 （十二）柔性石墨（也称膨胀石墨） （十三）弹性元件材料 （十四）机械密封中基体材料
泵用机械密封基础知识
应用场合 ➢ 立式泵密封 ➢ 适当温度下清洁的非聚合液体 ➢ 使用注意事项同PLAN11，13
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API682冲洗管路系统标准方案介绍
PLAN21 带换热器正向自冲洗
方案描述 ➢ 从泵出口经节流孔板和冷却器对密封进
行冲洗 ➢ 冷却器在11方案冲洗基础上加强了散热
采用原因 ➢ 密封冷却 ➢ 降低液温以增加液体气化余量 ➢ 减少结焦
较多 ➢ 以串流方式布置管道以加大传热
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API682冲洗管路系统标准方案介绍
PLAN21 带换热器正向自冲洗
注意事项 ➢ 先开冷却水，再开车 ➢ 降温不要导致晶体析出或变高黏度 ➢ 水冷式/翅片管式：缺水场合下可
采用翅片管式，又叫风冷式 ➢ 同样条件下，比热容小的介质降温
较多 ➢ 以串流方式布置管道以加大传热
1、按端面的数量及组合分类
单端面： 一对摩擦副 （用于一般场合） 特点： 结构相对简单，成本较低，对应的系统较简单，安全性差
双端面： 两对摩擦副 （用于工况复杂的场合） 特点： 结构较复杂，成本较高，对应的系统较复杂，较安全
多端面： 两对摩擦副以上（用于高压场合） 特点: 结构复杂，成本高，对应的系统非常复杂，安全性高
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API682冲洗管路系统标准方案介绍
PLAN23 介质循环冲洗
注意事项 ➢ 密封冷却器和管道必须在最高处
进行排气 – 起动之前排气 ➢ 以并流方式布置管道以减小压头
损失 ➢ 密封腔需要小间隙的喉部衬套以
隔绝工艺流体 ➢ 易凝结和高粘度介质慎用（可用
PLAN21或用蒸汽作为冷却介质）
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API682冲洗管路系统标准方案介绍 PLAN 23 介质循环冲洗 思考 23方案与21方案降温效果相比如何？如何正确选用这两种方案？ ➢ 21方案的优点：提供冷却冲洗；提供足够的ΔP以达到良好的流量； 在缺水地区，采用风冷式换热器可以达到很好的换热效果 ➢ 其缺点是过高的流速易导致水侧结垢、介质侧也容易堵塞；21方案 耗能比23方案耗能多，因为用于冲洗的泵送液必须从吸入口再抽送 至排放口
离心泵机械密封技术知识课件
10.轴套 12.定位环 13.节流环 14.15.内六角螺栓 16.六角螺栓
密封的基本结构
4.波纹管(旋转型)串联机械密封
密封的基本结构
5.波纹管(静止型)串联机械密封
机械密封辅助系统
封油罐
机械密封
联轴节
润滑系统
轴承密封
机械密封辅助系统应用
基本系统--为保证机械密封正常使用,选用正确的密封辅助系统,
4.泄漏点少：由于波纹管密封动静环密封点均 为金属（或非金属）垫片，用静密封取代了动密 封，发生泄漏的概率大为降低，这样波纹管密封 的泄漏实质上只有摩擦副端面这个密封点，无疑 泄漏的机率大大减少。而普通机械密封的泄漏渠 道主要有动静环密封圈及摩擦副端面，在这三个 泄漏渠道中，因动静环辅助密封圈失效造成密封
金属波纹管机封工作原理
波纹管密封的波纹管是利用微束等离 子焊接制成的一种全封闭结构，由于波 片本身波形的存在及焊接后波距的存在， 使之在轴向被压缩一定位移后，产生弹 性力，致使动静环表面始终处于贴合状 态并形成一定的比压，在动静环表面磨 损后始终处于弹力补偿状态。
波纹管机封特点
1.具有优越的追随性：由于波纹管密封本身 为全封闭结构，在结构上消除了普通弹簧机封 中所必备的动环与轴套（或轴）的动环密封圈， 使波纹管身的弹率充分被利用来形成比压，显 示出优越的追随性。
λ的选取(经验值)：
Pf—沸腾半径 中的汽化压力 rb—沸腾半径 r1、r2—密封 端面内、外半 径。
高粘度介质（重油如渣油）λ=0.3～0.4
中等粘度（如柴油、煤油、水）λ≈0.5
低粘度（如轻烃）λ=0.65～0.75
机械密封长周期运行的条件
rb λ Pb 热量 破坏了机封的热平衡， 温度 密封面破坏；
密封的基本结构
4.波纹管(旋转型)串联机械密封
密封的基本结构
5.波纹管(静止型)串联机械密封
机械密封辅助系统
封油罐
机械密封
联轴节
润滑系统
轴承密封
机械密封辅助系统应用
基本系统--为保证机械密封正常使用,选用正确的密封辅助系统,
4.泄漏点少：由于波纹管密封动静环密封点均 为金属（或非金属）垫片，用静密封取代了动密 封，发生泄漏的概率大为降低，这样波纹管密封 的泄漏实质上只有摩擦副端面这个密封点，无疑 泄漏的机率大大减少。而普通机械密封的泄漏渠 道主要有动静环密封圈及摩擦副端面，在这三个 泄漏渠道中，因动静环辅助密封圈失效造成密封
金属波纹管机封工作原理
波纹管密封的波纹管是利用微束等离 子焊接制成的一种全封闭结构，由于波 片本身波形的存在及焊接后波距的存在， 使之在轴向被压缩一定位移后，产生弹 性力，致使动静环表面始终处于贴合状 态并形成一定的比压，在动静环表面磨 损后始终处于弹力补偿状态。
波纹管机封特点
1.具有优越的追随性：由于波纹管密封本身 为全封闭结构，在结构上消除了普通弹簧机封 中所必备的动环与轴套（或轴）的动环密封圈， 使波纹管身的弹率充分被利用来形成比压，显 示出优越的追随性。
λ的选取(经验值)：
Pf—沸腾半径 中的汽化压力 rb—沸腾半径 r1、r2—密封 端面内、外半 径。
高粘度介质（重油如渣油）λ=0.3～0.4
中等粘度（如柴油、煤油、水）λ≈0.5
低粘度（如轻烃）λ=0.65～0.75
机械密封长周期运行的条件
rb λ Pb 热量 破坏了机封的热平衡， 温度 密封面破坏；
机械密封基础知识ppt课件
十三、机械密封泄漏故障分析
普通内装式机械密封的典型泄漏 通道如左图所示有7处，分别为：
1、摩擦副端面之间（泄漏点1）； 2、动环辅助密封圈处（泄漏点2）； 3、静环辅助密封圈处（泄漏点3）； 4、压盖与机体结合端面间（泄漏点4）； 5、轴套与转轴之间（泄漏点5）； 6、碳石墨环有渗漏孔隙以及从镶装 件配合面处都有可能成为泄漏通道 （6、7）。
1.润滑密封的端面；
4.封堵工作介质泄漏；
2.带走摩擦的热量
5.改变密封泄漏方向；
3.将端面因磨损产生的颗粒带走； 6.双端面密封适用于强腐蚀、高
温、贵重或有毒介质。
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十二、机械密封的安装注意事项
机械密封安装部位的 尺寸偏差及表面粗糙度
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机械密封的泄漏通道
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八、常用摩擦副材料
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9
九、常用辅助密封圈材料
机械密封用辅助密封圈包括动、 静环密封圈，如O形圈、波纹管 、L型密封圈等。常用的有丁晴橡 胶、氟橡胶、硅橡胶、乙丙橡胶 、聚四氟乙烯、四氟包胶O形圈
。
O形圈
波纹管
L型密封圈
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十、几种常用橡胶的特性及适应性
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（四）、机体与压盖结合面之间的泄漏
1、机体与压盖配合端面有缺陷，如凹坑、划痕等。 2、螺栓力小、压缩垫片时不能把接触面不平的凹坑填满。 螺栓力必须大于内部介质压力。因为内压总是使得密封压盖 与机壳端面趋于分离。用聚四氟乙烯平垫片时，以厚度小于 1mm为宜。 3、垫片或密封圈受到损伤。 4、安装时不清洁，异物进入其间。 5、压盖变形，这是因为压盖刚度不够而产生的变形。 6、螺栓受力不均匀，压盖单边锁紧。
机械密封全面讲解ppt课件
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（十二）双端面机械密封（图1-4）
两套密封面对面或背对背安装在一起。
用于工作介质有毒、易燃、易爆、易挥发、易结晶、高温、低温， 或气体、高真空度等场合。
两套密封之间形成一个密封腔，在密封腔中引入封液：堵封、润 滑、冷却，选洁净、润滑性好的封液介质。
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（十三）串联式机械密封（图1-5）
3、原理
通过一系列零件将径向密封转化为轴向密封，在弹簧和介质压力 共同作用下，对由于设备运行所造成的轴向磨损可以及时补偿，使轴 向密封面始终保持贴合。由于机械密封（轴向密封）在运行中可以对 轴向磨损进行补偿，而填料密封（径向密封）不能对径向磨损进行补 偿，故机械密封比填料密封寿命长。
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泄漏点2—补偿环密封圈，静密封点，密封圈与轴或轴套之间有微动;
泄漏点3—非补偿环密封圈，静密封点，密封圈与相配合件之间相对静止;
泄漏点4—压盖与腔体间的密封圈，静密封点，密封圈与相配合件之间相 对静止.
2、传动关系
轴或轴套───紧固螺钉5──弹簧座4──弹簧3─补偿环1 压盖──防转销8─非补偿环6
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（十五）集装式机械密封（图1-6）
❖将机械密封、轴套、压盖组合成一个整体。 ❖安装时只需固定压盖、轴套，取下定位挡块即可。 ❖安装方便，排除了安装不良的影响。
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二、机械密封的基本零件
摩擦副密封环是机械密封的主要元件，它在很大程度 上决定了机械密封的性能和寿命。因此，对它有一些基本 要求。
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（二）摩擦副匹配要考虑的因素
（1）一般选择一软一硬的材料配对，软环作窄环，如 YG6/M106K，只有介质含固体颗粒、易结晶、粘度高 时才选用硬对硬。
水泵密封基础知识ppt课件
4〕机械密封各元件及其有关的装配接触面，在安装 前必需用丙酮或无水酒精清洗干净。安装过程中应 坚持清洁，特别是动、静环及辅助密封元件应无杂 质、灰尘。动、静环外表涂上一层清洁的机油或透 平油。
5〕上紧压盖应在联轴器找正后进展。螺栓应均匀上 紧，防止压盖断面偏斜，用塞尺或公用工具检查各 点，其误差不大于0.05毫米。
2、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 见的失效景象，在密封面处由于干摩擦、冷却水忽然中断，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 石墨炭化是运用碳—石墨环时密封失效的主要缘由之一。由于 在运用中，假设石墨环一旦超越许用温度〔普通在-105～ 250℃〕时，其外表会析出树脂，摩擦面附近树脂会发生炭化 ，当有粘结剂时，会发泡软化，使密封面走漏添加，密封失效 辅助密封件〔如氟橡胶、乙丙橡胶、全橡胶〕在超越许用温度 后，将会迅速老化、龟裂、变硬失弹。如今所运用的柔性石墨 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。
6〕能用于10000～20000r/min的高速旋转流体机 械，尤其运用于气体紧缩机，其许用速度高达 100m/s以上，这是其他密封所不能比较的。
7〕只需采用耐腐蚀金属资料或里衬耐腐蚀的非金属 资料〔如石墨〕作浮动环，可以用于强腐蚀介质的 密封。
8〕因密封间隙中是液膜，所以摩擦功率极小，在、 使机器有较高的效率。
机械密封的作用 1.提高机器效率、降低能耗。 2.节约原资料。 3.提高机器可靠性。 4.平安和环境维护。
机 械 密 封 原 理 图
机械密封特点
走漏量可以限制到很少。我国<机械密封技术条件>中 规定，常温清水实验，平均走漏量轴〔或轴套〕外 径大于50mm时不超越5mL/h，轴〔或轴套〕外径 不大于50mm时，走漏量不大于3mL/h。
机械密封基础知识讲座-PPT精品
2019/12/5
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六、机械密封性能的影响因素
（一）密封性的影响因素 （二）机械密封端面的摩擦状态 （三）载荷系数对密封性能的影响 （四）弹簧比压对密封性能的影响 （五）端面粗糙度对密封性能的影响 （六）端面间缝隙形状对密封性能的影响 （七）产生端面不平行的原因 （八）密封端面的机械变形 （九）密封端面的热变形 （十）影响机械密封性能的其它因素
（5）易加工，材料成本低
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（二）摩擦副匹配要考虑的因素
（1）一般选择一软一硬的材料配对，软环作窄环，如 YG6/M106K，只有介质含固体颗粒、易结晶、粘度高 时才选用硬对硬。
（2）尽量采用内装、内流式结构，防止机械杂质进入密封 端面，减少泄漏量。
（3）选导热性良好材料作动环。 以利散热，降低端面温度。
机械密封 基础知识讲座
2019/12/5
广州机械科学研究院有限公司 密封研究所
1
主讲：胡建彪 广州机械科学研究院有限公司
密封研究所 技术部
2019/12/5
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序言
机械密封最早于1885年在英国发明并获得专利，首先获 得应用是在20世纪20年代的冷冻机装置上，同时出现了研究 和生产机械密封的专业公司 （英国的 Crane公司、德国 的 Pacific公司等）。
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2、 传动关系 轴或轴套───紧固螺钉5──弹簧座4──弹簧3─补偿环1 压盖──防转销8─非补偿环6
3、 原理 通过一系列零件将径向密封转化为轴向密封，在弹
簧和介质压力共同作用下，对由于设备运行所造成的轴 向磨损可以及时补偿，使轴向密封面始终保持贴合。由 于机械密封（轴向密封）在运行中可以对轴向磨损进行 补偿，而填料密封（径向密封）不能对径向磨损进行补 偿，故机械密封比填料密封寿命长。
2024版年度泵类知识PPT课件
喷射器结构简单，无运动 部件，维护方便。
应用场景
广泛应用于真空蒸发、真 空干燥、真空过滤等领域。
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磁力驱动离心泵
工作原理
通过磁力耦合器传递扭矩，驱动 叶轮旋转，实现液体的输送。
2024/2/3
结构特点
磁力驱动离心泵无需机械密封，避 免了泄漏问题；同时，磁力耦合器 具有过载保护功能，提高了泵的可 靠性。
前景展望
随着工业4.0、智能制造等技术的不 断发展，泵行业将朝着数字化、智能 化、绿色化方向发展。
28
技术创新在泵行业应用案例分享
新材料应用
采用高强度、耐腐蚀、高温等特殊材料，提高泵产品的性能和可靠性。
2024/2/3
先进制造技术
运用精密铸造、3D打印等先进制造技术，优化泵产品结构，提高生 产效率和产品质量。
可能原因包括密封件磨损、密封面损坏、密 封压盖松动等。
2024/2/3
25
针对性处理措施和预防措施
• 针对泵不吸水或流量不足的处理措施包括检查吸入管路、底阀及转速是 否正常，预防措施包括定期清洗底阀、检查吸入管路等。
• 针对泵振动或噪音过大的处理措施包括检查轴承、叶轮及吸入管路是否 正常，预防措施包括定期更换轴承、清洗叶轮等。
轴
03 传递扭矩，连接驱动装置和叶
轮。
轴承
04 支撑轴旋转，减少摩擦损失。
密封环
防止泵内液体泄漏。
05
轴封
06 防止泵轴与泵壳之间的泄漏。
2024/2/3
8
工作过程及原理剖析
充液
启动前先向泵壳内灌满被输送的 液体。
启动
驱动装置通过轴带动叶轮旋转。
2024/2/3
液体吸入
叶轮旋转产生离心力，使液体从 叶轮中心吸入。
应用场景
广泛应用于真空蒸发、真 空干燥、真空过滤等领域。
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磁力驱动离心泵
工作原理
通过磁力耦合器传递扭矩，驱动 叶轮旋转，实现液体的输送。
2024/2/3
结构特点
磁力驱动离心泵无需机械密封，避 免了泄漏问题；同时，磁力耦合器 具有过载保护功能，提高了泵的可 靠性。
前景展望
随着工业4.0、智能制造等技术的不 断发展，泵行业将朝着数字化、智能 化、绿色化方向发展。
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技术创新在泵行业应用案例分享
新材料应用
采用高强度、耐腐蚀、高温等特殊材料，提高泵产品的性能和可靠性。
2024/2/3
先进制造技术
运用精密铸造、3D打印等先进制造技术，优化泵产品结构，提高生 产效率和产品质量。
可能原因包括密封件磨损、密封面损坏、密 封压盖松动等。
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针对性处理措施和预防措施
• 针对泵不吸水或流量不足的处理措施包括检查吸入管路、底阀及转速是 否正常，预防措施包括定期清洗底阀、检查吸入管路等。
• 针对泵振动或噪音过大的处理措施包括检查轴承、叶轮及吸入管路是否 正常，预防措施包括定期更换轴承、清洗叶轮等。
轴
03 传递扭矩，连接驱动装置和叶
轮。
轴承
04 支撑轴旋转，减少摩擦损失。
密封环
防止泵内液体泄漏。
05
轴封
06 防止泵轴与泵壳之间的泄漏。
2024/2/3
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工作过程及原理剖析
充液
启动前先向泵壳内灌满被输送的 液体。
启动
驱动装置通过轴带动叶轮旋转。
2024/2/3
液体吸入
叶轮旋转产生离心力，使液体从 叶轮中心吸入。
机械密封基础ppt课件
机械密封的主要 特点主是密封面 为垂直于旋转轴 线的端面。
4
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
3.基本构件
（1）动环和静环
材料 ➢ 较好的耐磨性，能有减摩作用（即f要小） ➢ 良好的导热性，把摩擦热及时传出 ➢ 孔隙率小，结构紧密，以免介质在压力下有渗 透。 ➢ 动、静环是一对摩擦副，它们的硬度各不相同。
➢ 紧定螺钉把弹簧固定在轴上 ➢ 静环的周向固定：静环上开槽，
然后通过防转销与静环座固定。 而静环座又与设备联在一起。
2
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
2.密封原理
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1-静环座 2-动环辅助密封圈 3-静环辅助密封圈 4-防转销 5-静环 6-动环 7-弹簧 8-弹簧座 9-紧定螺钉
可用2—5年，最长的达9年；
• 维修周期长，在正常工作的情况下，不需要维修；
• 摩擦功率消耗少；
• 轴或轴套不受磨损；
• 对旋转轴的振摆和轴对壳体孔的偏斜不敏感；
• 适用范围广，能用于低温、高温、高真空、高压、各
种转速以及各种腐蚀、易燃、易爆、有毒介质的密封。
缺
• 结构较复杂，对制造加工要求高； • 安装与更换比较麻烦，要求工人有一定的安装技术水平；
9-紧定螺钉
1
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
（2）固定
泵用机械密封基础知识
5、按流体在密封端面间的泄漏方向分类
内流式（内装式）：泄漏方向与离心力方向相反（优先 选用的结构）
特点：摩擦副受力好，安装精度要求高，泄漏量小
外流式（外装式） ：泄漏方向与离心力方向相同（常用 于强腐蚀低压）
特点：端面的工作及磨损可观察，安装方便，用于强腐蚀、易 结晶，低压等介质
一、机械密封的分类及选型
含颗粒和易结晶介质粘度高三密封失效的常见现象及分析96弹簧永久变形三密封失效的常见现象及分析97补偿元件冲刷磨蚀三密封失效的常见现象及分析984辅助密封圈的失效14fv形圈的失效放置变形安装问题介质含颗粒介质温度过高等2橡胶圈的失效放置时间过长老化安装问题介质压力磨损腐蚀等3柔性石墨的失效安装问题放置时间过长变形等4全包覆塑胶o圈的失效安装问题磨损腐蚀制造介质压力三密封失效的常见现象及分析99v圈唇口损坏三密封失效的常见现象及分析100o圈安装被切三密封失效的常见现象及分析101轴套o圈安装被挤三密封失效的常见现象及分析102包覆圈破损三密封失效的常见现象及分析103三密封失效的常见现象及分析o形圈被挤出104o圈老化龟裂三密封失效的常见现象及分析105o圈永久变形三密封失效的常见现象及分析106o圈破裂三密封失效的常见现象及分析107三密封失效的常见现象及分析108三密封失效的常见现象及分析1095机封旋转件与静止间蹭擦1旋转件蹭擦整圈静止件不是整圈安装时轴不对中静止件变形或加工问题2静止件蹭擦整圈旋转件不是整圈旋转件变形或加工问题3静止件与旋转件均蹭擦整圈加工问题静止件旋转件均变形介质太脏或异物进入三密封失效的常见现象及分析110轴套偏磨三密封失效的常见现象及分析111螺旋套偏磨三密封失效的常见现象及分析1126密封零部件磨损压力高密封圈采用的是ptfe设备振动大2机封绝大多数金属件磨损介质含细小颗粒冲刷介质腐蚀三密封失效的常见现象及分析113轴套密封部位磨损三密封失效的常见现象及分析114轴套密封部位卡滞三密封失效的常见现象及分析115密封磨蚀三密封失效的常见现象及分析1167传动元件失效1紧定螺钉失效紧定力不够压力过高材料原因2抱轴器失效螺钉材料原因压力过高抱轴器材料及结构原因三密封失效的常见现象及分析117轴套磨损三密封失效的常见现象及分析118压盖与传动环干涉三密封失效的常见现象及分析119三密封失效的常见现象及分析抱轴器联接螺钉断裂120四辅助密封及操作造成的失效1plan2123中换热器结垢造成的机封失效121四辅助密封及操作造成的失效2plan112114中节流孔板开孔过大或过小造成的机封失效122四辅助密封及操作造成的失效3plan2353b排气不完全造成的机封失效123四辅助密封及操作造成的失效4plan2353布线不科学管阻太大造成的机封失效124四辅助密封及操作造成的失效5plan53b
内流式（内装式）：泄漏方向与离心力方向相反（优先 选用的结构）
特点：摩擦副受力好，安装精度要求高，泄漏量小
外流式（外装式） ：泄漏方向与离心力方向相同（常用 于强腐蚀低压）
特点：端面的工作及磨损可观察，安装方便，用于强腐蚀、易 结晶，低压等介质
一、机械密封的分类及选型
含颗粒和易结晶介质粘度高三密封失效的常见现象及分析96弹簧永久变形三密封失效的常见现象及分析97补偿元件冲刷磨蚀三密封失效的常见现象及分析984辅助密封圈的失效14fv形圈的失效放置变形安装问题介质含颗粒介质温度过高等2橡胶圈的失效放置时间过长老化安装问题介质压力磨损腐蚀等3柔性石墨的失效安装问题放置时间过长变形等4全包覆塑胶o圈的失效安装问题磨损腐蚀制造介质压力三密封失效的常见现象及分析99v圈唇口损坏三密封失效的常见现象及分析100o圈安装被切三密封失效的常见现象及分析101轴套o圈安装被挤三密封失效的常见现象及分析102包覆圈破损三密封失效的常见现象及分析103三密封失效的常见现象及分析o形圈被挤出104o圈老化龟裂三密封失效的常见现象及分析105o圈永久变形三密封失效的常见现象及分析106o圈破裂三密封失效的常见现象及分析107三密封失效的常见现象及分析108三密封失效的常见现象及分析1095机封旋转件与静止间蹭擦1旋转件蹭擦整圈静止件不是整圈安装时轴不对中静止件变形或加工问题2静止件蹭擦整圈旋转件不是整圈旋转件变形或加工问题3静止件与旋转件均蹭擦整圈加工问题静止件旋转件均变形介质太脏或异物进入三密封失效的常见现象及分析110轴套偏磨三密封失效的常见现象及分析111螺旋套偏磨三密封失效的常见现象及分析1126密封零部件磨损压力高密封圈采用的是ptfe设备振动大2机封绝大多数金属件磨损介质含细小颗粒冲刷介质腐蚀三密封失效的常见现象及分析113轴套密封部位磨损三密封失效的常见现象及分析114轴套密封部位卡滞三密封失效的常见现象及分析115密封磨蚀三密封失效的常见现象及分析1167传动元件失效1紧定螺钉失效紧定力不够压力过高材料原因2抱轴器失效螺钉材料原因压力过高抱轴器材料及结构原因三密封失效的常见现象及分析117轴套磨损三密封失效的常见现象及分析118压盖与传动环干涉三密封失效的常见现象及分析119三密封失效的常见现象及分析抱轴器联接螺钉断裂120四辅助密封及操作造成的失效1plan2123中换热器结垢造成的机封失效121四辅助密封及操作造成的失效2plan112114中节流孔板开孔过大或过小造成的机封失效122四辅助密封及操作造成的失效3plan2353b排气不完全造成的机封失效123四辅助密封及操作造成的失效4plan2353布线不科学管阻太大造成的机封失效124四辅助密封及操作造成的失效5plan53b
机械密封介绍(共90张PPT)
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缺乏引起。
Standard Mechanical Seals
59
，
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
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。
Standard Mechanical Seals
58
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。
密封面磨损快
当封压超过30bar时，密封面的磨损显著加快，假设允许有点泄 漏，密封厂大多会制成动力密封。
第一章
密封原理
Standard Mechanical Seals
1
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。
Standard Mechanical Seals
2
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。
气体密封 高速很容易在摩檫面积储高温，冷却不充分立即引起故障。
缩机、釜等得到广泛应用。
博格曼公司给了一个正常密封的泄漏量公式：
次级密封圈,通常是橡胶O形圈或四氟圈。
可用增强环强度，调整平衡度解决。
串联密封常用的一种系统。
停堆冷却泵〔秦山二期〕 5 称过平衡型密封 它是一种不稳 高温泵的紧定螺钉要拧紧封固；
Standard Mechanical Seals
Standard Mechanical Seals
59
，
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
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。
Standard Mechanical Seals
58
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。
密封面磨损快
当封压超过30bar时，密封面的磨损显著加快，假设允许有点泄 漏，密封厂大多会制成动力密封。
第一章
密封原理
Standard Mechanical Seals
1
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。
Standard Mechanical Seals
2
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。
气体密封 高速很容易在摩檫面积储高温，冷却不充分立即引起故障。
缩机、釜等得到广泛应用。
博格曼公司给了一个正常密封的泄漏量公式：
次级密封圈,通常是橡胶O形圈或四氟圈。
可用增强环强度，调整平衡度解决。
串联密封常用的一种系统。
停堆冷却泵〔秦山二期〕 5 称过平衡型密封 它是一种不稳 高温泵的紧定螺钉要拧紧封固；
Standard Mechanical Seals
2泵用密封介绍PPT课件
串联式泵用干气密封应用条件：
⑤ 该类密封使用寿命取决于机械密封的使用寿命， 一般在2—3年左右。
① 有外部密封气源（一般采用的是管网氮气）。
② 有外部火炬管线。
③ 对氮气压力要求不高，0~0.7Mpa都行。
串联式泵用干气密封应用范围：
① 广泛用于易挥发性介质。如炼油装置的油品装置、催化装置、气体分馏装置、丙烷装置、
2、缓冲气压力为0.4MPa时，低报警值： 0.2MPa，高报警值为：0.6MPa
成都一通密封有限公司
典型结构---双端面干气密封
特点：
①. 用“气体阻塞”替代传统的“液体阻塞”原理，即用带 压密封气替代带压密封液，保证工艺介质实现“零逸出”; ②. 整套密封非接触运行，其功率消耗仅为传统双端面密封 的5%，使用寿命比传统密封长5倍以上； ③. 结构简单的辅助系统，保证工艺介质不受污染及工艺介 质不向大气泄漏，彻底摆脱了传统双端面机械密封对油系统 的依赖。密封气采用工业氮气或工业仪表风，其压力高于介 质0.15—0.2MPa.。
MDBE装置、烷基化装置；化工的乙烯裂解装置、油品装置中轻烃类介质：甲烷、乙烯、丙烯
。
② 出口压力较高的各类离心泵
③ 工艺流程中不允许氮气进入的场合。
成都一通密封有限公司
压力与液膜分析
轻烃介质特点
① 呈低沸点液体 ② 容易汽化 ③ 低引火点 ④ 低粘度 ⑤ 高蒸汽压
成都一通密封有限公司
串联式—-常用API冲洗方案
Plan72+75/72+76
检修（不换新密封）的工作流程
1、先关闭氮气入口阀和火炬出口阀； 2、将泵内物料排空泄压； 3、将密封的原定位块安装上去； 4、松轴套锁紧环上的紧定螺钉； 5、拆泵，取下整套集装式密封。
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30
API682冲洗管路系统标准方案介绍
PLAN 01 正向直通自冲洗
应用场合 ➢ 清洁、温度适中的液体；相对简单的
工况 ➢ 外部环境温度易使介质浓缩或凝固的
情况
注意事项 ➢ 通常无法对密封端面进行直接冲洗，
散热能力有限 ➢ 冲洗流速基于通过内部孔板压头损失
的计算
31
API682冲洗管路系统标准方案介绍
一、机械密封的分类及选型
滑动式密封
非滑动式密封
一、机械密封的分类及选型
滑动式密封
非滑动式密封
一、机械密封的分类及选型
8、按设备运转时摩擦副端面否接触分类
接触式（机械密封）：摩擦副端面微凸体接触的密封
特点：结构简单，泄漏量小
非接触式（干气密封）：摩擦副端面微凸体不接触的密封 特点：功耗和发热量小，正常工作时无磨损量
二、机械密封辅助系统
基本构成
管道布置 冲洗流体 辅助设备
➢换热器 ➢储液罐 ➢旋液分离器 ➢仪表 ➢其它
28
API682冲洗管路系统标准方案介绍
29
API682冲洗管路系统标准方案介绍
PLAN 01 正向直通自冲洗
方案描述 ➢ 从泵出口处对密封腔进行内部冲洗 ➢ 操作与11方案类似 采用原因 ➢ 密封腔散热 ➢ 卧式泵密封腔排气 ➢ 降低液体在11方案的暴露管道中冻结
断冷却 ➢ 经常与蒸汽急冷、62方案一起使
用
33
API682冲洗管路系统标准方案介绍 PLAN 11 正向旁通自冲洗
5、按流体在密封端面间的泄漏方向分类
内流式（内装式）：泄漏方向与离心力方向相反（优先 选用的结构）
特点：摩擦副受力好，安装精度要求高，泄漏量小
外流式（外装式） ：泄漏方向与离心力方向相同（常用 于强腐蚀低压）
特点：端面的工作及磨损可观察，安装方便，用于强腐蚀、易 结晶，低压等介质
一、机械密封的分类及选型
旋转式：补偿机构随轴旋转（常用于线速度≤30m/s）
特点：对中性好，弹力、传热均匀，但受离心力影响， 转速不能太高
静止式：补偿机构不随轴旋转（常用于线速度＞30m/s）
特点：对中性较差，弹力、传热不太均匀，一般用于转速高的 地方
一、机械密封的分类及选型
旋转式密封
静止式密封
一、机械密封的分类及选型
一、机械密封的分类及选型
接触式密封
非接触式密封
二、机械密封辅助系统
机械密封要能够很可靠的运行，必须根据需要构成一个完整的系统。它主 要由密封本体与辅助系统组成。主密封对工作介质起密封作用，辅助系统 为密封提供良好的工作环境并保证密封在最佳工作条件下工作，以保证设 备长周期稳定运行。
25
二、机械密封辅助系统
弹簧外置密封
一、机械密封的分类及选型
7、按结构布置分类
滑动式密封：补偿（弹性）元件在工作时有密封圈滑动的密封 特点：绝大多数弹簧密封，适用场合受密封圈材质的限制
非滑动式：补偿（弹性）元件在工作时没有密封圈滑动的密封 特点：适用于高低温（金属波纹管），强腐蚀介质（聚四氟乙 烯波纹管），轻型密封（全波橡胶）
6—补偿环； 7—非补偿环； 8– 非补偿环密封圈； 9—防转销
泵用机械密封基 础知识
旋转部分
静止部分
端面形成液膜：
• 分开两个密封面 • 润滑密封面 • 减小摩擦—防止产生大量的热 • 防止泄漏
一、机械密封的分类及选型
1、按端面的数量及组合分类
单端面： 一对摩擦副 （用于一般场合） 特点： 结构相对简单，成本较低，对应的系统较简单，安全性差
双端面： 两对摩擦副 （用于工况复杂的场合） 特点： 结构较复杂，成本较高，对应的系统较复杂，较安全
多端面： 两对摩擦副以上（用于高压场合） 特点: 结构复杂，成本高，对应的系统非常复杂，安全性高
一、机械密封的分类及选型
单端面密封
背靠背双端面密封
一、机械密封的分类及选型
面对面双端面密封
串联式双端面密封
一、机械密封的分类及选型
2、按载荷系数大小分类
平衡型：载荷系数K＜1.0 特点 : 常用于中高压场合.
非平衡型：载荷系数K≥1.0 特点 : 常用于常压的场合.
一、机械密封的分类及选型
非平衡型机械密封
平衡型机械密封
一、机械密封的分类及选型
3、按弹簧结构和数量分类 单弹簧（大弹簧）： 补偿机构中只有一个弹簧 特点：常用于含杂质，粘度较高，串量较大的地方
多弹簧（小弹簧）： 补偿机构中有多个弹簧 特点：弹力均匀，要求设备串量较小，尺寸较短
片弹簧（波片弹簧）：补偿机构中的弹簧为波片弹簧 特点：常用于含少量杂质和有一定粘度的介质，尺寸较短
一、机械密封的分类及选型
多弹簧密封
单弹簧密封
一、机械密封的分类及选型 波片弹簧密封
一、机械密封的分类及选型
4、按运动方式分类
PLAN 02 封闭式密封腔
方案描述 ➢ 密闭密封腔，内部冲洗 ➢ 密封腔带冷却夹套
采用原因 ➢ 结构简单，不受外部环境影响
32
API682冲洗管路系统标准方案介绍
PLAN 02 封闭式密封腔
应用场合 ➢ 适当温度的大腔或喉部敞开式密封腔 ➢ 清洁的液体
注意事项 ➢ 工艺介质必须距离沸点有足够的
余量以避免气化 ➢ 高温工况密封腔夹套或需要不间
内流式（内装）密封
外流式（外装）密封
一、机械密封的分类及选型
外流式密封
内流式密封
一、机械密封的分类及选型
6、按弹簧与介质是否接触分类
弹簧内置式：弹簧与介质接触
特点：用于清洁，低粘度的介质的场合
弹簧外置式：弹簧与介质不接触
特点：用于有腐蚀，易结晶、粘稠等介质的场合
一、机械密封的分类及选型
弹簧内置密封
冲洗方案的目的 ——为机械密封创造更有利的环境
为密封端面提供良好的润滑，促进形成稳定的液膜 带走密封端面产生的热量 调节密封腔压力 为密封提供清洁的工作液 阻隔外部环境对密封的影响
26
二、机械密封辅助系统
冲洗方案的目的 ——提供监测和控制密封泄漏的方法
监测泄漏 将泄漏引导至适当的收集或处理系统
27
泵用机械密封基础知识
2020年6月
泵用机械密封基础知
一
识 机械密封的分类
二 三三 四四 五五
机械密封辅助系统 密封失效的常见现象及分析 辅助系统及操作造成的密封失效 密封失效实例分析
泵用机械密封基础知识
密封腔
端盖 泄漏点4 泄漏点3Байду номын сангаас
泄漏点2 泄漏点1
图1-1 机械密封基本结构（旋转式）
1—弹簧座 ； 2—紧定螺钉； 3—弹簧； 4– 推环； 5– 补偿环辅 助密封圈 ；
30
API682冲洗管路系统标准方案介绍
PLAN 01 正向直通自冲洗
应用场合 ➢ 清洁、温度适中的液体；相对简单的
工况 ➢ 外部环境温度易使介质浓缩或凝固的
情况
注意事项 ➢ 通常无法对密封端面进行直接冲洗，
散热能力有限 ➢ 冲洗流速基于通过内部孔板压头损失
的计算
31
API682冲洗管路系统标准方案介绍
一、机械密封的分类及选型
滑动式密封
非滑动式密封
一、机械密封的分类及选型
滑动式密封
非滑动式密封
一、机械密封的分类及选型
8、按设备运转时摩擦副端面否接触分类
接触式（机械密封）：摩擦副端面微凸体接触的密封
特点：结构简单，泄漏量小
非接触式（干气密封）：摩擦副端面微凸体不接触的密封 特点：功耗和发热量小，正常工作时无磨损量
二、机械密封辅助系统
基本构成
管道布置 冲洗流体 辅助设备
➢换热器 ➢储液罐 ➢旋液分离器 ➢仪表 ➢其它
28
API682冲洗管路系统标准方案介绍
29
API682冲洗管路系统标准方案介绍
PLAN 01 正向直通自冲洗
方案描述 ➢ 从泵出口处对密封腔进行内部冲洗 ➢ 操作与11方案类似 采用原因 ➢ 密封腔散热 ➢ 卧式泵密封腔排气 ➢ 降低液体在11方案的暴露管道中冻结
断冷却 ➢ 经常与蒸汽急冷、62方案一起使
用
33
API682冲洗管路系统标准方案介绍 PLAN 11 正向旁通自冲洗
5、按流体在密封端面间的泄漏方向分类
内流式（内装式）：泄漏方向与离心力方向相反（优先 选用的结构）
特点：摩擦副受力好，安装精度要求高，泄漏量小
外流式（外装式） ：泄漏方向与离心力方向相同（常用 于强腐蚀低压）
特点：端面的工作及磨损可观察，安装方便，用于强腐蚀、易 结晶，低压等介质
一、机械密封的分类及选型
旋转式：补偿机构随轴旋转（常用于线速度≤30m/s）
特点：对中性好，弹力、传热均匀，但受离心力影响， 转速不能太高
静止式：补偿机构不随轴旋转（常用于线速度＞30m/s）
特点：对中性较差，弹力、传热不太均匀，一般用于转速高的 地方
一、机械密封的分类及选型
旋转式密封
静止式密封
一、机械密封的分类及选型
一、机械密封的分类及选型
接触式密封
非接触式密封
二、机械密封辅助系统
机械密封要能够很可靠的运行，必须根据需要构成一个完整的系统。它主 要由密封本体与辅助系统组成。主密封对工作介质起密封作用，辅助系统 为密封提供良好的工作环境并保证密封在最佳工作条件下工作，以保证设 备长周期稳定运行。
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二、机械密封辅助系统
弹簧外置密封
一、机械密封的分类及选型
7、按结构布置分类
滑动式密封：补偿（弹性）元件在工作时有密封圈滑动的密封 特点：绝大多数弹簧密封，适用场合受密封圈材质的限制
非滑动式：补偿（弹性）元件在工作时没有密封圈滑动的密封 特点：适用于高低温（金属波纹管），强腐蚀介质（聚四氟乙 烯波纹管），轻型密封（全波橡胶）
6—补偿环； 7—非补偿环； 8– 非补偿环密封圈； 9—防转销
泵用机械密封基 础知识
旋转部分
静止部分
端面形成液膜：
• 分开两个密封面 • 润滑密封面 • 减小摩擦—防止产生大量的热 • 防止泄漏
一、机械密封的分类及选型
1、按端面的数量及组合分类
单端面： 一对摩擦副 （用于一般场合） 特点： 结构相对简单，成本较低，对应的系统较简单，安全性差
双端面： 两对摩擦副 （用于工况复杂的场合） 特点： 结构较复杂，成本较高，对应的系统较复杂，较安全
多端面： 两对摩擦副以上（用于高压场合） 特点: 结构复杂，成本高，对应的系统非常复杂，安全性高
一、机械密封的分类及选型
单端面密封
背靠背双端面密封
一、机械密封的分类及选型
面对面双端面密封
串联式双端面密封
一、机械密封的分类及选型
2、按载荷系数大小分类
平衡型：载荷系数K＜1.0 特点 : 常用于中高压场合.
非平衡型：载荷系数K≥1.0 特点 : 常用于常压的场合.
一、机械密封的分类及选型
非平衡型机械密封
平衡型机械密封
一、机械密封的分类及选型
3、按弹簧结构和数量分类 单弹簧（大弹簧）： 补偿机构中只有一个弹簧 特点：常用于含杂质，粘度较高，串量较大的地方
多弹簧（小弹簧）： 补偿机构中有多个弹簧 特点：弹力均匀，要求设备串量较小，尺寸较短
片弹簧（波片弹簧）：补偿机构中的弹簧为波片弹簧 特点：常用于含少量杂质和有一定粘度的介质，尺寸较短
一、机械密封的分类及选型
多弹簧密封
单弹簧密封
一、机械密封的分类及选型 波片弹簧密封
一、机械密封的分类及选型
4、按运动方式分类
PLAN 02 封闭式密封腔
方案描述 ➢ 密闭密封腔，内部冲洗 ➢ 密封腔带冷却夹套
采用原因 ➢ 结构简单，不受外部环境影响
32
API682冲洗管路系统标准方案介绍
PLAN 02 封闭式密封腔
应用场合 ➢ 适当温度的大腔或喉部敞开式密封腔 ➢ 清洁的液体
注意事项 ➢ 工艺介质必须距离沸点有足够的
余量以避免气化 ➢ 高温工况密封腔夹套或需要不间
内流式（内装）密封
外流式（外装）密封
一、机械密封的分类及选型
外流式密封
内流式密封
一、机械密封的分类及选型
6、按弹簧与介质是否接触分类
弹簧内置式：弹簧与介质接触
特点：用于清洁，低粘度的介质的场合
弹簧外置式：弹簧与介质不接触
特点：用于有腐蚀，易结晶、粘稠等介质的场合
一、机械密封的分类及选型
弹簧内置密封
冲洗方案的目的 ——为机械密封创造更有利的环境
为密封端面提供良好的润滑，促进形成稳定的液膜 带走密封端面产生的热量 调节密封腔压力 为密封提供清洁的工作液 阻隔外部环境对密封的影响
26
二、机械密封辅助系统
冲洗方案的目的 ——提供监测和控制密封泄漏的方法
监测泄漏 将泄漏引导至适当的收集或处理系统
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泵用机械密封基础知识
2020年6月
泵用机械密封基础知
一
识 机械密封的分类
二 三三 四四 五五
机械密封辅助系统 密封失效的常见现象及分析 辅助系统及操作造成的密封失效 密封失效实例分析
泵用机械密封基础知识
密封腔
端盖 泄漏点4 泄漏点3Байду номын сангаас
泄漏点2 泄漏点1
图1-1 机械密封基本结构（旋转式）
1—弹簧座 ； 2—紧定螺钉； 3—弹簧； 4– 推环； 5– 补偿环辅 助密封圈 ；