机械密封特点及应用.

机械密封技术理论
• 3）密封介质固化、聚合、结焦、结晶问题 • a固化：易凝固介质，如蜡油、渣油、石蜡、沥青、尿素 、熔融硫磺、煤焦油、酚醛树脂、增塑剂等。采用plan62 （蒸汽）； • b聚合：因温升而聚合的介质，如糠醛、甲醛、苯乙烯、 氯乙烯、丙烯醛、醋酸乙烯、甲醛水、提余液等； • c结晶：对于易结晶介质：硫铵、磷铵、苛性钠、氢氧化 钙、磷酸、绿液、导热姆、丁醇等；硬对硬摩擦副加保温 、冲洗；
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• 9）机械密封可能泄漏途径： • a密封副密封面I处：机械密封失效80-95%由于该原因。要求 接触面平行，Ra=0.05-0.20μm，平面度<0.9 μm。不同介质 密封副材料组合合适，注意耐磨损、耐腐蚀，选用合适的几 何参数（面积比和宽径比）和性能参数（比压、弹簧载荷） 。 • b静环与压盖的密封圈处泄漏II和动环与轴（或轴套）的密封 圈处泄漏III:值得注意问题是动环和密封圈处密封性和追随性 应保证，防止水垢、结焦、结晶、反应堆积问题造成动环不 能动弹。 • c压盖与密封腔体间静密封IV、轴与轴套静密封V、动环镶嵌 结构配合处VI泄漏。该3处为静密封。
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• d溶解性:：对于易结晶介质：硫铵、磷铵、苛性钠、氢氧 化钙、磷酸、绿液、导热姆、丁醇等；硬对硬摩擦副加保 温、冲洗； • e溶解性:异丙醇、磺化油、明矾、硫酸钠、硫酸钾（对水 ）；戊烷（对油）;橡胶（液氨、氨水、苯）；甘油（对 乙醇）； • f结焦、腐蚀、磨损在高温下产生或加剧。
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• 4）机械密封变形问题ຫໍສະໝຸດ Baidu• 机械密封密封环变形有力（机械）变形、热（温度）变形 和残余变形； • 密封环表面热应力超过材料允许压力产生“热裂”；
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• 密封环变形会破坏摩擦副密封面的平面度和平行性，产生 各种流体动、静压效应，造成密封面承载能力过大而被打 开，过小而磨损。 • 为了避免密封面变形的影响，可采用在结构上开应力槽或 改变密封面断面形状来消除应力，及其它有效方法。
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1）典型机械密封机构： 1静环2动环3传动销 4弹簧5弹簧座6紧定螺钉 7传动螺钉8动环o型圈 9静环O型圈10防转销 11压盖12推环13轴套 I、II、III、IV、V、VI 为泄露点
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• 2）机械密封是一种依靠弹性元件对动、静环端面密封副 的预紧，和介质压力与弹性元件压力的压紧而达到密封的 轴向端面密封装置。 • 3）动、静环作用：是密封面紧密贴合，防止介质泄漏。 要求动、静环耐磨性良好，动环可以轴向随动，自动补偿 密封面损失，和静环良好贴合；静环具有浮动性，起缓冲 作用。 • 4）弹性元件作用：包括弹簧、波纹管、隔膜等，起预紧 、补偿和缓冲的作用，始终保持足够的弹性克服动环的惯 性、密封圈和传动件的摩擦，保证动环良好追随性和密封 副贴合。要求耐腐蚀、耐疲劳。 • 5）密封圈：动静环的密封作用，同时也起到浮动和密封 作用。要求耐热、耐冷并能与介质相容。
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• 6）传动件（传动销、传动环、传动座、传动键、传动凸 耳或牙嵌式联结器），起到将轴的转矩传给动环的作用。 • 7）紧固件（紧定螺钉、弹簧座、压盖、组装套、座套） ，起到动、静环定位、紧固作用。要求轴向定位正确，保 证一定弹簧压缩量，保证密封面位置正确、贴合良好。拆 装方便、容易就位、可重复利用。与密封圈配合处，安装 密封圈处有导向倒角和压缩量。密封腔与轴套配合处可采 用硬面涂层。 • 8）防转销：起到防止静环转动和脱出的作用。要求长度 足够，防止静环在负压下脱出；定位正确，防止随动环旋 转。
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• • • • 1机械密封技术理论 1.1机械密封的作用及意义 1）影响泵效率、能耗； a.减少泵泄露，提高容积效率：离心泵叶轮口环改为机械 密封，泵效率提高3.6%； b.减少摩擦损失，提高机械效率：双端面改为单端面，非 平衡型改为平衡型等； c.密封辅助系统优化，可以降低功耗：自冲洗改为泵环循 环，双端面改为单端面，节省封油系统能耗。 2）影响泵组运行可靠性：密封是否泄漏决定泵组的运行 周期； 3）HSE要求：密封失效造成事故及环境污染。 4）据统计石化装置机泵86%采用机械密封，并且机械密 封维护占炼油厂机泵维修工作量的50%以上。
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1.3机械密封副的温度和密封环变形 • 1）机械密封摩擦副温度限制 • 密封元件材料使用温度限制
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• • • • • 2）密封腔及密封面间气化现象 机械密封稳定工作：稳定的液膜、气膜或混合膜 密封腔温度大于气化温度20℃或压力高于饱和压力30%； 采取措施，避免泵抽空引起轴封； 摩擦热未能排出而形成全面或局部气化（空化），前者密 封面出现彗星状纹理，后者出现麻点；
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• 1.4机械密封的基本型式 • 1）接触式和非接触式: • 接触式：密封面数凸体接触，密封面间隙h=0.5-1μm； • 非接触式：密封面数凸体不接触，流体动压密封面间隙 h>2μm；流体静压密封面间隙h>5μm； • 其它： • 可控间隙非接触机械密封 • 平衡比可以调节的半接触式机械密封
中国石化炼化动设备培训班：
炼油厂装置关键动设备 之泵用机械密封特点及应用
杨立民 中国石化洛阳石油化工工程公司 201109
问题的提出
经过学习应解决的问题： • 了解机械密封工作原理及特点？ • 了解离心泵机械密封失效基本原因？ • 能够合理应用离心泵机械密封？(34条)
目录
• • • • • • • • • • 1机械密封技术理论 1.1机械密封的作用及意义 1.2机械密封的基本原理 1.3机械密封副的温度和密封环变形 1.4 机械密封的基本型式 2机械密封技术应用 2.1炼油厂机械密封应用现状 2.2机械密封失效的分析 3机械密封选型技术规定* 4结论
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• 2）内装式和外装式机械密封： • 内装式：静环安装在压盖内侧，弹簧置于介质内； • 外装式：静环安装在压盖外侧，弹簧置于介质外；适用压 力低，强腐蚀、高粘度、易结晶介质。 • 3）内流式和外流式机械密封： • 内流式：端面泄漏方向与离心力方向相反；适合高压，泄 漏小； • 外流式：端面泄漏方向与离心力方向相同；适用<2MPa环 境；