機械行業(yè)管理知識分析密封

1、機械密封機械密封的發(fā)展最早在19世紀(jì)末期出現(xiàn)機械密封的雛形，機構(gòu)相當(dāng)簡單，僅由一個橡膠彈性體和一個金屬（殼體）相摩擦。二戰(zhàn)時期，美國開始在化工流程泵上使用機械密封，二戰(zhàn)后隨著石油化工業(yè)的迅猛發(fā)展，西方國家煉油行業(yè)的流程泵80%采用機械密封。我國在50年代末期，開始進行機械密封研究，至70年代形成了國標(biāo)JB1427標(biāo)準(zhǔn)的機械密封。機械密封定義機械密封是一種用來解決旋轉(zhuǎn)軸與機體之間密封的裝置，主要依靠彈性元件對動、靜環(huán)端面密封副的預(yù)緊和介質(zhì)壓力與彈性元件壓力的壓緊而實現(xiàn)密封的，又叫做端面機械密封或端面密封。機械密封原理在旋轉(zhuǎn)設(shè)備中，機械密封件是用來阻止介質(zhì)沿其旋轉(zhuǎn)軸與殼體之間的縫隙泄漏的裝置。機械

2、密封至少有一對垂直于旋轉(zhuǎn)軸線且端面互相貼合的密封環(huán)（一個在軸上，一個在機殼）。相對靜止的輔助密封件。產(chǎn)生使密封環(huán)端面相貼合的作用力的彈性元件（或磁性元件）以及其他傳動部件所組成。其密封作用的是在外力作用下，兩個互相貼合并相對滑動的密封環(huán)端面，端面密封。機械密封的組成端面密封：動環(huán)、靜環(huán)摩擦副；緩沖補償機構(gòu)：由彈性元件（圓柱彈簧、圓錐彈簧、波片彈簧、波紋管等）構(gòu)成使貼合；輔助密封圈：包括動環(huán)密封圈、靜環(huán)密封圈等，有各種形式（如O型圈、V型圈、楔形圈等）；傳動機構(gòu)：使動環(huán)隨軸旋轉(zhuǎn)。機封主要泄漏途徑泄漏點1摩擦端面泄漏點、依靠彈力和介質(zhì)壓力保持貼合。泄漏點2補償密封圈，密封圈與軸或軸套之間有微動。泄

3、漏點3非補償環(huán)密封圈，靜密封點。泄漏點4壓蓋與腔體間的密封圈，靜密封點。機械密封輔助設(shè)施通過沖洗、冷卻、過濾、分離等方式進行冷卻和潤滑，從而改善密封的工作環(huán)境，減少密封的泄漏量，延長使用壽命。應(yīng)當(dāng)把它看作機械密封的組成部分。 機械密封的優(yōu)點1、密封性好，泄漏量一般在3-5ml/h以下；2、工作壽命長，清潔介質(zhì)可達(dá)7000h以上；3、工作時不需經(jīng)常調(diào)整，使用方便；4、軸功率的耗小，一般為填料的10%-50%；5、軸和軸套不磨損；6、對旋轉(zhuǎn)軸的輕微擺動不敏感，耐振動性強；7、使用范圍廣，適用高溫、低溫、腐蝕等工況；機械密封的缺點1、結(jié)構(gòu)復(fù)雜2、加工要求高3、需要一定的安裝技術(shù)4、價格較高等按使用條

4、件分類高速密封（線速度25100m/s）和普通密封小于25 m/s高壓（3Mpa-15Mpa)和低壓密封小于1Mpa高溫（大于150）、中溫（80 150度 ）常溫（-20 80 )和低溫密封（小于-20 ）泵用、釜用和壓縮機用密封耐腐蝕、抗顆粒機械密封按結(jié)構(gòu)分類多彈簧、單彈簧密封旋轉(zhuǎn)式、靜止式密封 補償機構(gòu)（彈性元件）是否隨軸旋轉(zhuǎn)。外裝式、內(nèi)裝式密封 靜環(huán)裝在壓蓋外側(cè)、內(nèi)側(cè)。外流式、內(nèi)流式密封多彈簧和單彈簧機械密封多彈簧：（又叫小彈簧，軸向尺寸小，軸向彈力均勻）宜用于高速，不宜用于腐蝕性介質(zhì)。單彈簧：（又叫大彈簧，軸向尺寸大，軸向彈力不均勻）不宜用于高轉(zhuǎn)速的場合。 旋轉(zhuǎn)式和靜止式機械密封內(nèi)裝

5、式和外裝式機械密封內(nèi)流式和外流式機械密封內(nèi)流式：泄漏方向朝向軸心。（一般密封都采用這種結(jié)構(gòu)）外流式：泄漏方向朝向離心力方向。（泄漏量大，只有在壓力、溫度都不高的腐蝕性介質(zhì)中用） 一般和內(nèi)裝式、外裝式一致平衡型和非平衡型機封介質(zhì)作用于單位密封面上的軸向壓緊力小于密封室內(nèi)介質(zhì)壓力的密封為部分平衡型密封；介質(zhì)作用于密封面上的軸向壓緊力大于或等于密封室內(nèi)介質(zhì)壓力的密封為非平衡型機封。前者密封端面上所受的作用力隨介質(zhì)壓力的升高而變化較小，故適用于高壓密封；后者密封端面所受的作用力隨介質(zhì)壓力的變化較大，故適用于低壓密封。機封類型簡圖a)內(nèi)裝式b)外裝式c)內(nèi)流式d)外流式e)旋轉(zhuǎn)式 f)靜止式 g)非平衡

6、式 h)平衡式i)單彈簧式 雙端面機械密封兩套密封面對面或背對背安裝在一起。用于工作介質(zhì)有毒、易燃、易爆、易揮發(fā)、易結(jié)晶、高溫、低溫，或氣體、高真空度等場合。兩套密封之間形成一個密封腔，在密封腔中引入封液：堵封、潤滑、冷卻。 串聯(lián)式機械密封兩套密封沿同一方向布置，密封腔壓力逐級降低。用于高壓場合。波紋管機械密封去掉了補償環(huán)密封圈及其摩擦阻力，補償環(huán)密封圈改至彈簧座處，補償環(huán)追隨性提高.避免了補償環(huán)密封圈因軸串、振動所產(chǎn)生的磨損。金屬波紋管用于高溫介質(zhì)。聚四氟乙烯波紋管用于腐蝕性介質(zhì)。 集裝式機械密封將機械密封、軸套、壓蓋組合成一個整體。安裝時只需固定壓蓋、軸套，取下定位擋塊即可。安裝方便，排除

7、了安裝不良的影響。集裝式機械密封摩擦副密封環(huán)的要求摩擦副密封環(huán)是機械密封的主要元件，它在很大程度上決定了機械密封的性能和壽命。因此，對它有一些基本要求：足夠的強度和剛度。端面有足夠的硬度、耐腐蝕性能確保使用壽命。耐熱沖擊力。較小的摩擦系數(shù)，良好的自潤滑性。易加工，材料成本低。摩擦副匹配要考慮的因素一般選擇一軟一硬的材料配對，軟環(huán)作窄環(huán)，只有介質(zhì)含固體顆粒、易結(jié)晶、粘度高時才選用硬對硬。盡量采用內(nèi)裝、內(nèi)流式結(jié)構(gòu)，防止機械雜質(zhì)進入密封端面，減少泄漏量。選導(dǎo)熱性良好材料作動環(huán)。環(huán)的壁厚不可太薄，以保證整體強度、剛度。動環(huán)和軸（軸套）間隙0.40.6以利補償； 靜環(huán)和軸（軸套）間隙13mm以免摩擦。

8、常用密封端面材料硬質(zhì)合金工程陶瓷（氧化鋁陶瓷和碳化硅陶瓷）浸漬石墨表面硬化材料硬面密封材料軟面密封材料輔助密封圈機械密封的輔助密封圈是指動環(huán)、靜環(huán)的密封圈；按截面形狀分： O型圈、矩型圈、V型圈、楔型圈、包四氟O型圈等；作用：1）保證密封，2）補償密封面的偏斜震動，保證端面緊密貼合并具有浮動性；性能參數(shù)：1）溫度范圍；2）硬度范圍；3）抗拉強度；4）延伸率；5）回彈率；6）壓縮永久變形。常用的輔助密封材料及性能丁腈橡膠：耐油、耐老化、耐堿、使用溫度30 100乙丙橡膠：耐放射性、耐堿和溶劑、使用溫度50 150 氟橡膠：耐油、耐熱、耐腐蝕、使用溫度20 200 硅橡膠：耐寒、耐熱、使用溫度60

9、 230 純聚四氟乙烯全氟醚橡膠：具有極其優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性及耐熱性能、使用溫度327 密封環(huán)端面發(fā)熱機械密封的摩擦副就是動環(huán)和靜環(huán)，其端面貼緊，且一個靜止，一個旋轉(zhuǎn)，它們之間存在相對運動，所以會產(chǎn)生摩擦和磨損，同時會伴有熱量的產(chǎn)生。熱量不能及時導(dǎo)出，會引起端面溫度過高，導(dǎo)致密封環(huán)的熱裂、變形等。合理的方法就是強化冷卻。閉路自沖洗將密封介質(zhì)從系統(tǒng)中高于密封腔壓力處引出，通過接管引入密封腔，對于密封介質(zhì)的溫度高或含有固體顆粒的場合，可以在管路上設(shè)置冷卻器或者過濾器，使進入密封腔內(nèi)的介質(zhì)凈化并降低溫度。反向自沖洗將密封腔內(nèi)的介質(zhì)引入主機低壓側(cè)，使介質(zhì)通過密封腔進行自循環(huán)帶走熱量，這種方法適用于密封

10、腔壓力與主機工作壓力比較接近的場合。貫通自沖洗將介質(zhì)從高壓側(cè)引出，流經(jīng)密封腔進行沖洗后流回主機吸入側(cè)，這種沖洗冷卻效果優(yōu)于前兩種。內(nèi)沖洗利用其他壓力源將沖洗冷卻液注入密封腔內(nèi)。沖洗液應(yīng)為低溫、清潔液體，并且少量內(nèi)漏與密封介質(zhì)相混，沖洗液壓力應(yīng)該比密封介質(zhì)壓0.050.1Mpa。對于高溫或含固體顆粒的介質(zhì)，效果較好。局部循環(huán)沖洗在密封腔內(nèi)的一段軸上裝上小型動力元件，使密封腔內(nèi)介質(zhì)進行局部循環(huán)，或在旋轉(zhuǎn)環(huán)外周開槽同樣能達(dá)到泵送作用。靜環(huán)背部冷卻從靜環(huán)背部將清水、油等冷卻液直接引入密封環(huán)內(nèi)表面，又稱為急冷法、外沖洗法。冷卻效果好，但冷卻水硬度高時產(chǎn)生的無機水垢在軸上沉積，會影響動環(huán)密封圈的浮動性，引

11、起密封失效。機械密封的性能指標(biāo)泄漏量和使用壽命影響機械密封指標(biāo)的五個環(huán)節(jié)： 1）設(shè)計 2）制造 3）安裝 4）使用 5）維護機械密封安裝前的準(zhǔn)備工作安裝機械密封設(shè)備精度檢查機械密封安裝順序及要求機械密封啟動前的準(zhǔn)備工作啟動前，冷卻及潤滑系統(tǒng)是否安裝正確，有無堵塞;清洗物料管道，以防鐵銹、雜質(zhì)進入密封腔內(nèi)；進行靜壓試驗，試驗壓力等于工作壓力，檢查有無泄漏；用手盤動聯(lián)軸器，檢查軸是否輕松旋轉(zhuǎn)。機械密封試運轉(zhuǎn)將封液系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)啟動，保證密封腔內(nèi)充滿介質(zhì)，然后可以啟動主密封進行試運轉(zhuǎn)。若出現(xiàn)輕微泄漏現(xiàn)象，經(jīng)過1-3小時后減少，屬于端面正常磨合過程，若泄漏始終不減，則停車檢查。若機封發(fā)熱嚴(yán)重甚至冒煙現(xiàn)

12、象，一般為彈簧比壓過大，調(diào)整彈簧壓力。機械密封正常運轉(zhuǎn)機械密封試運轉(zhuǎn)合格后即可轉(zhuǎn)入操作條件下的正常運轉(zhuǎn)，即升溫升壓運轉(zhuǎn)。注意過程中的變化：機件有無碰撞、摩擦發(fā)熱是否過快及密封圈和端面處的泄漏等。若一切正常，即可正式投入生產(chǎn)運行。機械密封維修中的幾個誤區(qū)1、彈簧壓縮量越大密封效果越好。2、動環(huán)密封圈越緊越好。3、靜環(huán)密封圈越緊越好。4、葉輪鎖母越緊越好。5、新的比舊的好。6、拆修總比不拆好。機械密封的維護使用維持液膜的穩(wěn)定性維持冷卻系統(tǒng)的效能機械密封泄漏常見的原因及處理措施故障現(xiàn)象發(fā)生原因處理措施機械密封發(fā)生振動、發(fā)熱、泄出、磨損端面寬度過大減小端面寬度、降低彈簧壓力端面比壓過大降低端面比壓動靜環(huán)面粗糙提高端面光潔度摩擦副配對不當(dāng)更換動靜環(huán)、合理配對冷卻效果不好、潤滑惡化加強冷卻措施、改善潤滑條件端面耐腐蝕、耐高溫不良更換耐腐蝕、耐高溫的動靜環(huán)間歇性泄漏轉(zhuǎn)子軸向竄動量太大、動環(huán)來不及補償位移調(diào)整軸向竄動量泵本身操作不平穩(wěn)、壓力變動穩(wěn)定泵的操作壓力機械密封泄漏常見的原因及處理措施故障現(xiàn)象發(fā)生原因處理措施經(jīng)常性泄漏泵軸振動嚴(yán)重停車檢修，解決軸的竄動問題密封定位不準(zhǔn)、摩擦副未貼緊調(diào)整定位摩擦表面損傷或摩擦面不平更換或研磨摩擦面密封圈與動環(huán)未貼緊檢查或更換密封面彈簧力不夠或彈簧力偏心調(diào)整或更換彈簧端蓋固定不正、產(chǎn)生偏移調(diào)整端蓋緊固螺釘與