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机械密封技术交流1.机封技术交流2.交流内容a.机械密封的原理和结构b.机械密封的材料c.机械密封的冷却和冲洗d.机械密封的使用和安装e.机械密封的典型故障f.实例分析3.机械密封的基本构成机械密封是一种依靠弹性元件和介质压力压紧动、静环端面从而达到密封的部件。4.机械密封的构成和作用5.基本元件的作用和要求a.摩擦副：使密封面紧密贴和，防止泄漏。它要求具有良好的耐磨性；补偿环轴向移动灵活；端面变形稳定b.弹性元件：起预紧、补偿、缓冲的作用。要求具有适当的弹力，从而保证端面贴和良好且不过度磨损。c.辅助密封元件：除端面外，所有密封点的密封及缓冲作用。要求可靠。d.扭矩传递元件：起到传递和抵消扭矩的作用。要求拆装方便、安全可靠、传递平稳。6.平衡系数示意图7.平衡系数计算公式8.计算平衡系数的意义9.机械密封的材料a.端面材料：浸呋喃树脂石墨、浸锑石墨、碳化硅、镍基硬质合金、钴基硬质合金b.辅助密封材料：聚四氟乙烯、柔性石墨、铝、铜c.结构件及波纹管材料：1Cr18Ni9Ti、2Cr13、0Cr17Ni12Mo2(316)、4J42、4J43、00Cr17Ni14Mo2(316L)、 Hastalloy C、Inconel718(GH4169)10.机械密封的材料端面S浸呋喃树脂石墨：耐酸碱温 、适用温度小于160C浸铜石墨:耐高温、适用温度小于400T浸锑石墨：耐高温、适用温度小于450G反应烧结碳化硅：耐高温、腐蚀、适用温度小于1000O常压烧结碳化硅：耐高温、腐蚀、适用温度小于1000U镍基硬质合金：耐高温、耐酸、适用温度小于400W钴基硬质合金：耐高温、耐碱、适用温度小于40011.机械密封的材料弹性元件8-1Cr18Ni9Ti中等腐蚀、适用温度小于2606- 00Cr17Ni14Mo2(316L)中等腐蚀、适用温度小于2601 -Hastalloy C强腐蚀、适用温度小于2605-AM350不耐蚀、适用温度小于3509- Inconel718(GH4169)中等腐蚀 、适用温度小于35012.机封的材料结构件8-1Cr18Ni9Ti :3-0Cr17Ni12Mo2(316) :2-2Cr13：线膨胀系数小、不耐腐蚀1- Hastalloy C：耐腐蚀4- 4J42、4J43：不耐腐蚀、定膨胀合金13.克隆机封常用材质代号a.环片、环座材质组合160 ：W8、U8、O8、S8 、W3、U3、O3、S3 、S2200 ：W2、U2、O2、 T2400 ：W4、U4、O4、T4 b.波纹管组件材质260 ：6、1370 ：5、914.常用国产橡胶圈材质丁腈橡胶，耐油，-40120乙丙橡胶，耐放射性、耐碱，-50150氟橡胶，耐油、耐温、耐腐蚀，-18206硅橡胶，耐寒、耐热，-65230氯丁橡胶，耐放射性，-40149氯醇橡胶，耐油、耐氟里昂，-40135包覆类胶圈：15.波纹管机械密封的镶嵌环.基本元件镶嵌环.端面材料：浸呋喃树脂石墨、浸锑石墨、碳化硅、硬质合金.环座材料：1Cr18Ni9Ti、2Cr13、4J42、0Cr17Ni12Mo2(316) 、Hastalloy C16.密封辅助系统a.整个机械密封装置是由密封和密封辅助系统组成的。密封用于封堵工作介质，而辅助系统主要是为密封提供良好的周围环境，保证密封在最佳工作条件下工作。b.密封辅助系统有压力控制、温度控制、空气和杂质清除以及流体替代（阻塞）等系统。API682、API610均在相当篇幅上介绍了机械密封辅助系统的布置形式。17.波纹管机封的冷却和冲洗冲洗是将密封流体引入到密封腔内，完成密封的润滑、冷却、净化等功能，将不利的环境改变为密封能接受的工作环境。18.波纹管机封的冷却和冲洗冷却是将冷却流体引入在大气侧（密封内部），对密封进行冷却、净化和泄漏收集。19.有几种冲洗方式？a.按密封流体的流动方向可以分为正向冲洗、反向冲洗和贯穿冲洗。b.按冲洗流体的来源可以分作：自冲洗和注入式冲洗。20.有几种冷却方式？冷却可分为直接和间接冷却两种方式。所谓直接冷却就是冷却流体直接和密封端面接触达到冷却的目的。一种方法是在压盖的大气端通以冷却液体（一般为水），主要冷却静环的内圈，这种方法一般称为“急冷”(或背冷)。这种冷却兼有稀释和收集泄漏介质的功能。另外，就是在泵盖、泵体以及密封压盖中通以冷却水对密封腔内的介质进行冷却。21.没有冲洗时易出现那些故障？摩擦副产生的热量，要通过冲洗液体带走，以保持端面温度正常，液膜不气化。a.摩擦副产生的热量不能及时带走，端面温度高，液膜易气化，工作不稳定，易失效。b.机械杂质积存于密封腔内，易进入端面，密封出现磨粒磨损失效。c.密封腔内出现气蚀或抽空时，易损伤密封。22.外接冲洗能减少抽空和气蚀对机封的影响？可以。外接冲洗的温度、流量、压力较为稳定且不受泵本身压力变化的影响。在工艺操作波动导致泵内抽空和气蚀时。能够及时给密封补充液体，保证了密封的润滑和正常运转。23.耐高温的波纹管机封是否可以取消外接冲洗？不可以。a.洁净的外冲洗可以冲刷掉密封周围的脏污颗粒，保持端面间液膜洁净，防止端面的磨粒磨损。b.温度恒定的外冲洗可以保证密封工作恒定防止弹性元件高温失弹。因而，不仅脏污介质不可取消外冲洗，而且虽说波片选用了耐高温失弹的金属，但有些高温介质为了保证端面液膜稳定不汽化，仍要保有外接冲洗降温。24.蒸汽背冷与水冷的区别？作用位置相同低压蒸汽的目的是用蒸气来保温和阻隔介质直接向大气的泄漏，并收集至指定位置。水冷的目的是通过水来冷却密封和将泄漏的介质稀释收集到指定位置。高黏度介质、闪蒸烃类、串联机封25.安装机械密封泵的技术要求a.转子部分轴的径向跳动不超过0.03-0.05mm；叶轮口环跳动不超过0.06-0.10mm；轴套跳动不超过0.04-0.06mm；叶轮应找静平衡。b.各部件的相对位置公差密封腔与轴的同轴度 0.10mm止口端面与轴的垂直度 0.05mm转子的轴向窜量 0.3mmc.电机单独运转时其振幅不超过0.03mm26.安装机械密封泵的技术要求27.安装及操作步骤a.泵的检查b.泵体的清洁c.机械密封的组装d.盘车检查e.安装辅助设施f.将泵入口阀打开，引入介质试静压，检查密封性，如无泄漏，则缓慢盘车，一方面检查有无泄漏，同时也排除密封腔内气体，逐渐加快盘车速度，然后启动泵，无泄露漏或轻微泄漏可投入运转，可停泵备用28.机械密封安装注意事项a.安装各部分零件时，应细致均匀的用力，以防止端面变形及脆性元件的损坏。b.不要对密封端面使用润滑剂。c.安装时为减少摩擦应用水或酒精润滑，或用硅脂润滑所有O圈弹性元件滑动表面。d.乙丙橡胶材质不可接触矿物油。e.安装聚四氟乙烯的密封圈时，应耐心细致并均匀用力，以防其损伤。f.安装聚四氟乙烯V型圈时，应特别注意V型刃口的完整,避免折叠及翻转。刃口朝向压力高的方向。g.安装柔性石墨径向挤压密封圈，应使用千斤顶或类似机械平稳下压。h.安装柔性石墨轴向挤压密封圈或平垫类密封圈，需保证圆周范围内轴向紧固力均匀。29.机械密封的典型故障a.整个机封发生泄漏时，就可以认定该机封已经失效。主要标志可以是：密封流体损失 量超标；密封流体压力降低超标。b.掌握失效机理并在采取对策的基础上，指出失效原因的工作故障分析。30.机械密封的典型故障一般机械密封分析时常见的密封故障原因，通常是经过分析使用中经历的过程而得来的。a.密封工作时气震（飞溅和溅射）。b.密封泄漏和格兰结冰。c.密封面稳定滴漏。d.工作时密封尖叫。e.格兰外侧有石墨环粉积聚。f.泵和（或）轴振动。g.密封寿命短。31.汽化（闪蒸）当密封面摩擦热集聚时，端面间液膜发生局部沸腾。a.症状密封发音或冒气（间歇震荡）。静环被咬蚀，产生彗星状纹理过程导致窄环外缘切边。硬环发生热裂。端面内缘处有石墨粉尘堆积。b.纠正措施校核密封设计参数；改善循环状况。32.干运转端面间液体不足或无液体。a.症状静环有严重的磨损和凹槽。硬环表面有擦亮痕迹，或有径向裂纹（热裂）和变色。胶圈硬化。石墨环有唱片状沟纹。b.纠正措施选用平衡型密封；选用导热系数高的硬质材料；检查排气情况；改善循环状况。33.疱疤高黏度液体端面间的剪切应力超过石墨的破坏强度。停泵时，由于温度下降液体黏度增大使泵重新启动出现问题。a.症状碳石墨颗粒从端面脱出；硬环有抛光痕迹；在细小间隙中残留石墨颗粒。b.纠正措施检查循环情况；采用1530min的蒸气预热或低压蒸汽保温。34.磨粒磨损介质中含有磨削性固体颗粒。a.症状固体颗粒残留或堆积在端面和细小间隙等处。b.纠正措施采用耐磨材质作为端面；改善循环条件：旋液分离器、外部洁净冲洗35.端面变形a.症状机泵启动时，密封发生泄漏且泄漏量随时间变化。将端面在平台上轻研，有变形痕迹。b.纠正措施自然时效变形，重新研磨；装配不当，重新仔细装配；机泵对中不良、轴承损坏，调整机泵。36.结焦高温烃常出现结焦故障。液膜泄漏量小时，密封的大气侧就有结焦倾向，它将阻挠端面的追随，并造成端面磨损。a.症状固体颗粒集聚在滑动件的大气侧。b.纠正措施改软质端面为硬质端面；采用热水、蒸汽或溶剂作为永久性急冷。37.滑移直径损坏在振动和腐蚀情况下，使端面失去追随性。微震磨损和电化腐蚀。a.症状滑移直径上在滑移辅助密封圈附近出现严重的麻点和腐蚀（腐蚀氧化层无法形成）。b.纠正措施检查泵和电机的对中性、消除震动、轴承故障以及轴是否弯曲；滑移直径淬硬或喷涂陶瓷。38.弹簧变形和断裂出现在依靠弹簧传递扭矩的单弹簧密封中。a.症状弹簧断面处有径向裂纹。弹簧末端和轴套上有磨痕并由于弹簧打滑而留有缩径。b.纠正措施检查旋向是否正确。39.波纹管的断裂焊菇，热影响区，基体。a.症状：焊菇部位断裂，属于焊接质量问题。热影响区部位断裂首先是因为这一部分应力集中区，交变载荷引发密封工作时的疲劳损伤。奥氏体不锈钢如316L热影响区在焊接高温作用下，硬度下降，在载荷作用下导致破坏。波片基体断裂较少见，且仅出现在奥氏体应力腐蚀。波纹管在冲压，焊接等工作过程中必然残存应力，当遇到卤素离子时会沿应力方向出现腐蚀，导致材质强度下降破坏。b.纠正措施：提高焊接质量。改变波形，将应力作用范围分散，避免过于集中在热影响区。采用马氏体钢等成品热影响区硬度不变的材料。避免应力腐蚀，应选择适当材质。40.石墨环（或陶瓷）断裂聚四氟乙烯o型圈的摩擦力小，静环随着动环转动，接触销钉后破碎。a.症状在销钉槽处的石墨环开裂或打掉一块。b.纠正措施制作销钉套；采用其他类型密封圈或静环结构。41.o型圈过热通常由于端面热量传导不利导致。a.症状橡胶圈硬化、开裂。聚四氟乙烯变蓝或变黑。靠近密封端面的情况最严重。b.纠正措施校核密封设计；检查并改善循环状况。42.o型圈挤出o型圈的一部分被强行通过很小的缝隙。装配或组装元件时用力过大，或密封间隙过大。a.症状o型圈被切割或撕破外皮。b.纠正措施检查装配方法。43.o型圈腐蚀、溶胀a.症状材质选用不合适时，会发生溶胀、断裂、变形等故障。b.纠正措施依据实际工况，重新选择材质。44.石墨冲蚀（元件）当冲洗液压力过大或含有磨削性颗粒。a.症状在冲洗液入口正对的元件处有冲蚀坑槽。b.纠正措施降低冲洗液压力；采用旋液分离器。45.螺杆式压缩机46.辽化聚脂厂P401A/B/C/D(进口密封)这套密封的特点是：采用api682中21+52方案。实际操作时有所变化，I级密封如发生渗漏，渗漏介质将进入压力罐再由压力罐顶部顺弯管溢出导流到安全位置。现有密封的工作状态过于依赖I级密封并且降低了串联密封中的II级密封的保护作用。原密封采用单点冲洗易于造成端面温度不均，端面变形明显、密封泄漏量大。在高温工况下工作时，I级密封静环采用的柔性石墨矩形圈发生膨胀使静环受到挤压力、产生微量变形，导致密封泄漏。具体表现出串联密封的I级密封寿命短、易滴漏，渗漏介质进入II级密封后，使压力罐液位升高，并由压力罐顶部弯管溢出导出，对环境造成污染，泄漏严重时影响安全防护。换热器冷却水质在高温条件下易于结垢，降低了换热效率。当换热效果较差，容易造成密封端面的介质汽化，加剧了密封的损坏。47.P401(国产化改造)A.改善操作方式使密封的工作状况得到人为控制。a)保留泄漏介质的排放管道，在管道起始部位加装截止阀。b)在密封正常运转时截止阀封闭，可由缓冲液罐是否增压来观测I级密封是否发生泄漏。如果I级密封泄漏，缓冲液罐压力上升将减缓泄漏速度。此时客户可以选择排放泄漏物、保护II级密封或不排放泄漏物、保护环境之后再决定何时更换密封。c)改变操作方式后P401A/B/C/D提高了密封系统运转的安全性。B.在密封上作如下适应性调整，从而降低密封在高温下的端面受热变形、提高密封的抗热变形能力。应用了克隆在控制端面变形和新式波形波纹管等方面的核心技术。a)I级密封采用换热自冲洗由单点径向冲洗改为多点冲洗，并且孔板孔径加大。有利于端面温度的均匀、降低端面变形对密封性能的影响。b)I级密封波纹管采用新设计的波形和进口高温不锈钢AM350，压缩率高、动态性能稳定。c)I级密封采用静止式结构。图(4)通过柔性石墨平垫联接波纹管组件和压盖，避免了柔性石墨在高温环境下膨胀变形产生的巨大径向力对密封端面的影响I级密封动环采用压装结构应用了克隆最新研发的端面变形控制技术，避免高温环境下端面变形的影响。e)动环和波纹管组件采用全新成熟工艺和结构，在高温下变形小。f)II级密封的O形圈材质改用耐常温苯牌号。由于缓冲液环境温度较低，采用胶圈结构在保证使用性能的前提下利于安装。g)内压盖改进并增加拆卸螺纹孔2-M6。h)外压盖封液出口