机械密封特点及应用

1、中国石化炼化动设备培训班：炼油厂装置关键动设备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问题的提出问题的提出 经过学习应解决的问题：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？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？能够合理应用离心泵机械密封？(34条条)目录目录 1机械密封技术理论机械密封技术理论 1.1机械密封的作用及意义机械密封的作用及意义 1.2机械密封的基本原理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机械密封副的温度和密封环变形 1

2、.4 机械密封的基本型式机械密封的基本型式 2机械密封技术应用机械密封技术应用 2.1炼油厂机械密封应用现状炼油厂机械密封应用现状 2.2机械密封失效的分析机械密封失效的分析 3机械密封选型技术规定机械密封选型技术规定* 4结论结论机械密封技术理论机械密封技术理论 1机械密封技术理论机械密封技术理论 1.1机械密封的作用及意义机械密封的作用及意义 1）影响泵效率、能耗；）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，非减少摩擦损

3、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；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。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）影响泵组运行可靠性：密封是否泄漏决定泵组的运行周期；周期； 3）HSE要求：密封失效造成事故及环境污染。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）据统计石化装置机泵86%采用机械密封，并且机械密采用机械密封，并且机械密封维护占炼油厂机泵维修工作量的封维护占炼油厂机泵维

4、修工作量的50%以上。以上。机械密封技术理论机械密封技术理论1）典型机械密封机构：）典型机械密封机构：1静环静环2动环动环3传动销传动销4弹簧弹簧5弹簧座弹簧座6紧定螺钉紧定螺钉7传动螺钉传动螺钉8动环动环o型圈型圈9静环静环O型圈型圈10防转销防转销11压盖压盖12推环推环13轴套轴套I、II、III、IV、V、VI为泄露点为泄露点机械密封技术理论机械密封技术理论 2）机械密封是一种依靠弹性元件对动、静环端面密封副）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。轴向端面密封装

5、置。 3）动、静环作用：是密封面紧密贴合，防止介质泄漏。）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，起缓冲密封面损失，和静环良好贴合；静环具有浮动性，起缓冲作用。作用。 4）弹性元件作用：包括弹簧、波纹管、隔膜等，起预紧）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、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性、密封圈和传动件的摩擦，保证动环

6、良好追随性和密封副贴合。要求耐腐蚀、耐疲劳。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）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。作用。要求耐热、耐冷并能与介质相容。机械密封技术理论机械密封技术理论 6）传动件（传动销、传动环、传动座、传动键、传动凸）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。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）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

7、用。要求轴向定位正确，保，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。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）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，防止随动环旋足够，防止静环在负压下脱出；定位正确，防止随动环旋转

8、。转。机械密封技术理论机械密封技术理论 9）机械密封可能泄漏途径：）机械密封可能泄漏途径： a密封副密封面密封副密封面I处：机械密封失效处：机械密封失效80-95%由于该原因。要求由于该原因。要求接触面平行，接触面平行，Ra=0.05-0.20m，平面度，平面度2m；流体静压密封面间隙流体静压密封面间隙h5m； 其它：其它： 可控间隙非接触机械密封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平衡比可以调节的半接触式机械密封机械密封技术理论机械密封技术理论 2）内装式和外装式机械密封：）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；内装式：静环安装在压盖内侧，

9、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。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，泄内流式：端面泄漏方向与离心力方向相反；适合高压，泄漏小；漏小； 外流式：端面泄漏方向与离心力方向相同；适用外流式：端面泄漏方向与离心力方向相同；适用2MPa环境；环境；机械密封技术理论机械密封技术理论 4）弹簧旋转式和弹簧静止式机械密封：）弹簧旋转式和弹簧静止式机械密封： 弹簧旋转式：弹性元件随轴旋转；不

10、适合高速工况；弹簧旋转式：弹性元件随轴旋转；不适合高速工况； 弹簧静止式：弹性元件不随轴旋转；适合高速工况；弹簧静止式：弹性元件不随轴旋转；适合高速工况； 5）平衡型和非平衡型机械密封：）平衡型和非平衡型机械密封： 平衡型：面积比平衡型：面积比B23m/s）、平衡、集装式；密封副为反应烧结碳化硅对）、平衡、集装式；密封副为反应烧结碳化硅对优质抗疱疤碳石墨，辅助密封为柔性石墨密封，弹性元件优质抗疱疤碳石墨，辅助密封为柔性石墨密封，弹性元件为多个边缘焊接为多个边缘焊接Inconel波纹管。轴套、格兰、环座和其波纹管。轴套、格兰、环座和其它金属零件它金属零件316镍铬不锈钢。压盖内还配有碳石墨浮环为

11、镍铬不锈钢。压盖内还配有碳石墨浮环为抑制密封。抑制密封。机械密封技术理论机械密封技术理论 6API682-2004密封布置方式密封布置方式 arrangement 1:单密封单密封 arrangement 2:非加压双密封非加压双密封 arrangement 3:加压双密封加压双密封机械密封技术应用机械密封技术应用 根据日本某厂调查报告，发生的根据日本某厂调查报告，发生的786件事故中有件事故中有332件是件是泄漏造成的，占泄漏造成的，占42%。机械密封技术应用机械密封技术应用 调研内容包括：调研内容包括： 经营资质；经营资质； 质量管理体系质量管理体系; ; 财务状况；财务状况； 科研开发能

12、力；科研开发能力； 加工设备情况；加工设备情况； 检测、试验设备情况；检测、试验设备情况； 采购管理；采购管理； 人力资源状况；人力资源状况； 售后服务体系。售后服务体系。机械密封技术应用机械密封技术应用 调研小组在认真听取汇报调研小组在认真听取汇报机械密封技术应用机械密封技术应用 国际上上世纪五十年代末期，美国西洛国际上上世纪五十年代末期，美国西洛EG&G EG&G SealolSealol公司公司研制出第一套焊接金属波纹管机械密封。并在技术方面对研制出第一套焊接金属波纹管机械密封。并在技术方面对我国机械密封技术起到了积极的推动作用。我国机械密封技术起到了积极的推动作用。 经

13、过对国内多家有代表性的机械密封企业的调研，发现国经过对国内多家有代表性的机械密封企业的调研，发现国内高温泵机械密封制造企业的生产体系现状基本分为三类内高温泵机械密封制造企业的生产体系现状基本分为三类：第一类为国外成熟技术在国内的发展型，第二类为国内：第一类为国外成熟技术在国内的发展型，第二类为国内技术独立研发型，第三类为国外技术转化型。技术独立研发型，第三类为国外技术转化型。劣质石墨环密封面应用后出现泡疤劣质石墨环密封面应用后出现泡疤机械密封技术应用机械密封技术应用1)1)部分密封生产厂家生产的密封，质量较差部分密封生产厂家生产的密封，质量较差，机械密封技术应用机械密封技术应用部分密封生产厂家

14、选用的浸锑石墨质量较差部分密封生产厂家选用的浸锑石墨质量较差FH82A: 金属锑含量6.5% 金属锑浸渍均匀 基体致密不含杂质M120D：金属锑含量4.74% 金属锑浸渍不均匀 基体疏松含杂质问题石墨放大100倍后优质石墨放大100倍后 原生料WC粉的粒度均匀杂质少 再生料WC粉的粒度不均匀杂质多 硬度比再生料制品HRA高10C 硬度比原生料制品HRA低10C 抗弯强度17002000N/mm2 抗弯强度14001700N/mm2 金相组织中孔隙度少 金相组织中孔隙度多YG6原生料原生料YG6再生料再生料机械密封技术应用机械密封技术应用部分生产厂家的碳化钨材料选用再生料，导致质量下降机械密封技

15、术应用机械密封技术应用 2)2)高温材料来源：高温材料来源： 718718材料、氟化橡胶（材料、氟化橡胶（FFKMFFKM）来源控制；）来源控制； AM350AM350建议建议300300以下使用。以下使用。 3)3)波纹管机械密封加工过程：波纹管机械密封加工过程： 国际上五十年代末期，美国西洛国际上五十年代末期，美国西洛EG&G EG&G SealolSealol公司研制出公司研制出第一套焊接金属波纹管机械密封。从密封行业整体研究看第一套焊接金属波纹管机械密封。从密封行业整体研究看，基本上波纹管的制造工艺过程以西洛密封技术为主体，基本上波纹管的制造工艺过程以西洛密封技术为主体

16、，不论是合资企业还是独资企业，其生产技术包括加工设备不论是合资企业还是独资企业，其生产技术包括加工设备依然沿用国外成熟技术进行生产，当然焊接和热处理设备依然沿用国外成熟技术进行生产，当然焊接和热处理设备新旧、规格各有差异。新旧、规格各有差异。机械密封技术应用机械密封技术应用 图2 0和45应力比较机械密封技术应用机械密封技术应用6)6)波纹管加工中值得注意的问题：波纹管加工中值得注意的问题： 采用含氢的氩气保护焊，可以提高热值，但应十分注意采用含氢的氩气保护焊，可以提高热值，但应十分注意H2H2的易燃易爆特性，的易燃易爆特性，H2H2长时间积累可能引起爆炸的隐患，值长时间积累可能引起爆炸的隐患

17、，值得企业关注。得企业关注。 波纹管焊后成品，国外技术需要进行物理的柔和处理过程波纹管焊后成品，国外技术需要进行物理的柔和处理过程，不同材料和规格的波纹管成品，对照不同的操作技术要，不同材料和规格的波纹管成品，对照不同的操作技术要求，通过反复的机械拉伸的调整过程，使波纹管成品强度求，通过反复的机械拉伸的调整过程，使波纹管成品强度均匀，尺寸规格达标。均匀，尺寸规格达标。机械密封技术应用机械密封技术应用 7)7)合格的焊接波纹管组件压缩至工作高度时，弹性应符合合格的焊接波纹管组件压缩至工作高度时，弹性应符合设计要求，允差为设计要求，允差为1010；组件高度允差为工作压缩量的；组件高度允差为工作压缩

18、量的1010；波纹管的全变形量不小于波纹管自由长度的；波纹管的全变形量不小于波纹管自由长度的5050。波纹管组件在自由状态下，两端金属构件的同轴度和平。波纹管组件在自由状态下，两端金属构件的同轴度和平行度要求详见下表所示。行度要求详见下表所示。机械密封技术应用机械密封技术应用 9)9)波纹管及其组件的检测波纹管及其组件的检测 主要包括波片硬度检测、焊菇形状、尺寸检测、弹力测量主要包括波片硬度检测、焊菇形状、尺寸检测、弹力测量、波纹管组件自由高度测量、两端环座的同轴度和平行度、波纹管组件自由高度测量、两端环座的同轴度和平行度测量、及气密性检测等内容。尤其是气密性检测值得讨论测量、及气密性检测等内

19、容。尤其是气密性检测值得讨论，一般有以下两种方法：正压法和真空法。大多数企业采，一般有以下两种方法：正压法和真空法。大多数企业采用正压法，即把压力为用正压法，即把压力为0.60.61.0MPa1.0MPa的压缩空气打入试验的压缩空气打入试验件内，然后通过外部检测是否产生肥皂泡，或没入水中持件内，然后通过外部检测是否产生肥皂泡，或没入水中持续续5 5分钟，观察是否有气泡溢出，来判断波纹管是否泄漏分钟，观察是否有气泡溢出，来判断波纹管是否泄漏。真空检测法原理是首先造成试验件的内部真空，然后环。真空检测法原理是首先造成试验件的内部真空，然后环绕波纹管周围吹扫氦气，由于氦气分子量小渗透性极强，绕波纹管

20、周围吹扫氦气，由于氦气分子量小渗透性极强，一旦波纹管有轻微泄漏，氦气就会渗入波纹管内部，造成一旦波纹管有轻微泄漏，氦气就会渗入波纹管内部，造成真空度的变化。真空检测法更敏感、更科学。真空度的变化。真空检测法更敏感、更科学。机械密封技术应用机械密封技术应用 11)中石化行业标准规定，对于操作温度大于中石化行业标准规定，对于操作温度大于220时，规时，规定要求密封制造厂进行模拟现场的高温试验。国内比较先定要求密封制造厂进行模拟现场的高温试验。国内比较先进的企业基本上可以采用矿物油进行模拟现场的试验，最进的企业基本上可以采用矿物油进行模拟现场的试验，最高温度达到高温度达到350，并且运行，并且运行1

21、00小时观察密封泄漏情况小时观察密封泄漏情况。同时，可以现场采集密封腔温度，压力等在线指标，非。同时，可以现场采集密封腔温度，压力等在线指标，非常直观实用，并给最终用户也提供了一次密封交付前的观常直观实用，并给最终用户也提供了一次密封交付前的观摩试验的机会。摩试验的机会。 12)热运转后对摩擦副进行二次检验非常重要。密封面平热运转后对摩擦副进行二次检验非常重要。密封面平面度控制在面度控制在0.9m以内，同时平行度需要进行修整。由于以内，同时平行度需要进行修整。由于材料的热延展性有差别，密封环在高温下与密封环座的配材料的热延展性有差别，密封环在高温下与密封环座的配合会有些许变化，所以二次检测后应

22、对配合面平行度进行合会有些许变化，所以二次检测后应对配合面平行度进行修正，能有效保证密封端面在真实的高温状态运行平稳。修正，能有效保证密封端面在真实的高温状态运行平稳。该种试验后的该种试验后的“二次检验与修正二次检验与修正”值得相关企业借鉴。值得相关企业借鉴。机械密封技术应用机械密封技术应用13)13)使用和维护问题使用和维护问题小流量操作导致泵故障高发小流量操作导致泵故障高发, ,泵汽蚀引起振动，使密泵汽蚀引起振动，使密封二次失效。封二次失效。广州上海扬子武汉的泵运行区间机械密封技术应用机械密封技术应用 14)14)泵入口过滤器堵塞，泵入口过滤器堵塞， 造成密封腔压力降低，造成密封腔压力降低

23、， 如如plan23.plan23.使密封液汽化倾向。使密封液汽化倾向。 密封系统冷却器结垢，降低密封液冷却能力。密封系统冷却器结垢，降低密封液冷却能力。 高温泵启动暖泵不足，轴系变形。镇海高温泵启动暖泵不足，轴系变形。镇海PX.PX.机械密封技术应用机械密封技术应用 15)15)平时对密封的运行状态应注意监控，对泵体振动、密平时对密封的运行状态应注意监控，对泵体振动、密封腔温度、密封腔压力指标进行及时采集和比对分析，对封腔温度、密封腔压力指标进行及时采集和比对分析，对公用工程条件，包括保压氮气压力，冷却水压力以及过滤公用工程条件，包括保压氮气压力，冷却水压力以及过滤器差压，外注密封液液位检测

24、指标采集应及时准确。所以器差压，外注密封液液位检测指标采集应及时准确。所以对密封及其系统进行及时的有效维护，设法营造一个优良对密封及其系统进行及时的有效维护，设法营造一个优良的密封运行环境，对提高密封使用寿命是至关重要的的密封运行环境，对提高密封使用寿命是至关重要的. .17)17)巡检效果达不到要求巡检效果达不到要求 机泵事故的发生，往往有机泵事故的发生，往往有20-6020-60小时甚至更长时间的小时甚至更长时间的征兆，认真、严谨的巡检可以避免绝大多数机泵事故的发征兆，认真、严谨的巡检可以避免绝大多数机泵事故的发生。生。 从以上从以上7 7起事故看，只有广州提前发现了事故苗头，起事故看，只

25、有广州提前发现了事故苗头，可惜没有引起足够重视，其他可惜没有引起足够重视，其他6 6起事故均没有提前发现事起事故均没有提前发现事故的苗头。故的苗头。 从事故发生后的巡检记录看，没有真实反应出设备的从事故发生后的巡检记录看，没有真实反应出设备的运行状态。巡检如同运行状态。巡检如同“走马观花走马观花”、“到此一游到此一游”，巡检，巡检深度和巡检方法都没有达到要求。深度和巡检方法都没有达到要求。 给操作人员、保运人员、设备人员配齐新的巡检给操作人员、保运人员、设备人员配齐新的巡检“三三件宝件宝”，测振仪、测温仪、对讲机，专业人员还要配，测振仪、测温仪、对讲机，专业人员还要配SPMSPM轴承状态测试仪

26、。轴承状态测试仪。 狠抓巡检质量和巡检深度。狠抓巡检质量和巡检深度。机械密封技术应用机械密封技术应用机械密封技术应用机械密封技术应用 22)22)冷却水控制：冷却水控制： 催化装置油浆泵机械密封腔通常需要接入冷却水。泵使用催化装置油浆泵机械密封腔通常需要接入冷却水。泵使用前须先接通轴封水，停泵后前须先接通轴封水，停泵后5min5min后，放开关闭。因为冷却后，放开关闭。因为冷却水中断而烧毁机封的事故经常出现，用户须特别重视。水中断而烧毁机封的事故经常出现，用户须特别重视。机械密封技术应用机械密封技术应用 24)联轴器安装偏心、泵轴弯曲、轴系不平衡、机件松动联轴器安装偏心、泵轴弯曲、轴系不平衡、

27、机件松动、轴承损坏等问题。、轴承损坏等问题。机械密封技术应用机械密封技术应用 3 3 机械密封选型技术规定机械密封选型技术规定* *： 3.1 3.1关键（关键（高温）泵特点：高温）泵特点： 输送介质最高运行温度大于或等于自燃点（见附表）或介输送介质最高运行温度大于或等于自燃点（见附表）或介质温度大于质温度大于200。例如：蒸馏装置的侧线泵、减底泵、。例如：蒸馏装置的侧线泵、减底泵、常底泵和初底泵；催化装置的回炼油泵、回流泵、油浆泵常底泵和初底泵；催化装置的回炼油泵、回流泵、油浆泵；连续重整装置的回流泵、重沸炉泵和塔底泵、二甲苯泵；连续重整装置的回流泵、重沸炉泵和塔底泵、二甲苯泵；加氢裂化装置

28、的柴油泵、循环柴油泵、分馏塔底泵、柴；加氢裂化装置的柴油泵、循环柴油泵、分馏塔底泵、柴油汽提塔重沸炉泵、分馏塔进料泵；渣油加氢装置的加氢油汽提塔重沸炉泵、分馏塔进料泵；渣油加氢装置的加氢进料泵、分馏塔中段回流泵、柴油泵。进料泵、分馏塔中段回流泵、柴油泵。 饱和蒸汽压比较高，以及泄漏的高温介质会引发就近设备饱和蒸汽压比较高，以及泄漏的高温介质会引发就近设备燃烧危险的高温泵组燃烧危险的高温泵组 。（见列表）（见列表）AIT列表列表机械密封技术应用机械密封技术应用 其它引起重视泵类：其它引起重视泵类：轻烃类泵轻烃类泵:输送介质在大气压力下，非常容易挥发的烃类输送介质在大气压力下，非常容易挥发的烃类物

29、质，一般是指物质，一般是指C5或更轻的烃类物质的单体或其混合物或更轻的烃类物质的单体或其混合物，苯、甲苯和二甲苯等。例如：蒸馏装置的初顶油泵、，苯、甲苯和二甲苯等。例如：蒸馏装置的初顶油泵、常顶回流泵、常顶三级冷凝油泵、脱丁烷塔进料泵和顶常顶回流泵、常顶三级冷凝油泵、脱丁烷塔进料泵和顶塔顶回流泵；催化装置的液态烃泵、凝缩油泵、石油气塔顶回流泵；催化装置的液态烃泵、凝缩油泵、石油气进料泵、稳定塔进料泵、稳定塔 顶回流泵、液化气增压泵等；汽油加氢顶回流泵、液化气增压泵等；汽油加氢装置的塔顶回流泵；气分、气分球罐、烷基化、装置的塔顶回流泵；气分、气分球罐、烷基化、MTBE、气体、储运装置含轻烃介质的

30、工艺流程泵。、气体、储运装置含轻烃介质的工艺流程泵。输送有毒有害类介质的泵：在其生产、使用或处置的任输送有毒有害类介质的泵：在其生产、使用或处置的任何阶段，都具有对人、其他生物或环境带来潜在危害特何阶段，都具有对人、其他生物或环境带来潜在危害特性的物质，包括：苯、甲苯和二甲苯、多乙苯、苯乙烯性的物质，包括：苯、甲苯和二甲苯、多乙苯、苯乙烯、硫化氢、氯气、二氧化硫、甲醇等。、硫化氢、氯气、二氧化硫、甲醇等。机械密封技术应用机械密封技术应用 3.2 3.2相关标准相关标准 API Std 682-2004 API Std 682-2004 PunpsPunps-Sealing Systems fo

31、r -Sealing Systems for Centrifugal and Rotary PumpsCentrifugal and Rotary Pumps SH/T 3156-2009 SH/T 3156-2009 石油化工离心泵和转子泵用轴封系统技石油化工离心泵和转子泵用轴封系统技术规范术规范 ASME B73.1-2001 specification for horizontal end ASME B73.1-2001 specification for horizontal end suction centrifugal pumps for chemical process(5)su

32、ction centrifugal pumps for chemical process(5) GB/T 5661-2004 GB/T 5661-2004 轴向吸入离心泵轴向吸入离心泵 机械密封和软填料用空机械密封和软填料用空腔尺寸腔尺寸(6)(6) 等等机械密封技术应用机械密封技术应用3.3 机械密封的选型要求机械密封的选型要求 目标：目标：密封是泵送设备关键部件，满足泵送设备工艺需要；密封是泵送设备关键部件，满足泵送设备工艺需要；机械密封使用寿命长关键在于营造适合机械密封稳定运机械密封使用寿命长关键在于营造适合机械密封稳定运行的环境；行的环境；机械密封技术应用机械密封技术应用 密封型号确定

33、原则：密封型号确定原则：密封制造厂提供的密封及系统，应具备在相似装置、相密封制造厂提供的密封及系统，应具备在相似装置、相同型号至少成功使用同型号至少成功使用3年的业绩年的业绩 ；在规定的操作条件下，不更换不维修易损件，密封系统在规定的操作条件下，不更换不维修易损件，密封系统及其辅助管路系统预期不间断连续运转周期不小于及其辅助管路系统预期不间断连续运转周期不小于25000h.25000h. ；所有机械密封应为集装式，泵的设计应能保证拆装密封所有机械密封应为集装式，泵的设计应能保证拆装密封时不用移动驱动装置及管线时不用移动驱动装置及管线 ；推荐密封制造厂提供推荐密封制造厂提供API682第二类（第

34、二类（CATEGORY2）密）密封种类。如果密封制造厂的密封技术报价中出现封种类。如果密封制造厂的密封技术报价中出现API682第三类（第三类（CATEGORY 3）密封种类，需事先声明，并得）密封种类，需事先声明，并得到用户确认到用户确认 ；机械密封技术应用机械密封技术应用 关于密封选型必须注意的问题：关于密封选型必须注意的问题： 1 1）介质特点、操作条件、泵体结构）介质特点、操作条件、泵体结构 润滑性、流动性及稳定型是否很差：例如热水；润滑性、流动性及稳定型是否很差：例如热水； 是否含有腐蚀、磨蚀、剧毒成分：例如是否含有腐蚀、磨蚀、剧毒成分：例如H2S;H2S; 密度是否低于密度是否低于

35、600g/cm3600g/cm3； 温度是否温度是否400 ,400 ,或或-40 ;41bar(bar);41bar(bar); 密封端面平均相对速度密封端面平均相对速度23m/s23m/s； 介质饱和蒸汽压介质饱和蒸汽压34bar(A);34bar(A); 介质含易汽化或结晶不稳定成分；介质含易汽化或结晶不稳定成分； 非牛顿型流体（粘滞性）；非牛顿型流体（粘滞性）； 轴颈轴颈110mm110mm或或20mm23m/s采用倒装；采用倒装； TYPEC:倒装式。倒装式。 6.次级密封元件区别：次级密封元件区别： TYPEA、B:弹性元件，如弹性元件，如O型圈；型圈； TYPEC：柔性石墨；：柔

36、性石墨；机械密封技术应用机械密封技术应用 34）API682-2004密封布置问题：密封布置问题： 1.节流衬套区别：节流衬套区别： ARRANGEMENT1：CATEGORY1：固定碳环：固定碳环 C2：固定无火花金属；：固定无火花金属；C3：浮动碳环；：浮动碳环； A2，3：固定碳环；：固定碳环； Containment seal：针对：针对A2，气体为缓冲气配置；，气体为缓冲气配置；PLAN11+72+76(75); 2.密封液切线排出要求：密封液切线排出要求： ARRANGEMENT2、3：CATEGORY1，2必须规定；必须规定；C3要求要求 3.密封液最大温升要求：密封液最大温升要

37、求： ARRANGEMENT23：含水冲洗液或柴油：含水冲洗液或柴油8；矿物油；矿物油16 ；机械密封技术应用机械密封技术应用 ARRANGEMENT1，2：要求密封腔压力高于介质蒸汽压：要求密封腔压力高于介质蒸汽压力力30%或蒸发温度或蒸发温度20；最低密封腔压力高于大气压；最低密封腔压力高于大气压0.035MPa； 4.密封液储罐规格区别：轴径密封液储罐规格区别：轴径60mm，12L；其它；其它20L；结论结论 4.4.总结：密封系统工程应用注意的问题总结：密封系统工程应用注意的问题 1 1）工程单位应结合泵的实际运行条件，正确选择机械密）工程单位应结合泵的实际运行条件，正确选择机械密封的

38、型式和冲洗方案。最终使用单位、工程公司、泵厂和封的型式和冲洗方案。最终使用单位、工程公司、泵厂和密封制造厂四家密切配合确定最终方案。密封制造厂四家密切配合确定最终方案。 2 2）工程设计单位在密封选择过程中，应结合泵送介质的）工程设计单位在密封选择过程中，应结合泵送介质的真实操作状态，要区分密封在泵开车、停车、正常运行、真实操作状态，要区分密封在泵开车、停车、正常运行、变量操作以及事故状态下的不同工况，综合确定密封型式变量操作以及事故状态下的不同工况，综合确定密封型式及冲洗方案。经常出现的选型问题是只考虑正常工况，忽及冲洗方案。经常出现的选型问题是只考虑正常工况，忽略其它短期工况，而密封出现问

39、题恰恰发生在短时的苛刻略其它短期工况，而密封出现问题恰恰发生在短时的苛刻工况期间。工况期间。结论结论 3 3）现场很多离心泵，如芳烃诸多热泵开工初期和正常工）现场很多离心泵，如芳烃诸多热泵开工初期和正常工况时操作温度变化很大，采用自冲洗方案容易使冲洗液润况时操作温度变化很大，采用自冲洗方案容易使冲洗液润滑性降低甚至带气。另外，一些泵送介质本身已溶入一些滑性降低甚至带气。另外，一些泵送介质本身已溶入一些气体，经过减压气体就会析出，所以目前高压液力透平主气体，经过减压气体就会析出，所以目前高压液力透平主冲洗基本不采用自冲洗方案就是避免冲洗液出现多相带气冲洗基本不采用自冲洗方案就是避免冲洗液出现多相带气问题。问题。 4 4）做为密封制造企业应该多深入现场，多与工程单位交）做为密封制造企业应该多深入现场，多与工程单位交流。熟悉和掌握工程知识对密封的设计、制造起到至关重流。熟悉和掌握工程知识对密封的设计、制造起到至关重要的作用；密封制造单位能够把握密封使用条件，并在密要的作用；密封制造单位能够把握密封使用条件，并在密封的设计、制造和安装过程中严把质量关，树立封的设计、制造和安装过程中严把质量关，树立“密封应密封应用的全寿命用的全寿命”理念，从产品的设计、制造到现场的安装、理念，从产品的设计、制造到现场的安装、投用、到售后的服务一条龙，在质量上使用户用的放心。投用、到售后的服务一条龙，在质量