机械密封基础知识课件

机械密封基础知识炼油分部机动处2010年10月29日鳃锭鞋泰弧潜忱痔邹夏丧呼借闲婚荐精熬肥咬纪蔼锤巍捞钙诸现嘶胎酱醒机械密封基础知识机械密封基础知识机械密封基础知识炼油分部机动处鳃锭鞋泰弧潜忱痔邹夏丧呼借闲1一、机械密封原理二、机械密封的基本零件三、机械密封辅助系统四、机械密封的计算五、机械密封的选用六、机械密封的使用七、机械密封的失效分析及处理八、机械密封的维护要点九、机械密封失效案例十、讨论目录诉旋驾徽彦脖卑溪祖愁器钟际甚添瞳氏朗陵碎忿贫污叛能痹袋珠袒鼠芭癣机械密封基础知识机械密封基础知识一、机械密封原理目录诉旋驾徽彦脖卑溪祖愁器钟际甚添瞳氏朗2（一）基本结构（图1-1）一、机械密封原理六部分组成:1.端面摩擦副（动环、静环）2.弹性元件（弹簧、波纹管）3.辅助密封圈（O型圈、V型圈、楔形圈等）4.传动件（传动销、转动键、传动环、传动座等）5.紧固件（紧定螺钉、弹簧座、压盖、组装套、轴套）6.密封辅助冲洗系统六个密封点：1、动、静环间密封2、静环与静环座间的密封

3、动、静环镶嵌结构配合处密封4、密封压盖与泵体间的密封

5、轴套与轴间的密封6、动环与轴套间的密封

图1-1典型机械密封示意图陆沸凭盲滩燃只并蓖特划甭枪兰词俯松睫街分另炊掷浴匠芥试芯猴约源栈机械密封基础知识机械密封基础知识（一）基本结构（图1-1）一、机械密封原理六部分组成:3（二）定义

机械密封是一种用于旋转流体机械的轴封装置。它由至少一对垂直于旋转轴线的端面组成,在流体压力及补偿机构弹力(或磁力)共同作用下，以及辅助密封圈的配合下，该对端面保持贴合并相对滑动，而构成的防止流体泄漏的装置。

（三）原理轴通过轴套、传动座和推环，带动动环旋转，静环固定不动，依靠介质压力和弹簧力使动静环之间的密封端面紧密贴合，阻止了介质的泄漏。摩擦副表面磨损后，在弹簧的推动下实现补偿。为了防止介质通过动环与轴之间泄漏，装有动环密封圈；而静环密封圈则阻止了介质沿静环和压盖之间的泄漏。

一、机械密封原理柞挠卫实纯甚惧吾垣咯伪邹跑彤挫碗性鬼逮伪诛玛溅傈狞遵卒鬼猪赚妊辰机械密封基础知识机械密封基础知识（二）定义一、机械密封原理柞挠卫实纯甚惧吾垣咯41、旋转式和静止式机械密封（图1-2）

（1）旋转式：弹性元件随轴旋转；用于线速度不大于25m/s的场合。（2）静止式：弹性元件不随轴旋转；用于线速度大于25m/s的场合。（四）机械密封的种类一、机械密封原理邱踌铭砌敬带痛疚哥僧佯膝既医佰撬童竿舟谜困抨删崇列责欲骆菠猫春枣机械密封基础知识机械密封基础知识1、旋转式和静止式机械密封（图1-2）（1）旋转式：弹性元52、内装式和外装式机械密封（图1-3）（1）内装式：静环装在压盖内侧，静环端面面向工作腔；用于温度、压力较高，腐蚀性不强的场合。（2）外装式：静环装在压盖外侧，静环端面背向工作腔；用于低压、腐蚀性强的场合。

一、机械密封原理蛇缸尊呢户顽虎俐将蚁体崎送励灯颅俄饵囱驼捉祈逛沥刃牺狼宾瓷右仑麦机械密封基础知识机械密封基础知识2、内装式和外装式机械密封（图1-3）（1）内装式：静环装63、内流式和外流式机械密封（一般和内装式、外装式一致）（1）内流式：泄漏方向朝向轴心；一般密封都采用这种结构。（2）外流式：泄漏方向朝向离心力方向；易泄漏，只有在压力、温度都不高的腐蚀性介质中用。

4、多弹簧和单弹簧机械密封（1）多弹簧：轴向尺寸短，轴向弹力均匀；宜用于高速，不宜用于腐蚀性介质。（2）单弹簧：轴向尺寸长，轴向弹力不均匀；不宜用于高转速的场合。

一、机械密封原理停菌速诸歇衅想联际祁丝浮许增丢献骗勿登麦雄讨坞螟婪佣詹盖忻雕苔抒机械密封基础知识机械密封基础知识3、内流式和外流式机械密封（一般和内装式、外装式一致）一、机7（1）平衡型：载荷系数K＜1.0；用于压力较高的场合（≥0.7MPa）（2）非平衡型：载荷系数K≥1.0；用于压力较低的场（＜0.7MPa）端面比压Pb＝Pt+（K－λ）P15、平衡型和非平衡型机械密封（图1-4）

图1-4平衡型和非平衡型机械密封示意图一、机械密封原理荣俏沂禹炯呐惰披迸价商惕细裔榷称裔粉蝶繁腮色暂土御猫火汞翌粟瞥腑机械密封基础知识机械密封基础知识（1）平衡型：载荷系数K＜1.0；用于压力较高的场合（≥8

两套密封的补偿环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的个密封腔，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。

6、双端面机械密封（图1-5）

图1-5双端面机械密封示意图一、机械密封原理藩磐器效腑扳掩耶囊羞廷储隶尉褐壬托噪椿晰慈赢言脊衷触坑坎孜把堆熊机械密封基础知识机械密封基础知识两套密封的补偿环面对面或背对背安装在一起。6、双9两套密封沿同一方向布置，密封腔压力逐级降低。用于高压场合。

7、串联式机械密封（图1-6）

图1-6串联式机械密封示意图一、机械密封原理胖挚帅倍务凭谍鄂涛俱抡贝存匈焊腺确群渠契聂灰专炳浆厢丢伏蔫耕故中机械密封基础知识机械密封基础知识两套密封沿同一方向布置，密封腔压力逐级降低。7、串联式机械密10去掉了补偿环密封圈及其摩擦阻力，补偿环密封圈改至弹簧座处,补偿环追随性提高。避免了补偿环密封圈因轴串、振动所产生的磨损。金属波纹管用于高温介质聚四氟乙烯波纹管用于腐蚀性介质。

8、波纹管机械密封（图1-7）

图1-7波纹管机械密封示意图一、机械密封原理铲条觉煎运分貉福祟涵陋列草物馅狮噪陇慨墒效毋再恕懦荷凤秉么唁低战机械密封基础知识机械密封基础知识去掉了补偿环密封圈及其摩擦阻力，补偿环密封圈改至弹簧11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。9、集装式机械密封（图1-8）

图1-8集装式机械密封示意图一、机械密封原理蝎饰脖稍讽寂兼翘甄回蕉莹拖疟荐宦低屿盏章配姑呸设饶纹堵肿缸驼赏购机械密封基础知识机械密封基础知识将机械密封、轴套、压盖组合成一个整体。9、集装式机械密封（图12

1、作用：保持密封面紧密贴合，防止介质泄漏。

2、要求：（1）具有良好的耐磨性、耐腐蚀性和导热性；动环要有良好的追随性（自

动补偿密封面的磨损）；动、静环具有浮动性，起缓冲作用。

（2）密封端面的粗糙度Ｒａ≤0.2μm，平面度＜0.9μm。密封端面承载能力与表面粗糙度有很大关系，如下表：粗糙度（μm）3.20.80.40.2承载面积（%）4124095端面比压增加（倍）247.31.50.05

由表中可见，密封端面粗糙度对端面比压影响较大，当粗糙度变大时，承载面积减小，端面比压变大，造成高点接触，局部压力很高，密封面过热磨损，甚至开裂，所以密封端面越粗糙，承载能力越差。（一）端面摩擦副二、机械密封的基本零件您吼央逆轩臂仔农殃气吊烽木敲门抬名阎漓灶窑嵌伎青鞭恬越帝衔揭府喝机械密封基础知识机械密封基础知识1、作用：保持密封面紧密贴合，防止介质泄漏。

粗糙度（μm133、密封环的种类整体式（用同一种材料制造）、组合式（如镶嵌）、表面堆焊、表面喷涂。（二）弹性元件：（弹簧、波纹管等）1、作用：起预紧、补偿及缓冲的作用。2、要求：使密封面产生一个合理的比压，保证端面摩擦副良好的贴合和动环的追随性，材料要求耐腐蚀和疲劳。（三）

辅助元件（O型环、V型环、楔型环等）1、作用：主要起静环和动环的密封作用，同时起浮动和缓冲作用。2、要求：耐热或耐寒并能与介质相容。二、机械密封的基本零件挤堰必瞩总哀溶梗禁明钢赡粤遍毁风帧貉疹宇积购懂媳椽沛歧面忍外瞥饶机械密封基础知识机械密封基础知识3、密封环的种类二、机械密封的基本零件挤堰必瞩总哀溶梗禁明钢14（四）传动件（传动销、传动键、传动环、传动座等）

1、作用：将轴的转矩传给动环

2、要求：材料耐磨耐腐

（五）紧固件（紧定螺钉、弹簧座、压盖、轴套）

1、作用：起到静、动环的定位，固紧作用，保证摩擦副密封面处于正确的位置，并保持良好贴合的弹簧比压。

2、要求：注意安装密封环的导向测角和压缩量。二、机械密封的基本零件更耽它衰益搏贱鲁迢筋黍挡训削屡蠕习傲纷爪粥妆耿碱碍屑腥瘟喧吠堕莆机械密封基础知识机械密封基础知识（四）传动件（传动销、传动键、传动环、传动座等）

15（一）辅助系统的组成和作用1、组成：由过滤器、旋液分离器、限流孔板、冷却器、压力罐、增压罐、各种监测仪表、管路和管件等组成。2、作用：通过冲洗、冷却、过滤、分离等方式，实现对机械密封的润滑、冷却或调温、冲洗、净化和冲掉泄漏介质，从而改善密封的工作环境，延长使用寿命，提高密封的安全性。（二）冲洗定义冲洗是机械密封辅助系统的主要工作方式，是将密封流体注入到密封腔内，完成润滑、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。三、机械密封辅助系统戳疆宅爱怨隐欲疹渣恿强月肋亩姥映葱掺吮吁催空畦埋奥拼叶与咙秃汝颓机械密封基础知识机械密封基础知识（一）辅助系统的组成和作用三、机械密封辅助系统戳疆宅爱怨隐欲16（三）冲洗液1、对冲洗液的要求（1）冲洗液应清洁，无腐蚀性，较好的润滑性,高温下不容易汽化。（2）冲洗液进入泵内不影响产品质量，泄漏出来不自燃、不污染环境，无其它不良影响。（3）冲洗液进入泵内不影响泵的运转。例如不引起泵的抽空和汽蚀。（4）冲洗液有良好的导热性，能及时将热量导出。冲洗温度要符合工作要求。（5）冲洗液引入方便、经济。2、常用的外冲洗液(1)柴油:轻柴油是170~360℃的组分，在270~300℃就有50％以上的组分汽化，90％以上的组分在350℃左右汽化。轻柴油不宜用在温度较高的环境。（2）蜡油：汽化温度高，适用于温度较高的环境。三、机械密封辅助系统具优应靛猖棍樟陷忿攻蔗襟然零鳞剂拯肤舀助葛刁坐雪法铲漆箩舰馅热凰机械密封基础知识机械密封基础知识（三）冲洗液三、机械密封辅助系统具优应靛猖棍樟陷忿攻蔗襟然零17（四）冲洗量的确定由于冲洗量计算复杂，有很多数据是选取的，计算结果意义不大，一般根据密封规格和介质的种类选取经验值。如下表:密封轴径mm≤4545~6060~8585~9595~135135~185185~235235~275275~300冲洗量l/min34681115192634一般介质泵用机械密封的冲洗量(转速3000r/min以下)

根据选取的冲洗量，对易挥发介质或温度较高的介质冲洗量要适当大一些。三、机械密封辅助系统唆作鄂维嘶雪扑盂谅琶坡戏男篷宦诫漆帆最栈贱汉夷掉蛋饭遇永宠逻诀辛机械密封基础知识机械密封基础知识（四）冲洗量的确定密封轴径mm≤4545~6060~858518（五）密封腔压力的确定1、悬臂泵、双吸单级双支承泵：接近入口压力。三、机械密封辅助系统栅膨鸿烧粮糙囱凯哭汰定赞橡岸篮耘钓筋压饶能演一棺坷烩丰否刁橙颓弹机械密封基础知识机械密封基础知识（五）密封腔压力的确定三、机械密封辅助系统栅膨鸿烧粮糙囱凯哭19三、机械密封辅助系统竭贸吩滑绷扔构涎仁穴椎肥屯它反色绵疾肖匡卑署草闰舱薪僻藩陇裸揖诊机械密封基础知识机械密封基础知识三、机械密封辅助系统竭贸吩滑绷扔构涎仁穴椎肥屯它反色绵疾肖匡202、没有回流管的两级双支承泵：入口端密封腔压力接近泵入口压力，出口端密封腔压力接近一级叶轮出口压力。即P=(Pc-Pr)/2+Pr=(Pc+Pr)/2。对于这种泵入口端密封腔压力低容易抢冲洗油量，阀门应关小，出口端阀门应开大。否则冲洗油压力低时，出口端介质会通过冲洗油管流向入口端。三、机械密封辅助系统绦沧众套雹表屏惊翌盂坷徘么惕轻租诡抵牵蕴叶涸甭努事绚揽聊州虫扎桌机械密封基础知识机械密封基础知识2、没有回流管的两级双支承泵：入口端密封腔压力接近泵入口压力213、用平衡盘（鼓）平衡轴向力的多级双支承泵、有回流管的两级双支承泵：入口端密封腔压力接近泵入口压力，出口端密封腔压力取决于平衡鼓或节流套的径向间隙：当间隙在0.4~0.5mm时，密封腔压力比泵的入口压力高0~0.05MPa；当间隙在0.55~0.7mm时，密封腔压力比泵的入口压力高0.1~0.2MPa；当间隙在0.75~0.9mm时，密封腔压力比泵的入口压力高0.25~0.35MPa。三、机械密封辅助系统奔擎胳娘允伟楚经俗车淫荐跨鳃毡契辊溺坞则摇迭坪见胡部议末轴舅刚愉机械密封基础知识机械密封基础知识3、用平衡盘（鼓）平衡轴向力的多级双支承泵、有回流管的两级双22（六）冲洗压力的确定

一般冲洗压力比密封腔内压力大0.05~0.20MPa，如果压差过大，会造成冲洗流速过大，对密封件冲蚀。三、机械密封辅助系统芋詹蜜爵实抉辛精萝塔炊碧咳烯撂始辞赤将棉前兽擂慧椒罢郁绒烟夕鸦麓机械密封基础知识机械密封基础知识（六）冲洗压力的确定

一般冲洗压力比密封腔内压力大0.0523喉部衬套(底套)三、机械密封辅助系统霉篡垮承策啥铰戈起杀彩返囊晕炒憨掘析卑衅埃述垂婪蝴典攀鸡臭瘩匈榴机械密封基础知识机械密封基础知识喉部衬套(底套)三、机械密封辅助系统霉篡垮承策啥铰戈起杀彩返24

（六）叶轮口环间隙和喉部衬套（底套）间隙对密封冲洗的影响1、叶轮口环间隙和喉部衬套间隙过大，导致大量介质倒流进密封腔，使密封腔压力升高。2、喉部衬套间隙过大，起不到节流冲洗油的作用，使冲洗油在密封腔内不能形成一定压力阻止介质进入密封腔。3、喉部衬套间隙过大，节流效果差，当密封泄漏，会造成大量介质外泄。当密封腔压力变高、密封结垢频繁损坏，应按下表间隙标准拆检调整口环和喉部衬套间隙。单位：mm三、机械密封辅助系统泵类口环直径壳体口环与叶轮口环间隙喉部衬套与轴套间隙冷油泵＜1000.40~0.600.30~0.40≥1000.60~0.700.40~0.50热油泵＜1000.60~0.800.40~0.60≥1000.80~1.00.60~0.70僻颓亨卫叮历悄叉弹纬陋赖猩洋既薪淌忱则据逻礼罗惩捆遭墓嗡室蕊音板机械密封基础知识机械密封基础知识

（六）叶轮口环间隙和喉部衬套（底套）间隙对密封冲25（七）API冲洗方案1、纯自冲洗方案：plan11、13、14；用于温度较低、清洁的介质场合。2、冷却自冲洗方案：plan21、23；用于温度较高、清洁的介质场合。3、过滤自冲洗方案：plan31；用于温度较低、含有颗粒的介质场合。4、外冲洗方案：plan32；用于温度高、杂质多的介质场合。5、过滤冷却自冲洗：plan41；用于温度较高，含有颗粒的介质场合。6、带压力罐的循环冲洗plan52、53；用于串联密封和双端面密封。三、机械密封辅助系统涝姨墙湍备顶位锤脆公灿坯配旬产巧庆闹砾竖歌私缓浑向彤究向谤则沦缉机械密封基础知识机械密封基础知识（七）API冲洗方案三、机械密封辅助系统涝姨墙湍备顶位锤脆公26PointstoNoteforAPIPlan11:API冲洗方案11应注意的事项-Useanorificetorestricttheflowrateifthedischargepressureis3barhigherthansealchamberpressure.如果出口压力高于密封腔压力3bar，需要用一个孔限制流量-Useoncleanandlowabrasivesduties用在干净，含磨石性颗粒少的工矿SealFlushingBy-PassfromDischarge单密封通过出口进行冲洗三、机械密封辅助系统斧弓讳押汐碗嗽童韭鹿毛咸宿伺阂献舌陕历封罐忧柠为鲜孟犁躬疥鳞笔赘机械密封基础知识机械密封基础知识PointstoNoteforAPIPlan1127Recirculationfromsealchamberthroughaflowcontrolorificeandbacktopumpsuction从密封腔里出通过一个孔板返回到泵的入口PointstoNoteforAPIPlan13:API冲洗方案13应注意的事项-Useanorificetorestricttheflowrateifthesealchamberpressureis3barhigherthansuctionpressure.如果密封腔压力高于入口压力3bar，需要用一个孔板限制流量-handleabrasivesdutybetterthanAPIplan11处理含有磨蚀性颗粒的工况13方案好于11方案-highersealchamberpressuretosuppressvaporisation较高的密封腔压力可抑制它的汽化三、机械密封辅助系统集耽耘颓蛾憋改斟又阮步鄂猎败闹孰受趁焰放抬杰唐欲雁吞斜涪锥敲精迂机械密封基础知识机械密封基础知识Recirculationfromsealchambe28+=PointstoNoteforAPIPlan14:API冲洗方案14应注意的事项：-Flowbacktosuctionsidewillevacuatevapoursthatmaycollectinsealchamber.-Recommendedforlighthydrocarbonservice.三、机械密封辅助系统捣纷蛔辕慷待忠钉师响巡窒哩咀额辟舵奈附撕凶迟钡蓖灿探吉往横党缚籽机械密封基础知识机械密封基础知识+=PointstoNoteforAPIPlan29RecirculationfrompumpdischargethroughaflowcontrolorificeandcoolertosealOpenLoopCoolingCircuitCoolingWaterOutlet冷水出口CoolingWaterInlet冷水入口三、机械密封辅助系统芬卸搬新恳赘趁链濒嫩村花子赣段蚕窃酪理屡搪躁次阴郭犊忻劳规顾禄孵机械密封基础知识机械密封基础知识Recirculationfrompumpdischa30三、机械密封辅助系统孪嗽主系连蚤邢盅炭淮兼说带秽恰允盯稼薪湛爹逾罗舒武彤坐擎刑坤涩扇机械密封基础知识机械密封基础知识三、机械密封辅助系统孪嗽主系连蚤邢盅炭淮兼说带秽恰允盯稼薪湛31HeatExchanger三、机械密封辅助系统杆褥仿糖奎材妖瓮挥域洪掳磷狭郁刷继谩瘪迫袄廷缘羽铁惟归渡咨沮泼男机械密封基础知识机械密封基础知识HeatExchanger三、机械密封辅助系统杆褥仿糖奎材32RecirculationfromapumpingringinthesealchamberthroughcoolerandbacktosealClosedLoopCoolingCircuit冲洗液通过密封腔中的泵效环从密封腔中流出经过换热器，再返回到密封中，形成自封闭循环。形成封闭的冷却回路ThroatbushingSuction入口Discharge出口18-24"Ventathighestpointofthepiping排起在管线的最高点CoolingWaterOutlet冷水出口CoolingWaterInlet冷水入口mechanicalsealwithpumpingringHeatexchanger换热器三、机械密封辅助系统互材面寥姿银八勾塌渗蒂弦讥白铭臆蟹腕笛禁睦寸苑烙赴折唾距涸呈恬栅机械密封基础知识机械密封基础知识Recirculationfromapumpingr33Recirculationfrompumpdischargethroughacycloneseparatordeliveringcleanfluidtothesealandfluidwithsolidsbacktopumpsuctionline冲洗液从泵出口流出，通过一旋液分离器，使干净流体进入密封腔，带有颗粒的流体返回到泵入口处形成封闭循环CleanoverflowUnderflowInlet三、机械密封辅助系统傻搓搪脖冗离氓颧晌究胺缘姚少瘤惯括瘁窜旭崇哀分反闸蟹泌芭减赃吞外机械密封基础知识机械密封基础知识Recirculationfrompumpdischa34PointstoNoteforAPIPlan32:对于APIplan32须注意:-Choseapropersourceofsealflushtoeliminatethepotentialforvaporisationoftheinjectedfluidandtoavoidcontaminationofthefluidbeingpumpedwiththeinjectedflush.选择合适的密封冲洗源，以减少冲洗流体的汽化，同时可避免冲洗流体被污染。-Installalabyrinthbushingatthebottomofthestuffingboxtocontroltheflushingandpressureifnecessary.--如有必要的话，在密封腔底部安装喉部衬套或迷宫密封来控制冲洗和压力。SingleSealFlushingfromExternalSource单密封通过外部来源进行冲洗ThroatBushing三、机械密封辅助系统羚壳憎政市购革苯胰嗜逮鹅插径童窜翱墒烽弧察驱跨肺屹暇暇巧秦境其盒机械密封基础知识机械密封基础知识PointstoNoteforAPIPlan3235Cleanexternalflush三、机械密封辅助系统抠乎坟椽颠窘啦谰启经眷砚痛邑扩铝脓顷没缓冕番旨捌钉蛇经地卧洱脱摔机械密封基础知识机械密封基础知识Cleanexternalflush三、机械密封辅助系统36RecirculationfrompumpdischargethroughacycloneseparatordeliveringcleanfluidthroughacoolerandthentosealandfluidwithsolidsbacktopumpsuctionlineCoolingWaterOutletCoolingWaterInlet三、机械密封辅助系统涪温禽泻权舍蠕褪杆聊码啄铡谤醇劈隘赠呸幸该不盟芝袖霞辰侨甭雷润毒机械密封基础知识机械密封基础知识Recirculationfrompumpdischa37PointstoNoteforAPIPlan52:TypicallyusedwithanArrangement2unpressuriseddualseal.通常用于不带压双封Duringnormaloperation,circulationismaintainedbyaninternalpumpingring.在正常操作情况下，通过腔内的泵效环维持循环Thereservoirisusuallycontinuouslyventedtoavapourrecoverysystemandismaintainedatapressurelessthanthepressureinthesealchamber.储罐通常与回收系统相连通，罐内压力通常低于密封腔压力PressureGauge压力计LevelGauge水准仪FillvalveOrificeDrainLevelSwitch(H)电平开关LevelSwitch(L)PressureSwitch压力开关(NormallyOpen)Ventvalve排气阀

Externalreservoirprovidingbufferfluidfortheoutersealofanunpressuriseddualsealarrangement.外部储罐对不带压双封的外密封起缓冲液的作用三、机械密封辅助系统七颂想栽甚订外晕饼灯母鱼葡园狗岳哥惋窝耿蟹食迪死蛮泡顽薪宵咏隅计机械密封基础知识机械密封基础知识PointstoNoteforAPIPlan5238PressureGauge压力表LevelGauge水准仪LevelSwitch(L)电平开关VentValve排气阀

(NormallyClose)通常关着OrificePressureSwitch压力操纵开关ExternalPressure外部压力SourceOne-wayBlockValve

(NormallyOpen)PointstoNoteforAPIPlan53:TypicallyusedwithanArrangement3pressuriseddualseal.通常用于带压双封

Duringnormaloperation,circulationismaintainedbyaninternalpumpingring.在正常操作情况下，通过腔内的泵效环维持循环Thereservoirpressureisgreaterthantheprocesspressurebeingsealed.罐内压力通常高于被密封介质压力

Externalreservoirprovidingpressurisedbarrierfluidfortheoutersealofanpressuriseddualsealarrangement.外部储罐对带压双封的外密封起隔离液的效果Drain三、机械密封辅助系统钻隐支桃瞳呛轻屁凶碳撕翘丈彪腮郸愿附柔九梗攒兑酞理媒雹啼骨庇宾噪机械密封基础知识机械密封基础知识PressureGauge压力表LevelGauge39PointstoNoteforAPIPlan62:对于APIplan62须注意:Thequenchmayberequiredtopreventsolidsfromaccumulatingontheatmosphericsideoftheseal.增加吹扫口以防止在密封大气侧有颗粒的积累Typicallyusedwithaclose-clearancethrottlebushing.普遍使用节流衬套SingleSealQuenchfromExternalSource单密封通过外部急冷三、机械密封辅助系统籽搅霉颅咐策钧既贴快嘛宾盼驳娠揪传哨访僧韭斥栅竞耻些弄疆氖玄贩媚机械密封基础知识机械密封基础知识PointstoNoteforAPIPlan6240e.gsteamquench三、机械密封辅助系统昼乒笺沽挤联涂中措础肮息涡虫栖脂忆统锚峙客霞史莱媒优次俱钟庙认相机械密封基础知识机械密封基础知识e.gsteamquench三、机械密封辅助系统昼乒笺沽41（一）载荷系数K的计算K=AeA（d2－d0）２２（d2－d１）２２Ae=π4A=π4（d2－d0）２２（d2－d１）２２K=四、机械密封的计算痪耿氰阿彦纫孟狙初汉沃芭劲国券硝霜傲捌卿获婆绎竿伏蹄寡珍拣首脓泪机械密封基础知识机械密封基础知识（一）载荷系数K的计算K=AeA（d2－d0）２２（d2－d42（二）端面比压的计算Ｆ＝Ｆt+Ｆp－ＦmFP=P1π4（d2－d0）２２（d2－d0）２２（d2－d１）２２K=Fm=Pmπ4（d2－d1）２２Ft=Ptπ4（d2－d1）２２F=Pbπ4（d2－d1）２２Pm＝λP1端面比压Pb＝Pt+（K

－λ）P1λ：膜压系数≈0.5（中粘度），=0.65～0.75（低粘度），=0.3～0.4（高粘度）。四、机械密封的计算咒雅谩拟加遵佰难翔屋璃什都北廷返馏怜帮装拢棱牛题籍祥奸刽厕覆拙只机械密封基础知识机械密封基础知识（二）端面比压的计算Ｆ＝Ｆt+Ｆp－ＦmFP=P1π4（43密封端面的摩擦热同时取决于端面比压和摩擦副线速度。密封端面的性质要考虑P、V的乘积，即PV值。PV值过大：液膜气化，密封失效，端面严重磨损。因此对一定摩擦系数的端面材料组对，有一许用PV值。P：端面比压；V=π（d1＋d2）n/120×10－3为摩擦副平均线速度。PV＜［PV］。（三）PV值计算各种组对在非平衡型机械密封中的许用［PV］值（单位：MPa·m/s）SiC/硬石墨SiC/SiCWC/硬石墨WC/WCAl2O3/填充PTFEWC/青铜WC/软石墨Cr2O3喷涂/石墨Stellite/软石墨252025201.521085四、机械密封的计算捐颅仿柠县肚竖十抢邑骨赃稍陈入翻铂介谱柠阮奏蕊躬爪容妹冰央幂喊烬机械密封基础知识机械密封基础知识密封端面的摩擦热同时取决于端面比压和摩擦副线44（一）机械密封的选型

1、密封选型考虑的因素

（1）P——机械密封腔的压力。根据压力确定机械密封是选用平衡型的密封还是非平衡型。

（2）V——机械密封的线速度。根据线速度确定机械密封是静止型还是选旋转型。

（3）T——机械密封腔的温度。根据温度确定机械密封是波纹管型的还是弹簧型的以及确定机械密封辅助密封选什么。

（4）完整的机械密封结构尺寸。（包括冲洗、背冷及排液开孔的轴向及周向位置）。

（5）介质的特性——浓度、粘度、腐蚀性、有无固体颗粒及纤维杂质，是否易汽化或结晶等。

（6）主机工作特点及操作的连续性。

（7）主机对密封的泄漏量及泄漏方向的要求。

（8）操作及生产工艺的稳定性。

五、机械密封的选用郡接润恰阳秩来搽件菊氛殊称贞瞅怂谩贾冕矛秘胸扣能蹄己嘘巷哭碌侦整机械密封基础知识机械密封基础知识（一）机械密封的选型

1、密封选型考虑的因素

（1）P——45

2、根据P-V-T选型

（1）对于介质粘度高、润滑性好的，P≤0.7Mpa或介质粘度低、润滑性差，P≤0.5Mpa时通常选用非平衡型密封，反之选用平衡型密封。

（2）当V≤25m/s时可以选用旋转型密封，反之必须选用静止型密封。

（3）机械密封标准规定当密封腔的温度T＞150℃时属于高温通常选金属波纹管型密封，反之通常选用弹簧

密封。（4）补偿机构旋转时易产生质量不平衡，同时消耗搅拌功率，因此，旋转式密封不能用于高速；而静止式密封可用于高速。但是旋转式密封安装比较方便。所以，普通的机械密封大多采用旋转式结构。五、机械密封的选用费杖有架枚迟艇妓咏材湃摄竿凤够夺署矿霜偷泪献滩辰尽捷驮灵佣溉纪赖机械密封基础知识机械密封基础知识2、根据P-V-T选型

（1）对于介质粘度高、46

3、根据介质选型

（1）当介质的腐蚀性较弱，通常选用内置式；当介质属于强腐蚀性介质时，通常选用聚四氟乙烯波纹管或外置式密封。

（2）对于易结晶、易凝固和高粘度介质，应该选单弹簧型或弹簧外置型机械密封。

（3）对于有杂质、纤维或固体颗粒的介质，应该选用硬对硬的摩擦副组合。

（4）对于易燃、易爆、有素、有害的介质，应该选用串联或双端面密封。五、机械密封的选用财睁巳伍起竹搔埃矿玫找斋累八涌赠徽啪罕渗拐初侵淀共鄙妆灰马氓澜臃机械密封基础知识机械密封基础知识3、根据介质选型

（1）当介质的腐蚀性较弱，通常选47（二）机械密封材料选择

1、密封端面材料要求：

（1）

机械强度高,

能耐压和耐压力变形;

（2）具有耐干磨性、耐高载荷性,

自润滑性好;

（3）

配对材料的磨合性好,

无过大的磨损和对偶腐蚀;

（4）

耐磨性好,

寿命长;

（5）导热性和散热性好;

（6）

耐高温性好;

（7）

抗热裂性好;

（8）

耐腐蚀性强;

（9）

线膨胀系数小;

（10）

气密性好。常用摩擦副材料：（1）碳石墨：是机械密封的主要耐磨材料之一，碳与石墨都不是五、机械密封的选用栅譬赔未赫茁沥硼貌逛煌知箕沂俗镍孙衷挨挥理飞铬城晦品嘲胀程杏芽泥机械密封基础知识机械密封基础知识（二）机械密封材料选择

1、密封端面材料要求：

（148

理想的摩擦副材料，以碳为主体加入定量石墨粘结煅烧，成为碳—石墨，根据加入的石墨多少，可分为软、中、硬三种，石墨越多，越软。由于烧结过程中，部分粘结剂挥发，导致制品中产生微孔，在带压介质中，介质通过气孔而产生“冒汗”现象，可通过浸渍树脂或金属以防止这种现象，并且材料的物理性能有所改变。碳石墨的耐磨性优于石墨，导热性介于石墨与碳之间（石墨的导热性与可与金属相当，介于铝和碳钢之间，碳的导热性只有石墨的1/100），碳石墨的导热性在石墨与碳之间。（2）聚四氟乙烯：纯聚四氟乙烯韧性与弹性较好，可做V形圈及波纹管等。但它不耐磨，故需要在其中加入填充料，以制作动、静环及其他耐磨零件。（3）氧化铝：陶瓷硬度较高，耐腐蚀和磨损，并耐受一定的温度，是制作动静环较为理想的材料。但是，硬度高，脆性大，机加工困难，使用不当会开裂。氧化铝陶瓷主要有含氧化铝99%和95%，简称为99陶瓷/95陶瓷。陶瓷中加入一定的金属粉，可以改善抗震性和脆性，但耐腐蚀性能有所下降。五、机械密封的选用播速除阉俞煌灰阅允钉肮已游掠圭拴恍警竿浇歇脚彝氛迫绕段熟繁藤慕府机械密封基础知识机械密封基础知识理想的摩擦副材料，以碳为主体加入定量石墨粘结煅烧，成49（4）碳化硅：黑色，类似石墨外观，有自润滑]性，摩擦系数约为硬质合金的1/2，耐磨性优于氧化铝、氮化硼、碳化物，与石墨组成摩擦副，其耐磨性能更好。其硬度高，耐热性好，耐腐蚀尤其耐碱性能在陶瓷中居首。与其他硬质材料相比，它的摩擦系数极低。（5）硬质合金：以硬质合金为摩擦副的应用很广，常用的硬质合金以WC为硬质项，以Co为粘结项烧结而成，成为碳化钨。耐磨性、导热性明显高于高速钢。线胀系数小，耐蚀性能好。常用的摩擦副材料牌号YG6为WC含量94％和Co含量6％的碳化钨硬质合金。（6）另外，钢结构硬质合金，高硅铸铁，铬钢，铬镍钢以及堆焊硬质合金、喷涂陶瓷等也有应用。五、机械密封的选用壮逢舵肥瘩各蕴扇槛猪到枕阎郑五涎映窟黄款共患烘渝偶回角搬耗兆席伺机械密封基础知识机械密封基础知识（4）碳化硅：黑色，类似石墨外观，有自润滑]性，摩擦系数约为502、辅助密封材料要求：

（1）

材料致密性好，不易泄漏介质；

（2）

有适当的机械强度和硬度；

（3

）压缩性和回弹性好，永久变形小；

（4

）高温下不软化，不分解，低温下不硬化，不脆裂；

（5

）抗腐蚀性能好，在酸，碱，油等介质中能长期工作，其体积和硬度变化小，且不粘附在金属表面上；

（6）

摩擦系数小，耐磨性好；

（7）

具有与密封面结合的柔软性；

（8

）耐老化性好，经久耐用；

（9）

加工制造方便，价格便宜，取材容易。

橡胶是最常用的密封材料。除橡胶外，适合于做密封材料的还有石墨等，聚四氟乙烯以及各种密封胶等。五、机械密封的选用层便昌钓寞弃陛奴朔锰脸吠枫丽马豹聂拐瘫试杜脖学售杨佑实烛恼穆堑零机械密封基础知识机械密封基础知识2、辅助密封材料要求：

（1）

材料致密性好，不易泄漏介513、其它金属材料要求：（1）与介质接触的金属件，其材料耐腐蚀等级不得低于泵的材料等级；（2）密封上的螺纹连接件材料必须为奥氏体不锈钢或更高耐蚀材料，（3）弹簧材料必须为奥氏体不锈钢或更高耐蚀材料。（4）焊接金属波纹管材料为316L或AM350或INCONEL718。4、密封元件材料使用温度限（1）摩擦副的温度限+260+200+400+180+280+220+200温度限（℃）浸锑石墨浸铅石墨浸铜碳石墨浸巴氏合金碳石墨浸酚环氧脂碳石墨浸呋喃树脂碳石墨浸酚醛树脂碳石墨材料碳石墨的温度限五、机械密封的选用刺廉俐姥蛆互怠涩遍耻孕良彰悲杉助彰才妊革琅咒增脱云检淀腺悲弗指一机械密封基础知识机械密封基础知识3、其它金属材料要求：+260+200+400+180+2852+400+288+120+400+232+117温度限（℃）镶嵌碳化钨（17-4PH）镶嵌碳化钨（C-耐蚀镍基合金）镶嵌碳化钨（不锈钢）整体碳化钨整体铸造斯太利特（钨鉻钴）硬质合金堆焊斯太利特（钨鉻钴）硬质合金材料金属、陶瓷和非金属等的温度限+71+177+177+177+427+371温度限（℃）填充玻璃聚四氟乙烯表面镀铬陶瓷青铜碳化硅硅化石墨材料五、机械密封的选用至磋崭囊聘赣配荆裳垢庄协翘咎及影倪妥淆青雨刽歉步媳朗壁豁狞锻鹰概机械密封基础知识机械密封基础知识+400+288+120+400+232+117温度限（℃）53（2）辅助密封的温度限-100~+250-100~+250-18~+204-65~+230-40~+130-40~+100（低丙烯晴）-30~+120（中丙烯晴）-20~+120（高丙烯晴）温度限（℃）聚四氟乙烯氟硅橡胶氟橡胶硅橡胶氯丁橡胶丁晴橡胶材料

-40~+177+400-18~+280+325+400温度限（℃）聚四氟乙烯包橡胶膨胀石墨全氟橡胶氟橡胶+石棉聚四氟乙烯+石棉材料（3）金属元件温度限400+200+275+200+120温度限（℃）镍铬钛合金镍铜合金18-8不锈钢硬拔碳钢琴钢丝材料五、机械密封的选用睛绑蛛馆照敬赠爬昆虱蜕吊绝差蝎像岂挠贡烬臻耐憨宰溜拆鲸渗垣膜颓杨机械密封基础知识机械密封基础知识（2）辅助密封的温度限-100~+250-100~+250-54

（一）安装前对设备的检查

1、工况相符合。

2、应确保系统已经关闭，并处于无压及冷却状态。

3、确认机械密封的型号及设备型号及位号，以确保机械密封的工作参数和应用。对于单端面机械密封的维修，在拆除轴套前应测量其相对位置尺寸并记录，以确保机械密封压缩量的准确调整。

机械密封运行的好坏及寿命的长短较大程度上取决于设备自身的条件，因此在安装机械密封前，仔细对设备进行检查将会降低密封失效的可能及维修的费用。对设备须从以下几个方面进行检查：

1、密封腔孔径及深度尺寸应该与密封组装图上尺寸一致，一般偏差为±0.13mm；轴或轴套的尺寸偏差为±0.03mm或±0.00mm－0.05。轴的轴向窜量检查，总的轴向窜量不能超过0.5mm；轴的径向跳动检查，轴的径向跳动一般小于0.05mm。径向跳动过大，有可能造成轴或轴套的磨损；密封面之间泄漏量增加；设备的振动加剧从而降低密封的寿命。

六、机械密封的使用蜗搔馈撤提伏赃珊蓖奎冰梦肛拳始褂蔗碎琉渡皖滇舆案路昂榜巷隘扬葵侨机械密封基础知识机械密封基础知识

（一）安装前对设备的检查

1、工况相符合。

2、应确保系统55

2、轴的弯曲度检查。轴的最大弯曲度应小于0.07mm。密封腔表面的跳动检查，密封腔与压盖连接面的跳动不能超过0.13mm。密封腔表面如与轴不垂直，有可能造成机械密封一系列的故障。因为密封压盖是靠螺栓固定在泵体上的，连接面跳动过大，造成压盖安装倾斜，依次造成密封静环倾斜，从而导致整个密封不正常晃动，这是产生微振磨损的主要原因，另外机械密封与轴或轴套的辅助密封磨损也将加剧，再有就是密封的不正常晃动也将造成金属波纹管或传动销的磨损和疲劳，导致密封的过早失效。

3、密封腔孔与轴的对中检查，不对中度应小于0.13mm。密封腔孔与轴不对中，将会影响密封面之间的动载荷，从而缩短密封的运转寿命。调整该对中度，可通过调整泵头与轴承架之间的垫片或对该接触面重新加工，来获得较好的对中度。

（二）安装前对密封的检查

无论是新换的机械密封，还是修复的密封，在安装前均需仔细检查以下各项：检查所有的部件，部件须干净无垢，尤其是动静环的密封面；检查密封的转动部件，传动销及弹簧销等均动作自如；检查转动部件的定位螺丝，定位螺丝应松紧自如，旧的应更换；根据密封安装图仔细检查全部辅助密封圈的厚度，厚度不合适将会影响密封的正确定位及施加于密封面上的弹簧载荷；检查所有的旋转部件与轴或轴套配合适当；检查动静环密封面，不能有任何刻痕或划伤，任何一点细微的损伤都有可能造成密封面泄漏。六、机械密封的使用赁狈烛巡贱沟须窃敲嗜稽末则渭翱遍广狗砷毁里支仍暗萍梗集堤爹吉从洱机械密封基础知识机械密封基础知识

2、轴的弯曲度检查。轴的最大弯曲度应小于0.07m56

（三）装有机械密封的设备启动、操作和使用

正确的操作和使用对于机械密封的寿命影响也至关重要，一般说来，以下注意事项适用于大多数机械密封的正确使用。

1、大多数机械密封设计时都是考虑在液态的环境中工作，因此开车以前密封面就必须浸在液体之中，干运转会严重破坏密封面，影响密封的使用和寿命。

2、与设备相连的管道系统也必须清理干净，该系统的杂物如不及时清理干净，长期运转后，杂物有可能进入密封中，从而影响密封的寿命。新设备密封的提前失效大多数是由于这种原因造成的。因此新设备开车前在进口设置过滤器很有必要。

3、打开冷却或冲洗系统，无论设备是否运转，最好不要切断冷却或冲洗系统，尤其是在设备输送的是热的介质或介质冷却后有可能结晶的情况下。

4、对于新安装的设备，在第一次运转时，开始有可能发生轻微的泄漏，这是正常现象，随着密封的磨合，泄漏量会减少直至不泄漏。但如果持续时间的泄漏，应进行检修。

5、设备运转的好坏也是影响密封寿命的一个关键因素。泵的汽蚀、抽空不但影响泵的性能，也会对密封产生不利的影响。汽蚀、抽空会造成轴的不正常振动和摆动，使轴承损坏，破坏密封面之间形成的液膜造成干磨，甚至把波纹管拉裂，静环脱离防转销发生转动，动静环崩裂，最终导致密封失效。六、机械密封的使用蕴肢屏皂肠笆笆侣乙啼尝漏脐瘁敛皿数动酋识渴辗碘骡名关刑怎罪崎沟爵机械密封基础知识机械密封基础知识（三）装有机械密封的设备启动、操作和使用

正确576、按产品安装说明书，确认机械密封的压缩量等安装尺寸。

7、单弹簧传动的机械密封，确认弹簧旋向正确，一般从静止环端看，轴转向为顺时针时，应为右旋弹簧。反之则为左旋弹簧8、全面检查机械密封、附属装置和管线安装是否齐全，是否符合技术要求。

9、机械密封启动前进行静压试验，检查机械密封是否有泄漏现象。若泄漏较多，应查清原因设法消除。一般静压试验压力用2~3公斤/平方厘米。

10、启动前对于输送凝固的介质时，应用蒸气将密封腔加热使介质熔化。启动前必须盘车，以防止突然启动而造成软环碎裂。

12、热油泵开启前必须预热，升温或降温速度不大于50℃/h，避免轴与泵壳受热不均匀，受热膨胀不同步，造成密封损坏。特别是长轴双支承热油泵。13、对于利用外封油系统的机械密封，开泵时应先启动封油系统；停泵后再停止封油系统。

14、热油泵停运后不能马上停止封油及端面密封的冷却水，应待端面密封处油温降到80度以下时，才可以停止冷却水，以免损坏密封零件。15、启动前，点动设备确认转向正确。

六、机械密封的使用黔希唤销蚁捷捕振角肝挣渤掣垛锦桩播盛匀堪坊叹垂谚这令棒蔗藏芝胆赛机械密封基础知识机械密封基础知识6、按产品安装说明书，确认机械密封的压缩量等安装58

（16）泵启动后若有轻微泄漏现象，应观察一段时间。如连续运行4小时，泄漏量仍不减小，则应停泵检查。

（17）泵的操作压力应平稳，压力波动不大于1公斤/平方厘米。

（18）泵在运转中，应避免发生抽空现象，以免造成密封面干摩擦及密封破坏。

（19）密封情况要经常检查。运转中，当其泄漏超过标准时，重质油不大于5滴/分，轻质油不大于10滴/分，如2-3日内仍无好转趋势，则应停泵检查密封。

（四）机械密封的检修

机械密封的检修无须特别的工具和材料，一般来说检修机械密封须备有如下工具和材料：

1、白布和软纸：在机械密封的检修和安装过程中，干净是一个最基本的也是最关键的条件，检修机械密封时，一般不允许带手套作业。

2、干净的润滑油：机械密封的所有辅助密封，与之接触部位均有一薄层油膜，因此安装辅助密封时需在辅助密封上涂上薄薄的一层干净的润滑油。选用的润滑油应与介质或密封液相溶，但不能溶解辅助密封材质，所有与轴或轴套接触的部件，安装时最好也涂上少量的润滑油。

3、研磨机或研磨平板及研磨用的金刚砂磨料。

4、紧固定位螺丝用的内六角扳手。一般机构密封用的定位螺丝均为不锈钢材质，不合适的工具有可能损坏螺丝，从而不能很好地紧固动环座。

六、机械密封的使用牟脾气瞩哎晦舵愁狼无怜挡待湛侣豹绥续隧服驮宣腔目沫慑见怕迸宰棕吝机械密封基础知识机械密封基础知识（16）泵启动后若有轻微泄漏现象，应观察一段59

（五）拆装及检修注意事项

1、要十分注意避免安装中所产生的安装偏差，（1）上紧压盖应在联轴器找正后进行，螺栓应均匀上紧，防止压盖端面偏斜。（2）检查压盖与轴或轴套外径的配合间隙（即同心度），四周要均匀。

2、弹簧压缩量要按规定进行，不允许有过大或过小现象，要求误差1.00毫米。过大会增加端面比压，加速端面磨损。过小会造成比压不足而不能起到密封作用。

3、旋转型密封.动环安装后应保证能在轴上灵活移动，将动环压向弹簧后应能自动弹回来。

4、在拆卸机械密封时要仔细，严禁动用手锤和扁铲，以免损坏密封元件。可做一对钢丝勾子，伸入传动座缺口处，将密封装置拉出。如果结垢拆卸不下时，应清洗干净后再进行拆卸。

5、如果在泵两端都用机械密封时，在装配，拆卸过程中互相照顾，防止顾此失彼。

6、对运行过的机械密封，凡有压盖松动使密封发生移动的情况，则动静环零件必须更换，不应重新上紧继续使用。因为这样移动后，摩擦副原来运转轨迹会发生变动，接触面的密封性就很容易遭到破坏。7、安装后用手盘动转轴、转轴应无轻重感觉；

六、机械密封的使用俺灼寨第搁怎奖阮论辛徒箱顾蛹于矮串张缉柯注挠臂膀烯疵些珍抗肺吼藤机械密封基础知识机械密封基础知识（五）拆装及检修注意事项

1、要十分注意避免安装中所60（一）机械密封主密封点的密封原理

动环与静环之间的密封：是靠弹性元件（弹簧、波纹管等）和密封液体压力在相对运动的动环和静环的接触面（端面）上产生一适当的压紧力（比压）使两个光洁、平直的端面紧密贴合；端面间维持一层极薄的液体膜而达到密封的作用。这层膜具有液体动压力与静压力，它起着平衡压力和润滑端面的作用。两端面之所以必须高度光洁平直是为了给端面创造完美贴合和使比压均匀的条件，这是相对旋转密封。（二）机械密封泄漏点目前机械密封在泵类产品中的应用非常广泛，而随着产品技术水平的提高和节约能源的要求，机械密封的应用前景将更加广泛。机械密封的密封效果将直接影响整机的运行，尤其是在石油化工领域内，因存在易燃、易爆、易挥发、剧毒等介质，机械密封出现泄漏，将严重影响生产正常进行，严重的还将出现重大安全事故。七、机械密封的失效分析坞铣勾哪固俱细寿粒捻霓迹付驻吁朝槛瞎鸯勺棋盗投债秦倍锦倡描座竿美机械密封基础知识机械密封基础知识（一）机械密封主密封点的密封原理

动环与静环之间的61

机械密封种类繁多，型号各异，但泄漏点主要有六处：

1、动、静环间泄漏；2、轴套与轴间的泄漏；

3、动环与轴套间的泄漏；

4、静环与静环座间的泄漏；

5、密封压盖与泵体间的泄漏；6、动、静环镶嵌结构配合处泄漏。

一般来说，轴套外伸的轴间、密封压盖与泵体间的泄漏比较容易发现和解决，但需细致观察，特别是当工作介质为液化气体或高压、有毒有害气体时，相对困难些。其余的泄漏直观上很难辩别和判断，须在长期管理、维修实践的基础上，对泄漏症状进行观察、分析、研判，才能得出正确结论。七、机械密封的失效分析境礼虑屋盔归柠积火陆荫星燕唯熊京闺钟楔时亚雅士茄谩堂北醚傀膘舍谚机械密封基础知识机械密封基础知识机械密封种类繁多，型号各异，但泄漏点主要有六处：

1、62

（三）故障检查

1、收集整套密封元件。

2、检查磨损痕迹

（1）磨痕变宽：表明电机与泵严重不对中：

原因：（a）轴承损坏

（b）轴抖动或轴变形

（c）轴弯曲

（d）泵气蚀产生振动。（e）联轴器未对中

（f）管线应力

（g）密封静坏倾斜。

（2）磨痕变窄：表明密封超压，密封设计有误，选高压或高温机封。

（3）无磨痕：可能是静环与动环一起旋转。

（4）无磨痕但有亮点：超压或表面粗糙或是压盖压不均匀。

3、检查密封面

(1)断裂：一般发生在陶瓷环上.高温拒用陶瓷（150°C）

（2）硬密封面深痕:因为固体颗粒会埋入软密封面内并生成磨削性结晶体磨削硬密封面。

4、传动件磨损：轴套传动键的磨损。

5、检查弹性元件

（1）弹簧和波纹管断裂。七、机械密封的失效分析漂腻足兜泛率吧涡彻褥政钵妓额搀女迁行旭腻盐风踏铭挂棠常凶乘劣橇督机械密封基础知识机械密封基础知识

（三）故障检查

七、机械密封的失效分析漂腻足兜泛率吧涡彻63

（2）弹簧卡住。

（3）

弹性体断裂、硬化或损坏。

6、检查磨擦碰撞情况。

（四）故障分析和判断

机械密封开始出现大量泄漏，说明密封已经失效。常见的非正常失效原因一般有以下几点：

1、在安装之间，选用的密封部件有问题。这包括部件未处理干净，部件有破损（划痕或裂缝）或是其它原因。

2、密封安装不正确，这主要指密封定位设置不正确。

3、密封选用不正确，包括密封主体或密封环材质选用不当，设计时没有综合考虑好压力、温度、转速以及流体特性等各方面的因素。

4、操作失误。设备启动时密封液的压力不足、密封干运转或是密封辅助系统未投入运行。

5、密封腔有杂物。有可能是安装时带进去杂物或是辅助系统处理不干净。

6、设备本身运转不良导致密封失效。轴的串量、摆动或是振动过大。

机械密封一旦出现故障泄漏时，不能立即停车检修，当设备还在运转时，相关人员就应立即到现场进行检查，仔细观察设备的工况，辅助系统七、机械密封的失效分析涂淫雀潭腕质芯竟殖埔动舱悍缆傈敌襟澳墩浸型纱材侮潮桥诬底壕嗣蚜虚机械密封基础知识机械密封基础知识（2）弹簧卡住。

（3）

弹性体断裂64的压力流量，泄漏部位以及设备振动情况等各方面因素，以便于分析失效的原因。

（五）典型泄漏原因分析及判断

1．安装静试时泄漏。a)机械密封安装调试好后，一般要进行静试，观察泄漏量。如泄漏量较小，多为动环或静环密封圈存在问题；b)泄漏量较大时，则表明动、静环摩擦副间存在问题。在初步观察泄漏量、判断泄漏部位的基础上，再手动盘车观察，若泄漏量无明显变化则静、动环密封圈有问题；c)如盘车时泄漏量有明显变化则可断定是动、静环摩擦副存在问题；d)如泄漏介质沿轴向喷射，则动环密封圈存在问题居多，泄漏介质向四周喷射或从水冷却孔中漏出，则多为静环密封圈失效。e）其它原因：动、静环V形密封圈方向装反，或安装时反边；紧定螺钉未拧紧，弹簧座后退。轴套处泄漏，密封圈未装或压紧不够；如用手转动轴泄漏方向性则有如下原因：弹簧力不均匀，单弹簧不垂直，多弹簧长短不一或个数少；密封腔端面与轴垂直不够。此外，泄漏通道也可同时存在，但一般有主次区别，只要观察细致，熟悉结构，一定能正确判断。

七、机械密封的失效分析退带积城抑提鸟皿密焊挎外蜕瘩引锻黍纶侯锚嘲懦账财徐哟持尽躺夫叶朋机械密封基础知识机械密封基础知识的压力流量，泄漏部位以及设备振动情况等各方面因素，以便于分析65

2、试运转时出现的泄漏。泵用机械密封经过静试后，运转时高速旋转产生的离心力，会抑制介质的泄漏。因此，试运转时机械密封泄漏在排除轴间及端盖密封失效后，基本上都是由于动、静环摩擦副受破坏所致。引起摩擦副密封失效的因素主要有：

a)操作中，因抽空、气蚀、憋压等异常现象，引起较大的轴向力，使动、静环接触面分离；

b)对安装机械密封时压缩量过大，导致摩擦副端面严重磨损、擦伤；

c)动环密封圈过紧，弹簧无法调整动环的轴向浮动量；

d)静环密封圈过松，当动环轴向浮动时，静环脱离静环座；

e)工作介质中有颗粒状物质，运转中进人摩擦副，探伤动、静环密封端面；

f)设计选型有误，密封端面比压偏低或密封材质冷缩性较大等。上述现象在试运转中经常出现，有时可以通过适当调整静环座等予以消除，但多数需要重新拆装，更换密封。3．正常运转中突然泄漏。离心泵在运转中突然泄漏少数是因正常磨损或已达到使用寿命，而大多数是由于工况变化较大或操作、维护不当引起的。

a)抽空、气蚀或较长时间憋压，导致密封破坏；

七、机械密封的失效分析婪稗吏绒蛋抖赣位夸抱躇开乃语邵柜赊厢燎左范谗慨胁树卯诽贤痒爹诅耙机械密封基础知识机械密封基础知识2、试运转时出现的泄漏。七、机械密封的失效分析婪稗66

b)对泵实际输出量偏小，大量介质泵内循环，热量积聚，引起介质气化，导致密封失效；

c)回流量偏大，导致吸人管侧容器（塔、釜、罐、池）底部沉渣泛起，损坏密封；

d)对较长时间停运，重新起动时没有手动盘车，摩擦副因粘连而扯坏密封面；

e)介质中腐蚀性、聚合性、结胶性物质增多；

f)环境温度急剧变化；

g)工况频繁变化或调整；

h)突然停电或故障停机等。离心泵在正常运转中突然泄漏，如不能及时发现，往往会酿成较大事故或损失，须予以重视并采取有效措施。

4、周期性或阵发性泄漏

a.转子组件轴向窜动量太大。

b.转子组件周期性振动。

c.密封腔内压力经常大幅度变化。5.停泵一段时间再开动时发生泄漏

摩擦副附近介质的凝固、结晶，摩擦副上有水垢；弹簧锈蚀、堵塞而丧失弹性，均可引起泵重新开动时发生泄漏。七、机械密封的失效分析站窃唯腰太域犹嗣抒朵旦拾咏蜒亥张冈砖殴雷残璃泅悄龟患染筐缮仕估踢机械密封基础知识机械密封基础知识b)对泵实际输出量偏小，大量介质泵内循环，热量积67

（六）其它引起密封失效的原因

1.腐蚀失效

机械密封因腐蚀引起的失效为数不少，常见的腐蚀类型有如下几种。

（1）表面腐蚀

由于腐蚀介质的侵蚀作用，机械密封件会发生表面腐蚀，严重时也可发生腐蚀穿孔，弹簧件更为明显，采用不锈钢材料，可减轻表面腐蚀。

（2）点腐蚀

弹簧套常出现大面积点蚀或区域性点蚀，有的导致穿孔，此类局部腐蚀对密封使用尚不会造成很严重的后果，不过大修时也应予更换。

（3）晶间腐蚀

碳化钨环不锈钢环座以铜焊连接，使用中不锈钢座易发生晶间腐蚀，为克服敏化的影响，不锈钢应进行固溶处理。

（4）应力腐蚀破裂

金属焊接波纹管、弹簧等在应力与介质腐蚀的共同作用下，往往会发生断裂，由于弹簧的突然断裂而使密封失效，一般采用加大弹簧丝径加以解决。

（5）缝隙腐蚀七、机械密封的失效分析废世泌衅回绍寿躯烫煌诬熙懂陋躯炬翔萤构在瞩挨疏筏毅烷狈杂涕房朵锌机械密封基础知识机械密封基础知识（六）其它引起密封失效的原因

七、机械密封的失效分析68

动环的内孔与轴套表面之间、螺钉与螺孔之间，O形环与轴套之间，由于间隙内外介质浓度之差而导致缝隙腐蚀，此外陶瓷镶环与金属环座间也会发生缝隙腐蚀，一般在轴套表面喷涂陶瓷，镶环处表面涂以黏结剂以减轻缝隙腐蚀。

（6）电化学腐蚀

异种金属在介质中往往引起电化学腐蚀，它使镶环松动，影响密封，一般亦采取在镶接处涂黏结剂的办法予以克服。(7)石墨环腐蚀。

用树脂浸渍的不透性石墨环，它的腐蚀有三个原因：一是当端面过热，温度大于180oC时，浸渍的树脂要折离石墨环，使环耐磨性下降；二是浸渍的树脂若选择不当，就会在介质中发生化学变化，也使耐磨性下降；三是树脂浸渍深度不够，当磨去浸渍层后，耐磨性下降。所以密封冷却系统的建立，选择耐蚀的浸渍树脂，采用高压浸渍，增加浸渍深度是非常必要的。

(8)石墨环的氧化。

在氧化性的介质中，端面在干摩擦或冷却不良时，产生350～40o℃

的温度能使石墨环与氧发生反应，产生CO，气体，可使端面变粗糙，甚至破裂。非金属环在化学介质和应力的同时作用下，也会破裂。七、机械密封的失效分析辊氧滔烫七尿涉蛊智后棺苏衣疚匙路翅翔占铰坠改胎渣抨炬馒侈负甭刀奎机械密封基础知识机械密封基础知识

动环的内孔与轴套表面之间、螺钉与螺孔之间，O形环与69

2.热损失效

（1）热裂

如密封面处于干摩擦、冷却突然中断、杂质进入密封面、抽空等，会导致环表面出现径向裂纹，从而使对偶环急剧磨损，密封面泄漏迅速增加。碳化钨环热裂现象较常见。

（2）发泡、炭化

使用中如石墨环超过许用温度，则其表面会析出树脂，摩擦面附近树脂会发生炭化，当有黏结剂时，又会发泡软化，使密封面泄漏量增加，密封失效。

（3）老化、龟裂、溶胀

橡胶超过许用温度继续使用，将迅速老化、龟裂、变硬失弹。如是有机介质则溶胀失弹，这些均导致密封失效。

凡因热损引起密封失效，关键在于尽量降低摩擦热，改善散热，使密封面处不发生温度剧变。

3.磨损失效

摩擦副若用材耐磨性差、摩擦因数大、端面比压（包括弹簧比压）过大、密封面进入固体颗粒等均会使密封面磨损过快而引起密封失效。采用平衡型机械密封以减少端面比压及安装中适当减少弹簧压力，有利克服因磨损引起的失效，此外，选用良好的摩擦副材料可以减轻七、机械密封的失效分析负嚣仗逻初御揪鸯僚占镐席钱妻过硅痈妒狐报尖手碑货练枣花蜗蜜诫皂廓机械密封基础知识机械密封基础知识2.热损失效

（1）热裂

如密封面处于干摩擦、冷70

磨损。按耐磨次序材料排列为碳化钨-碳石墨、硬质合金-碳石墨、陶瓷（氧化铝）-碳石墨、喷涂陶瓷-碳石墨、氧化硅陶瓷-碳石墨、高速钢-碳石墨、堆焊硬质合金-碳石墨。4.设备或缺陷a)轴向力偏大

机械密封在使用过程中是不能够承受轴向力的，若存在轴向力，对机械密封的影响是严重的。

有时由于泵的轴向力平衡机构设计的不合理及制造、安装、使用等方面的原因，造成轴向力没有被平衡掉。机械密封承受一个轴向力，运转时密封压盖温度将偏高，对于聚丙烯类的介质，在高温下会被熔融，因此泵启动后很快就失去密封效果，泵静止时则密封端面出现间断的喷漏现象。b)泵轴的挠度偏大

机械密封又称端面密封，是一种旋转轴向的接触式动密封，它是在流体介质和弹性元件的作用下，两个垂直于轴心线的密封端面紧密贴合、相对旋转，从而达到密封效果，因此要求两个密封之间要受力均匀。c)泵汽蚀的原因

由于装置系统操作不合理以及泵进口汽蚀性能不好、泵的转速偏高，在泵的入口处发生局部汽蚀，汽蚀发生后，水中会有气泡，它一方面会冲击机械密封面的外表面，使其表面出现破损；

另一方面会使动静环的吻合面的流动膜中也含有气泡，不能形成稳定的流动膜，造成动静环的吻合面的干摩擦，使机械密封装置损坏。七、机械密封的失效分析虱鲍灯盘抉孜驳此艳埂蚕马绵辙煞断恢遇巢韦淌可彻粱孽止侨北识商卖勋机械密封基础知识机械密封基础知识磨损。按耐磨次序材料排列为碳化钨-碳石墨、硬质合71

（七）部分故障解决措施1、动、静环摩擦面上出现划痕和不平整时，可进行重新研磨、抛光修复。

2、当出现下述情况时须更换新件：动、静环摩擦面上出现裂纹或磨损严重；弹簧锈蚀、断裂或弹力不足；轴套磨损较大或出现沟痕；O形密封环每次检修都应该更换

3、转子组件轴向窜动量太大。处理方法：调整推力轴承，使轴的窜动量不大于0.25mm。

4、转子组件周期性振动。处理方法：找出原因并予以消除。

5、密封腔内压力经常大幅度变化。处理方法：稳定工艺条件6、消除泵进口汽蚀的措施

(1)

提高泵的汽蚀性能水平，满足现场装置的汽蚀性能的要求。

(2)

现场试验装置的要求要与泵汽蚀性能水平匹配。

(3)

现场安装和工况调节要给泵创造有利的条件。7、消除泵振动的措施七、机械密封的失效分析讼刮即竭映价矗潭惯靛货则佩跪萍琼群唾柄旨萍酒辞草那鸽瞳央敲肇姿促机械密封基础知识机械密封基础知识（七）部分故障解决措施七、机械密封的失效分析讼刮即竭映价矗72

(3)

泵、电机、底座、现场管路等辅助设备在现场安装时，要严格把关，消除振动源。

(4)

现场生产、操作、维修、调节时，严格把关，消除振动源。（八）机械密封检修中的几个误区

1．弹簧压缩量越大密封效果越好。其实不然，弹簧压缩量过大，可导致摩擦副急剧磨损，瞬间烧损；过度的压缩使弹簧失去调节动环端面的能力，导致密封失效。

2．动环密封圈越紧越好。其实动环密封圈过紧有害无益。一是加剧密封圈与轴套间的磨损，过早泄漏；二是增大了动环轴向调整、移动的阻力，在工况变化频繁时无法适时进行调整；三是弹簧过度疲劳易损坏；四是使动环密封圈变形，影响密封效果。

3．静环密封圈越紧越好。静环密封圈基本处于静止状态，相对较紧密封效果会好些，但过紧也是有害的。一是引起静环密封因过度变形，影响密封效果；二是静环材质以石墨居多，一般较脆，过度受力极易引起碎裂；三是安装、拆卸困难，极易损坏静环。

七、机械密封的失效分析任梆猾芳笋二判苇寿井搽澄龙稗懊姬烽羡康角根丑疹酣软漳蝶彭酪览秤豢机械密封基础知识机械密封基础知识(3)

泵、电机、底座、现场管路等辅助设备在现场安73

4．叶轮锁