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离心泵机械密封,单端面机械密封和双端面密封性能比较

发布时间:2020-03-23 10:06:24         发布人:离心泵
      机械密封是离心泵密封泄漏的主要形式,机械密封,单端面机械密封及双端面密封有什么不同,在使用机械密封时如何延长密封寿命呢,为什么有些用户能使用很长时间,有些用户使用几个月甚至更短呢?机械密封(mechanical seal)是由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。
一、机械密封结构(典型结构原理见图)主要由静止环(静环)
机械密封
1、旋转环(动环)
2、弹性元件
3、弹簧座
4、紧定螺钉
5、旋转环辅助密封圈
6、静止环辅助密封圈
等元件组成,防转销7固定在压盖9上以防止静止环转动。
    机械密封具有密封性能可靠、泄漏量小、使用寿命长、功率损耗少和适用范围广等优点,被广泛应用于各个技术领域,尤其适用于高转速、高压差的工作条件和昂贵或有毒及强腐蚀性的工艺介质。同时,机械密封又是设备的薄弱环节之一。为延长其使用寿命,除了选择恰当的摩擦副材料和合适的端面比压外,正确的安装和维修也可起到重要的作用。本文通过日常检修的实践,分析了机械密封失效泄漏的主要原因,总结出了如何延长机械密封使用寿命的方法。
机械密封
二、机械密封失效泄漏的原因分析
1、化工设备中使用的机械密封种类繁多,型号各异,但主要泄漏点有五处:
a、轴套与轴间的密封;
b、动环与轴套间的密封;
c、动、静环间密封;
d、对静环与静环座间的密封;
e、密封端盖与泵体间的密封。
2、机械密封的密封圈失效也是密封泄漏主要原因
   动静环密封圈装配歪斜;与密封圈相配合的轴或轴套表面光洁度不够,或配合尺寸过小;密封圈与密封介质发生物理或化学反应,腐蚀变形、老化等,均可导致泄漏。
3、装配不当导致机械密封泄漏
   在装配机械密封前机封组件清洗不洁净,组件碰伤或划伤;装配不到位;弹簧装偏、紧固螺钉没紧固;拆卸时损坏等,都是机械密封提前失效的原因。
4、机械密封选型设计不当造成的机封泄漏
   由于在化工装置中工艺介质特性的多样性,机械密封设计选用不当,使密封端面比压偏小、偏大或密封材质冷缩性较大等,极易使机械密封失效而导致其泄漏。 
5、动静环端面磨损导致机械密封泄漏
   不管哪种类型的机械密封,主要的特点即密封面为垂直于旋转轴线的端面,也就是将极易泄漏的轴向密封改为不易泄漏的端面密封。所以,机械密封失效的主要形式是静、动环之间的磨损失效。动、静环端面摩擦副主要靠弹簧推力来压紧, 阻止泄漏。动、静环压得越紧越不易泄漏,但其间的摩擦力也随之增大,动、静环接触端镜面在较大摩擦力的作用下会很快磨损后失效泄漏。
6、工艺条件不稳定和安装不良导致机械密封泄漏
   工艺条件不稳定和安装不良造成的振动、设备抽空汽化瞬间断流都会导致机械密封动静环之间的液膜破坏,使机械密封在无润滑条件下“干态”运行,密封环温度迅速上升,有的直接烧毁,有的当泵恢复正常工作状态时被急剧冷却,形成热冲击而碎裂。冲洗流体与冲洗条件不良也会形成热冲击,导致密封环出现径向裂纹,加剧动静环的磨损失效。同时,当石墨环超过使用温度,其表面会析出晶体,在温度较高的摩擦副附近发生炭化,其微粒进入摩擦副使动静环急剧磨损失效。
三、解决措施:延长机械密封使用寿命应采取以下措施和检修方法。
1、弹簧压缩量调整
    调整弹簧的压缩量就是调整机械密封的端面比压,关系到密封性能及使用寿命的重要参数,与密封的结构型式、弹簧大小和介质压力有关。端面比压过大将损坏摩擦副;比压过小则易泄漏,往往由厂家给定一个适合的范围,一般按3~6kg/cm2取值。弹簧的自由长度A,弹簧刚度K(产生单位压缩量时承受的载荷),规定要求的比压P,这些都是厂家给定的参数。压缩后尺寸为B,则P/(A-B)=k,得出B=A-P/k,这就是弹簧安装压缩后的尺寸。如果弹簧安装后的尺寸过大,可在弹簧座与弹簧之间增加调整垫的厚度,尺寸过小则减少调整的厚度,调整垫的厚度用千分尺量取。
2、静环密封圈松紧
   静环密封圈基本处于静止状态,相对较紧密封效果会好些,但过紧将导致: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。因此,静环的内径一般比轴径大1~2mm ,密封圈的松紧程度以涂上润滑剂后能以双手用力压入为准。手能较轻压入则太松,双手用力压不进则太紧。
3、动环密封圈松紧
    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,在工作状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。为保证动环的浮动性,其内径比轴径大0.5~1mm,用以补偿轴的振动与偏斜,但间隙不能太大,否则会使动环密封圈卡入而造成机械密封机械性能的破坏。密封圈的松紧程度以涂上润滑剂后能以一只手用力压入为准。
4、密封新旧拆换
    相对而言,使用新机械密封的效果好于旧的,但新机械密封的质量或材质选择不当时,配合尺寸误差较大会影响密封效果。在聚合性和深透性介质中,静环如无过度磨损(当密封面出现裂纹、掉角、划痕、麻点、飞边及偏磨,划痕、麻点贯穿整个密封端面时称为过度磨损),还是不更换为好。因为静环在静环座中长时间处于静止状态,使聚合物和杂质沉积为一体,起到了较好的密封作用。
5、拆修
    机械密封一旦出现泄漏,先不急于拆修,有时密封可能没有损坏,只需调整工作状况或适当调整密封就可消除泄漏。如调整弹簧的压缩量、消除运行设备的振动、清除使弹簧失弹的水垢及动、静环摩擦副上的水垢等。这样既避免浪费又解决了实际问题同时还可以验证自己的故障判断能力,积累维修经验提高检修质量。
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