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文檔簡介
機械密封根底知識煉油分部機動處2021年10月29日一、機械密封原理二、機械密封的根本零件三、機械密封輔助系統(tǒng)四、機械密封的計算五、機械密封的選用六、機械密封的使用七、機械密封的失效分析及處理八、機械密封的維護要點九、機械密封失效案例十、討論目錄〔一〕根本結(jié)構(gòu)〔圖1-1〕一、機械密封原理六局部組成:1.端面摩擦副〔動環(huán)、靜環(huán)〕2.彈性元件〔彈簧、波紋管〕3.輔助密封圈〔O型圈、V型圈、楔形圈等〕4.傳動件〔傳動銷、轉(zhuǎn)動鍵、傳動環(huán)、傳動座等〕5.緊固件〔緊定螺釘、彈簧座、壓蓋、組裝套、軸套〕6.密封輔助沖洗系統(tǒng)六個密封點:1、動、靜環(huán)間密封2、靜環(huán)與靜環(huán)座間的密封
3、動、靜環(huán)鑲嵌結(jié)構(gòu)配合處密封4、密封壓蓋與泵體間的密封
5、軸套與軸間的密封6、動環(huán)與軸套間的密封
圖1-1典型機械密封示意圖〔二〕定義機械密封是一種用于旋轉(zhuǎn)流體機械的軸封裝置。它由至少一對垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面組成,在流體壓力及補償機構(gòu)彈力(或磁力)共同作用下,以及輔助密封圈的配合下,該對端面保持貼合并相對滑動,而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置。〔三〕原理軸通過軸套、傳動座和推環(huán),帶動動環(huán)旋轉(zhuǎn),靜環(huán)固定不動,依靠介質(zhì)壓力和彈簧力使動靜環(huán)之間的密封端面緊密貼合,阻止了介質(zhì)的泄漏。摩擦副外表磨損后,在彈簧的推動下實現(xiàn)補償。為了防止介質(zhì)通過動環(huán)與軸之間泄漏,裝有動環(huán)密封圈;而靜環(huán)密封圈那么阻止了介質(zhì)沿靜環(huán)和壓蓋之間的泄漏。一、機械密封原理1、旋轉(zhuǎn)式和靜止式機械密封〔圖1-2〕〔1〕旋轉(zhuǎn)式:彈性元件隨軸旋轉(zhuǎn);用于線速度不大于25m/s的場合。〔2〕靜止式:彈性元件不隨軸旋轉(zhuǎn);用于線速度大于25m/s的場合?!菜摹硻C械密封的種類一、機械密封原理2、內(nèi)裝式和外裝式機械密封〔圖1-3〕〔1〕內(nèi)裝式:靜環(huán)裝在壓蓋內(nèi)側(cè),靜環(huán)端面面向工作腔;用于溫度、壓力較高,腐蝕性不強的場合?!?〕外裝式:靜環(huán)裝在壓蓋外側(cè),靜環(huán)端面背向工作腔;用于低壓、腐蝕性強的場合。一、機械密封原理3、內(nèi)流式和外流式機械密封〔一般和內(nèi)裝式、外裝式一致〕〔1〕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;易泄漏,只有在壓力、溫度都不高的腐蝕性介質(zhì)中用。4、多彈簧和單彈簧機械密封〔1〕多彈簧:軸向尺寸短,軸向彈力均勻;宜用于高速,不宜用于腐蝕性介質(zhì)?!?〕單彈簧:軸向尺寸長,軸向彈力不均勻;不宜用于高轉(zhuǎn)速的場合。一、機械密封原理〔1〕平衡型:載荷系數(shù)K<1.0;用于壓力較高的場合〔≥0.7MPa〕〔2〕非平衡型:載荷系數(shù)K≥1.0;用于壓力較低的場〔<0.7MPa〕端面比壓Pb=Pt+〔K-λ〕P15、平衡型和非平衡型機械密封〔圖1-4〕
圖1-4平衡型和非平衡型機械密封示意圖一、機械密封原理
兩套密封的補償環(huán)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的個密封腔,在密封腔中引入封液:堵封、潤滑、冷卻,選潔凈、潤滑性好的封液介質(zhì)。
6、雙端面機械密封〔圖1-5〕
圖1-5雙端面機械密封示意圖一、機械密封原理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。
7、串聯(lián)式機械密封〔圖1-6〕
圖1-6串聯(lián)式機械密封示意圖一、機械密封原理去掉了補償環(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。防止了補償環(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)。8、波紋管機械密封〔圖1-7〕
圖1-7波紋管機械密封示意圖一、機械密封原理將機械密封、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,排除了安裝不良的影響。9、集裝式機械密封〔圖1-8〕
圖1-8集裝式機械密封示意圖一、機械密封原理1、作用:保持密封面緊密貼合,防止介質(zhì)泄漏。
2、要求:〔1〕具有良好的耐磨性、耐腐蝕性和導熱性;動環(huán)要有良好的追隨性〔自
動補償密封面的磨損〕;動、靜環(huán)具有浮動性,起緩沖作用。
〔2〕密封端面的粗糙度Ra≤0.2μm,平面度<0.9μm。密封端面承載能力與外表粗糙度有很大關(guān)系,如下表:粗糙度(μm)3.20.80.40.2承載面積(%)4124095端面比壓增加(倍)247.31.50.05
由表中可見,密封端面粗糙度對端面比壓影響較大,當粗糙度變大時,承載面積減小,端面比壓變大,造成高點接觸,局部壓力很高,密封面過熱磨損,甚至開裂,所以密封端面越粗糙,承載能力越差。〔一〕端面摩擦副二、機械密封的根本零件3、密封環(huán)的種類整體式〔用同一種材料制造〕、組合式〔如鑲嵌〕、外表堆焊、外表噴涂?!捕硰椥栽骸矎椈伞⒉y管等〕1、作用:起預緊、補償及緩沖的作用。2、要求:使密封面產(chǎn)生一個合理的比壓,保證端面摩擦副良好的貼合和動環(huán)的追隨性,材料要求耐腐蝕和疲勞?!踩?/p>
輔助元件〔O型環(huán)、V型環(huán)、楔型環(huán)等〕1、作用:主要起靜環(huán)和動環(huán)的密封作用,同時起浮動和緩沖作用。2、要求:耐熱或耐寒并能與介質(zhì)相容。二、機械密封的根本零件〔四〕傳動件〔傳動銷、傳動鍵、傳動環(huán)、傳動座等〕
1、作用:將軸的轉(zhuǎn)矩傳給動環(huán)
2、要求:材料耐磨耐腐
〔五〕緊固件〔緊定螺釘、彈簧座、壓蓋、軸套〕
1、作用:起到靜、動環(huán)的定位,固緊作用,保證摩擦副密封面處于正確的位置,并保持良好貼合的彈簧比壓。
2、要求:注意安裝密封環(huán)的導向測角和壓縮量。二、機械密封的根本零件三、機械密封輔助系統(tǒng)〔三〕沖洗液1、對沖洗液的要求〔1〕沖洗液應清潔,無腐蝕性,較好的潤滑性,高溫下不容易汽化?!?〕沖洗液進入泵內(nèi)不影響產(chǎn)品質(zhì)量,泄漏出來不自燃、不污染環(huán)境,無其它不良影響?!?〕沖洗液進入泵內(nèi)不影響泵的運轉(zhuǎn)。例如不引起泵的抽空和汽蝕?!?〕沖洗液有良好的導熱性,能及時將熱量導出。沖洗溫度要符合工作要求。〔5〕沖洗液引入方便、經(jīng)濟。2、常用的外沖洗液(1)柴油:輕柴油是170~360℃的組分,在270~300℃就有50%以上的組分汽化,90%以上的組分在350℃左右汽化。輕柴油不宜用在溫度較高的環(huán)境?!?〕蠟油:汽化溫度高,適用于溫度較高的環(huán)境。三、機械密封輔助系統(tǒng)〔四〕沖洗量確實定由于沖洗量計算復雜,有很多數(shù)據(jù)是選取的,計算結(jié)果意義不大,一般根據(jù)密封規(guī)格和介質(zhì)的種類選取經(jīng)驗值。如下表:密封軸徑mm≤4545~6060~8585~9595~135135~185185~235235~275275~300沖洗量l/min34681115192634一般介質(zhì)泵用機械密封的沖洗量(轉(zhuǎn)速3000r/min以下)
根據(jù)選取的沖洗量,對易揮發(fā)介質(zhì)或溫度較高的介質(zhì)沖洗量要適當大一些。三、機械密封輔助系統(tǒng)〔五〕密封腔壓力確實定1、懸臂泵、雙吸單級雙支承泵:接近入口壓力。三、機械密封輔助系統(tǒng)三、機械密封輔助系統(tǒng)2、沒有回流管的兩級雙支承泵:入口端密封腔壓力接近泵入口壓力,出口端密封腔壓力接近一級葉輪出口壓力。即P=(Pc-Pr)/2+Pr=(Pc+Pr)/2。對于這種泵入口端密封腔壓力低容易搶沖洗油量,閥門應關(guān)小,出口端閥門應開大。否那么沖洗油壓力低時,出口端介質(zhì)會通過沖洗油管流向入口端。三、機械密封輔助系統(tǒng)3、用平衡盤〔鼓〕平衡軸向力的多級雙支承泵、有回流管的兩級雙支承泵:入口端密封腔壓力接近泵入口壓力,出口端密封腔壓力取決于平衡鼓或節(jié)流套的徑向間隙:當間隙在0.4~0.5mm時,密封腔壓力比泵的入口壓力高0~0.05MPa;當間隙在0.55~0.7mm時,密封腔壓力比泵的入口壓力高0.1~0.2MPa;當間隙在0.75~0.9mm時,密封腔壓力比泵的入口壓力高0.25~0.35MPa。三、機械密封輔助系統(tǒng)〔六〕沖洗壓力確實定
一般沖洗壓力比密封腔內(nèi)壓力大0.05~0.20MPa,如果壓差過大,會造成沖洗流速過大,對密封件沖蝕。三、機械密封輔助系統(tǒng)喉部襯套(底套)三、機械密封輔助系統(tǒng)
〔六〕葉輪口環(huán)間隙和喉部襯套〔底套〕間隙對密封沖洗的影響1、葉輪口環(huán)間隙和喉部襯套間隙過大,導致大量介質(zhì)倒流進密封腔,使密封腔壓力升高。2、喉部襯套間隙過大,起不到節(jié)流沖洗油的作用,使沖洗油在密封腔內(nèi)不能形成一定壓力阻止介質(zhì)進入密封腔。3、喉部襯套間隙過大,節(jié)流效果差,當密封泄漏,會造成大量介質(zhì)外泄。當密封腔壓力變高、密封結(jié)垢頻繁損壞,應按下表間隙標準拆檢調(diào)整口環(huán)和喉部襯套間隙。單位:mm三、機械密封輔助系統(tǒng)泵類口環(huán)直徑殼體口環(huán)與葉輪口環(huán)間隙喉部襯套與軸套間隙冷油泵<1000.40~0.600.30~0.40≥1000.60~0.700.40~0.50熱油泵<1000.60~0.800.40~0.60≥1000.80~1.00.60~0.70三、機械密封輔助系統(tǒng)PointstoNoteforAPIPlan11:API沖洗方案11應注意的事項-Useanorificetorestricttheflowrateifthedischargepressureis3barhigherthansealchamberpressure.如果出口壓力高于密封腔壓力3bar,需要用一個孔限制流量-Useoncleanandlowabrasivesduties用在干凈,含磨石性顆粒少的工礦SealFlushingBy-PassfromDischarge單密封通過出口進行沖洗三、機械密封輔助系統(tǒng)Recirculationfromsealchamberthroughaflowcontrolorificeandbacktopumpsuction從密封腔里出通過一個孔板返回到泵的入口PointstoNoteforAPIPlan13:API沖洗方案13應注意的事項-Useanorificetorestricttheflowrateifthesealchamberpressureis3barhigherthansuctionpressure.如果密封腔壓力高于入口壓力3bar,需要用一個孔板限制流量-handleabrasivesdutybetterthanAPIplan11處理含有磨蝕性顆粒的工況13方案好于11方案-highersealchamberpressuretosuppressvaporisation較高的密封腔壓力可抑制它的汽化三、機械密封輔助系統(tǒng)+=PointstoNoteforAPIPlan14:API沖洗方案14應注意的事項:-Flowbacktosuctionsidewillevacuatevapoursthatmaycollectinsealchamber.-Recommendedforlighthydrocarbonservice.三、機械密封輔助系統(tǒng)RecirculationfrompumpdischargethroughaflowcontrolorificeandcoolertosealOpenLoopCoolingCircuitCoolingWaterOutlet冷水出口CoolingWaterInlet冷水入口三、機械密封輔助系統(tǒng)三、機械密封輔助系統(tǒng)HeatExchanger三、機械密封輔助系統(tǒng)RecirculationfromapumpingringinthesealchamberthroughcoolerandbacktosealClosedLoopCoolingCircuit沖洗液通過密封腔中的泵效環(huán)從密封腔中流出經(jīng)過換熱器,再返回到密封中,形成自封閉循環(huán)。形成封閉的冷卻回路ThroatbushingSuction入口Discharge出口18-24"Ventathighestpointofthepiping排起在管線的最高點CoolingWaterOutlet冷水出口CoolingWaterInlet冷水入口mechanicalsealwithpumpingringHeatexchanger換熱器三、機械密封輔助系統(tǒng)Recirculationfrompumpdischargethroughacycloneseparatordeliveringcleanfluidtothesealandfluidwithsolidsbacktopumpsuctionline沖洗液從泵出口流出,通過一旋液別離器,使干凈流體進入密封腔,帶有顆粒的流體返回到泵入口處形成封閉循環(huán)CleanoverflowUnderflowInlet三、機械密封輔助系統(tǒng)SingleSealFlushingfromExternalSource單密封通過外部來源進行沖洗ThroatBushing三、機械密封輔助系統(tǒng)Cleanexternalflush三、機械密封輔助系統(tǒng)RecirculationfrompumpdischargethroughacycloneseparatordeliveringcleanfluidthroughacoolerandthentosealandfluidwithsolidsbacktopumpsuctionlineCoolingWaterOutletCoolingWaterInlet三、機械密封輔助系統(tǒng)PressureGauge壓力計LevelGauge水準儀FillvalveOrificeDrainLevelSwitch(H)電平開關(guān)LevelSwitch(L)PressureSwitch壓力開關(guān)(NormallyOpen)Ventvalve排氣閥三、機械密封輔助系統(tǒng)PressureGauge壓力表LevelGauge水準儀LevelSwitch(L)電平開關(guān)VentValve排氣閥
(NormallyClose)通常關(guān)著OrificePressureSwitch壓力操縱開關(guān)ExternalPressure外部壓力SourceOne-wayBlockValve
(NormallyOpen)Drain三、機械密封輔助系統(tǒng)PointstoNoteforAPIPlan62:對于APIplan62須注意:Thequenchmayberequiredtopreventsolidsfromaccumulatingontheatmosphericsideoftheseal.增加吹掃口以防止在密封大氣側(cè)有顆粒的積累Typicallyusedwithaclose-clearancethrottlebushing.普遍使用節(jié)流襯套SingleSealQuenchfromExternalSource單密封通過外部急冷三、機械密封輔助系統(tǒng)e.gsteamquench三、機械密封輔助系統(tǒng)〔一〕載荷系數(shù)K的計算K=AeA(d2-d0)22(d2-d1)22Ae=π4A=π4(d2-d0)22(d2-d1)22K=四、機械密封的計算〔二〕端面比壓的計算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端面比壓Pb=Pt+〔K-λ〕P1λ:膜壓系數(shù)≈0.5〔中粘度〕,=0.65~0.75〔低粘度〕,=0.3~0.4〔高粘度〕。四、機械密封的計算密封端面的摩擦熱同時取決于端面比壓和摩擦副線速度。密封端面的性質(zhì)要考慮P、V的乘積,即PV值。PV值過大:液膜氣化,密封失效,端面嚴重磨損。因此對一定摩擦系數(shù)的端面材料組對,有一許用PV值。P:端面比壓;V=π〔d1+d2〕n/120×10-3為摩擦副平均線速度。PV<[PV]。〔三〕PV值計算各種組對在非平衡型機械密封中的許用[PV]值〔單位:MPa·m/s〕SiC/硬石墨SiC/SiCWC/硬石墨WC/WCAl2O3/填充PTFEWC/青銅WC/軟石墨Cr2O3噴涂/石墨Stellite/軟石墨252025201.521085四、機械密封的計算〔一〕機械密封的選型
1、密封選型考慮的因素
〔1〕P——機械密封腔的壓力。根據(jù)壓力確定機械密封是選用平衡型的密封還是非平衡型。
〔2〕V——機械密封的線速度。根據(jù)線速度確定機械密封是靜止型還是選旋轉(zhuǎn)型。
〔3〕T——機械密封腔的溫度。根據(jù)溫度確定機械密封是波紋管型的還是彈簧型的以及確定機械密封輔助密封選什么。
〔4〕完整的機械密封結(jié)構(gòu)尺寸?!舶_洗、背冷及排液開孔的軸向及周向位置〕。
〔5〕介質(zhì)的特性——濃度、粘度、腐蝕性、有無固體顆粒及纖維雜質(zhì),是否易汽化或結(jié)晶等。
〔6〕主機工作特點及操作的連續(xù)性。
〔7〕主機對密封的泄漏量及泄漏方向的要求。
〔8〕操作及生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性。
五、機械密封的選用2、根據(jù)P-V-T選型
〔1〕對于介質(zhì)粘度高、潤滑性好的,P≤0.7Mpa或介質(zhì)粘度低、潤滑性差,P≤0.5Mpa時通常選用非平衡型密封,反之選用平衡型密封。
〔2〕當V≤25m/s時可以選用旋轉(zhuǎn)型密封,反之必須選用靜止型密封。
〔3〕機械密封標準規(guī)定當密封腔的溫度T>150℃時屬于高溫通常選金屬波紋管型密封,反之通常選用彈簧
密封?!?〕補償機構(gòu)旋轉(zhuǎn)時易產(chǎn)生質(zhì)量不平衡,同時消耗攪拌功率,因此,旋轉(zhuǎn)式密封不能用于高速;而靜止式密封可用于高速。但是旋轉(zhuǎn)式密封安裝比較方便。所以,普通的機械密封大多采用旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)。五、機械密封的選用3、根據(jù)介質(zhì)選型
〔1〕當介質(zhì)的腐蝕性較弱,通常選用內(nèi)置式;當介質(zhì)屬于強腐蝕性介質(zhì)時,通常選用聚四氟乙烯波紋管或外置式密封。
〔2〕對于易結(jié)晶、易凝固和高粘度介質(zhì),應該選單彈簧型或彈簧外置型機械密封。
〔3〕對于有雜質(zhì)、纖維或固體顆粒的介質(zhì),應該選用硬對硬的摩擦副組合。
〔4〕對于易燃、易爆、有素、有害的介質(zhì),應該選用串聯(lián)或雙端面密封。五、機械密封的選用〔二〕機械密封材料選擇
1、密封端面材料要求:
〔1〕
機械強度高,
能耐壓和耐壓力變形;
〔2〕具有耐干磨性、耐高載荷性,
自潤滑性好;
〔3〕
配對材料的磨合性好,
無過大的磨損和對偶腐蝕;
〔4〕
耐磨性好,
壽命長;
〔5〕導熱性和散熱性好;
〔6〕
耐高溫性好;
〔7〕
抗熱裂性好;
〔8〕
耐腐蝕性強;
〔9〕
線膨脹系數(shù)小;
〔10〕
氣密性好。常用摩擦副材料:〔1〕碳石墨:是機械密封的主要耐磨材料之一,碳與石墨都不是五、機械密封的選用理想的摩擦副材料,以碳為主體參加定量石墨粘結(jié)煅燒,成為碳—石墨,根據(jù)參加的石墨多少,可分為軟、中、硬三種,石墨越多,越軟。由于燒結(jié)過程中,局部粘結(jié)劑揮發(fā),導致制品中產(chǎn)生微孔,在帶壓介質(zhì)中,介質(zhì)通過氣孔而產(chǎn)生“冒汗〞現(xiàn)象,可通過浸漬樹脂或金屬以防止這種現(xiàn)象,并且材料的物理性能有所改變。碳石墨的耐磨性優(yōu)于石墨,導熱性介于石墨與碳之間〔石墨的導熱性與可與金屬相當,介于鋁和碳鋼之間,碳的導熱性只有石墨的1/100〕,碳石墨的導熱性在石墨與碳之間。〔2〕聚四氟乙烯:純聚四氟乙烯韌性與彈性較好,可做V形圈及波紋管等。但它不耐磨,故需要在其中參加填充料,以制作動、靜環(huán)及其他耐磨零件?!?〕氧化鋁:陶瓷硬度較高,耐腐蝕和磨損,并耐受一定的溫度,是制作動靜環(huán)較為理想的材料。但是,硬度高,脆性大,機加工困難,使用不當會開裂。氧化鋁陶瓷主要有含氧化鋁99%和95%,簡稱為99陶瓷/95陶瓷。陶瓷中參加一定的金屬粉,可以改善抗震性和脆性,但耐腐蝕性能有所下降。五、機械密封的選用〔4〕碳化硅:黑色,類似石墨外觀,有自潤滑]性,摩擦系數(shù)約為硬質(zhì)合金的1/2,耐磨性優(yōu)于氧化鋁、氮化硼、碳化物,與石墨組成摩擦副,其耐磨性能更好。其硬度高,耐熱性好,耐腐蝕尤其耐堿性能在陶瓷中居首。與其他硬質(zhì)材料相比,它的摩擦系數(shù)極低。〔5〕硬質(zhì)合金:以硬質(zhì)合金為摩擦副的應用很廣,常用的硬質(zhì)合金以WC為硬質(zhì)項,以Co為粘結(jié)項燒結(jié)而成,成為碳化鎢。耐磨性、導熱性明顯高于高速鋼。線脹系數(shù)小,耐蝕性能好。常用的摩擦副材料牌號YG6為WC含量94%和Co含量6%的碳化鎢硬質(zhì)合金?!?〕另外,鋼結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金,高硅鑄鐵,鉻鋼,鉻鎳鋼以及堆焊硬質(zhì)合金、噴涂陶瓷等也有應用。五、機械密封的選用2、輔助密封材料要求:
〔1〕
材料致密性好,不易泄漏介質(zhì);
〔2〕
有適當?shù)臋C械強度和硬度;
〔3
〕壓縮性和回彈性好,永久變形??;
〔4
〕高溫下不軟化,不分解,低溫下不硬化,不脆裂;
〔5
〕抗腐蝕性能好,在酸,堿,油等介質(zhì)中能長期工作,其體積和硬度變化小,且不粘附在金屬外表上;
〔6〕
摩擦系數(shù)小,耐磨性好;
〔7〕
具有與密封面結(jié)合的柔軟性;
〔8
〕耐老化性好,經(jīng)久耐用;
〔9〕
加工制造方便,價格廉價,取材容易。
橡膠是最常用的密封材料。除橡膠外,適合于做密封材料的還有石墨等,聚四氟乙烯以及各種密封膠等。五、機械密封的選用3、其它金屬材料要求:〔1〕與介質(zhì)接觸的金屬件,其材料耐腐蝕等級不得低于泵的材料等級;〔2〕密封上的螺紋連接件材料必須為奧氏體不銹鋼或更高耐蝕材料,〔3〕彈簧材料必須為奧氏體不銹鋼或更高耐蝕材料?!?〕焊接金屬波紋管材料為316L或AM350或INCONEL718。4、密封元件材料使用溫度限〔1〕摩擦副的溫度限+260+200+400+180+280+220+200溫度限(℃)浸銻石墨浸鉛石墨浸銅碳石墨浸巴氏合金碳石墨浸酚環(huán)氧脂碳石墨浸呋喃樹脂碳石墨浸酚醛樹脂碳石墨材料碳石墨的溫度限五、機械密封的選用+400+288+120+400+232+117溫度限(℃)鑲嵌碳化鎢(17-4PH)鑲嵌碳化鎢(C-耐蝕鎳基合金)鑲嵌碳化鎢(不銹鋼)整體碳化鎢整體鑄造斯太利特(鎢鉻鈷)硬質(zhì)合金堆焊斯太利特(鎢鉻鈷)硬質(zhì)合金材料金屬、陶瓷和非金屬等的溫度限+71+177+177+177+427+371溫度限(℃)填充玻璃聚四氟乙烯表面鍍鉻陶瓷青銅碳化硅硅化石墨材料五、機械密封的選用〔2〕輔助密封的溫度限-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)溫度限(℃)聚四氟乙烯氟硅橡膠氟橡膠硅橡膠氯丁橡膠丁晴橡膠材料
-40~+177+400-18~+280+325+400溫度限(℃)聚四氟乙烯包橡膠膨脹石墨全氟橡膠氟橡膠+石棉聚四氟乙烯+石棉材料〔3〕金屬元件溫度限400+200+275+200+120溫度限(℃)鎳鉻鈦合金鎳銅合金18-8不銹鋼硬拔碳鋼琴鋼絲材料五、機械密封的選用
〔一〕安裝前對設(shè)備的檢查
1、工況相符合。
2、應確保系統(tǒng)已經(jīng)關(guān)閉,并處于無壓及冷卻狀態(tài)。
3、確認機械密封的型號及設(shè)備型號及位號,以確保機械密封的工作參數(shù)和應用。對于單端面機械密封的維修,在撤除軸套前應測量其相對位置尺寸并記錄,以確保機械密封壓縮量的準確調(diào)整。
機械密封運行的好壞及壽命的長短較大程度上取決于設(shè)備自身的條件,因此在安裝機械密封前,仔細對設(shè)備進行檢查將會降低密封失效的可能及維修的費用。對設(shè)備須從以下幾個方面進行檢查:
1、密封腔孔徑及深度尺寸應該與密封組裝圖上尺寸一致,一般偏差為±0.13mm;軸或軸套的尺寸偏差為±0.03mm或±0.00mm-0.05。軸的軸向竄量檢查,總的軸向竄量不能超過0.5mm;軸的徑向跳動檢查,軸的徑向跳動一般小于0.05mm。徑向跳動過大,有可能造成軸或軸套的磨損;密封面之間泄漏量增加;設(shè)備的振動加劇從而降低密封的壽命。
六、機械密封的使用
2、軸的彎曲度檢查。軸的最大彎曲度應小于0.07mm。密封腔外表的跳動檢查,密封腔與壓蓋連接面的跳動不能超過0.13mm。密封腔外表如與軸不垂直,有可能造成機械密封一系列的故障。因為密封壓蓋是靠螺栓固定在泵體上的,連接面跳動過大,造成壓蓋安裝傾斜,依次造成密封靜環(huán)傾斜,從而導致整個密封不正?;蝿?,這是產(chǎn)生微振磨損的主要原因,另外機械密封與軸或軸套的輔助密封磨損也將加劇,再有就是密封的不正?;蝿右矊⒃斐山饘俨y管或傳動銷的磨損和疲勞,導致密封的過早失效。
3、密封腔孔與軸的對中檢查,不對中度應小于0.13mm。密封腔孔與軸不對中,將會影響密封面之間的動載荷,從而縮短密封的運轉(zhuǎn)壽命。調(diào)整該對中度,可通過調(diào)整泵頭與軸承架之間的墊片或?qū)υ摻佑|面重新加工,來獲得較好的對中度?!捕嘲惭b前對密封的檢查
無論是新?lián)Q的機械密封,還是修復的密封,在安裝前均需仔細檢查以下各項:檢查所有的部件,部件須干凈無垢,尤其是動靜環(huán)的密封面;檢查密封的轉(zhuǎn)動部件,傳動銷及彈簧銷等均動作自如;檢查轉(zhuǎn)動部件的定位螺絲,定位螺絲應松緊自如,舊的應更換;根據(jù)密封安裝圖仔細檢查全部輔助密封圈的厚度,厚度不適宜將會影響密封的正確定位及施加于密封面上的彈簧載荷;檢查所有的旋轉(zhuǎn)部件與軸或軸套配適宜當;檢查動靜環(huán)密封面,不能有任何刻痕或劃傷,任何一點細微的損傷都有可能造成密封面泄漏。六、機械密封的使用〔三〕裝有機械密封的設(shè)備啟動、操作和使用
正確的操作和使用對于機械密封的壽命影響也至關(guān)重要,一般說來,以下本卷須知適用于大多數(shù)機械密封的正確使用。
1、大多數(shù)機械密封設(shè)計時都是考慮在液態(tài)的環(huán)境中工作,因此開車以前密封面就必須浸在液體之中,干運轉(zhuǎn)會嚴重破壞密封面,影響密封的使用和壽命。
2、與設(shè)備相連的管道系統(tǒng)也必須清理干凈,該系統(tǒng)的雜物如不及時清理干凈,長期運轉(zhuǎn)后,雜物有可能進入密封中,從而影響密封的壽命。新設(shè)備密封的提前失效大多數(shù)是由于這種原因造成的。因此新設(shè)備開車前在進口設(shè)置過濾器很有必要。
3、翻開冷卻或沖洗系統(tǒng),無論設(shè)備是否運轉(zhuǎn),最好不要切斷冷卻或沖洗系統(tǒng),尤其是在設(shè)備輸送的是熱的介質(zhì)或介質(zhì)冷卻后有可能結(jié)晶的情況下。
4、對于新安裝的設(shè)備,在第一次運轉(zhuǎn)時,開始有可能發(fā)生輕微的泄漏,這是正?,F(xiàn)象,隨著密封的磨合,泄漏量會減少直至不泄漏。但如果持續(xù)時間的泄漏,應進行檢修。
5、設(shè)備運轉(zhuǎn)的好壞也是影響密封壽命的一個關(guān)鍵因素。泵的汽蝕、抽空不但影響泵的性能,也會對密封產(chǎn)生不利的影響。汽蝕、抽空會造成軸的不正常振動和擺動,使軸承損壞,破壞密封面之間形成的液膜造成干磨,甚至把波紋管拉裂,靜環(huán)脫離防轉(zhuǎn)銷發(fā)生轉(zhuǎn)動,動靜環(huán)崩裂,最終導致密封失效。六、機械密封的使用六、機械密封的使用〔16〕泵啟動后假設(shè)有輕微泄漏現(xiàn)象,應觀察一段時間。如連續(xù)運行4小時,泄漏量仍不減小,那么應停泵檢查。
〔17〕泵的操作壓力應平穩(wěn),壓力波動不大于1公斤/平方厘米。
〔18〕泵在運轉(zhuǎn)中,應防止發(fā)生抽空現(xiàn)象,以免造成密封面干摩擦及密封破壞。
〔19〕密封情況要經(jīng)常檢查。運轉(zhuǎn)中,當其泄漏超過標準時,重質(zhì)油不大于5滴/分,輕質(zhì)油不大于10滴/分,如2-3日內(nèi)仍無好轉(zhuǎn)趨勢,那么應停泵檢查密封。
〔四〕機械密封的檢修
機械密封的檢修無須特別的工具和材料,一般來說檢修機械密封須備有如下工具和材料:
1、白布和軟紙:在機械密封的檢修和安裝過程中,干凈是一個最根本的也是最關(guān)鍵的條件,檢修機械密封時,一般不允許帶手套作業(yè)。
2、干凈的潤滑油:機械密封的所有輔助密封,與之接觸部位均有一薄層油膜,因此安裝輔助密封時需在輔助密封上涂上薄薄的一層干凈的潤滑油。選用的潤滑油應與介質(zhì)或密封液相溶,但不能溶解輔助密封材質(zhì),所有與軸或軸套接觸的部件,安裝時最好也涂上少量的潤滑油。
3、研磨機或研磨平板及研磨用的金剛砂磨料。
4、緊固定位螺絲用的內(nèi)六角扳手。一般機構(gòu)密封用的定位螺絲均為不銹鋼材質(zhì),不適宜的工具有可能損壞螺絲,從而不能很好地緊固動環(huán)座。
六、機械密封的使用〔五〕拆裝及檢修本卷須知
1、要十分注意防止安裝中所產(chǎn)生的安裝偏差,〔1〕上緊壓蓋應在聯(lián)軸器找正后進行,螺栓應均勻上緊,防止壓蓋端面偏斜?!?〕檢查壓蓋與軸或軸套外徑的配合間隙〔即同心度〕,四周要均勻。
2、彈簧壓縮量要按規(guī)定進行,不允許有過大或過小現(xiàn)象,要求誤差1.00毫米。過大會增加端面比壓,加速端面磨損。過小會造成比壓缺乏而不能起到密封作用。
3、旋轉(zhuǎn)型密封.動環(huán)安裝后應保證能在軸上靈活移動,將動環(huán)壓向彈簧后應能自動彈回來。
4、在拆卸機械密封時要仔細,嚴禁動用手錘和扁鏟,以免損壞密封元件??勺鲆粚︿摻z勾子,伸入傳動座缺口處,將密封裝置拉出。如果結(jié)垢拆卸不下時,應清洗干凈后再進行拆卸。
5、如果在泵兩端都用機械密封時,在裝配,拆卸過程中互相照顧,防止顧此失彼。
6、對運行過的機械密封,凡有壓蓋松動使密封發(fā)生移動的情況,那么動靜環(huán)零件必須更換,不應重新上緊繼續(xù)使用。因為這樣移動后,摩擦副原來運轉(zhuǎn)軌跡會發(fā)生變動,接觸面的密封性就很容易遭到破壞。7、安裝后用手盤動轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸應無輕重感覺;
六、機械密封的使用七、機械密封的失效分析機械密封種類繁多,型號各異,但泄漏點主要有六處:
1、動、靜環(huán)間泄漏;2、軸套與軸間的泄漏;
3、動環(huán)與軸套間的泄漏;
4、靜環(huán)與靜環(huán)座間的泄漏;
5、密封壓蓋與泵體間的泄漏;6、動、靜環(huán)鑲嵌結(jié)構(gòu)配合處泄漏。
一般來說,軸套外伸的軸間、密封壓蓋與泵體間的泄漏比較容易發(fā)現(xiàn)和解決,但需細致觀察,特別是當工作介質(zhì)為液化氣體或高壓、有毒有害氣體時,相對困難些。其余的泄漏直觀上很難辯別和判斷,須在長期管理、維修實踐的根底上,對泄漏病癥進行觀察、分析、研判,才能得出正確結(jié)論。七、機械密封的失效分析
〔三〕故障檢查
1、收集整套密封元件。
2、檢查磨損痕跡
〔1〕磨痕變寬:說明電機與泵嚴重不對中:
原因:〔a〕軸承損壞
〔b〕軸抖動或軸變形
〔c〕軸彎曲
〔d〕泵氣蝕產(chǎn)生振動?!瞖〕聯(lián)軸器未對中
〔f〕管線應力
〔g〕密封靜壞傾斜。
〔2〕磨痕變窄:說明密封超壓,密封設(shè)計有誤,選高壓或高溫機封。
〔3〕無磨痕:可能是靜環(huán)與動環(huán)一起旋轉(zhuǎn)。
〔4〕無磨痕但有亮點:超壓或外表粗糙或是壓蓋壓不均勻。
3、檢查密封面
(1)斷裂:一般發(fā)生在陶瓷環(huán)上.高溫拒用陶瓷〔150°C〕
〔2〕硬密封面深痕:因為固體顆粒會埋入軟密封面內(nèi)并生成磨削性結(jié)晶體磨削硬密封面。
4、傳動件磨損:軸套傳動鍵的磨損。
5、檢查彈性元件
〔1〕彈簧和波紋管斷裂。七、機械密封的失效分析〔2〕彈簧卡住。
〔3〕
彈性體斷裂、硬化或損壞。
6、檢查磨擦碰撞情況。
〔四〕故障分析和判斷
機械密封開始出現(xiàn)大量泄漏,說明密封已經(jīng)失效。常見的非正常失效原因一般有以下幾點:
1、在安裝之間,選用的密封部件有問題。這包括部件未處理干凈,部件有破損〔劃痕或裂縫〕或是其它原因。
2、密封安裝不正確,這主要指密封定位設(shè)置不正確。
3、密封選用不正確,包括密封主體或密封環(huán)材質(zhì)選用不當,設(shè)計時沒有綜合考慮好壓力、溫度、轉(zhuǎn)速以及流體特性等各方面的因素。
4、操作失誤。設(shè)備啟動時密封液的壓力缺乏、密封干運轉(zhuǎn)或是密封輔助系統(tǒng)未投入運行。
5、密封腔有雜物。有可能是安裝時帶進去雜物或是輔助系統(tǒng)處理不干凈。
6、設(shè)備本身運轉(zhuǎn)不良導致密封失效。軸的串量、擺動或是振動過大。
機械密封一旦出現(xiàn)故障泄漏時,不能立即停車檢修,當設(shè)備還在運轉(zhuǎn)時,相關(guān)人員就應立即到現(xiàn)場進行檢查,仔細觀察設(shè)備的工況,輔助系統(tǒng)七、機械密封的失效分析的壓力流量,泄漏部位以及設(shè)備振動情況等各方面因素,以便于分析失效的原因?!参濉车湫托孤┰蚍治黾芭袛?/p>
1.安裝靜試時泄漏。a)機械密封安裝調(diào)試好后,一般要進行靜試,觀察泄漏量。如泄漏量較小,多為動環(huán)或靜環(huán)密封圈存在問題;b)泄漏量較大時,那么說明動、靜環(huán)摩擦副間存在問題。在初步觀察泄漏量、判斷泄漏部位的根底上,再手動盤車觀察,假設(shè)泄漏量無明顯變化那么靜、動環(huán)密封圈有問題;c)如盤車時泄漏量有明顯變化那么可斷定是動、靜環(huán)摩擦副存在問題;d)如泄漏介質(zhì)沿軸向噴射,那么動環(huán)密封圈存在問題居多,泄漏介質(zhì)向四周噴射或從水冷卻孔中漏出,那么多為靜環(huán)密封圈失效。e〕其它原因:動、靜環(huán)V形密封圈方向裝反,或安裝時反邊;緊定螺釘未擰緊,彈簧座后退。軸套處泄漏,密封圈未裝或壓緊不夠;如用手轉(zhuǎn)動軸泄漏方向性那么有如下原因:彈簧力不均勻,單彈簧不垂直,多彈簧長短不一或個數(shù)少;密封腔端面與軸垂直不夠。此外,泄漏通道也可同時存在,但一般有主次區(qū)別,只要觀察細致,熟悉結(jié)構(gòu),一定能正確判斷。
七、機械密封的失效分析2、試運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)的泄漏。泵用機械密封經(jīng)過靜試后,運轉(zhuǎn)時高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力,會抑制介質(zhì)的泄漏。因此,試運轉(zhuǎn)時機械密封泄漏在排除軸間及端蓋密封失效后,根本上都是由于動、靜環(huán)摩擦副受破壞所致。引起摩擦副密封失效的因素主要有:
a)操作中,因抽空、氣蝕、憋壓等異常現(xiàn)象,引起較大的軸向力,使動、靜環(huán)接觸面別離;
b)對安裝機械密封時壓縮量過大,導致摩擦副端面嚴重磨損、擦傷;
c)動環(huán)密封圈過緊,彈簧無法調(diào)整動環(huán)的軸向浮動量;
d)靜環(huán)密封圈過松,當動環(huán)軸向浮動時,靜環(huán)脫離靜環(huán)座;
e)工作介質(zhì)中有顆粒狀物質(zhì),運轉(zhuǎn)中進人摩擦副,探傷動、靜環(huán)密封端面;
f)設(shè)計選型有誤,密封端面比壓偏低或密封材質(zhì)冷縮性較大等。上述現(xiàn)象在試運轉(zhuǎn)中經(jīng)常出現(xiàn),有時可以通過適當調(diào)整靜環(huán)座等予以消除,但多數(shù)需要重新拆裝,更換密封。3.正常運轉(zhuǎn)中突然泄漏。離心泵在運轉(zhuǎn)中突然泄漏少數(shù)是因正常磨損或已到達使用壽命,而大多數(shù)是由于工況變化較大或操作、維護不當引起的。
a)抽空、氣蝕或較長時間憋壓,導致密封破壞;
七、機械密封的失效分析七、機械密封的失效分析〔六〕其它引起密封失效的原因
1.腐蝕失效
機械密封因腐蝕引起的失效為數(shù)不少,常見的腐蝕類型有如下幾種。
〔1〕外表腐蝕
由于腐蝕介質(zhì)的侵蝕作用,機械密封件會發(fā)生外表腐蝕,嚴重時也可發(fā)生腐蝕穿孔,彈簧件更為明顯,采用不銹鋼材料,可減輕外表腐蝕。
〔2〕點腐蝕
彈簧套常出現(xiàn)大面積點蝕或區(qū)域性點蝕,有的導致穿孔,此類局部腐蝕對密封使用尚不會造成很嚴重的后果,不過大修時也應予更換。
〔3〕晶間腐蝕
碳化鎢環(huán)不銹鋼環(huán)座以銅焊連接,使用中不銹鋼座易發(fā)生晶間腐蝕,為克服敏化的影響,不銹鋼應進行固溶處理。
〔4〕應力腐蝕破裂
金屬焊接波紋管、彈簧等在應力與介質(zhì)腐蝕的共同作用下,往往會發(fā)生斷裂,由于彈簧的突然斷裂而使密封失效,一般采用加大彈簧絲徑加以解決。
〔5〕縫隙腐蝕七、機械密封的失效分析
動環(huán)的內(nèi)孔與軸套外表之間、螺釘與螺孔之間,O形環(huán)與軸套之間,由于間隙內(nèi)外介質(zhì)濃度之差而導致縫隙腐蝕,此外陶瓷鑲環(huán)與金屬環(huán)座間也會發(fā)生縫隙腐蝕,一般在軸套外表噴涂陶瓷,鑲環(huán)處外表涂以黏結(jié)劑以減輕縫隙腐蝕。
〔6〕電化學腐蝕
異種金屬在介質(zhì)中往往引起電化學腐蝕,它使鑲環(huán)松動,影響密封,一般亦采取在鑲接處涂黏結(jié)劑的方法予以克服。(7)石墨環(huán)腐蝕。
用樹脂浸漬的不透性石墨環(huán),它的腐蝕有三個原因:一是當端面過熱,溫度大于180oC時,浸漬的樹脂要折離石墨環(huán),使環(huán)耐磨性下降;二是浸漬的樹脂假設(shè)選擇不當,就會在介質(zhì)中發(fā)生化學變化,也使耐磨性下降;三是樹脂浸漬深度不夠,當磨去浸漬層后,耐磨性下降。所以密封冷卻系統(tǒng)的建立,選擇耐蝕的浸漬樹脂,采用高壓浸漬,增加浸漬深度是非常必要的。
(8)石墨環(huán)的氧化。
在氧化性的介質(zhì)中,端面在干摩擦或冷卻不良時,產(chǎn)生350~40o℃
的溫度能使石墨環(huán)與氧發(fā)生反響,產(chǎn)生CO,氣體,可使端面變粗糙,甚至破裂。非金屬環(huán)在化學介質(zhì)和應力的同時作用下,也會破裂。七、機械密封的失效分析2.熱損失效
〔1〕熱裂
如密封面處于干摩擦、冷卻突然中斷、雜質(zhì)進入密封面、抽空等,會導致環(huán)外表出現(xiàn)徑向裂紋,從而使對偶環(huán)急劇磨損,密封面泄漏迅速增加。碳化鎢環(huán)熱裂現(xiàn)象較常見。
〔2〕發(fā)泡、炭化
使用中如石墨環(huán)超過許用溫度,那么其外表會析出樹脂,摩擦面附近樹脂會發(fā)生炭化,當有黏結(jié)劑時,又會發(fā)泡軟化,使密封面泄漏量增加,密封失效。
〔3〕老化、龜裂、溶脹
橡膠超過許用溫度繼續(xù)使用,將迅速老化、龜裂、變硬失彈。如是有機介質(zhì)那么溶脹失彈,這些均導致密封失效。
凡因熱損引起密封失效,關(guān)鍵在于盡量降低摩擦熱,改善散熱,使密封面處不發(fā)生溫度劇變。
3.磨損失效
摩擦副假設(shè)用材耐磨性差、摩擦因數(shù)大、端面比壓〔包括彈簧比壓〕過大、密封面進入固體顆粒等均會使密封面磨損過快而引起密封失效。采用平衡型機械密封以減少端面比壓及安裝中適當減少彈簧壓力,有利克服因磨損引起的失效,此外,選用良好的摩擦副材料可以減輕七、機械密封的失效分析磨損。按耐磨次序材料排列為碳化鎢-碳石墨、硬質(zhì)合金-碳石墨、陶瓷〔氧化鋁〕-碳石墨、噴涂陶瓷-碳石墨、氧化硅陶瓷-碳石墨、高速鋼-碳石墨、堆焊硬質(zhì)合金-碳石墨。4.設(shè)備或缺陷a)軸向力偏大
機械密封在使用過程中是不能夠承受軸向力的,假設(shè)存在軸向力,對機械密封的影響是嚴重的。
有時由于泵的軸向力平衡機構(gòu)設(shè)計的不合理及制造、安裝、使用等方面的原因,造成軸向力沒有被平衡掉。機械密封承受一個軸向力,運轉(zhuǎn)時密封壓蓋溫度將偏高,對于聚丙烯類的介質(zhì),在高溫下會被熔融,因此泵啟動后很快就失去密封效果,泵靜止時那么密封端面出現(xiàn)間斷的噴漏現(xiàn)象。b)泵軸的撓度偏大
機械密封又稱端面密封,是一種旋轉(zhuǎn)軸向的接觸式動密封,它是在流體介質(zhì)和彈性元件的作用下,兩個垂直于軸心線的密封端面緊密貼合、相對旋轉(zhuǎn),從而到達密封效果,因此要求兩個密封之間要受力均勻。c)泵汽蝕的原因
由于裝置系統(tǒng)操作不合理以及泵進口汽蝕性能不好、泵的轉(zhuǎn)速偏高,在泵的入口處發(fā)生局部汽蝕,汽蝕發(fā)生后,水中會有氣泡,它一方面會沖擊機械密封面的外外表,使其外表出現(xiàn)破損;
另一方面會使動靜環(huán)的吻合面的流動膜中也含有氣泡,不能形成穩(wěn)定的流動膜,造成動靜環(huán)的吻合面的干摩擦,使機械密封裝置損壞。七、機械密封的失效分析〔七〕局部故障解決措施1、動、靜環(huán)摩擦面上出現(xiàn)劃痕和不平整時,可進行重新研磨、拋光修復。
2、當出現(xiàn)下述情況時須更換新件:動、靜環(huán)摩擦面上出現(xiàn)裂紋或磨損嚴重;彈簧銹蝕、斷裂或彈力缺乏;軸套磨損較大或出現(xiàn)溝痕;O形密封環(huán)每次檢修都應該更換
3、轉(zhuǎn)子組件軸向竄動量太大。處理方法:調(diào)整推力軸承,使軸的竄動量不大于0.25mm。
4、轉(zhuǎn)子組件周期性振動。處理方法:找出原因并予以消除。
5、密封腔內(nèi)壓力經(jīng)常大幅度變化。處理方法:穩(wěn)定工藝條件6、消除泵進口汽蝕的措施
(1)
提高泵的汽蝕性能水平,滿足現(xiàn)場裝置的汽蝕性能的要求。
(2)
現(xiàn)場試驗裝置的要求要與泵汽蝕性能水平匹配。
(3)
現(xiàn)場安裝和工況調(diào)節(jié)要給泵創(chuàng)造有利的條件。7、消除泵振動的措施七、機械密封的失效分析(3)
泵、電機、底座、現(xiàn)場管路等輔助設(shè)備在現(xiàn)場安裝時,要嚴格把關(guān),消除振動源。
(4)
現(xiàn)場生產(chǎn)、操作、維修、調(diào)節(jié)時,嚴格把關(guān),消除振動源。〔八〕機械密封檢修中的幾個誤區(qū)
1.彈簧壓縮量越大密封效果越好。其實不然,彈簧壓縮量過大,可導致摩擦副急劇磨損,瞬間燒損;過度的壓縮使彈簧失去調(diào)節(jié)動環(huán)端面的能力,導致密封失效。
2.動環(huán)密封圈越緊越好。其實動環(huán)密封圈過緊有害無益。一是加劇密封圈與軸套間的磨損,過早泄漏;二是增大了動環(huán)軸向調(diào)整、移動的阻力,在工況變化頻繁時無法適時進行調(diào)整;三是彈簧過度疲勞易損壞;四是使動環(huán)密封圈變形,影響密封效果。
3.靜環(huán)密封圈越緊越好。靜環(huán)密封圈根本處于靜止狀態(tài),相對較緊密封效果會好些,但過緊也是有害的。一是引起靜環(huán)密封因過度變形,影響密封效果;二是靜環(huán)材質(zhì)以石墨居多,一般較脆,過度受力極易引起碎裂;三是安裝、拆卸困難,極易損壞靜環(huán)。
七、機械密封的失效分析4.葉輪鎖母越緊越好。機械密封泄漏中,軸套與軸之間的泄漏〔軸間泄漏〕是比較常見的。一般認為,軸間泄漏就是葉輪鎖母沒鎖緊,其實導致軸間泄漏的因素較多,如軸間墊失效,偏移,軸間內(nèi)有雜質(zhì),軸與軸套配合處有較大的形位誤差,接觸面破壞,軸上各部件間有間隙,軸頭螺紋過長等都會導致軸間泄漏。鎖母鎖緊過度只會導致軸間墊過早失效,相反適度鎖緊鎖母,使軸間墊始終保持一定的壓縮彈性,在運轉(zhuǎn)中鎖母會自動適時鎖緊,使軸間始終處于良好的密封狀態(tài)。
七、機械密封的失效分析〔一〕運行維護要點1、泵開啟前必須預熱,升溫或降溫速度不大于50℃/h,15分鐘按運行方向盤車一次,如有明顯卡澀應降低升溫速度等預熱均勻再盤。防止軸受熱不均勻彎曲,防止葉輪、殼體等零件受熱不均變形開裂,特別是如高鉻鑄鐵等材料制成的零件,硬度高、耐磨,但受熱不均勻容易變形開裂。如油漿泵內(nèi)件就是采用了硬度高、耐磨的材料。同時容易造成動靜密封點受熱不均發(fā)生泄漏。2、冷卻水流量大小以冷卻效果來調(diào)整,通過測定密封壓蓋、冷卻腔蓋的溫度與泵體溫度比照,檢查冷卻效果,如果冷卻效果差,應考慮清理冷卻系統(tǒng)。冷卻水一般冷卻軸承箱、密封腔、泵座、潤滑油、密封自沖洗油等:冷卻軸承箱和潤滑油可以降低軸承溫度,防止?jié)櫥蜏囟冗^高,粘度降低,保證潤滑油的潤滑性;冷卻密封腔和密封自沖洗油可以降低密封腔內(nèi)液體溫度過高汽化,造成動靜環(huán)摩擦副間不能形成液膜,同時減少介質(zhì)熱傳到軸承箱;冷卻泵座可以防止泵座溫度過高變軟、變形,造成泵振動。曾出現(xiàn)過,因冷卻水不通,泵在預熱狀態(tài)軸承箱溫度就到達67℃,比正常運轉(zhuǎn)的軸承箱溫度還要高。八、機械密封的維護要點3、密封反面急冷水調(diào)整,以排空水連續(xù)急速向下為準,不宜四周飛濺,不能燙手或呈蒸汽。密封反面采用急冷蒸汽時,開度以壓蓋四周出現(xiàn)明顯蒸汽并有輕微響聲為好,不能停用急冷蒸汽或開了看不見蒸汽出來。急冷水和急冷蒸汽主要作用是冷卻動靜環(huán)內(nèi)外表,防止小漏出來的介質(zhì)自燃,把密封微漏出來的介質(zhì)帶走,防止出來的介質(zhì)在動靜環(huán)與軸套之間堆積結(jié)垢,造成密封環(huán)失去追隨補償性。急冷水和急冷蒸汽過小冷卻、沖洗效果差,過大可能會造成動靜環(huán)內(nèi)外表產(chǎn)生壓力,使動靜環(huán)密封面張開泄漏。同時造成水、蒸汽的浪費。八、機械密封的維護要點4、泵正常運行,外來密封沖洗油一般比密封腔壓力高0.05~0.2MPa,如條件許可〔封油充足、不抽空〕可以稍微開大,高于密封腔壓力0.25MPa左右〔關(guān)封油注入手閥,壓力表顯示即密封腔壓力〕,必須檢查是否注入〔可測溫或手摸〕。封油溫度對于國產(chǎn)機械密封控制在70℃以下,對于進口機械密封控制在80℃以下,檢查封油過濾器〔60目的過濾網(wǎng),過濾精度控制在0.25mm〕是否堵塞,如果過濾器壓差超過0.1MPaG,切換過濾器清洗,封油過濾器應定期清洗檢查,記錄封油壓力,如封油壓力逐漸上升或測定的密封腔壓力明顯大于計算壓力,應分析原因及時處理,如密封腔壓力高于設(shè)計壓力,應解體檢查口環(huán)間隙、底套間隙。通過測定密封壓蓋、水冷腔蓋的溫度變化,來判斷密封腔水冷效果和密封沖洗油的沖洗冷卻效果。沖洗油的主要作用是帶走摩擦熱,冷卻密封腔,改善密封腔環(huán)境的,防止密封面受摩擦熱的影響汽化,形不成液膜,造成密封干磨。八、機械密封的維護要點八、機械密封的維護要點八、機械密封的維護要點7、密封沖洗采用自沖洗的泵應全開密封沖洗管線手閥,沖洗量由孔板控制,自沖洗過濾器及冷卻器應根據(jù)介質(zhì)情況定期清洗。8、須巡檢內(nèi)容:密封急冷水軟管是否脫落,封油壓力變化,冷卻水回水溫度,密封沖洗液、急冷蒸汽或急冷水的流量是否足夠,自沖洗冷卻器和密封冷卻水套的冷卻效果是否正常,軸承的潤滑、冷卻是否正常,泵的振動、溫度、聲音等是否正常。(二)備用狀況:1、泵應處于預熱備用狀態(tài),不能出現(xiàn)反轉(zhuǎn)。2、泵冷卻水、密封急冷水或急冷蒸汽不能停。3、外沖洗封油不停,可以調(diào)小,封油壓力比泵入口壓力高0.05MPa并保證暢通,以防波紋管結(jié)垢及熱油泄漏。4、備用泵每天盤車,每三個月內(nèi)至少切換一次,運轉(zhuǎn)時間不低于24小時。八、機械密封的維護要點(三)檢修維護1、
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