密封技術論文

　　密封技術是為了防止流體或固體微粒從相鄰結合面間洩漏的技術下面小編給大家分享一些，大家快來跟小編一起欣賞吧。

　　篇一

　　機械密封原理及技術

　　【摘 要】結合化工機械的特點, 探討機械密封的原理，機械密封的材料、機械密封的腐蝕和防護。 【關鍵詞】機械密封 材料 腐蝕 防護

　　中圖分類號：F407.4文獻標識碼：A 文章編號：

　　機械密封即通過動、靜環一對相對旋轉垂直於軸的兩個平行密封端面，在一定接觸壓力下，對流體密封。因此，又稱端面密封。機械密封在旋轉裝置上的應用非常廣泛，機械密封的密封效果將直接影響整機的執行，嚴重的還將出現重大安全事故。從機械密封的內外部條件的角度分析了影響密封效果的幾種因素和應採取的合理措施。，

　　一、機械密封的原理：

　　密封中彈簧和密封流體的壓力作用，使相對運動的動、靜環接觸端面上，產生合適的壓緊力，端面間保持的液膜起平衡壓力，潤滑端面作用，兩端面需十分光潔，平直，以使端面完全貼合，比壓均勻。動、靜環密封圈防止密封洩漏起密封作用外，還可以吸收旋轉中產生的振動，起緩衝作用。動、靜端面磨損時，動環在彈簧和密封流體的壓力作用下向靜環移動，使動、靜環始終保持合適的接觸壓力，故動環密封圈要具有隨動性。一般情況下密封端面要求在不等強度下使用，即密封端面材質一軟，一硬。

　　1.分類

　　***1***按密封的主機：泵用機械密封、釜用機械密封、壓縮機用機械密封等;

　　***2***按不同工作引數，分為高溫、中溫、低溫、高壓、中壓、低壓、高速、重型等等;

　　***3***按結構形式分為：平衡型和非平衡型、單端面和雙端面機械密封等。

　　2.安裝

　　***1***準備工作

　　①檢查軸與軸套的徑向跳動、表面粗糙度、外徑公差、軸的竄動等是否滿足精度要求;

　　②檢查機械密封的型號、規格是否與要求相符。各零件是否完好，密封圈尺寸是否合適，動環和靜環的表面是否光滑平整。若有缺陷必須更換或修復。

　　③用乾淨的汽油對機械密封的零件進行清洗，然後擦乾，注意保護密封面;

　　④安裝機械密封時，先從說明書上查到彈簧的工作長度，然後用卡尺量得彈簧的自由長度即可得彈簧的壓縮量，安裝中應保證彈簧的壓縮量的偏差不大於1mm。

　　***2***檢查與測量

　　①動環的浮動性，要求動環與軸有一定的間隙，保證間隙為0.3-0.7mm。

　　②固定環是否偏心泵用機械密封中，固定環***彈簧座***與軸採用滑動配合，間隙量很小。若間隙較大，固定環就會偏心，作用在密封面上的彈簧力不均勻時密封出現時洩時封現象

　　③動環與靜環貼合面的檢查:檢查時可用90°角尺測量貼合面對軸中心線的偏差。

　　***3***安裝

　　首先分別將轉動元件中各件與靜環元件中各件組裝完畢，並做好彈簧的初步預緊;然後完成動環元件在軸上的安裝和靜環元件在壓蓋內的安裝，初步測量動環密封端面至密封腔端面的距離，與靜環密封面至端蓋端面的距離，兩者之差即為機械密封的彈簧預壓縮量，並組裝好軸承;對照技術要求的壓縮量，參照實測的壓縮量，將壓縮量調整合適，將壓蓋緊固。

　　安裝過程中應保持密封的清潔和完整，不允許用工具敲打密封元件，以防止密封被損害。機械密封安裝在軸上後，用手推動動環應有彈性及順利之感，然後在密封面上加些機油，將端蓋均勻壓緊，不得壓偏。

　　***4***檢查與試壓

　　安裝完畢後，用手盤車，應保證轉動靈活，並有一定的浮動性。對重要裝置的機械密封必須進行靜壓試驗和動壓試驗，試驗合格後，方可投入正式使用。

　　3.運轉

　　***1***啟動前的注意事項：輔助裝置、冷卻系統是否安裝無誤;應清洗管線以防鐵鏽、雜質進入密封腔;用手盤動聯軸器，檢查軸是否輕鬆運轉。如果盤動很重，應檢查有關配合尺寸是否正確，設法找出原因並排除故障。

　　***2***試執行和正常運轉：首先啟動液封系統、冷卻水系統，使密封腔內充滿介質，然後啟動主密封進行試運轉。如果一開始發現有微量洩漏，但過1-3h後逐漸減少，為正常磨合過程。如果洩漏量不減少應停車檢查;如果機械密封發熱、發煙，一般為彈簧比壓過大，可適當降低彈簧壓力。經試運轉合格後，可轉入操作條件下的正常運轉。升溫、升壓過程應緩慢，並密切注視有無異常現象發生。

　　4.停車

　　應先停主機，再停輔助系統和冷卻水系統。停車時間較長時，應將主機內的介質放淨。

　　二、機械密封的材料：

　　機械密封的密封效能和使用壽命，與各零件的材料有關，尤其是端面密封***摩擦副***的材料，輔助密封的材料和彈簧的材料。

　　1.端面密封摩擦副的材料

　　摩擦副材料有石墨、陶瓷、堆焊硬質合金、碳化鎢合金、SiC、填充聚四氟乙烯、錫青銅、鋼結硬質合金、不鏽鋼、酚醛塑料、尼龍等。常用材料的性質如下。

　　***1***、石墨

　　石墨的優點是耐腐蝕性和自潤滑性好，摩擦係數小，耐熱衝擊性好並容易加工，缺點是機械強度低，有孔隙。石墨的這兩個缺點可以用浸漬和滲碳的方法改善。浸漬石墨可分為浸樹脂和浸漬金屬兩種。浸樹脂石墨耐腐蝕性好，但不耐高溫***耐溫約170~200℃***;浸漬金屬石墨高溫性好***浸青銅、鋁、鉛等耐高溫可達400~500℃***，但耐腐蝕性差。石墨是使用最廣泛的非金屬材料，用作中低轉速機械密封的動環和高速機械密封的靜環。好的石墨，肉眼看來緻密，手指摸上去不大脫粉，不大染黑手指。

　　***2***、陶瓷

　　陶瓷的優點是耐腐蝕性好，硬度很高，耐磨性好，缺點是脆性大以及硬度過高而難以加工。應用較多是氧化鋁陶瓷，還有金屬陶瓷。陶瓷多用於腐蝕性介質、中低速的場合。

　　***3***、堆焊硬質合金

　　在碳鋼、鉻鋼和鉻鎳鋼的密封面上堆焊硬質合金，優點是硬度高，耐磨性好，耐溫性好***500℃以下***，耐腐蝕或汽蝕性好，缺點是易產生氣孔、夾渣和表面硬度不均勻。

　　2.輔助密封圈的材料

　　對輔助密封材料的要求是彈性好，摩擦係數小，耐磨、耐熱和低溫性好，抗介質腐蝕、溶解和老化等，此外還要求在壓縮後和長期使用中殘餘變形好。常用的輔助密封圈材料是橡膠和聚四氟乙烯，此外還有軟聚氯乙烯。

　　***1***、橡膠

　　橡膠有較好的彈性、緩衝性、吸振性、耐熱性、耐腐蝕性。橡膠密封圈的密封效果好，應用最廣泛。常用的橡膠有矽橡膠、丁晴橡膠、氯丁橡膠和氟橡膠等。

　　***2***、聚四氟乙烯

　　聚四氟乙烯的優點是化學穩定性、耐油、耐溶解、耐溼性優異，摩擦係數低，適用於各種腐蝕介質，缺點是彈性比橡膠差，易產生永久變形。

　　3.彈性元件材料

　　***1***、彈簧材料

　　對彈簧材料的要求是：彈性好、耐介質腐蝕。常用彈簧材料有不鏽彈簧鋼***1Cr18Ni9Ti等***、鉻鋼***3Cr13、4Cr13等***、碳素彈簧鋼***60Si2Mn等***和磷青銅。

　　***2***、波紋管材料

　　對波紋管材料的要求是：良好的焊接效能;較大的彈性;一定的耐腐蝕性。常用的波紋管材料有鐵基、銅基和鎳基合金以及鈦材等。一般以鐵基中的鎳鉻奧氏體帶材為主，尤以1Cr18Ni125MnMo2Ti用得最多。高鎳彈性合金被認為是製作波紋管較理想的材料，含鋁的材料用一般焊接技術時會遇到困難。目前國外用得最多的波紋管材料有AM350***近似Cr16Ni45MnMo3N***屬於固溶體、低強度、低硬度、高延伸率。

　　三、機械密封滲漏現象及原因：

　　目前機械密封在泵類產品中的應用非常廣泛，而隨著產品技術水平的提高和節約能源的要求，機械密封的應用前景將更加廣泛。機械密封亦稱端面密封, 其有一對垂直於旋轉軸線的端面, 該端面在流體壓力及補償機械外彈力的作用下, 依賴輔助密封的配合與另一端保持貼合, 並相對滑動, 從而防止流體洩漏。

　　四、機械密封的腐蝕和防護：

　　機械密封出現故障的機會較多，比例較大，常見的損壞形式可分為腐蝕損壞、熱損壞和機械損壞三種，由於機械密封特殊的結構形式和千差萬別的工作環境，其腐蝕形態也存在多樣性的特點。 1.金屬環腐蝕 表面均勻腐蝕。如果金屬環表面接觸腐蝕介質，而金屬本身又不耐腐蝕，就會產生表面腐蝕，其現象是洩漏、早期磨損、破壞、發聲等。金屬表面均勻腐蝕有成膜和無膜兩種形態，無膜的金屬腐蝕很危險，腐蝕過程以一定的速度進行，這主要是選材錯誤造成的。成膜的腐蝕，其鈍化膜通常具有保護作用的特性，但金屬密封環所用材料，如不鏽鋼、鈷、鉻合金等其表面的鈍化膜在端面摩擦中破壞，在缺氧條件下新膜很難生成，使電偶腐蝕加劇。 2.非金屬環腐蝕 石墨環的腐蝕用樹脂浸漬的不透性石墨環，它的腐蝕有三個原因：一是當端面過熱，溫度>180℃時，浸漬的樹脂要析離石墨環，使環耐磨性下降;二是浸漬的樹脂若選擇不當，就會在介質中發生化學變化，也使耐磨性下降;三是樹脂浸漬深度不夠，當磨去浸漬層後，耐磨性下降。所以密封冷卻系統的建立，選擇耐蝕的浸漬樹脂，採用高壓浸漬，增加浸漬深度是非常必要的。 3.輔助密封圈及其接觸部位的腐蝕 輔助密封圈的腐蝕橡膠種類不同，其耐蝕性亦不同。由於橡膠的腐蝕、老化，其失效的橡膠遭腐蝕後表面變粗糙且失去彈性，容易斷裂。橡膠耐油性因品種而異，不耐油的橡膠易脹大、摩擦力增大，浮動性不好，使密封失效。橡膠與F4耐溫性差，矽橡膠耐溫性最好，可在200℃使用。

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