过程装备密封技术论文
密封技术方向乃是零泄漏、高性能、高可靠性以及长寿命化,下面是小编为大家整理的过程装备密封技术论文，希望你们喜欢。
过程装备密封技术论文篇一
机械密封原理及技术
【摘 要】结合化工机械的特点, 探讨机械密封的原理，机械密封的材料、机械密封的腐蚀和防护。 【关键词】机械密封 材料 腐蚀 防护
中图分类号：F407.4文献标识码：A 文章编号：
机械密封即通过动、静环一对相对旋转垂直于轴的两个平行密封端面，在一定接触压力下，对流体密封。因此，又称端面密封。机械密封在旋转设备上的应用非常广泛，机械密封的密封效果将直接影响整机的运行，严重的还将出现重大安全事故。从机械密封的内外部条件的角度分析了影响密封效果的几种因素和应采取的合理措施。，
一、机械密封的原理：
密封中弹簧和密封流体的压力作用，使相对运动的动、静环接触端面上，产生合适的压紧力，端面间保持的液膜起平衡压力，润滑端面作用，两端面需十分光洁，平直，以使端面完全贴合，比压均匀。动、静环密封圈防止密封泄漏起密封作用外，还可以吸收旋转中产生的振动，起缓冲作用。动、静端面磨损时，动环在弹簧和密封流体的压力作用下向静环移动，使动、静环始终保持合适的接触压力，故动环密封圈要具有随动性。一般情况下密封端面要求在不等强度下使用，即密封端面材质一软，一硬。
1.分类
(1)按密封的主机：泵用机械密封、釜用机械密封、压缩机用机械密封等;
(2)按不同工作参数，分为高温、中温、低温、高压、中压、低压、高速、重型等等;
(3)按结构形式分为：平衡型和非平衡型、单端面和双端面机械密封等。
2.安装
(1)准备工作
①检查轴与轴套的径向跳动、表面粗糙度、外径公差、轴的窜动等是否满足精度要求;
②检查机械密封的型号、规格是否与要求相符。各零件是否完好，密封圈尺寸是否合适，动环和静环的表面是否光滑平整。若有缺陷必须更换或修复。
③用干净的汽油对机械密封的零件进行清洗，然后擦干，注意保护密封面;
④安装机械密封时，先从说明书上查到弹簧的工作长度，然后用卡尺量得弹簧的自由长度即可得弹簧的压缩量，安装中应保证弹簧的压缩量的偏差不大于1mm。
(2)检查与测量
①动环的浮动性，要求动环与轴有一定的间隙，保证间隙为0.3-0.7mm。
②固定环是否偏心泵用机械密封中，固定环(弹簧座)与轴采用滑动配合，间隙量很小。若间隙较大，固定环就会偏心，作用在密封面上的弹簧力不均匀时密封出现时泄时封现象
③动环与静环贴合面的检查:检查时可用90°角尺测量贴合面对轴中心线的偏差。
(3)安装
首先分别将转动组件中各件与静环组件中各件组装完毕，并做好弹簧的初步预紧;然后完成动环组件在轴上的安装和静环组件在压盖内的安装，初步测量动环密封端面至密封腔端面的距离，与静环密封面至端盖端面的距离，两者之差即为机械密封的弹簧预压缩量，并组装好轴承;对照技术要求的压缩量，参照实测的压缩量，将压缩量调整合适，将压盖紧固。
安装过程中应保持密封的清洁和完整，不允许用工具敲打密封元件，以防止密封被损害。机械密封安装在轴上后，用手推动动环应有弹性及顺利之感，然后在密封面上加些机油，将端盖均匀压紧，不得压偏。
(4)检查与试压
安装完毕后，用手盘车，应保证转动灵活，并有一定的浮动性。对重要设备的机械密封必须进行静压试验和动压试验，试验合格后，方可投入正式使用。
3.运转
(1)启动前的注意事项：辅助装置、冷却系统是否安装无误;应清洗管线以防铁锈、杂质进入密封腔;用手盘动联轴器，检查轴是否轻松运转。如果盘动很重，应检查有关配合尺寸是否正确，设法找出原因并排除故障。
(2)试运行和正常运转：首先启动液封系统、冷却水系统，使密封腔内充满介质，然后启动主密封进行试运转。如果一开始发现有微量泄漏，但过1-3h后逐渐减少，为正常磨合过程。如果泄漏量不减少应停车检查;如果机械密封发热、发烟，一般为弹簧比压过大，可适当降低弹簧压力。经试运转合格后，可转入操作条件下的正常运转。升温、升压过程应缓慢，并密切注视有无异常现象发生。
4.停车
应先停主机，再停辅助系统和冷却水系统。停车时间较长时，应将主机内的介质放净。
二、机械密封的材料：
机械密封的密封性能和使用寿命，与各零件的材料有关，尤其是端面密封(摩擦副)的材料，辅助密封的材料和弹簧的材料。
1.端面密封摩擦副的材料
摩擦副材料有石墨、陶瓷、堆焊硬质合金、碳化钨合金、SiC、填充聚四氟乙烯、锡青铜、钢结硬质合金、不锈钢、酚醛塑料、尼龙等。常用材料的性质如下。
(1)、石墨
石墨的优点是耐腐蚀性和自润滑性好，摩擦系数小，耐热冲击性好并容易加工，缺点是机械强度低，有孔隙。石墨的这两个缺点可以用浸渍和渗碳的方法改善。浸渍石墨可分为浸树脂和浸渍金属两种。浸树脂石墨耐腐蚀性好，但不耐高温(耐温约170~200℃);浸渍金属石墨高温性好(浸青铜、铝、铅等耐高温可达400~500℃)，但耐腐蚀性差。石墨是使用最广泛的非金属材料，用作中低转速机械密封的动环和高速机械密封的静环。好的石墨，肉眼看来致密，手指摸上去不大脱粉，不大染黑手指。
(2)、陶瓷
陶瓷的优点是耐腐蚀性好，硬度很高，耐磨性好，缺点是脆性大以及硬度过高而难以加工。应用较多是氧化铝陶瓷，还有金属陶瓷。陶瓷多用于腐蚀性介质、中低速的场合。
(3)、堆焊硬质合金
在碳钢、铬钢和铬镍钢的密封面上堆焊硬质合金，优点是硬度高，耐磨性好，耐温性好(500℃以下)，耐腐蚀或汽蚀性好，缺点是易产生气孔、夹渣和表面硬度不均匀。
2.辅助密封圈的材料
对辅助密封材料的要求是弹性好，摩擦系数小，耐磨、耐热和低温性好，抗介质腐蚀、溶解和老化等，此外还要求在压缩后和长期使用中残余变形好。常用的辅助密封圈材料是橡胶和聚四氟乙烯，此外还有软聚氯乙烯。
(1)、橡胶
橡胶有较好的弹性、缓冲性、吸振性、耐热性、耐腐蚀性。橡胶密封圈的密封效果好，应用最广泛。常用的橡胶有硅橡胶、丁晴橡胶、氯丁橡胶和氟橡胶等。
(2)、聚四氟乙烯
聚四氟乙烯的优点是化学稳定性、耐油、耐溶解、耐湿性优异，摩擦系数低，适用于各种腐蚀介质，缺点是弹性比橡胶差，易产生永久变形。
3.弹性元件材料
(1)、弹簧材料
对弹簧材料的要求是：弹性好、耐介质腐蚀。常用弹簧材料有不锈弹簧钢(1Cr18Ni9Ti等)、铬钢(3Cr13、4Cr13等)、碳素弹簧钢(60Si2Mn等)和磷青铜。
(2)、波纹管材料
对波纹管材料的要求是：良好的焊接性能;较大的弹性;一定的耐腐蚀性。常用的波纹管材料有铁基、铜基和镍基合金以及钛材等。一般以铁基中的镍铬奥氏体带材为主，尤以1Cr18Ni125MnMo2Ti用得最多。高镍弹性合金被认为是制作波纹管较理想的材料，含铝的材料用一般焊接技术时会遇到困难。目前国外用得最多的波纹管材料有AM350(近似Cr16Ni45MnMo3N)属于固溶体、低强度、低硬度、高延伸率。
三、机械密封渗漏现象及原因：
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。机械密封亦称端面密封, 其有一对垂直于旋转轴线的端面, 该端面在流体压力及补偿机械外弹力的作用下, 依赖辅助密封的配合与另一端保持贴合, 并相对滑动, 从而防止流体泄漏。
四、机械密封的腐蚀和防护：
机械密封出现故障的机会较多，比例较大，常见的损坏形式可分为腐蚀损坏、热损坏和机械损坏三种，由于机械密封特殊的结构形式和千差万别的工作环境，其腐蚀形态也存在多样性的特点。 1.金属环腐蚀 表面均匀腐蚀。如果金属环表面接触腐蚀介质，而金属本身又不耐腐蚀，就会产生表面腐蚀，其现象是泄漏、早期磨损、破坏、发声等。金属表面均匀腐蚀有成膜和无膜两种形态，无膜的金属腐蚀很危险，腐蚀过程以一定的速度进行，这主要是选材错误造成的。成膜的腐蚀，其钝化膜通常具有保护作用的特性，但金属密封环所用材料，如不锈钢、钴、铬合金等其表面的钝化膜在端面摩擦中破坏，在缺氧条件下新膜很难生成，使电偶腐蚀加剧。 2.非金属环腐蚀 石墨环的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>180℃时，浸渍的树脂要析离石墨环，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。 3.辅助密封圈及其接触部位的腐蚀 辅助密封圈的腐蚀橡胶种类不同，其耐蚀性亦不同。由于橡胶的腐蚀、老化，其失效的橡胶遭腐蚀后表面变粗糙且失去弹性，容易断裂。橡胶耐油性因品种而异，不耐油的橡胶易胀大、摩擦力增大，浮动性不好，使密封失效。橡胶与F4耐温性差，硅橡胶耐温性最好，可在200℃使用。
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