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1、2013/8/91 机械密封使用及维护 榆林炼油厂专用稿件 主讲人：许斌 2013-8-15 2013/8/92 目录 机械密封原理及分类 机械密封常用冲洗方案 机械密封安装注意事项 机械密封失效案例分析 2013/8/93 第一部分 机械密封原理及分类 机械密封是一种流体旋转机械 的轴封装置。比如离心泵、离 心机、反应釜和压缩机等设 备。由于传动轴贯穿在设备内 外，这样，轴与设备之间存在 一个圆周间隙，设备中的介质 通过该间隙向外泄漏，因此必 须有一个阻止泄漏的轴封装 置。轴封的种类很多，现如今 机械密封是最主要的轴封方 式。 机械密封的基本概念机械密封的基本概念 机械密封的定义 由至少一对
2、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。又 称为“端面密封” 。 机械密封的基本概念机械密封的基本概念 机械密封的基本元件机械密封的基本元件 磨擦副 辅助密封 弹性元件 扭矩传递元件 防转元件 辅助密封 辅助密封 紧固件 机械密封的基本元件 ： 1、摩擦副； 2、弹性元件； 3、辅助密封件； 4、传动件； 5、防转件； 6、紧固件 机械密封的可能泄露途径机械密封的可能泄露途径 机械密封的泄漏途径 1）、密封副密封面处 泄漏； 2）、静环与压盖的辅 助密封处泄漏 3）动环与轴（或轴套 ）的辅助
3、密封处泄漏； 4）、压盖与密封箱体 之间的泄露； 5）、轴套与轴密封处 泄漏； 机械密封的分类机械密封的分类 1、按密封端面接触状态分类： 接触式密封与非接触式密封 接触式密封： 密封面微凸体接触的机械密封，密封面间隙h=0.51um。普通的机械密封均 属接触式机械密封。 非接触式机械密封： 指密封面微凸体不接触的机械密封，密封面间隙h2um，对于流体静压密封 h1.5um 机械密封的分类机械密封的分类 2、按介质泄漏方向： 介质在密封端面的泄露方向与离心力 的方向相反的密封称为内流式机械密 封 特点：泄漏量较外流式小 介质在密封端面的泄露方向与离心力 的方向相同的密封称为外流式机械密 封 特
4、点：密封介质在密封端面间的泄漏 方向与离心力方向相同，泄漏量较内 流式 机械密封的分类机械密封的分类 3、按密封端面的数量 单端面机械密封:由一对密封面组成； 双端面机械密封：由两对密封端面组成； 多端面机械密封：由两对以上的密封端面组成； 2013/8/911 为什么要采用双封 采用双封并不是简单地因为“两个一定比一个好” 和单封相比，双封比较复杂，成本高且维护起来不如 单封简单 通常采用双封的工况是: 易于发生火灾的工况 密封工况较恶劣 对环境和工业卫生情况要求较严 高磨蚀、腐蚀性强的工况 在这些情况下，一般不采用单封，而采用带压或不带 压双封 2013/8/912 双封的基本形式 提示：
5、 1、外密封只作短时间备用密封， 即用于短时间的停车维修. 2、外密封长时间的运转将失去安装双密封的意义和目的 2013/8/913 双封的基本形式 不带压双封 适用于较危险的流体有 毒的、易燃的 可有效控制内密封的泄 漏 介质对内密封起作用； 缓冲液对外密封起作用 内密封承受的是密封腔 压力; 外密封处 于常压或较低压强下工作 2013/8/914 双封的基本形式 带压双封 适用于极其危险的流体或 当流体介质中含有较多的 磨蚀性颗粒的情况 隔离液对内密封和外密封 同时起作用 隔离液压力必须高于密封 腔压力 隔离液泄漏到泵和工艺介 质中 介质不会泄漏到大气中 2013/8/915 第二部分 机
6、械密封常用冲洗方案 2013/8/916 一套完整的、合格的一套完整的、合格的密封设计必须密封设计必须考虑到：考虑到： 1 1、是否为密封创造了最佳的运行环境；、是否为密封创造了最佳的运行环境； 2 2、是否对装置环境保护；、是否对装置环境保护； 3 3、是否投入最低成本。、是否投入最低成本。 2013/8/9 17 PLAN02PLAN02 管道和仪表流程图 密封腔细部图 方案说明： 无冲洗流体循环，密封 腔一端封闭的情况下 2013/8/9 18 PLAN 11PLAN 11 管道和仪表流程图 密封腔细部图 方案说明： 从泵的出口通过限流孔板 到密封的循环过程。冲洗 液进入密封腔靠近机械密
7、 封端面处冲洗端面，然后 穿过密封腔回流到泵。 2013/8/9 19 PLAN PLAN 1313 管道和仪表流程图 密封腔细部图 方案说明： 从泵的密封腔通过限流 孔板后回到泵入口的循 环过程 2013/8/9 20 PLAN PLAN 2121 管道和 仪表 流程图 密封腔细部图 方案说明： 从泵的出口通过换热器 然后进入密封腔的循环 过程。 2013/8/9 21 PLAN PLAN 2323 管道和仪表流程图密封腔细部图 方案说明： 从密封腔出口 通过换热器 回到密封腔的 局部循环 2013/8/9 22 PLAN PLAN 3131 管道和仪表流程图 密封腔细部图 方案说明： 从泵
8、的出口通过旋液分离 器把洁净液体输送到密封 腔的循环过程。固体颗粒 被送到泵的入口管线 2013/8/9 23 PLAN 32PLAN 32 管道和仪表流程图 密封腔细部图 方案说明： 外来的冲洗液注入 到密封腔内。 ba 2013/8/9 24 PLAN PLAN 5252 管道和仪表流程图 密封腔细部图 方案说明： 外部储液罐为配置2型密 封的外侧密封提供缓冲 液。正常 操作时，由内部 泵送环来保持缓冲液循 环。储液罐通常连续排放 蒸汽至蒸汽回收系统，并 保持比密封腔小的压力 2013/8/9 25 PLAN PLAN 53A53A 管道和仪表流程图 密封腔细部图 方案说明： 外设加压隔离
9、液储液罐 提供洁净的液体给布置 方式3外部密封腔。循 环由内部泵送环完成。 隔离液压力大于被密封 的工艺流体压力。 2013/8/9 26 PLAN PLAN 53B53B 管道和仪表流程图 密封腔细部图 方案说明： 由外部管道系统为布置 方式3密封装置的外侧密 封提供液体。预先加了 压的囊式蓄能器提供压 力给循环系统。流动由 内部泵送环维持。循环 系统中的热量由空气冷 却或水冷却换热器除 去。 2013/8/9 27 PLAN PLAN 6262 管道和仪表流程图 密封腔细部图 方案说明： 由外源提供急冷液，所 以需要急冷是为了防止 固体颗粒在密封的大气 侧积聚，通常；配合很 小的截流衬套使
10、用。 2013/8/928 第三部分 机械密封安装注意事项 安装步骤： 准备 准备好所要安装的密封后，检查进行安装的机械密封的型号、规格是否 无误。查阅密封工作图，注意拆泵时各件拆装顺序。拆泵，将旧的填料 或机封拆除。 检查泵上与轴套、压盖相接触的金属件表面是否完好。 为了避免非金属元件（如“”圈)的 损伤，应在有非金属元件滑过的所有台肩部 位加工出2x30倒角，所有尖角倒圆并修 光滑，在键槽或沉孔处倒掉所有棱角，有密 封圈滑移的直径处金属表面粗糙度Ra应小于0.8m，静密封圈处的金属表面 粗糙度Ra应小于3.2m。 清洁密封腔体，并检查各安装表面是否有损伤痕迹。 检查与机械密封相关的安装连接
11、尺寸是否与机械密封工作图相符。 安装步骤： 1、检查主机与机械密封的安装相关联部位的尺寸精 度、几何精度和相互关系是否符合技术要求。主要 有以下几个方面： 1.1、轴跳（检查密封安装处的轴跳，轴跳最大值不 超过0.05mm） 用手使轴旋转 记录指示仪上的读数 1.2、垂直度（密封腔止口端面与轴的垂直度最大值 在密封腔直径每10mm距离上不超过0.005mm） 用手使轴旋转 记录指示仪上的读数 1.3、轴窜（轴窜最大值不超过0.08mm FIM. 密封通过 处的轴及轴套要去除毛刺和尖角） 用手使轴旋转 记录指示仪上的读数 1.4、同轴度（同轴度最大值不超过0.1mm FIM.） 用手使轴旋转 记
12、录指示仪上的读数 2、擦净各部件，对滑移部位添加润滑剂，该润滑剂要与密 封材料及介质相容。 推荐使用润滑剂：肥皂水、水、硅润 滑脂、乙二醇或甘油。 3、根据装配图来确定密封的安装位置和安装的尺寸公差 安装 位置 安装机械密封过过程 中，应应保持清洁洁 ，且不允许许用工具 敲打密封元件，以 防损伤损伤 和破坏 l机械密封按图纸要求安装到位。 l紧固固定压盖的螺母时，要均匀拧紧各螺母，以免压盖 偏斜。紧固螺母后注意检查压盖与轴之间间隙是否均匀 ，如果有干涉，需拆卸调整，以免导致密封损伤。 l组装泵其余各件，安装完毕后。手动盘车转动泵轴，检 查静环、压盖与轴套之间和旋转件与密封腔之间有无摩 擦，泵轴
13、转动一周应感觉用力均匀。如转不动轴或转一 周局部用力很大，则应检查密封是否存在安装问题，必 要时应拆泵查找问题后重装。 l依据泵或密封工作图，连接密封辅助系统管线，同时要 保证管路系统清洁，保证机封工作环境整洁，注意管路 排布，排气充分，防止局部滞留气体影响循环。 对于双支撑泵 安装双支撑泵的密封，将整套密封从轴端套入缓慢推到密封腔 中，注意轴套键槽要对准轴上的键，类似图十七结构的密封， 要将轴套推到位后固定压盖，轴封圈需待压盖固定后安装。类 似图十六结构的密封，将整套密封推到位，压盖进入止口并压 住压盖垫后固定压盖。对于用传动环定位和传动的轴套或用胀 紧圈固定传动的轴套，均匀拧紧传动环上螺钉
14、固定轴套。最后 不要忘记拆移限位板。 对于悬臂泵： 一般悬臂泵的轴套直接用叶轮压紧固定，用键传动。安 装时，可将整套密封套装到轴上，再装泵盖固定密封压 盖。也可以先将整套密封装到泵盖上并固定密封压盖， 再装到泵轴上。注意轴封垫和压盖垫要安装到位。将泵 盖与悬架固定后，可装叶轮键、叶轮等其它件。 安装注意事项 机械密封的安装步骤与所使用设备的结构紧密相关，应结合设 备特点安装 安装各部分零件时，应细致均匀的用力，以防止端面变形及脆 性元件的损坏。 去除轴套或轴上的毛刺和尖角，在有密封圈划过的部位均要求 加工出1-3mmx15-30度的倒角，以防止安装时损坏密封圈。 最好不要对密封端面使用润滑剂。
15、 安装时为减少摩擦应用水或酒精润滑，或用硅脂润滑所有O 圈弹性元件滑动表面。 安装时应避免接触密封面，不要将密封面朝下，也不要侧放 乙丙橡胶材质不可接触矿物油。 安装聚四氟乙烯的密封圈时，应耐心细致并均匀用力，以防其 损伤。 安装聚四氟乙烯V型圈时，应特别注意V型刃口的完整,避免折 叠及翻转。刃口朝向压力高的方向。 安装柔性石墨径向挤压密封圈，应使用千斤顶或类似机械平稳 下压。 安装柔性石墨轴向挤压密封圈或平垫类密封圈，需保证圆周范 围内轴向紧固力均匀。 安装双层包覆密封圈时，注意外层开口应背离安装方向，防止 撑开。 操作 l 主机起动前，需检查机械密封的附设装置，冷却润滑系统是否完善畅通。 l 起动前应清洗物料管线，以防铁锈杂质进入密封腔内。 l 用手盘动联轴节，检查轴是否轻松旋转，如果盘动很重，需检查有关安装 尺寸是否正确。 l 正常开车前，要确保泵已经完全具备开车条件，确保密封腔排气。需进行 静压试验，检查机械密封之端面、密封圈处和密封端盖处之密封效果，如 有问题，逐个检查解决。 l 主机起动
