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1、机械密封的原理及应用,作者：胡勇,QHSE提示,一、安全注意事项： 佩戴防护手套、半面罩、护目镜、空气呼吸器。二、环保注意事项： 勿乱排乱放。三、操作注意事项： 在操作、故障检查判断过程中，尽量避免正对泄漏面 ， 如发生酸、碱液等有害介质溅到皮肤或眼睛内的事故，应 立即用大量水进行冲洗，然后请医生治疗。四、HSE处理原则： 本人熟知本操作中的危险因素和防范措施。,我装置是以对二甲苯为原料生产纤维级的精对苯二甲酸装置，简称PTA装置，应用到大量有毒有害、易燃易爆、强腐蚀性化工原料。机械密封以其密封可靠、运行稳定、泄漏量小、寿命长等优点在我装置得到大量的应用。,机械密封的工作原理机械密封又称端面密
2、封（Mechanical Seal），是旋转轴用动密封。机械密封性能可靠，泄露量小，使用寿命长，功耗低，毋须经常维修，且能适应于生产过程自动化和高温、低温、高压、真空、高速以及各种强腐蚀性介质、含固体颗粒介质等苛刻工况的密封要求。机械密封是靠一对或几对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用下保持接合并配以辅助密封而达到的阻漏的轴封装置。,波纹管式双端面机械密封,主要由以下几部分组成：,轴套,泵体内侧的动环,泵体外侧动环,静环座（内含静环）,以下对常用波纹管式双端面机械密封进行讨论,(1)密封可靠，在长期运转中密封状态很稳定，泄露量很小，其泄露约为软填料密封的1%；,(
3、2) 使用寿命长，在油、水介质中一般可达12年或更长，在化工介质中一般能工作半年以上；,(3) 擦功率消耗小，其摩擦功率仅为软填料密封的10%50%；,(4) 轴或轴套基本上不磨损；,(5) 维修周期长，端面磨损后可自动补偿，一般情况下不需经常性维修；,优点：,(6) 抗振性好，对旋转轴的振动以及轴对密封腔的偏斜不敏感；(7) 适用范围广，机械密封能用于高温、低温、高压、真空、不同旋转频率，以及各种腐蚀介质和含磨粒介质的密封。缺点：(1)较复杂，对加工要求高；(2)安装与更换比较麻烦，要求工人有一定的技术水平；(3)发生偶然性事故时，处理较困难；(4)价高。,密封点主要有五处一、轴套与轴之间的
4、密封,轴套,轴套“O”环,我装置的轴套“O”环多数用聚四氟乙烯或橡胶，轴套材质多采用不锈钢316L或304L。,此处密封点泄漏的现象及原原因：固定轴套的顶丝腐蚀、脱落或松动，轴 和轴套产生相对运动，造成轴套“O”环磨损；轴套“O”环选材适合具体工况；轴套“O”环偏 细封不住带压介质。现象：介质沿轴方向泄漏后，沿轴旋转切线方 向甩出。,二、动环与轴套间的密封。,动环与轴套之间一般通过用“O”环进行密封,原因：顶丝腐蚀、脱落或松动，产生相对运动，造成 “O”环磨损， “O”环尺寸、材质不合适。,泵体外侧动环,泵体内侧动环,“O”环,现象：介质沿轴套方向泄漏后，沿外侧动环外端面泄漏。,此处密封点泄漏
5、的现象及原因,三、动静环之间的密封。,动环面,动环面,静环面,密封液腔体,此泄漏在生产过程中发生频次最高,此处密封点泄漏的原因及现象,机封出现内、外漏现象。此处能观察到机封外漏密封液；密封液流量计进、出口流量差超过允许值。,现象：,原因：操作中，因抽空、气蚀、憋压等异常现象，引起较大的轴向力，使动、静环接触面分离；运转中进人摩擦副，探伤动、静环密封端面； 安装不好。,四、静环与静环座间的密封。,静环,静环座,原因：操作中，因抽空、气蚀、憋压等异常现象，引起较大的振动，使静环开裂、剥落导致与静环座之间密封失效；安装不好。现象：机封出现内、外漏现象。通常能观察到机封外漏密封液；密封液流量计进、出口
6、流量差超过允许值。,此泄漏在生产过程中发生频次较低。,此处密封点泄漏的原因及现象,五、密封端盖与泵体间的密封。,我装置机封大盖垫片材质，一般选用聚四氟乙烯或石棉。,现象：,此处密封点泄漏的原因及现象,原因：垫片损坏或选材不当。,此面有介质漏出，此泄漏在生产过程中发生频次很低。,垫片,1、安装静试时泄漏。机械密封安装调试好后，一般要进行静试，观察泄漏量。如泄漏量较小，多为动环或静环密封圈存在问题；泄漏量较大时，则表明动、静环摩擦副间存在问题。在初步观察泄漏量、判断泄漏部位的基础上，再手动盘车观察，若泄漏量无明显变化则静、动环密封圈有问题；如盘车时泄漏量有明显变化则可断定是动、静环摩擦副存在问题；
7、如泄漏介质沿轴向喷射，则动环密封圈存在问题居多，泄漏介质向四周喷射或从水冷却孔中漏出，则多为静环密封圈失效。此外，泄漏通道也可同时存在，但一般有主次区别，只要观察细致，熟悉结构，一定能正确判断。,机械密封在我装置日常生产使用过程中，通过安装及使用，在长期管理、维修实践的基础上，对泄漏症状进行观察、分析、研判，得出了以下结论：,2、试运转时出现的泄漏。泵用机械密封经过静试后，运转时高速旋转产生的离心力，会抑制介质的泄漏。因此，试运转时机械密封泄漏在排除轴间及端盖密封失效后，基本上都是由于动、静环摩擦副受破坏所致。引起摩擦副密封失效的因素主要有：,（1）操作中，因抽空、气蚀、憋压等异常现象，引起较
8、大的轴向力，使动、静环接触面分离；（2）对安装机械密封时压缩量过大，导致摩擦副端面严重磨损、擦伤；（3）动环密封圈过紧，波纹管无法调整动环的轴向浮动量； （4）静环密封圈过松，当动环轴向浮动时，静环脱离静环座； （5）工作介质中有颗粒状物质，运转中进人摩擦副，探伤动、静环密封端面；,（6）设计选型有误，密封端面比压偏低或密封材质冷缩性较大等。上述现象在试运转中经常出现，有时可以通过适当调整静环座等予以消除，但多数需要重新拆装，更换密封。,3、正常运转中突然泄漏。离心泵在运转中突然泄漏少数是因正常磨损或已达到使用寿命，而大多数是由于工况变化较大或操作、维护不当引起的。,（1）抽空、气蚀或较长时间憋压，导致密封破坏； （2）对泵实际输出量偏小，大量介质泵内循环，热量积聚，引起介质气化，导致密封失效；（3）回流量偏大，导致吸入管侧容器（塔、釜、罐、池）底部沉渣泛起，损坏密封；,（4）对较长时间停运，重新起动时没有手动盘车，摩擦副因粘连而扯坏密封面；（5）介质中腐蚀性、聚合性、结胶性物质较多； （6）环境温度急剧变化； （7）工况频繁变化或调整； （8）突然停电或故障停机等。离心泵在正常运转中突然泄漏，如不能及时发现，往往会酿成较大事故或损失，须予以重视并采取有效措施。,THE END,
