机械密封技术 一. 机械密封基本知识: 1.机械密封的基本概念: 机械密封是指由至少一对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)的作用下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。补偿环的辅助密封为金属波纹管的称为波纹管机械密封。 2.机械密封的组成: 主要有以下四类部件。a.主要密封件:动环和静环。b.辅助密封件:密封圈。c.压紧件:弹簧、推环。d.传动件:弹箕座及键或固定螺钉 二. 机封工作应注意问题: 1.安装时注意事项 a.要十分注意避免安装中所产生的安装偏差 (1)上紧压盖应在联轴器找正后进行，螺栓应均匀上支，防止压盖端面偏斜，用塞尺检查各点，其误差不大于0.05毫米。 (2)检查压盖与轴或轴套外径的配合间隙(即同心度)，四周要均匀，用塞尺检查各点允差不大于0.01毫米。 b.弹簧压缩量要按规定进行，不允许有过大或过小现象，要求误差2.00毫米。过大会增加端面比压，另速端面磨损。过小会造成比压不足而不能起到密封作用。 c.动环安装后髯保证能在轴上灵活移动，将动环压向弹簧后应能自动弹回来。 2.拆卸时注意事项
a.在拆卸机械密封时要仔细，严禁动用手锤和扁铲，以免损坏密封元件。可做一对钢丝勾子，在对自负盈亏方向伸入传动座缺口处，将密封装置拉出。如果结垢拆卸不下时，应清洗干净后再进行拆卸。 b.如果在泵两端都用机械密封时，在装配，拆卸过程中互相照顾，防止顾此失彼。 c.对运行过的机械密封，凡有压盖松动使密封发生移动的情况，则动静环零件必须更换，不应重新上紧继续使用。因为在之样楹动后，摩擦副原来运转轨迹会发生变动，接触面的密封性就很容易遭到破坏。 三. 机封正常运行和维护问题: 1. 启动前的准备工作及注意事项 a.全面检查机械密封，以及附属装置和管线安装是否齐全，是否符合技术要求。 b.机械密封启动前进行静压试验，检查机械密封是否有泄漏现象。若泄漏较多，应查清原因设法 消除。如仍无效，则应拆卸检查并重新安装。一般静压试验压力用2~3公斤/平方厘米。 c.按泵旋向盘车，检查是否轻快均匀。如盘车吃力或不动时，则应检查装配尺寸是否错误，安装是否合理。 2.安装与停运 a.启动前应保持密封腔内充满液体。对于输送凝固的介质时，应用蒸气将密封腔加热使介质熔化。启动前必须盘车，以防止突然启动而造成软环碎裂。 b.对于利用泵外封油系统的机械密封，应先启动封油系统。停车后最后停止封油系统。 c.热油泵停运后不能马上停止封油腔及端面密封的冷却水，应待端面密封处油温降到80度以下时，才可以停止冷却水，以免损坏密封零件。 3.运转 a.泵启动后若有轻微泄漏现象，应观察一段时间。如连续运行4小时，泄漏量仍不减小，则应停泵检查。
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填料密封技术最新进展综述 摘要：对填料密封的基本结构及原理、传统密封缺点以及新型填料密封材料、技术进行介绍，展现当前最新填料密封技术的发展趋势及前景。 关键词：填料密封、泄漏、纤维、新型材料。 0.前言： 填料密封又称盘根密封，是利用填料在填料函中挤压，来阻止介质的泄漏。主要用于往复运动、旋转运动和螺旋转运动元件的密封。如离心泵、转子泵、往复泵、搅拌机、阀杆等设备的密封，以及各种阀门密封，只应用于非腐蚀性或弱腐蚀性，且对密封要求不高的介质。由于填料材质粗糙，进而在轴周围形成一道遭空隙，形成类似于迷宫密封的密封形式。更换填料及操作都较机械密封简单，但容易泄漏，应用周期短[1]。 1.填料密封的基本结构与密封机理 以泵体的密封为例，填料密封结构由填料轴套、挡环、冷却水管、填料和填料压盖等组成，结构如图1所示。填料室由泵体和泵盖组成，填料装在填料室内。 其密封机理是：编织填料装入泵的填料函后，填料与轴、填料与填料函内壁接触面之间有一个环状微小间隙；泵工作时，填料一方面阻止高压水向外泄漏造成浪费，另一方面也阻止外部空气进入水泵，影响水泵的抽水性能。填料在填料函内受到预紧力的作用而变形。填充环状间隙，并产生径向压力。当这种径向力大于介质压力时，便阻止介质泄漏。实现介质密封。可见，只有填料对轴的压紧力足够大时，才能达到密封效果；但此时，转动轴必须克服盘根的压紧力而旋转。当填料装配紧密时。会导致填料函过热。轴套与填料间机械磨损大。消耗功率大。当填料装配疏松时，又达不到密封效果，易造成泄漏，能耗增加。因此常引入泵内压力介质对轴套进行冷却和润滑。也就是说，允许一定流量的介质从泵中向外泄漏。水封管引入泵壳内的压力水进行冷却和润滑，但水太多又会造成浪费。在填料密封中，泄漏量少时散热不足，泄漏量大时，泵的工作效率降低。常用的填料有浸油石棉填料、石墨石棉填料[2]。 2.传统填料密封的缺点
机械密封是靠一对或数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）作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。 2、机械密封常用材料的选用 清水；常温；(动)9Cr18，1Cr13 堆焊钴铬钨，铸铁；（静）浸树脂石墨，青铜，酚醛塑料。 河水（含泥沙）；常温；（动）碳化钨，（静）碳化钨 海水；常温；（动）碳化钨，1Cr13 堆焊钴铬钨，铸铁；（静）浸树脂石墨，碳化钨，金属陶瓷； 过热水100度；（动）碳化钨，1Cr13 堆焊钴铬钨，铸铁；（静）浸树脂石墨，碳化钨，金属陶瓷； 汽油，润滑油，液态烃；常温；（动）碳化钨，1Cr13 堆焊钴铬钨，铸铁；（静）浸树脂或锡锑合金石墨，酚醛塑料。 汽油，润滑油，液态烃；100度；（动）碳化钨，1Cr13 堆焊钴铬钨；（静）浸青铜或树脂石墨。 汽油，润滑油，液态烃；含颗粒；（动）碳化钨；（静）碳化钨。 3、密封材料的种类及用途 密封材料应满足密封功能的要求。由于被密封的介质不同，以及设备的工作条件不同，要求密封材料的具有不同的适应性。对密封材料的要求一般是： 1）材料致密性好，不易泄露介质； 2）有适当的机械强度和硬度； 3）压缩性和回弹性好，永久变形小； 4）高温下不软化，不分解，低温下不硬化，不脆裂； 5）抗腐蚀性能好，在酸，碱，油等介质中能长期工作，其体积和硬度变化小，且不粘附在金属表面上； 6）摩擦系数小，耐磨性好； 7）具有与密封面结合的柔软性； 8）耐老化性好，经久耐用； 9）加工制造方便，价格便宜，取材容易。 橡胶是最常用的密封材料。除橡胶外，适合于做密封材料的还有石墨等，聚四氟乙烯以及各种密封胶等。 4、机械密封安装、使用技术要领 1、设备转轴的径向跳动应≤0.04毫米，轴向窜动量不允许大于0.1毫米； 2、设备的密封部位在安装时应保持清洁，密封零件应进行清洗，密封端面完好无损，防止杂质和灰尘带入密封部位； 3、在安装过程中严禁碰击、敲打，以免使机械密封摩擦付破损而密封失效； 4、安装时在与密封相接触的表面应涂一层清洁的机械油，以便能顺利安装； 5、安装静环压盖时，拧紧螺丝必须受力均匀，保证静环端面与轴心线的垂直要求； 6、安装后用手推动动环，能使动环在轴上灵活移动，并有一定弹性； 7、安装后用手盘动转轴、转轴应无轻重感觉； 8、设备在运转前必须充满介质，以防止干摩擦而使密封失效； 9、对易结晶、颗粒介质，对介质温度>80oC时，应采取相应的冲洗、过滤、冷却措施，各种辅助装置请参照机械密封有关标准。 10、安装时在与密封相接触的表面应涂一层清洁的机械油，要特别注意机械油的选择对于不同的辅助密封材质，避免造成O型圈侵油膨胀或加速老化，造成密封提前失效。
机械密封 技术规格书 编制： 审核： 批准： ×年×月×日
一、总则 1.1 项目概述：本技术规格书适用于XXX工作。 1.2 本技术要求内容包括机械密封的设计、结构、性能、制造、安装和试验 等方面，本技术要求提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术要求作出详细规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，卖方应保证提供符合本技术要求和相关国际国内标准的优质产品及其相应的服务。1.3 乙方对甲方在本技术规格书上所提条文没有异议，甲方可以认为乙方提出的产品完全符合本技术规格书的要求（即无偏差）； 1.4 本技术规格书所使用的标准,如遇与乙方所执行的标准发生矛盾时,按较高标准执行； 1.5 乙方需提供高质量的备件，确保是国内领先技术水平、成熟可靠的产品； 二、项目描述及要求 2.1 本次项目主要内容：XXX 2.2 项目要求：在合同签定后，甲方有权因规范、标准、规程发生变化而提 出一些补充要求，具体内容双方共同商定。 三、设计依据（现场条件） 四、机械密封相关标准 4.1机械密封制作应遵守下述（但不限于）标准、规范和规定（最新版）；如 卖方采用自身工厂标准，应将相关标准提交招标方认可。
五、机械密封设计、制造及材料 5.1 供应商要求 5.1.1要求供应商有专业的机械密封技术工程师不少于5名，并列出技术工程师姓名、专业、工作年限、职称、职务、业绩等供参考；有对进口机封的设计、国产化改造相关业绩近一年内不少于3项，并附合同复印件。 5.1.2能够为客户设计制作各种非标机械密封件，并为客户提供现场机械密封产品的改进、测绘、维修技术方案等技术支持。 5.1.3有专业的机械密封维修部门，具备齐全的机封制造、试验与检验的设备设施，可提供各种进口机械密封维修改造，并对机械密封进行国产化设计制造。 5.2选型、设计、制造及材料选择遵照上述标准执行。 5.3机械密封最低性能要求 5.3.1泄漏量 当被密封介质为有毒、有害、易燃、易爆性质时，不允许有可见泄漏。 当被密封介质为液体时，平均泄漏量规定如下：
机械密封主要参数
端面液膜压力 为了保证端面间有一层稳定的液膜（半液体润滑或边界润滑膜），就必须控制端面承受的载荷W，而W值究竟多大合适，是与液膜承载能力密切相关的。与平面轴承类似，机械密封端面间隙液膜的承载能力，称为端面液膜的压力，它包括了液膜的压力和液膜动压力两部分。 液膜静压力 当密封间隙有微量泄漏时，由于密封环内、外径处的压差促使流体流动，而流体通过缝隙受到密封面的节流作用，压力将逐步降低。假设密封端面间隙内流体流动的单位阻力沿半径方向是不变的，则流体沿半径r的压力降呈线性分布（图7-11）。例如中等粘度的流体（如水），其沿径向的压力就近似于三角形分布，低粘度液体（如液态丙烷等）则呈凹形，高粘度液体（如重油）压力缝补呈凸形。
端面间的液膜静压力是力图使端面开启的力，设沿半径方向r处，宽度为dr的环面积上液膜静压力为pr，设密封流体压力为p，则作用于密封面上的开启力R为
液膜动压力 机械密封环端面即使经过精细的研磨加工，在微观上仍然存在一定的波度，当两个端彼此相对滑动时，由于液膜作用会产生动压效应。有纳威斯托克斯(Novier-Stokes)方程：
如图7-13，设二平面间存在一定的斜楔，随着间隙减小，液压增大，而斜楔的进出口处压差为零，故有—液压最大值，对应该处的液膜厚度为h0，则流量 关于机械密封液体动压效应的形成和分析，有许多不同的观点和力学模型。由于密封面微观状态的影响因素很多，以及实验技术的困难，目前还不能提出能直接用于设计计算的公式。但对于机械密封设计的正确分析，具有一定的理论指导意义。 载荷系数 机械密封的载荷系数是在摩擦副轴向力平衡下，各项轴向力与密封上最大介质压力的比值，它反应了各种轴向力的作用和大小。载荷系数也可以用面积比来表示：介质压力作用在补偿环上使之与非补偿环趋于闭合的有效作用面积A e与密封端面面积A之比为载荷系数K.
化工机械密封技术应用及分析 摘要：化工行业的发展对提高人们的生活质量有积极的作用。化工机械是化工 行业生产的重要组成部分。其中，化学机械密封技术在所有化学领域都发挥着重 要作用。本文主要阐述了化学机械密封的技术特点和应用问题，并对实际技术应 用的发展进行了详细的探讨。 关键词：化工机械；密封技术；应用 引言 随着中国经济的高速发展，化工行业也取得了快速发展。化学工业的发展需 要相应技术的支持。化学机械密封技术就是其中之一。在化学机械密封技术的理 论应用中，我们可以进一步了解化学机械密封技术的重要性。 1化工机械密封技术的重要意义 在机械工业中，密封技术是一项关键技术。密封工作对维持零件的机械性能 和确保零件的使用寿命非常重要。因此，密封机器时，必须确保密封可靠，泄漏 量应尽可能小，以便于机械部件的更换和后期维修。这也可以在公司的运营成本 中发挥非常重要的作用。良好的控制。在化学工程领域，机械密封是一项更为严 格的工作，因为化学工业中使用了许多类型的化学材料。其中一些材料是有毒的。如果密封工作做得不好，材料会发生泄漏，造成工人中毒死亡，甚至引发爆炸。 这不仅给企业和社会造成重大经济损失，而且对自然环境造成了很大的破坏。在 正常情况下，我们需要密封的是比较精确的，这种机械部件需要使用寿命长。因此，密封工作可以保护部件免受腐蚀损坏，并有效延长密封部件的使用时间。使 用寿命和准确性。 2化工机械失效的原因分析 2.1冲洗原因 这是化学机械本身的原因。动环和静环会相互摩擦，并在它们之间产生热量。这将对化工机械产生一定的影响。例如，摩擦副内部的液膜会形成干摩擦或粘度 降低。不能达到良好的润滑效果，摩擦介质的蒸气压会增加，从而导致泄漏，从 而导致介质加速腐蚀。辅助密封将失去弹性并导致老化。动态和静态环会变形。 这些是化学机械本身。现象的特征。 摩擦必须是热量，为了消除这种现象并延长使用寿命，必须根据不同介质所 要求的条件进行有针对性的冷却，以确保表面存在液膜并保持润滑效果。这也是 化学机械继续工作的原因。最基本的条件。一些机械介质含有悬浮颗粒和一些杂质。这些颗粒会进入摩擦副，影响运动和静止环的运动，增加其磨损，静环密封 环失去其浮动，并且弹簧失去弹性，从而使密封效果减弱，因此在此时间过后， 摩擦副会被净化后的清洗液或蒸汽冲洗干净，固体颗粒和悬浮颗粒会被冲刷掉， 以保证化工机械的正常运行。 另外，冲洗后化学机械的密封效果可能会减弱。在形成这个原因时可考虑以 下几点：由于冲洗造成的堵塞，过滤器在冲洗液中不足；没有过滤器导致冲洗液 中的杂质进入密封表面；冲洗液管道逆阀使工艺液体流入管道，增加了颗粒和悬 浮固体，导致冲洗液化学机械故障。 2.2静密封失效 其故障是由于密封本身的缺陷，如尺寸过大或老化现象，一般只要密封圈的 结构设计合理，材料选择合适，在安装前要做一个认真对比和检查，小心安装一 个静密封可以保证密封的安装质量。
环管泵密封国产化改造 王义同 摘要:聚丙烯装置环管反应器轴流泵P201密封失效泄漏后,通过故障分析找到了失效原因并对其采取了有效措施,对延长设备寿命确保机泵长周期运转有重要意义。 关键词: 轴流泵机械密封结构特点端面比压 一、概述 环管反应器是青岛炼化20万吨/年聚丙烯装置的关键设备,P201则是环管反应器的心脏。正常生产时，若介质突然停止循环流动，极易发生环管暴聚的严重事故，故要求大轴流泵平稳可靠运行。该泵采用美国LAWRENCE PUMP公司生产的9500系列反应循环泵，流量为10000m3，功率为500KW，入口介质压力为3.5-4.2MPa ,出口压力为 4.2MPa ,转速为1500r/min。 轴流泵的工作原理类似轮船的螺旋推进器，通过电机驱动轴流式叶轮旋转，推动介质在环管中流动、混合，反应生成聚丙烯。轴流泵的总体结构由壳体（90o无缝弯管）、叶轮、轴、轴承箱和机械密封等五大部分组成。但其配套的机械密封比较复杂，这是由于生产介质的易燃易爆高度危险性决定的。环管里的介质包括液相丙烯、主催化剂、给电子体、三乙基铝和白油等，除了白油外，其他几种液体都是易燃易爆介质，特别是三乙基铝见空气就燃烧，遇水就爆炸，决不允许泄漏到泵外。所以,保证该泵长期平稳可靠运行的关键在于机械密封。 二、机械密封工作原理： 该大轴流泵机械密封是由美国约翰克兰公司制造的，由3套密封组成。3套密封的结构形式均为小弹簧、平衡型、内流式、集装接触式密封。3套密封的摩擦副材料都一样。动环为碳化钨，静环为碳化硅，弹簧为XM-19，密封圈为氟橡胶“O”型圈，其余材料为不锈钢。介质侧单端面密封为主密封。其结构如图1所示。唇形密封用以阻止聚丙烯颗粒进入密封腔，在唇形密封之后安装一长约200mm的节流衬套，节流衬套的半径间隙控制在0.45-0.50,外接压力比介质压力高0.1-0.2MPa的纯净液态丙烯进行冲洗,阻挡聚丙烯颗粒进入密封,为主密封创造了一个良好的工作环境。采用SKF 双例向心球轴承，控制轴的径向摆动，使主密封端面保持在相对稳定状态下运行，减少了泄漏量，延长了使用寿命。 主密封与安全密封分别带封油系统和缓冲液系统,提供相应的密封和缓冲用白油,油系统均按API52标准设计。密封油为高压系统，由冲洗用的液态丙烯作为压力源，通过增压罐内活塞加压，由储罐进入主密封腔，通过泵送环强制导流，从中间密封腔回到储罐，经冷却后重新回到密封腔，对密封端面和双列向心轴承进行冷却，冲洗和润滑。 密封系统图如图3所示。
1.机械密封材料 1.1摩擦副组对材料 摩擦副组对选材原则： 1、耐磨性强作为摩擦副的最重要指标之一就是使用寿命，磨耗少寿命即长。 2、耐腐蚀性好不应产生有碍于端面滑动特性的反应生成物。腐蚀磨损的结果会降低寿命； 腐蚀会增大断面间的间隙，使介质泄漏量增大。 3、机械强度高为避免产生强度破坏和端面变形，必须选择具有一定机械强度的材料。 4、良好的耐热性和热传导性能摩擦热会给摩擦副的磨损带来不利影响。为防止摩擦副的 热应力大于材料的许用应力，有利于端面间液膜的维持，端面材料必须具有良好的耐热性和导热性。 5、摩擦系数小且有一定的自润滑性摩擦系数直接影响到摩擦热的大小。在许多情况下摩 擦端面不是处于充分的润滑状态，因此摩擦副组对材料的选择必须考虑到这两个因素。 6、气密性好密封材料组织紧密、无间隙、不渗漏是密封性能良好的先决条件。 7、易成型和加工这有利于降低成本，保证加工精度。 1.1.1硬质合金 硬质合金具有很多优异性能，如高硬度、耐磨损、耐高温、线膨胀系数小、摩擦系数低、组对性能能好等综合优点，是机械密封不可缺少的摩擦副材料。 ①钴基硬质合金——以碳化钨为主体，钴为粘结相所组成的合金。 ●优：耐磨性强、热导率高。 ●缺：耐腐蚀性差。 ②镍铬基硬质合金——WC+Ni-Cr合金具有很好的抗腐蚀性能，其强度和硬度可与Wc+Co相媲美，并具有无磁性的独特性能。实践证明：当WC/Cr+Ni为0.015%~0.15%（wt）时，合金能抗酸碱的腐蚀。 ③钢结硬质合金——以碳化钛为硬质相，合金钢为粘结相的耐腐蚀硬质合金。 ●优：烧结成型后可以进行机械加工，然后再进行热处理。这对制作形状复杂的整体 密封环使有利的。再硝酸、硫酸、氨水等介质中使用，有良好的耐腐蚀性能。 ●缺：不耐强碱、盐酸和三氯化铁的热溶液腐蚀。因为硬度较低，所以耐磨性不够理 想，特别是在含有结晶颗粒的介质中使用时磨耗大，在许多场合已被陶瓷材料所取代。
机械密封技术最新进展综述 摘要：对机械密封的组成结构及原理、新型材料与技术进行介绍，展现当前最新机械密封技术的发展趋势及前景。 关键词：机械密封、陶瓷、泄漏、非接触。 0.前言： 机械密封是一种用来解决旋转轴与机体之间密封的装置。由于机械密封具有密封性能好、工作可靠、泄漏量小、使用寿命长、功率消耗少等特点，因而在国内外化工生产的旋转设备中得到了广泛应用，已成为泵、压缩机、反应釜、搅拌器、转盘塔、离心机和过滤机等工艺设备以及齿轮箱、阀门、旋转接头、船舶尾轴等能否正常运转的关键部件。随着人们对环境保护的日益关注，对机械密封的泄漏要求越来越严格，发展机械密封的新理论、新技术迫在眉睫。 1.机械密封的组成及工作原理 机械密封是一种限制工作流体沿转轴泄漏的、无填料的端面密封装置，主要由静环、动环、弹性元件、传动元件和辅助密封圈等组成。 其工作时靠固定在轴上的动环和固定在泵壳上的静环，并利用弹性元件的弹性力和密封流体的压力，促使动、静环端面的紧密贴合来实现密封功能的。在机械密封装置中，压力轴封水一方面阻止高压泄出水，另一方面挤入动、静环之间维持一层流动的润滑液膜，使动、静环端面不接触。由于流动膜很薄且由于高压水的作用，因此漏泄水量很少。一般情况下，机械密封的泄漏率控制在10 mL/h 以内并不困难。采用了机械密封之后，可有效地解决动环与静环端面之间、静环和密封压盖之间、动环和旋转轴之间及密封压盖和壳体之间等漏泄渠道的密封问题。 工作时，旋转轴通过紧固螺钉带动弹簧座同转；而弹簧座则通过传动螺钉和传动销带动弹簧、推环、动环密封圈和动环一起旋转，从而产生了动环和静环之间的相对回转运动和良好的贴合接触。其中，静环是静止固定在设备壳件上而不作旋转运动的。止动销则是防止静环随轴一起转动的。静环密封圈和动环密封圈通常称为辅助密封圈。前者主要是为了阻止静环和密封压盖之间的漏泄；后者主
2008年4月第33卷第4期 润滑与密封 LUBR I C A TI ON EN GI N EER I N G Ap r 12008 V ol 133No 14 收稿日期5 联系人陈庆,2q 6@11 汽轮机轴封故障分析与治理 陈 庆1 康成连 2 (1.吉林化工学院 吉林吉林132022;2.中油吉林石化股份有限公司染料厂 吉林吉林132021) 摘要:根据汽轮机轴封泄漏现象,分析轴封故障产生原因,经过改造密封系统和科学调整间隙,从而改善了轴封效果,使汽轮机更加安全可靠、经济地运行。 关键词:汽轮机;轴封泄漏;改造系统;调整间隙 中图分类号:T B42 文献标识码:A 文章编号:0254-0150(2008)4-106-2 Tr ouble Ana lysis and Im provem en t of Ax i a l Sea l i n g of Tur b i n e Che n Q i ng 1 Ka ng Che ngli a n 2 (1.J ilin Institut e of Chem ical Technol ogy,Jilin of J ilin Province 132022,China; 2.Petrochina (Jilin)Dye Processing P lant of Pe trochemica l Co .,Ltd .,J ilin of J ilin Province 132021,China) A bstr ac t:I n accordance w ith leakage pheno menon of axial sealing,the reas on of cau sing tr ouble was analyzed .Eff ect of Axial sealing was i mp r oved by ref or m ing syste m and scientific adju sting clearance,thu s stea m turbine can run more saf e,r eliab ly and ec onom ically . Keyword s :sten m turbine;leakage of axial sealing;ref oming syste m;ad justing clear ance 某公司自备电站汽轮机为背压式B2528183/11078 型,最大功率为25M W ,转数3000r/m in,主蒸汽压力(表压)为8183MPa 、温度为535℃,最大进汽量248t /h ,额定排汽量17015t/h,排汽压力(表压)为11078M Pa (0188～1137MPa )。由于进汽压力大,排汽压力(表压)为11078MPa,所以对轴封漏汽要求非常严格。汽轮机是该电站的主要设备,在安装过程中经过一段时间试运行,可调试轴端汽封(轴封)漏气非常严重,从而导致该机组不能正常运行。本文作者分析了轴封泄漏原因,经过汽封结构改造、科学合理调整汽封间隙后,密封效果良好,符合密封要求,保证了汽轮机的运行效率和安全生产。1 汽封基本结构 汽轮机的前后轴封均为高低齿梳齿迷宫密封,结构如图1所示。前汽封(高压汽封)由三级汽封套15个汽封环组成,后汽封(低压汽封)由三级汽封套12个汽封环组成,汽封间隙技术标准(0125～0135mm,)是根据轴的直径,考虑热膨胀效应和轴的漂移效应,在计算基础上确定的,每一汽封套后都有一级轴封抽汽,其作用是排走沿轴向漏出的蒸汽,使之不漏到外部。 一般工业用迷宫密封的冷态(室温状态)最小间隙C (mm )按下式计算: C =C e d 1000 +0125式中:d 为轴直径,mm;C e 为考虑热膨胀和轴径向位移的系数,对于蒸汽和气体透平,C e =0185(铁素体钢)或者C e =113(奥氏体钢)。 计算迷宫密封的泄漏率时,必须确定迷宫密封的热态间隙,即在工作状态下的径向C 。 图1 轴封基本结构示意图Fig 1 The struc t u re o f ax i a l s ealing 2 汽封失效原因分析 泄漏的根本原因是由于汽封不严,轴封系统排汽 不畅,轴封排汽系统原设计不符合实际要求,所以泄漏严重。211 轴封间隙问题 (1)人为把间隙调大,担心间隙小在启动或停车中易摩擦引起振动、磨损和轴弯曲; (2)汽封封间隙调整、测量方法不当,实际间隙比测量得到的间隙数据偏大; (3)汽封材料或结构有问题,机组运行一段时间后,发生汽封片倒伏; ()轴瓦磨损,轴偏移而产生振动较大,造成 :2007-12-0:E mail :c 1941001t o m co m 4
机械密封常用材料的选用 清水；常温；(动)9Cr18，1Cr13 堆焊钴铬钨，铸铁；（静）浸树脂石墨，青铜，酚醛塑料。河水（含泥沙）；常温；（动）碳化钨，（静）碳化钨。 海水；常温；（动）碳化钨，1Cr13 堆焊钴铬钨，铸铁；（静）浸树脂石墨，碳化钨，金属陶瓷。 过热水100度；（动）碳化钨，1Cr13 堆焊钴铬钨，铸铁；（静）浸树脂石墨，碳化钨，金属陶瓷。 汽油，润滑油，液态烃；常温；（动）碳化钨，1Cr13 堆焊钴铬钨，铸铁；（静）浸树脂或锡锑合金石墨，酚醛塑料。 汽油，润滑油，液态烃；100度；（动）碳化钨，1Cr13 堆焊钴铬钨；（静）浸青铜或树脂石墨。 汽油，润滑油，液态烃；含颗粒；（动）碳化钨；（静）碳化钨。 机械密封冲洗方案及特点 冲洗的目的在于防止杂质集积，防止气囊形成，保持和改善润滑等，当冲洗液温度较低时，兼有冷却作用。冲洗的方式主要有如下： 一、内冲洗 1。正冲洗 （1）特点：利用工作主机的被密封介质，由泵的出口端通过管路引入密封腔。 （2）应用：用于清洁流体，p1稍大于p进，当温度高或有杂质时，可在管路上设置冷却器、过滤器等 2。反冲洗 （1）特点：利用工作主机的被密封介质，由泵的出口端引入密封腔，冲洗后通过管路流回泵入口。 （2）应用：用于清洁流体，且p进 机械设计、制造基础理论汇总帖 1.日本机械设计构思与设计方法 2.《全美经典》机械振动书(中文的） 3.机械设计手册(新) 全6卷ＰＤＦ格式 4.机械实用手册[日]土屋喜一 5.机械最优化设计及应用实例.pdf(值收藏的老书） 6.法兰连接设计计算手册 7.机械传动设计手册（上） 8.机械传动设计手册（下） 9.面向製造與裝配的產品設計.pdf(很有实际操作指导意义!) 10.变位齿轮原理和应用(很不错的资料,1958年) 11.弹性力学（PDF清晰版） 12.联轴器选用手册(介绍了联轴器的选择，是传动设计不可多得的好资料) 13.机械精度设计与检测基础（一本不错的书） 14.精巧机构设计实例（一本难得好书） 15.非标准刀具设计手册——机械工业出版社（pdf）＋书签 16.自动化夹具图集PDF--实用 17.自動省力機械300例(值得收藏的好资料！） 18.机械制图手册 19.《自动武器设计》此类书比较少见，感兴趣的朋友来收藏呀！ 20.非标准机械设备设计手册(不可多得的好资料呀） 21.现代机构手册(上).pdf 22.组合机床设计手册（大连组合机床研究所编制） 23.实用应力集中手册 24.五金手册excel版 25.【机械设计禁忌手册】(小栗富士雄小栗达男著） 26.液压气动系统设计禁忌470例（PDF扫描版） 27.凸轮机械设计(里面的机械结构的实例很多,非常好） 28.一本台湾人的电子模具书 29.《机械故障诊断学》 30.自动化机构图例 31.古董级资料《绘图鲁班经》 32.机械传动装置选用手册(关于传动装置极其全面的资料) 33农业机械的机械传动 34.复杂刀具设计手册(1000页） 35.现代机械设备设计手册(全三卷) 37.金属结构第一版，第二版、金属结构习题集三本(徐克晋主编PDF) 38.螺纹与螺纹联接100个问与答 39.机床动力部件图样（DWG）500多张图 40. 齿轮经典讲解，内容丰富，结构完美，适合授课-PowerPoint倾心力作 41.超完整夹具部件标准图册－－继夹具零件图册后又一经典 42.超完整夹具零件标准图册－东风汽车公司标准 43.《机械零件》第二卷【PDF】+ 超详细书签 化工机械密封技术应用研究 随着经济社会的发展，我国化工行业也在不断发展进步，而机械密封技术对化工企业的发展起着至关重要的作用。化工机械密封技术不仅可以提高化工企业的生产效率，也可以保证化工企业生产的安全性，所以研究化工机械密封技术的应用是十分有必要的。本文针对化工机械密封技术展开了深入的分析，并探讨了化工机械密封技术的应用发展，从而为相关工作人员提供参考。 标签：化工；化工机械；密封技术；机械设备 化工企业的发展飞速发展离不开相应技术的支持，而化工机械密封技术就是其中重要技术之一。化工机械密封技术不仅可靠性高，互换性也特别好，而且检修十分方便，所以，化工机械密封技术可以广泛应用于石油和化工等企业的各类设备之中。伴随化工企业流程化和自动化水平的不断提高，其对配套机械设备的平稳性要求也越来越高，而机械密封技术严重地影响着机械设备的稳定性。所以，相关工作人员一定要加大對化工机械密封技术的研究力度，将化工机械密封技术更好的应用到化工行业中，为我国化工行业的发展提供技术支持。 1 化工机械密封 机械密封技术是指，在弹簧的弹力作用下，使泵轴上动环与泵壳上的静环保持紧密衔接，从而达到防漏的目的。化工机械密封技术在化工产业上应用十分广泛，不仅可以应用于各类泵和釜的旋轴端面密封，还可以应用于压缩机的旋轴端面密封工作中。 1.1 机械密封结构 化工机械密封的结构形式有两种，分别为单端面机械密封和双端面机械密封。其组成元件有很多，不仅包括动静环、推环、定位环，还包括压盖和弹簧等元件。通常情况下，机械密封动环使用硬材，静止环使用软材。 1.2 机械密封原理 机械密封原理是指在补偿弹性构件和流体的压力下，形成一层贴在平面摩擦副上的液体薄膜，这种薄膜不仅可以平衡动压力和静压力，还可以起到润滑的作用。 1.3 机械密封特点 化工机械密封基本可以实现全方面密封，能够保证输送有爆炸危险或有毒介质时的安全性。不仅如此，机械密封设备的使用年限也较长，损失很少，因为形成的液体薄膜具有很强的润滑效果，这样一来，就可以大幅度的提高工作效率。并且，机械密封设备的安装面固定后，端面密封装置可以实现自动化调整，而且 盛年不重来，一日难再晨。及时宜自勉，岁月不待人。 机械密封的工作原理 机械密封是靠一对或数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）作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。 常用机械密封结构 机械密封一般由静止环（静环）1．旋转环（动环）2．弹性元件3．弹簧座4．紧定螺钉5．旋转环辅助密封圈6和静止环辅助密封圈8等元件组成，防转销7固定在压盖9上以防止静止环转动。旋转环和静止环往往还可根据它们是否具有轴向补偿能力而称为补偿环或非补偿还。 机械密封中流体可能泄漏的途径有A、B、C、D四个通道。 C、D泄漏通道分别是静止环与压盖、压盖与壳体之间的密封，二者均属静密封。B通道是旋转环与轴之间的密封，当端面摩擦磨损后，它仅仅能追随补偿环沿轴向作微量的移动，实际上仍然是一个相对静密封。因此，这些泄漏通道相对来说比较容易封堵。静密封元件最常用的有橡胶O形圈或聚四氟乙烯V形圈，而作为补偿环的旋转环或静止环辅助密封，有时采用兼备弹性元件功能的橡胶、聚四氟乙烯或金属波纹管的结构。 A通道则是旋转环与静止环的端面彼此贴合作相对滑动的动密封，它是机械密封装置中的主密封，也是决定机械密封性能和寿命的关键。因此，对密封端面的加工要求很高，同时为了使密封端面间保持必要的润滑液膜，必须严格腔制端面上的单位面积压力，压力过大，不易形成稳定的润滑液膜，会加速端面的磨损；压力过小，泄漏量增加。所以，要获得良好的密封性能又有足够寿命，在设计和安装机械密封时，一定要保证端面单位面积压力值在最适当的范围。 机械密封与软填料密封比较，有如下优点： ①密封可靠在长周期的运行中，密封状态很稳定，泄漏量很小，按粗略统计，其泄漏量一般仅为软填 60.日本机械设计手册(中文版) 61.《新编形状和位置公差标注读解》标准出版社 62.图说机械制图，形象生动，希望对大家有用 63.螺旋锥齿轮设计与加工 64.气动手册 65.公差配合和测量技术ppt、 66.《玩具器具.机械结构.自动装置》 67.《汽车标准件手册》PDF有书签 68.《机械机构精确度》PDF 69.机构设计实用构思图册 70.《机械设计实用机构与装置图册》清晰/很有价值的参考图册，很多实例 71.弯头技术手册 72.液压与气动设备维修问答（机械工业出版社） 73.《实用液压机械故障排除与修理大全》 74.液压系统设计图集（周士昌）机械工业出版社 75.华中科技大学液压与液力传动课件 76.机械77.常用机械零件及机构图册 77.精度基础(韦恩.R.穆尔）国防工业出版社 78.装配车间设计（配以事例，很好的资料） 79. 精密机械零件与部件 80.《农业机械设计手册》（上下册）中国工业出版社机械零件与部件 81.动力工程师手册（机械工业出版社1999年出版） 82.《组合机床设计参考图册》.pdf大连组合机床研究所编 83.《飞机结构设计》 84.《机械创新设计基础》 85.《公差与配合图解手册》 86.《机械结构合理设计图册》 87.动画：制图与思维 88.《飞机结构设计》国防工业出版社 89.刀具设计原理与计算PDF 90.《刀具设计手册》机械工业出版社出版 91.齿轮变位[日]仙波正荘著(pdf) 92.《减速器设计选用手册》PDG,PDF+书签 93.非圆齿轮及非匀速比传动——机械工业出版社（pdf） 94.《机械无级变速器》PDG+PDF 95.2000年以来剃齿刀论文汇总（63篇） 96. 结构设计工艺手册 97. 现代机械创新产品分析与设计 98.液压气动系统设计手册 99.《机械设计》（第七版）高等教育出版社 100.《机器设计》[PDF+书签]交通大学出版社 101.润滑技术手册 102.现代液压技术应用220例(PDF扫描版) 103.常用压力容器手册（机械工业出版社） 第 52 卷第 4 期2015 年 8 月化 工 设 备 与 管 道PROCESS EQUIPMENT & PIPING V ol. 52 No. 4Aug. 2015 炼油装置中几种典型泵用机械密封及系统选型分析 王彬，程 （中国石油工程建设公司华东设计分公司，山东 青岛 266071） 摘 要：结合设计经验以及对API 682标准的研究，对泵用机械密封的选型要点进行了分析，主要包括密封类型、密封形式、布置方式、冲洗方案等。进而对炼油装置中的高温热油泵、高温热水泵以及强酸强碱泵机械密封及辅助系统的选型提出了合理化建议，对API 682中的PLAN53B 和PLAN23进行了改进，使之更好地为机械密封服务，有利于机械密封长期稳定运行。关键词：机械密封及系统；炼油；选型；泵 中图分类号：TQ 050.3； TH 136 文献标识码：A 文章编号：1009-3281（2015）04-0044-004 收稿日期：2014-11-12 作者简介： 王彬（1982—），男，河北保定市人，工程师。主要从 事旋转机械的设计选型工作。 由于机械密封具有密封性能好、工作可靠、泄漏量小、功率消耗少等特点，因而在国内外炼油化工生产的旋转设备中得到了广泛的应用，已经成为泵、压缩机、反应釜、搅拌器等工艺设备能否正常运转的关键部件。 随着环境保护和人类健康要求的提高，炼油装置中对泵用机械密封的要求也在不断提高。据统计，炼油装置中机泵故障的40%以上是由于机械密封发生泄漏而引起的。造成这一现象的原因，一是作为机泵中的动密封其本身所处的工作条件、起的作用所决定；二是许多国内设计单位以及工程公司认为机械密封及系统的选用是泵厂和密封厂的责任，往往对密封的类型、布置方式、冲洗方案了解不深，难以制定机械密封的选配方案，造成部分密封选型不当。在密封方案的选择中，除了密封本身安全可靠的设计外，密封的工作环境对密封寿命的影响更加重要，往往是由于密封工作环境的变化导致了密封的失效。因此密封系统的选择应更加受到重视。 本文结合自身设计经验以及通过与用户交流所得到的现场使用经验，对炼油装置中几种典型泵用机械密封及系统的选型进行了分析[1-8]。 1 泵用机械密封选型要点 美国石油协会API 682（Pumps-Shaft Sealing Systems for Centrifugal and Rotary Pumps ）标准中对机械密封的类别（Categories ）、类型（Types ）、布置 方式（Arrangements ）、冲洗方案（Flush plans ）等进行了分类，在工程应用中机械密封的选型也应注重以上要点进行分析。 另外，机械密封的pV 值是选择、使用和设计机械密封的重要参数，功耗、磨损与温升都与该值有关。pV 值越高，机械密封的技术水平及难度系数越高。1.1 机械密封类别（Categories ）的选择 API 682中规定了三种密封类别，一类密封（Category 1）用于非API 610尺寸密封腔，且密封腔温度为-40~260 ℃，密封腔压力≤2.2 MPa （A ）的场合，炼油行业大多采用API 610标准的泵，因此不建议采用此类密封。 二类密封（Category 2）用于满足API 610尺寸要求的密封腔，且密封腔温度为-40~400 ℃，密封腔压力≤4.2 MPa （A ）的场合，此类密封在炼油厂中应用最多，大多数烃类介质应用该类密封。 三类密封（Category 3）的温度、压力范围与2类相同，但对密封的认证试验以及图纸资料的要求更加严格，另外三类密封需要采用多孔均匀冲洗系统以及节流衬套需采用浮动石墨衬圈的形式。目前国内密封厂家不具备严格意义上的三类密封生产能力，因此仅建议在采用进口密封且应用场合要求极高的情况下选用。 2007年6月第32卷第6期 润滑与密封 L UBR I CAT I ON ENG I NEER I NG June 2007 V ol 132N o 16 *基金项目:国家自然科学基金资助项目(50505043)1收稿日期:2007-01-08 作者简介:刘宏伟(1978)),男,在读博士生,主要从事海洋能开发研究1E -m ai:l granteres@t 1631co m 1 /水下风车0主轴机械密封失效分析及改进 * 刘宏伟 李 伟 林勇刚 (浙江大学流体传动及控制国家重点实验室 浙江杭州310027) 摘要:对/水下风车0主轴与机舱间采用的机械密封结构可靠性进行了分析,分别采用ANSYS 有限元中接触单元的仿真方法和理论方法计算了轴向力及径向力引起的密封变形。结果表明,由环境压力引起的机械变形较小,从而排除因机械变形引起的泄漏。对/水下风车0的密封结构进行了改进,提出了改进的机械密封结构及浮动环密封结构。 关键词:水下风车;机械密封;浮动环密封;有限元分析 中图分类号:TH 136 文献标识码:A 文章编号:0254-0150(2007)6-106-3 Failure Anal ysis and I mprove ment ofM echanical Seals i n Under water Turbi ne Liu Hong we i LiW ei L i n Yonggang (The StateKey Laboratory of Fl u i d Pow er Trans m issi on and Control Zhejiang Universit y ,H angz hou Zheji ang 310027,Ch i na)Abstract :The ca uses of the m ec ha n ical seal leak bet ween ax is a nd nacelle in m ari ne current turbi ne prototype w ere presented .The contact m ethod of finite ele m ent ana l ysis i n ANSY S was i ntroduced to calc u l ate t he seal d i storti on whic h is caused by the ax i al forces and radial f orces .The sm i ulation result was c o mpared w ith t he theoret ical result .The results sho w t hat the leak cause d by the distort i on relates to the circu m ference pressure .T he m i proved sea l str ucture and fl oat i ng seals were g i ve n for under water t ur b i nes . K eywords :under water turbi ne ;m ec ha n ical seals ;fl oati ng seals ;fi nite ele m ent analysis 海流能发电装置/水下风车0的主轴与机舱处的动密封结构是其关键部件之一,主要保护轴承及机舱内电器元件免受海水侵蚀,是该装置能够长期稳定运行的重要决定因素。因海上作业环境相对复杂,/水下风车0密封装置维修及检测难度大,提高密封的可靠性尤显重要,且同时还要兼顾密封摩擦损耗不能太大。本文作者通过对5k W /水下风车0装置样机在海上的试验研究,对所采用的机械密封存在的问题进行计算和分析。1 密封失效分析 图1 /水下风车0密封装置 在样机设计初期,将样机在实验室的深水池进行试验,经拆卸后检验,发现密封处有少量水渗入使轴承润滑脂乳化的问题,这将会影响轴承的寿命。如图 1所示为改进前的密封安装结构图。 密封件试验环境位于水面下3~5m 处,伴有一定程度的泥沙,转速低于60r/m i n ,设计中选用了抗磨粒磨损性能好的硬质合金对硬质合金材料组对,所以可忽略温度、摩擦副材料磨损等因素引起的泄漏及密封失效。 从结构上进行分析,如图1所示密封泄漏通道有:动环5和静环6之间的摩擦副,动环密封圈4,静环密封圈7,下面逐一分析。 动环密封圈和静环密封圈处密封效果的影响因素有:密封圈本身的质量及安装时是否损伤;轴或密封圈止口处的加工质量及工艺水平,包括尺寸公差、粗糙度是否未达到要求等。 摩擦副端面动环5和静环6之间泄漏,可能有以下几个原因:(1)端面不平,即端面平面度、粗糙度未达到要求,或在使用前受到了损伤;(2)端面间存在异物,装配时未清洗;(3)安装不正确,安装尺寸未达到图纸工作尺寸要求,这包括关键零件的形位公差不满足要求而导致的静环安装倾斜、端面变形等;(4)由密封端面接触压力不足或密封圈与轴摩擦阻力太大引起的端面分离,其中还包括轴的轴向窜动引起的补偿环随轴窜动引起的端面分离;(5)悬臂端轮毂的重力及水流对叶轮的冲击力引起的振动大位移导致动环、静环密封面相互错位及接合不良。机械类图书大全
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