机械密封FMY20460带内漏方案图.pdf

机械密封的基本结构，工作原理和常见形式一．基本原件，结构1．端面密封副（静、动环）端面密封副的作用是使密封面紧密贴合，防止介质泄漏。

它要求静、动环具有良好的耐磨性，动环可以轴向灵活地移动，自动补偿密封面磨损，使之与静环良好地贴合；静环具有浮动性，起缓冲作用。

为此密封面要求有良好的加工质量，保证密封副有良好的贴合性能。

2．弹性元件（弹簧、波纹管、隔膜）它主要起预紧、补偿和缓冲的作用，要求始终保持足够的弹性来克服辅助密封和传动件的摩擦和动环等的惯性，保证端面密封副良好的贴合和动环的追随性，材料要求耐腐蚀、耐疲劳。

3．辅助密封（& 形圈、. 形圈、/ 形圈、楔形圈和异形圈）它主要起静环和动环的密封作用，同时也起到浮动和缓冲作用。

要求静环的密封元件能保证静环与压盖之间的密封性和静环有一定的浮动性，动环的密封元件能保证动环与轴或轴套之间的密封性和动环的浮动性。

材料要求耐热、耐寒并能与介质相容。

4．传动件（传动销、传动环、传动座、传动键、传动突耳或牙嵌式联结器）它起到将轴的转矩传给动环的作用。

材料要求耐磨和耐腐蚀。

5．紧固件（紧定螺钉、弹簧座、压盖、组装套、轴套）它起到静、动环的定位、紧固的作用。

要求轴向定位正确，保证一定的弹簧压缩量，使密封副的密封面处于正确的位置并保持良好的贴合。

同时要求拆装方便、容易就位、能重复利用。

与辅助密封配合处，安装密封圈要有导向倒角和压弹量，应特别注意动环辅助密封件与轴套配合处要求耐磨损和耐腐蚀，有必要时与轴套配合处可采用硬面覆层。

6．防转件（防转销）它起到防止静环转动和脱出的作用。

要求有足够的长度，防止静环在负压下脱出，并要求正确定位，防止静环随动环旋转。

材料上要求耐腐蚀，在必要时中间可加四氟乙烯套，以免损坏碳石墨静环。

二．工作原理，基本动作机械密封是由一对或者数对动环与静环组成的平面摩擦副构成的密封装置。

依靠弹性构件和密封介质的压力在旋转的动环和静环的接触表面，产生适当的压紧力，使这两个端面紧密贴合，密封端面之间维持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。

机械密封结构原理及失效分析1 机械密封的基本原理机械密封依靠弹性元件提供弹力，克服补偿环辅助密封圈与轴之间的摩擦力，使补偿环紧密地贴合在非补偿环的端面，形成密封端面初始闭合力，当主机充满压力介质并开始工作时，可使密封端面产生闭合力，从而使密封端面达到合理的比压，实现流体的密封。

2机械密封的基本结构由补偿环、补偿环辅助密封圈、弹性元件、传动件、弹簧座、紧固件等组成的补偿组件，以及由非补偿环、非补偿静环辅助密封圈等组成的非补偿组件，共同组成一套完整的机械密封。

1）典型的旋转式（见图1）和静止式（见图）2）机械密封基本结构构成典型的旋转式机械密封的基本元件有：摩擦副（补偿环4、非补偿环3）、辅助密封圈（O形圈2、5）、传动件（推环6）、弹性元件（弹簧7）、弹簧座8、紧固件（紧定螺钉9）、防转销1及密封端盖11和密封腔10组成。

图1 机械密封基本结构（旋转式）1-防转销2-非补偿环辅助密封圈3—非补偿环（静环）4—补偿环（动环） 5-补偿环辅助密封圈6-传动件7-弹簧8—弹簧座 9—紧定螺钉10—密封腔11—密封端盖图2 机械密封基本结构（静止式）1-弹簧座2-防转套3-弹簧4-推环5-补偿环辅助密封圈6-补偿环（静环） 7—卡环8—非补偿环（动环）9—非补偿环辅助密封圈10—密封腔11—密封端盖12—密封压盖2）机械密封主要泄漏途径当密封腔内充满有压的被密封介质时，由图1所示机械密封的泄漏点主要有4处：泄漏点1：密封摩擦副端面处，称为主密封，是决定密封性能及寿命的关键密封点，据统计大约有80%以上的密封泄漏都是由此造成的。

泄漏点2：位于密封静环与压盖之间。

泄漏点3：位于密封动环与轴（或轴套）之间，称为机械密封的辅助密封，主要形式有：O形圈、V 形圈、矩形圈等。

工作时辅助密封基本无相对运动，属相对静止的密封，但动环辅助密封圈对机械密封的追随性起着关键作用。

泄漏点4：位于密封腔与压盖之间的静密封，狭义讲不属于机械密封零件，主要形式有：O形圈、垫片等。

机械密封辅助系统方案机械密封辅助系统方案PLAN01 从泵盖压力侧引出,至密封腔的内部循环推荐用于清洁、有保温要求的液体,不适用于立式泵PLAN02 无冲洗液循环的封死的密封腔通常用锥形密封腔解决颗粒堆积和散热,不适用于立式泵PLAN11 从泵出口引出,经孔板至密封,冲洗密封推荐用于低粘度、温度低于80 ℃的清洁液体,不适用于立式泵端面后进入泵腔PLAN13 从密封腔引出,经过孔板至泵进口在密封腔压力同泵出口压力接近,腔内液体循环难以形成时使用,通常用于立式泵PLAN21 从泵出口引出,经孔板和冷却器至密封换热负荷较大,不推荐用于介质温度高于160 ℃的工况腔,冲洗密封端面后进入泵腔PLAN23 循环液通过一泵送环从密封腔引出,经冷为局部循环换热,换热负荷远小于PLAN21 系统,可以替代PLAN21 系统。

推荐用却器返回密封腔于高温介质工况PLAN31 适用于固体颗粒质量分数小于1.5 %、颗粒密度高于介质密度2 倍的工况从泵出口引出,经旋液分离器,清洁液自上部流出,进入密封腔。

含有颗粒的液体从下部流出,返回泵进口PLAN32 外供冲洗液注入密封腔,冲洗密封适用于含有固体颗粒或污染物的场合。

选择冲洗液时应考虑冲洗液不能污染介质,冲洗液消耗量较大PLAN41 从泵出口引出,经旋液分离器,清洁液自适用于介质温度低于160 ℃、固体颗粒质量分数小于 1.5%及颗粒密度高于介质密上部流出,经冷却器进入密封腔。

含有颗粒度2倍的工况的液体从下部流出,返回泵进口PLAN52 通过外部储液器向无压双重密封串联密通常用于无压双重密封,用于对轴封系统有较高可靠性要求的场合。

无压双重密封封提供缓冲液。

正常运行时由泵送环维持的内侧密封为第一道密封,相当于一个内装式密封。

第二道密封腔内注满来自缓冲罐循环。

缓冲液压力低于密封腔内液体的压的液体。

内侧密封或第二道密封失效均会报警。

也可用于泵送介质压力较高而单级力密封无法满足要求的工况。

泵用机械密封泄漏点分析及维修方案字体: 小中大| 打印发表于: 2021-3-10 23:31 作者: sunpengyu1 来源: 中国泵技术论坛——为中国泵行业开展提供动力！泵用机械密封泄漏点分析及维修方案泵用机械密封种类繁多，型号各异，但泄漏点主要有五处：〔l〕轴套与轴间的密封；〔2〕动环与轴套间的密封；〔3〕动、静环间密封；〔4〕对静环与静环座间的密封；〔5〕密封端盖与泵体间的密封。

一般来说，轴套外伸的轴间、密封端盖与泵体间的泄漏比拟容易发现和解决，但需细致观察，特别是当工作介质为液化气体或高压、有毒有害气体时，相对困难些。

其余的泄漏直观上很难辩别和判断，须在长期管理、维修实践的根底上，对泄漏病症进行观察、分析、研判，才能得出正确结论。

一、泄漏原因分析及判断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，那么说明动、静环摩擦副间存在问题。

在初步观察泄漏量、判断泄漏部位的根底上，再手动盘车观察，假设泄漏量无明显变化那么静、动环密封圈有问题；如盘车时泄漏量有明显变化那么可断定是动、静环摩擦副存在问题；如泄漏介质沿轴向喷射，那么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，那么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。

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，根本上都是由于环摩擦副受破坏所致。

引起摩擦副密封失效的因素主要有：〔l〕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、静环接触面别离；〔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，弹簧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。

双端面带平衡罐机械密封泄漏原因及改进措施介绍某型反应釜用带轴套整装式双端面机械密封的结构及工作原理，结合实际工况，分析了其失效原因(如O形圈材质选用不合理，搅拌同轴度偏大，密封面变形)，提出了改进措施及使用中的注意事项。

1 机械密封的结构与工作原理带轴套整装式双端面机械密封是一种无须调整动环弹簧压缩量、装配简便的机械密封形式。

该机械密封适用于强腐蚀、高温，带悬浮颗粒及纤维介质，气体介质，易燃易爆、易挥发、低粘度介质，保障高真空度工况的密封。

该机械密封结构见图1。

图1 带轴套整装式双端面机械密封结构A 泄漏液口;B1 、B2 冷却水进出口;C1、C2 密封液进出口;1 平衡罐;2 冷却水腔;3 密封液腔;4 轴套;5机械密封组件当搅拌轴运转时，其带动机械密封轴套以及固定在机械密封轴套上的动环组件同步转动，靠动环组件和上、下静环面之间的贴合达到密封效果。

密封面一侧是密封腔室，另一侧是反应釜内环境。

在正常工作状态下，通过外部提供密封液至平衡罐，保持密封液液位在平衡罐液位计的中线，并确保平衡罐内密封液压力(即密封液腔内压力)高于釜内压力0.05～0.10MPa。

若密封液压力过高，则动、静环摩擦面易加速磨损;若密封液压力过低，则反应釜内物料易泄漏。

2 故障分析2.1 故障状况某反应釜均采用带轴套整装式双端面机械密封，该机械密封轴径为210mm，工作转速为100r/min，工作压力为-0.5～1.0MPa，工作温度为0～80℃，主要起密封作用的是机械密封组件，见图2。

图2 机械密封组件1 上静环O形圈;2 上静环;3 轴套;4 上动环;5 轴套O形圈;6 动环组件;7 下动环O形圈;8 下动环;9 下静环;10 下静环O形圈动环密封面材质为SiC，静环密封面材质为井口KC-673石墨，与物料接触的下动环O形圈、上静环O形圈、轴套O形圈材质为聚四氟乙烯报复硅橡胶，其余O形圈材质均为丁腈橡胶。

该机械密封的密封液采用软水，釜内介质主要是聚乙烯等有机物料。

内装式机械密封典型七个泄漏通道分析及对策泄漏是机械密封失效的主要表现形式。

在实际工作中，重要的是从泄漏现象分析机械密封产生泄漏的原因。

外装式机械密封易于查明，而内装式机械密封，仅能观察到泄漏是来自非补偿静止环的外周或内周，这就给分析工作带来一定的困难。

首先对机械密封的泄漏通道进行一般性分析。

普通单端面内装式机械密封的典型泄漏通道如下图所示有7 处，分别为：①摩擦副端面之间（泄漏点1 );②补偿环辅助密封圈处（泄漏点2);③非补偿环辅助密封圈处（泄漏点3 );④机体与压盖结合端面间（泄漏点4);⑤轴套与转轴之间（泄漏点5);⑥碳石墨环有渗漏孔隙以及从镶嵌件配合面处都可能成为泄漏通道（6、7)。

以下对各点的具体情况进行分析。

一、摩擦副端面之间泄漏1、端面不平端面不平、粗糙度未达到要求，或在使用前受到了损伤，因而产生漏。

这时应重新研磨拋光或更换密封环。

2、端面间存在异物污物未被清除，装配时未清洗。

此时需清除端面污物重新装配。

3、安装不正确(1) 安装尺寸未达到安装工作尺寸的要求，必须仔细阅读安装说明书及附图，重新调整安装尺寸。

(2) 非补偿环安装倾斜，若为压盖安装偏斜应重新安装。

同时检查密封环端面与压盖端面各点的距离是否一致，防转销是否进入密封环的凹槽中，防转销是否顶到凹槽底部。

总装时压盖螺钉要均匀锁紧。

(3) 端面变形，碳石墨环弹性模量低，易变形。

一般碳石墨环端面变形原因有如下几点。

①合成橡胶O形圈在介质中溶胀，体积增大，碳石墨环受力偶作用而使端面变形。

对此，应更换O形圈材料或调整O型圈过盈量及硬度。

②压盖内夹杂金属污垢，局部受阻。

对此，须清除污垢，清洗压盖。

③端面分离，弹簧阻塞，如因温度变化引起介质结晶、积垢，造成端面不能很好地贴合。

弹簧被腐蚀而丧失强度也会产生同样的结果。

对于因腐蚀而产生的泄漏，一般需要改用合适的材料，避免阻塞应改变密封的结构或釆用弹簧外置式机械密封，从而可避免弹簧被阻塞与腐蚀。

机械密封的泄漏原因分析及解决办法摘要：通过对泵用机械密封的实际应用和理论分析，提出了机械密封的实际密封效果不仅与机械密封自身的性能有关，且与其它零部件提供的条件以及密封辅助系统提供的条件有着重要的关系。

关键词：泵；机械密封Abstract：Through the practical application and theorical analysis of the pump mechanical seal，the idea was put for—ward that the design of mechanical seal must consider the effect of external conditions such as the effect of other parts and the assist seal system except considering the feature of mechanical sea1．Keywords：pump；mechanical seal.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。

机械密封的密封效果将直接影响整机的运行，尤其是在石油化工领域内，因存在易燃、易爆、易挥发、剧毒等介质，机械密封出现泄漏，将严重影响生产正常进行，严重的还将出现重大安全事故。

1 机械密封的原理及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。

机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件组成。

其中动环和静环的端面组成一对摩擦副。

动环靠密封室中液体的压力和弹性元件的弹性力使其端面压紧在静环端面上，并在两环端面上产生适当的比压和保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。

压紧元件产生压力，可使泵在不运转状态下，也保持端面贴合，保证密封介质不外漏，并防止杂质进入密封端面。

2621　机械密封简介1.1　机械密封的特点机械密封为旋转轴常用的密封方式，属于接触式动密封，其主要是通过流体介质与弹性组成部分共同作用使密封端面互相接触并贴近旋转，直至达到密封效果[1]。

机械密封的优势在于密封效果好，相比于其他密封方式泄漏量更小，损耗低；使用性能稳定，有优良的抗振缓冲性，能保证使用安全；能在各种工况中使用，无明显的范围限制。

机械密封的主要缺点有其装配要求严格，对材料精度也要较高的要求，密封内部结构复杂，不便于维修，成本高。

以离心泵的机械密封为例，离心泵机械密封有各种类型，其主要泄露原因有制造质量不过关，工作时操作不正确等。

一般来说，机械密封泄露发生在六个部位：动静环的端面；动环和轴套的0环；静环的0环；用于密封的压片部位；泵轴级轴套间的密封部位；动静环的配合部位[2]，示意图见图1。

图1 机械密封结构示意图1-静环；2-动环；3-动环O形环；4-推环；5-弹簧；6-传动座；7-静环O形环；8-压盖；9-垫片1.2　机械密封的故障表现机械密封泄露一般发生在两种情况，一是机械运作时，另一种为机械处于静压下产生泄露，具体表现在下面几点：①密封端面出现问题，相比而言金属密封端面效果更好，常见问题有端面发生磨损破损，温度过高导致热烈，受力过大发生变形等；②机械的弹簧失效，失效原因包括弹簧腐蚀严重，发生松弛断裂等；③密封圈出现缺陷，缺陷可分为装配行和非装配行两种类型，前者包括密封圈有掉块、卷边及发生扭曲等，后者包括密封圈产生变形开裂等；④间隙配合出现问题。

2　机械密封泄漏的原因分析及处理机械密封经过安装后必须通过试压检查，检查时有动压检查和静压检查两种，当检查到密封泄露时应马上处理。

除了安装过程，使用时也会出现泄露，综上，密封泄露原因可以从机械的制造，安装及运行三个方面进行分析和处理。

2.1　制造质量问题机械密封制造主要在材料选择不恰当，材料端面发生变形，组件公差未进行严格控制三个方面出现问题。

机械密封—工作原理1 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。

图29.7-1机械密封结构常用机械密封结构如图29.7-1所示。

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如图29.7-1中的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料密封的1/100；②使用寿命长在油、水类介质中一般可达1～2年或更长时间，在化工介质中通常也能达半年以上；③摩擦功率消耗小机械密封的摩擦功率仅为软填料密封的10%～50%；④轴或轴套基本上不受摩损；⑤维修周期长端面磨损后可自动补偿，一般情况下，毋需经常性的维修；⑥抗振性好对旋转轴的振动、偏摆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低温、高温、真空、高压、不同转速，以及各种腐蚀性介质和含磨粒介质等的密封。