過程裝備密封技術(shù)論文

過程裝備密封技術(shù)論文

　　密封技術(shù)方向乃是零泄漏、高性能、高可靠性以及長(zhǎng)壽命化,下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的過程裝備密封技術(shù)論文，希望你們喜歡。

　　過程裝備密封技術(shù)論文篇一

　　機(jī)械密封原理及技術(shù)

　　【摘 要】結(jié)合化工機(jī)械的特點(diǎn), 探討機(jī)械密封的原理，機(jī)械密封的材料、機(jī)械密封的腐蝕和防護(hù)。 【關(guān)鍵詞】機(jī)械密封 材料 腐蝕 防護(hù)

　　中圖分類號(hào)：F407.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

　　機(jī)械密封即通過動(dòng)、靜環(huán)一對(duì)相對(duì)旋轉(zhuǎn)垂直于軸的兩個(gè)平行密封端面，在一定接觸壓力下，對(duì)流體密封。因此，又稱端面密封。機(jī)械密封在旋轉(zhuǎn)設(shè)備上的應(yīng)用非常廣泛，機(jī)械密封的密封效果將直接影響整機(jī)的運(yùn)行，嚴(yán)重的還將出現(xiàn)重大安全事故。從機(jī)械密封的內(nèi)外部條件的角度分析了影響密封效果的幾種因素和應(yīng)采取的合理措施。，

　　一、機(jī)械密封的原理：

　　密封中彈簧和密封流體的壓力作用，使相對(duì)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)、靜環(huán)接觸端面上，產(chǎn)生合適的壓緊力，端面間保持的液膜起平衡壓力，潤(rùn)滑端面作用，兩端面需十分光潔，平直，以使端面完全貼合，比壓均勻。動(dòng)、靜環(huán)密封圈防止密封泄漏起密封作用外，還可以吸收旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的振動(dòng)，起緩沖作用。動(dòng)、靜端面磨損時(shí)，動(dòng)環(huán)在彈簧和密封流體的壓力作用下向靜環(huán)移動(dòng)，使動(dòng)、靜環(huán)始終保持合適的接觸壓力，故動(dòng)環(huán)密封圈要具有隨動(dòng)性。一般情況下密封端面要求在不等強(qiáng)度下使用，即密封端面材質(zhì)一軟，一硬。

　　1.分類

　　(1)按密封的主機(jī)：泵用機(jī)械密封、釜用機(jī)械密封、壓縮機(jī)用機(jī)械密封等;

　　(2)按不同工作參數(shù)，分為高溫、中溫、低溫、高壓、中壓、低壓、高速、重型等等;

　　(3)按結(jié)構(gòu)形式分為：平衡型和非平衡型、單端面和雙端面機(jī)械密封等。

　　2.安裝

　　(1)準(zhǔn)備工作

　?、贆z查軸與軸套的徑向跳動(dòng)、表面粗糙度、外徑公差、軸的竄動(dòng)等是否滿足精度要求;

　?、跈z查機(jī)械密封的型號(hào)、規(guī)格是否與要求相符。各零件是否完好，密封圈尺寸是否合適，動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的表面是否光滑平整。若有缺陷必須更換或修復(fù)。

　　③用干凈的汽油對(duì)機(jī)械密封的零件進(jìn)行清洗，然后擦干，注意保護(hù)密封面;

　　④安裝機(jī)械密封時(shí)，先從說明書上查到彈簧的工作長(zhǎng)度，然后用卡尺量得彈簧的自由長(zhǎng)度即可得彈簧的壓縮量，安裝中應(yīng)保證彈簧的壓縮量的偏差不大于1mm。

　　(2)檢查與測(cè)量

　?、賱?dòng)環(huán)的浮動(dòng)性，要求動(dòng)環(huán)與軸有一定的間隙，保證間隙為0.3-0.7mm。

　?、诠潭ōh(huán)是否偏心泵用機(jī)械密封中，固定環(huán)(彈簧座)與軸采用滑動(dòng)配合，間隙量很小。若間隙較大，固定環(huán)就會(huì)偏心，作用在密封面上的彈簧力不均勻時(shí)密封出現(xiàn)時(shí)泄時(shí)封現(xiàn)象

　?、蹌?dòng)環(huán)與靜環(huán)貼合面的檢查:檢查時(shí)可用90°角尺測(cè)量貼合面對(duì)軸中心線的偏差。

　　(3)安裝

　　首先分別將轉(zhuǎn)動(dòng)組件中各件與靜環(huán)組件中各件組裝完畢，并做好彈簧的初步預(yù)緊;然后完成動(dòng)環(huán)組件在軸上的安裝和靜環(huán)組件在壓蓋內(nèi)的安裝，初步測(cè)量動(dòng)環(huán)密封端面至密封腔端面的距離，與靜環(huán)密封面至端蓋端面的距離，兩者之差即為機(jī)械密封的彈簧預(yù)壓縮量，并組裝好軸承;對(duì)照技術(shù)要求的壓縮量，參照實(shí)測(cè)的壓縮量，將壓縮量調(diào)整合適，將壓蓋緊固。

　　安裝過程中應(yīng)保持密封的清潔和完整，不允許用工具敲打密封元件，以防止密封被損害。機(jī)械密封安裝在軸上后，用手推動(dòng)動(dòng)環(huán)應(yīng)有彈性及順利之感，然后在密封面上加些機(jī)油，將端蓋均勻壓緊，不得壓偏。

　　(4)檢查與試壓

　　安裝完畢后，用手盤車，應(yīng)保證轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，并有一定的浮動(dòng)性。對(duì)重要設(shè)備的機(jī)械密封必須進(jìn)行靜壓試驗(yàn)和動(dòng)壓試驗(yàn)，試驗(yàn)合格后，方可投入正式使用。

　　3.運(yùn)轉(zhuǎn)

　　(1)啟動(dòng)前的注意事項(xiàng)：輔助裝置、冷卻系統(tǒng)是否安裝無誤;應(yīng)清洗管線以防鐵銹、雜質(zhì)進(jìn)入密封腔;用手盤動(dòng)聯(lián)軸器，檢查軸是否輕松運(yùn)轉(zhuǎn)。如果盤動(dòng)很重，應(yīng)檢查有關(guān)配合尺寸是否正確，設(shè)法找出原因并排除故障。

　　(2)試運(yùn)行和正常運(yùn)轉(zhuǎn)：首先啟動(dòng)液封系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)，使密封腔內(nèi)充滿介質(zhì)，然后啟動(dòng)主密封進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)。如果一開始發(fā)現(xiàn)有微量泄漏，但過1-3h后逐漸減少，為正常磨合過程。如果泄漏量不減少應(yīng)停車檢查;如果機(jī)械密封發(fā)熱、發(fā)煙，一般為彈簧比壓過大，可適當(dāng)降低彈簧壓力。經(jīng)試運(yùn)轉(zhuǎn)合格后，可轉(zhuǎn)入操作條件下的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。升溫、升壓過程應(yīng)緩慢，并密切注視有無異常現(xiàn)象發(fā)生。

　　4.停車

　　應(yīng)先停主機(jī)，再停輔助系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)。停車時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)將主機(jī)內(nèi)的介質(zhì)放凈。

　　二、機(jī)械密封的材料：

　　機(jī)械密封的密封性能和使用壽命，與各零件的材料有關(guān)，尤其是端面密封(摩擦副)的材料，輔助密封的材料和彈簧的材料。

　　1.端面密封摩擦副的材料

　　摩擦副材料有石墨、陶瓷、堆焊硬質(zhì)合金、碳化鎢合金、SiC、填充聚四氟乙烯、錫青銅、鋼結(jié)硬質(zhì)合金、不銹鋼、酚醛塑料、尼龍等。常用材料的性質(zhì)如下。

　　(1)、石墨

　　石墨的優(yōu)點(diǎn)是耐腐蝕性和自潤(rùn)滑性好，摩擦系數(shù)小，耐熱沖擊性好并容易加工，缺點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度低，有孔隙。石墨的這兩個(gè)缺點(diǎn)可以用浸漬和滲碳的方法改善。浸漬石墨可分為浸樹脂和浸漬金屬兩種。浸樹脂石墨耐腐蝕性好，但不耐高溫(耐溫約170~200℃);浸漬金屬石墨高溫性好(浸青銅、鋁、鉛等耐高溫可達(dá)400~500℃)，但耐腐蝕性差。石墨是使用最廣泛的非金屬材料，用作中低轉(zhuǎn)速機(jī)械密封的動(dòng)環(huán)和高速機(jī)械密封的靜環(huán)。好的石墨，肉眼看來致密，手指摸上去不大脫粉，不大染黑手指。

　　(2)、陶瓷

　　陶瓷的優(yōu)點(diǎn)是耐腐蝕性好，硬度很高，耐磨性好，缺點(diǎn)是脆性大以及硬度過高而難以加工。應(yīng)用較多是氧化鋁陶瓷，還有金屬陶瓷。陶瓷多用于腐蝕性介質(zhì)、中低速的場(chǎng)合。

　　(3)、堆焊硬質(zhì)合金

　　在碳鋼、鉻鋼和鉻鎳鋼的密封面上堆焊硬質(zhì)合金，優(yōu)點(diǎn)是硬度高，耐磨性好，耐溫性好(500℃以下)，耐腐蝕或汽蝕性好，缺點(diǎn)是易產(chǎn)生氣孔、夾渣和表面硬度不均勻。

　　2.輔助密封圈的材料

　　對(duì)輔助密封材料的要求是彈性好，摩擦系數(shù)小，耐磨、耐熱和低溫性好，抗介質(zhì)腐蝕、溶解和老化等，此外還要求在壓縮后和長(zhǎng)期使用中殘余變形好。常用的輔助密封圈材料是橡膠和聚四氟乙烯，此外還有軟聚氯乙烯。

　　(1)、橡膠

　　橡膠有較好的彈性、緩沖性、吸振性、耐熱性、耐腐蝕性。橡膠密封圈的密封效果好，應(yīng)用最廣泛。常用的橡膠有硅橡膠、丁晴橡膠、氯丁橡膠和氟橡膠等。

　　(2)、聚四氟乙烯

　　聚四氟乙烯的優(yōu)點(diǎn)是化學(xué)穩(wěn)定性、耐油、耐溶解、耐濕性優(yōu)異，摩擦系數(shù)低，適用于各種腐蝕介質(zhì)，缺點(diǎn)是彈性比橡膠差，易產(chǎn)生永久變形。

　　3.彈性元件材料

　　(1)、彈簧材料

　　對(duì)彈簧材料的要求是：彈性好、耐介質(zhì)腐蝕。常用彈簧材料有不銹彈簧鋼(1Cr18Ni9Ti等)、鉻鋼(3Cr13、4Cr13等)、碳素彈簧鋼(60Si2Mn等)和磷青銅。

　　(2)、波紋管材料

　　對(duì)波紋管材料的要求是：良好的焊接性能;較大的彈性;一定的耐腐蝕性。常用的波紋管材料有鐵基、銅基和鎳基合金以及鈦材等。一般以鐵基中的鎳鉻奧氏體帶材為主，尤以1Cr18Ni125MnMo2Ti用得最多。高鎳彈性合金被認(rèn)為是制作波紋管較理想的材料，含鋁的材料用一般焊接技術(shù)時(shí)會(huì)遇到困難。目前國(guó)外用得最多的波紋管材料有AM350(近似Cr16Ni45MnMo3N)屬于固溶體、低強(qiáng)度、低硬度、高延伸率。

　　三、機(jī)械密封滲漏現(xiàn)象及原因：

　　目前機(jī)械密封在泵類產(chǎn)品中的應(yīng)用非常廣泛，而隨著產(chǎn)品技術(shù)水平的提高和節(jié)約能源的要求，機(jī)械密封的應(yīng)用前景將更加廣泛。機(jī)械密封亦稱端面密封, 其有一對(duì)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面, 該端面在流體壓力及補(bǔ)償機(jī)械外彈力的作用下, 依賴輔助密封的配合與另一端保持貼合, 并相對(duì)滑動(dòng), 從而防止流體泄漏。

　　四、機(jī)械密封的腐蝕和防護(hù)：

　　機(jī)械密封出現(xiàn)故障的機(jī)會(huì)較多，比例較大，常見的損壞形式可分為腐蝕損壞、熱損壞和機(jī)械損壞三種，由于機(jī)械密封特殊的結(jié)構(gòu)形式和千差萬別的工作環(huán)境，其腐蝕形態(tài)也存在多樣性的特點(diǎn)。 1.金屬環(huán)腐蝕 表面均勻腐蝕。如果金屬環(huán)表面接觸腐蝕介質(zhì)，而金屬本身又不耐腐蝕，就會(huì)產(chǎn)生表面腐蝕，其現(xiàn)象是泄漏、早期磨損、破壞、發(fā)聲等。金屬表面均勻腐蝕有成膜和無膜兩種形態(tài)，無膜的金屬腐蝕很危險(xiǎn)，腐蝕過程以一定的速度進(jìn)行，這主要是選材錯(cuò)誤造成的。成膜的腐蝕，其鈍化膜通常具有保護(hù)作用的特性，但金屬密封環(huán)所用材料，如不銹鋼、鈷、鉻合金等其表面的鈍化膜在端面摩擦中破壞，在缺氧條件下新膜很難生成，使電偶腐蝕加劇。 2.非金屬環(huán)腐蝕 石墨環(huán)的腐蝕用樹脂浸漬的不透性石墨環(huán)，它的腐蝕有三個(gè)原因：一是當(dāng)端面過熱，溫度>180℃時(shí)，浸漬的樹脂要析離石墨環(huán)，使環(huán)耐磨性下降;二是浸漬的樹脂若選擇不當(dāng)，就會(huì)在介質(zhì)中發(fā)生化學(xué)變化，也使耐磨性下降;三是樹脂浸漬深度不夠，當(dāng)磨去浸漬層后，耐磨性下降。所以密封冷卻系統(tǒng)的建立，選擇耐蝕的浸漬樹脂，采用高壓浸漬，增加浸漬深度是非常必要的。 3.輔助密封圈及其接觸部位的腐蝕 輔助密封圈的腐蝕橡膠種類不同，其耐蝕性亦不同。由于橡膠的腐蝕、老化，其失效的橡膠遭腐蝕后表面變粗糙且失去彈性，容易斷裂。橡膠耐油性因品種而異，不耐油的橡膠易脹大、摩擦力增大，浮動(dòng)性不好，使密封失效。橡膠與F4耐溫性差，硅橡膠耐溫性最好，可在200℃使用。

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