如何确定机械密封弹簧的压缩量Word下载.docx

1、当动环回转时，由于静环表面有很多微孔，动环的转动使其表面与静环表面上的微孔形成收敛缝隙流体膜层，使每一个孔都像一个微动力滑动轴承。也就是说，当另一个表面在多孔端面上滑动时，会在孔的上方及其周边产生流体动压力，这就是流体动压效应。流体动压力的承载能力取决于滑动的速度、介质的粘度和流体膜厚度7。这些孔产生动压效应的共同作用的结果使得两密封面分开。由于在两密封面间存在流体膜，两密封面不再直接接触，密封面间的摩擦状态为流体摩擦。试验研究8表明，在端面载荷和转速相同时，多孔端面机械密封环之间的间隙总是大于普通机械密封环之间的间隙。端面载荷增加时，普通机械密封环的端面间隙骤然减小，以至于端面直接接触，液膜

2、遭到破坏，使磨损加剧。对于多孔端面机械密封环，端面载荷增加时，端面间隙减小，液膜刚度增加，而很小的间隙又恰好将泄漏量降低到最小，从而满足严格的机械密封泄漏要求，同时减少了密封面的磨损。因此，多孔端面机械密封可有效地延长密封寿命。 机械密封的最大PV值是评价机械密封运行安全性的重要指标，而多孔端面机械密封可有效地提高机械密封的最大PV值。对多孔端面的孔深与直径比值进行优化，其最大PV值约是普通机械密封最大PV值的2.5倍8。因此，多孔端面机械密封可有效地提高密封参数，保证机械密封的安全运行。多孔端面机械密封已经应用于石油化工行业，如轻烃和甲苯密封介质，温度为266320，压力为0.67MPa的多

3、孔端面机械密封。经过6个月的实际运行，密封效果令人满意9。3多孔端面机械密封的加工方法 在密封面上加工深度为微米级的流槽或微孔，常规的机械加工方法几乎无能为力。因而人们探索了很多种加工方法，主要有以下几种：光化学腐蚀加工（光刻法）、电火花加工（电蚀刻）、电化学加工和激光加工等方法。几种加工方法的特点如表1所示。表1加工方法的比较 由表1可知，与传统的加工技术相比，激光加工适用面广，对不同材料、不同形状的加工表面均适合，具有工件无机械变形、无污染、速度快、重复性好以及自动化程度高等特点。显然，对于多孔端面机械密封环，其他的加工方法是无能为力的，只有采用激光加工方法才能获得满意的结果。图2为利用深

4、圳市大族激光科技股份有限公司的YAG D50S激光打标机加工而成的碳化硅密封环的多孔端面。图2密封环的多孔端面4 摩擦性能试验 在不同端面载荷下分别对普通密封环和激光加工多孔端面密封环进行对比试验，2种密封环的端面尺寸、表面粗糙度、端面载荷及转速等试验条件均完全相同，碳石墨材料制造的密封环与两种试验密封环配对运转。图3为在不同端面载荷下转速变化时普通密封环和激光加工多孔端面密封环与碳石墨密封环端面间的摩擦系数值。由图3可知，激光加工多孔端面机械密封的摩擦系数比普通机械密封的摩擦系数要低得多。从摩擦系数值来看，普通机械密封的摩擦系数值处于边界摩擦状态，而激光加工的多孔端面机械密封的摩擦系数值处于

5、混合、甚至液体摩擦状态，因此，激光加工多孔端面密封环比普通密封环具有更好的摩擦性能。图3不同密封环端面间的摩擦系数5结语 激光加工多孔端面机械密封工艺简单，密封液体介质具有良好的动压效应，实现了密封端面间的流体润滑，从而延长密封寿命。激光加工多孔端面机械密封具有较高的密封参数，因而密封性能良好。激光加工技术的应用为机械密封技术注入了新的活力。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。1 静止环；2旋转环；3弹性元件；4弹簧座；5紧定螺钉；6旋转环畏助密封圈；7防转销；8辅助密封圈；9压

6、盖；A、B、C、D通道图1 机械密封结构常用机械密封结构如图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

7、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：密封可靠在

8、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；使用寿命长在油、水类介质中一般可达12年或更长时间，在化工介质中通常也能达半年以上；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%；轴或轴套基本上不受摩损；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；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；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。但其缺点有：结构较复杂，对制造加工要求高；安装与更换比较麻烦，并要求工人有一定的安装技术水平；发生偶然性事故时，处理

9、较困难；一次性投资高。水泵机械密封常见渗漏现象及对策本文总结了机械密封比较常见的渗漏原因。机械密封本身是一种要求较高的精密部件，对设计、机械加工、装配质量都有很高的要求。在使用机械密封时，应分析使用机械密封的各种因素，使机械密封适用于各种泵的技术要求和使用介质要求且有充分的润滑条件，这样才能保证密封长期可靠地运转。关键词：机械密封 渗漏现象 机械密封亦称端面密封，其有一对垂直于旋转轴线的端面，该端面在流体压力及补偿机械外弹力的作用下，依赖辅助密封的配合与另一端保持贴合，并相对滑动，从而防止流体泄漏。一、常见的渗漏现象 机械密封渗漏的比例占全部维修泵的50 %以上，机械密封的运行好坏直接影响到水

10、泵的正常运行，现总结分析如下。1.周期性渗漏 （1） 泵转子轴向窜动量大，辅助密封与轴的过盈量大，动环不能在轴上灵活移动。在泵翻转，动、静环磨损后，得不到补偿位移。对策：在装配机械密封时，轴的轴向窜动量应小于0.1mm，辅助密封与轴的过盈量应适中，在保证径向密封的同时，动环装配后保证能在轴上灵活移动（把动环压向弹簧能自由地弹回来） 。（2） 密封面润滑油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面。油室腔内润滑油面高度应加到高于动、静环密封面。（3） 转子周期性振动。原因是定子与上、下端盖未对中或叶轮和主轴不平衡，汽蚀或轴承损坏（磨损） ，这种情况会缩短密封寿命和产生渗漏。可根据维修标准来纠正上述问题。2.

11、 小型潜污泵机封渗漏引起的磨轴现象 （1） 715kW以下小泵机封失效常常产生磨轴，磨轴位置主要有以下几个：动环辅助密封圈处、静环位置、少数弹簧有磨轴现象。（2） 磨轴的主要原因：BIA 型双端面机械密封，反压状态是不良的工作状态，介质中的颗粒、杂质很容易进入密封面，使密封失效。磨轴的主要件为橡胶波纹管，且是由于上端密封面处于不良润滑状态，动静环之间的摩擦力矩大于橡胶波纹管与轴之间的传递转矩，发生相对转动。动、静环辅助密封由于受到污水中的弱酸、弱碱的腐蚀，橡胶件已无弹性。有的已腐烂，失去了应有的功能，产生了磨轴的现象。（3） 为解决以上问题，现采取如下措施：保证下端盖、油室的清洁度，对不清洁的

12、润滑油禁止装配。机封油室腔内油面线应高于动静环密封面。根据不同的使用介质选用不同结构的机封。对高扬程泵应重新设计机封结构，对腐蚀性介质橡胶应选用耐弱酸、弱碱的氟橡胶。机封静环应加防转销。二、由于压力产生的渗漏 （1） 高压和压力波造成的机械密封渗漏由于弹簧比压力及总比压设计过大和密封腔内压力超过3MPa 时，会使密封端面比压过大，液膜难以形成，密封端面磨损严重，发热量增多，造成密封面热变形。在装配机封时，弹簧压缩量一定要按规定进行，不允许有过大或过小的现象，高压条件下的机械密封应采取措施。为使端面受力合理，尽量减小变形，可采用硬质合金、陶瓷等耐压强度高的材料，并加强冷却的润滑措施，选用可*的传

13、动方式，如键、销等。（2） 真空状态运行造成的机械密封渗漏泵在起动、停机过程中，由于泵进口堵塞，抽送介质中含有气体等原因，有可能使密封腔出现负压，密封腔内若是负压，会引起密封端面干摩擦，内装式机械密封会产生漏气（水） 现象，真空密封与正压密封的不同点在于密封对象的方向性差异，而且机械密封也有其某一方向的适应性。采用双端面机械密封，这样有助于改善润滑条件，提高密封性能。三、由于介质引起的渗漏 （1） 大多数潜污泵机械密封拆解后，静环和动环的辅助密封件无弹性，有的已经腐烂，造成了机封的大量渗漏甚至有磨轴的现象。由于高温、污水中的弱酸、弱碱对静环和动环辅助橡胶密封件的腐蚀作用，造成了机械渗漏过大，动

14、、静环橡胶密封圈材料为丁腈40，不耐高温，不耐酸碱，当污水为酸性碱性时易腐蚀。对腐蚀性介质，橡胶件应选用耐高温、耐弱酸、弱碱的氟橡胶。（2） 固体颗粒杂质引起的机械密封渗漏如果固体颗粒进入密封端面，将会划伤或加快密封端面的磨损，水垢和油污在轴（套） 表面的堆积速度超过摩擦副的磨损速度，致使动环不能补偿磨耗位移，硬对硬摩擦副的运转寿命要比硬对石墨摩擦副的长，因为固体颗粒会嵌入石墨密封环的密封面内。在固体颗粒容易进入的位置应选用碳化钨对碳化钨摩擦副的机械密封。四、因其他问题引起的机械密封渗漏 机械密封中还存在设计、选择、安装等不够合理的地方。（1） 弹簧压缩量一定要按规定进行，不允许有过大或过小的

15、现象，误差2mm，压缩量过大增加端面比压，摩擦热量过多，造成密封面热变形和加速端面磨损，压缩量过小动静环端面比压不足，则不能密封。（2） 安装动环密封圈的轴（或轴套） 端面及安装静环密封圈的密封压盖（或壳体） 的端面应倒角并修光，以免装配时碰伤动静环密封圈。五、结束语 以上总结了机械密封比较常见的渗漏原因。泵用机械密封的泄漏分析以及故障维修 全球阀门网整理2009-3-12来源:泵阀商报直接进论坛 关闭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，

16、轴套外伸的轴间、密封端盖与泵体间的泄漏比较容易发现和解决，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、维修实践的基础上，对泄漏症状进行观察、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，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；如泄漏介质沿轴

17、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。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：（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，弹簧无法调整动环的轴向浮动量；

18、（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，导致吸人管侧容器（塔、釜、罐、池）底部沉渣

19、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、结胶性物质增多；（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。二、泵用机械密封检修中的几个误区1.弹簧压缩量越大密封效果越好。其实不然，弹簧压缩量过大，可导致摩擦副急剧磨损，瞬间烧损；过度的压缩使弹簧失去调节动环端面的能力，导致密封失效。2.动环密封图越紧越好。其实动环密封圈过紧有害无益。一是加剧密封圈与轴套间的磨损，过早泄漏；二是增大了动环轴向调整、移

20、动的阻力，在工况变化频繁时无法适时进行调整；三是弹簧过度疲劳易损坏；四是使动环密封圈变形，影响密封效果。3.静环密封圈越紧越好。静环密封圈基本处于静止状态，相对较紧密封效果会好些，但过紧也是有害的。一是引起静环密封因过度变形，影响密封效果；二是静环材质以石墨居多，一般较脆，过度受力极易引起碎裂；三是安装、拆卸困难，极易损坏静环。4.叶轮锁母越紧越好。机械密封泄漏中，轴套与轴之间的泄漏（轴间泄漏）是比较常见的。一般认为，轴间泄漏就是叶轮锁母没锁紧，其实导致轴间泄漏的因素较多，如轴间垫失效，偏移，轴间内有杂质，轴与轴套配合处有较大的形位误差，接触面破坏，轴上各部件间有间隙，轴头螺纹过长等都会导致轴

21、间泄漏。锁母锁紧过度只会导致轴间垫过早失效，相反适度锁紧锁母，使轴间垫始终保持一定的压缩弹性，在运转中锁母会自动适时锁紧，使轴间始终处于良好的密封状态。5.新的比旧的好。相对而言，使用新机械密封的效果好于旧的，但新机械密封的质量或材质选择不当时，配合尺寸误差较大会影响密封效果；在聚合性和渗透性介质中，静环如无过度磨损，还是不更换为好。因为静环在静环座中长时间处于静止状态，使聚合物和杂质沉积为一体，起到了较好的密封作用。6.拆修总比不拆好。一旦出现机械密封泄漏便急于拆修，其实，有时密封并没有损坏，只需调整工况或适当调整密封就可消除泄漏。这样既避免浪费又可以验证自己的故障判断能力，积累维修经验提高

22、检修质量。减温减压系统中调节阀的工艺要求及选定 2009-6-2互联网作 者： 沈中奇 摘 要： 本文论述减温减压系统关键设备调节阀应用中的问题，以及分析问题的过程和解决的方法。 1 前言 在减温减压系统中，关键设备减压阀前后压差大，易产生泄漏、噪声及气蚀，自动控制也会失效。本文在现场实测数据的基础上，分析工艺系统对调节阀的要求。并通过工艺参数分析，对厂家计算的分析来确定选用产品。文章最后从我厂系统改造前后的情况对理论分析予以确认。 2 工艺条件及改造前的工艺状况 在我公司自用蒸汽的工艺生产中，有一台关键设备为减温减压器，该设备将锅炉生产的蒸汽（在不通过汽轮机发电的情况下）从2.48MPa 4

23、30oC减温减压到0.35MPa 170oC，以满足公司其他用汽单位的需求；该减温减压器上的减压阀和减温水分配阀为该减温减压器厂配套的，型号为Y45Y100-Dgl50双座减压阀和JF61H-100DN32给水分配阀；该设备自公司生产以来，连续运行了4年多，基本上能满足公司生产的要求；但在这4年多的运行期内，我们也发现该设备存在一些问题，主要表现在如下几方面： （1）减压阀的泄漏量大，特别是在蒸汽通过汽轮机发电的情况下，在该种条件下，该减压阀应该是完全关死的，但由于双座阀本身的结构和产品质量等问题，该阀门在全关位置时仍有较大的蒸汽泄漏量，造成了不必要的能源损耗，并增大了生产成本。 （2）调节范

24、围小：从双座阀的调节特性可知，该阀的调节范围比较小；根据工艺的实际操作情况来看，在锅炉小负荷运行时（蒸汽产能在10t/h时），该减压阀无法完成对蒸汽压力的调节，即在蒸汽流量小于1Ot/h时，无法对蒸汽压力进行调节。 （3）控制精度低，稳定性差：减压阀和减温阀的控制采用的是带伺服放大器角行程电动执行机构，执行机构与阀杆的联结采用的是杠杆；伺服放大器的型号过于陈旧，平衡和稳定度的调节过于复杂，可能由于用于伺服放大器和反馈板上的电子元件器件未经工业化处理，故对环境的要求也较高，在高温和粉尘环境中工作不稳定；执行机构与阀体的联结设计不合理，多支点的杠杆联结方式虽然满足了将角行程电动执行机构输出力的放大

25、，但由于杠杆各联结点存在较大的机械缝隙，无法满足整个控制系统对控制精度及控制稳定性的要求.因此对这两台阀的控制精度和控制稳定性均较差，无法满足自动的要求，自生产开车以来一直处于手动和现场操作状况，控制精度低。 （4）日常维修量大，工艺操作困难：由于该控制系统上的设备在当时选型时均有一定的缺陷，因此在实际运行时总是存在一些问题，每周均有2-3次的维修，而且工艺自开始生产以来就没有投上过自动，增加了工艺操作人员的操作难度。 为了解决上述设备所存在的问题，更好的满足工艺安全生产的要求，我们决定对该减温减压器上的减压阀和减温水分配阀及其控制系统进行改造，根据工艺的要求及公司目前的生产状况，该两台阀应满

26、足如下的工艺生产条件： a）蒸汽减压调节阀 工艺管径：150mm（DN150、PN10）介质：蒸汽 温度：Max 4300C 流量：Qmin4t/h Qnor15t/h Qmax20t/h 进口压力：2.45MPa 出口压力：0.35MPa 配电动执行机构：电源为220VAC/50Hz 输入信号为：420mA 阀位反馈信号为： 执行机构上带手动开/关手柄或手轮 b）减温水阀32mm（DN32、PNIO） 介质：水1080CQmax 2500kg/h3.OMPa0.4MPa420mA 执行机构上带手动开/关手柄或手轮根据以上的工艺条件，我们将调节阀和执行机构分开选型，首先确定执行机构，然后再选调节阀，再由调节阀的供货商提供成套。 3 电动执行机构的选型 根据工艺运行的需要及工艺人员的要求，此调节阀的执行机构我们决定选用电动执行机构，为此就我们所掌握