焊接金属波纹管机械密封
焊接金属波纹管机械密封主要用于炼油厂热油泵的轴端密封。利用金属波纹管代替了弹簧和辅助密封圈,解决了高温下辅助密封的问题。焊接不仅起着补偿轴向位移及缓冲振动的作用,而且靠本身的弹力与密封介质压力一起对密封端面施加一定的比压,以起到密封的作用旧。实践表明:波纹管膜片由于在轴向振动力的作用下表现的失效形式一般为膜片失弹和疲劳破坏,因而国内外许多学者致力于膜片应变、动态应力的分析,用有限元法和优化方法计算膜片的动态应力。以波纹管膜片作为研究对象,使用ANSYS有限元程序计算了由轴向振动引起的膜片大动应力的大小及位置,并分析了振动量与大动应力之间的关系,进而给出了提高膜片使用寿命的措施。由于波纹膜片是轴对称圆环壳单元,故取单个膜片的l/2进行应力分析计算。在使用ANSYs分析软件时,结合本文的情况采用了壳体线性分析模式。冲洗能够有效降低动静环高温度,并减小密封环温差的差别,环温差趋于一致。当冲洗量达到一定值和一定量的冲洗,使动环耦合变形锥度减小,静环锥度增大,但两者综合锥度降低,因此一定量的冲洗能够有效降低耦合变形产生的正锥度。
SiC碳化硅一种新型陶瓷,由于高密度成形技术的发展,80年代开始,国外纷纷用它作高PV值的组对材料,是到
目前为止发现的好的摩擦副材料,具备各种优良性能。重量轻,为WC的1/5,比强度高,摩擦系数小,硬度略
**硬质合金,HRA90~94,抗辐射性好,具有一定的自润滑性,组对性好,化学稳定性、耐热性、热传导性都
很优异。在500℃以下,几乎耐所有的酸和碱,除振动冲击大,或有颗粒介质场合外,几乎所有的硬质合金都可
用它取代,价格略比WC便宜。
缺点:脆性材料,抗机械冲击性稍差。
由于制造工艺不同,性能略有差异,目前主要有4种类型:
1、 反应烧结SiC(SiC+Si 组成的致密烧结物)
[(α-SiC 粉+石墨粉+助熔剂)混和+**粘结剂]压制成型,放入Si 粉坩锅内,在真空炉加热1600~1800 ℃,生成β-SiC。 这种SiC 由α-SiC、β-SiC、 游离硅组成,由于游离Si 和孔隙的存在,它不耐强碱和氧化性介质。
优点:收缩率小,耐热冲击性好,成本低,适于批量生产。
2 、常压烧结SiC
采用**细SiC 粉(粒度在0.1~0.2μm), 加适当的添加剂、粘结剂压制成型,然后在2000~2200 ℃的温度下烧结而成。适用于数量少,规格品种多的密封环。致密度高达97% 以上。
3、热压烧结SiC
粒度≤1μm的SiC粉,加上适当的添加剂,装入石墨模具内,在2000~2100℃的热压炉内加压(30~50MPa)制成。这是SiC中化学稳定性好的一种。(因为在氧化气氛下,表面生成了一种SiO2保护膜,耐腐蚀性好。)质密度高达97%以上。
4、气相渗透SiC(又叫硅化石墨)
以石墨为基体,按终产品形状加工好后,导入Si源,采用化学气相沉积法在1800~2200℃的高温下反应生成。,渗透层厚度可达1.5mm,成SiC表层,表层还有10%的石墨,具有气体不渗透性,C、Si之间无明显的边界层。这种SiC既具有碳石墨优点,又具有SiC特性,是一种很有前途的碳基复合材料。气相渗透SiC与常压烧结SiC组对,可用于高速场合,即使处于半干摩擦工况条件下也不易产生卡滞与擦伤。
普通波纹管机械密封的三种失效形式
普通机械密封失效形式目前采用的波纹管机械密封及其辅助系统造成密封失效形式主要有以下几种。
1、波纹管失弹或断裂引起的密封失效。
波纹管在使用过程中,其刚度消防泵机械密封或弹性会慢慢减小,这种弹性减小的现象通常称之为失弹。实验和实际应用表明,当波纹管的失弹量**过初始压缩量的18%~20%时,整个波纹管机械密封就会发生泄漏。金属波纹管机封在温度**200℃时失弹现象不明显,但在高温(**过300℃)下使用,开车后泵很快就发生泄漏,将使用的机封拆下测耐驰机械密封量发现金属波纹管组件高度较安装前平均降低2~3mm。波纹管失弹主要由于长久变形或应力多级泵机械密封松弛,还有一种情况是工作介质结晶沉淀或凝固在波纹管的缝隙中,使波纹管变形能力减小或丧失变形能力。因此,高温和载荷是造成波纹管失弹的主要原因。另外,在高温及波纹管压缩量或接触比压较大的情况下,波纹管会发生断裂;温度越高,载荷越大,波纹管发生断裂的概率就越高。
2、配对摩擦副中石墨环的过度磨损引起的密封失效。
通常,将失效的机封拆下检查发现石墨密封环磨损严重。通过分析和试验发现,金属波纹管机封的端面比压受波纹的有效直径的影响,而有效直径是随压力的变化而改变。由于压力过大,导致摩擦副摩擦严重,石墨环过度磨损引起泄漏。
3、配对摩擦副中环的表面热裂引起的密封失效。
经检查发现,密封摩擦副的硬质合金环出现由硬面中心向外发散的许多粗细不一的径向裂纹,这是热裂导致的密封失效。热裂产生的主要原因是过高的局部热应力,其中硬质合金环与环座两种材料的膨胀系数差别,采用堆焊结构还是整体结构,密封冷却冲洗系统中冲洗液的类型、冲洗方式和流量的大小是否合适都可能引起密封端面的热裂。
波纹管机封技术交流交流内容波纹管机械密封的基本原理波纹管机械密封的材料波纹管机械密封的冷却和冲洗波纹管机械密封的使用和安装波纹管机械密封的故障分析机械密封的定义机械密封的定义:机械密封是一种依靠弹性元件和介质压力压紧动、静环端面从而达到密封的部件。通过阻止泄漏、减少摩擦。
机械密封的作用:
提高机器效率、降低能耗。
提高机器的可靠性。
安全和环境保护。波纹管机械密封的基本原理按弹性元件的种类分类:弹簧:性能稳定波形弹簧:轴向尺寸紧凑液压成型波纹管:焊缝少、耐高温金属焊接波纹管:轴向尺寸紧凑、耐高温其它弹性元件:板簧……波纹管机械密封的定义波纹管机械密封是以环状金属薄片组焊作为弹性元件和隔离元件,从而实现密封的部件。
仿制——合资——自主开发波纹管机械密封的基本原理波纹管机械密封的基本原理金属焊接波纹管:优点:体积小、耐高压、弹性力精确、适用转速高、无滑移o圈、弹性元件无散落可能缺点:加工复杂、易淤塞波纹管机械密封的基本原理弹簧密封:优点:加工简单、适用范围广缺点:零件多、体积大波纹管机械密封的基本原理基本元件的作用和要求摩擦副:使密封面紧密贴和,防止泄漏。它要求具有良好的耐磨性;补偿环轴向移动灵活;端面变形稳定……波纹管组件:起隔离、预紧、补偿、缓冲的作用。要求具有适当的弹力,良好的压力、密封特性,从而保证在压力作用下端面贴和良好。
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