PL泵用机封_石墨材质_BL12-9机械密封

机械密封失效实例三
1)机泵工况简介:一台单级悬臂式泵,转速2940r/min输送介质为250~260℃的苯gan,泵压力0.1~0.2MPa。
2)密封情况:密封形式为103型,动环为18-8不锈钢镶装碳化钨硬质合金,静环为石墨浸合成树脂。动静环密封圈都是4F-V型。无冲洗、急冷及其他设施。
3)运转及使用情况:据说这已是*5次更换的密封。怀疑压缩量不足,从3~4m增加到7~8m仍无效果。刚开泵密封及泵运转良好,无泄漏。运转10多分钟后开始滴漏,逐渐加大从每分钟10~20滴増加到60~70滴。
4)拆检情况:拆开后检査动静环表面光洁,无磨损痕迹,其他零件未见异常。
5)原因分析:泵启动后,密封处温度不高,密封效果良好,10多分钟后,密封处温度接近泵内介质温度(~250℃)。动环的环座材料为18-8不锈钢,其线膨胀系数为17.2x10/℃C,到工作温度时膨胀量为0.3~0.4m。而碳化钨的线膨胀系数小为(4.5~-5)×10/℃,膨胀量为0.1~0.15m。热装时过盈值不**过0.1mm。两者的过盈联接出现了间隙,镶装失效,碳化钨环松脱,介质从间面中泄漏。
6)验证:这种分析还要通过实践来验证。将动环放到烘箱中加热。到30多分钟时,烘箱内温度达到240℃,取出动环,此时环座和碳化钨已经分离。仔细观察环座和碳化钨环接合的部位有磨损的痕迹和油迹,这了热装式动环是由于环座选材不当和过盈值小而失效的。
7)改进办法:环座材料选用线膨胀系数小的材料,好是低膨胀合金4J42。由于这种材料价格昂贵,也可选择3G13不锈钢,它的价格比18-8不锈钢低,线膨胀系数又小,将近18-8不锈钢的2/3。此外,过盈值也要适当。过盈值取0.002d即可
干气密封有哪些特点?
1)干气密封是一种非接触式密封,动静环被气膜隔开。当动环旋转时只存在气体之间的摩擦,消耗的功率远小于液体之间的摩擦。试验表明,干气密封消耗的功率仅为湿式密封(机械密封和浮环密封)的5%左右。此外,系统消耗的能量也很少,所以说干气密封又是一种节能型
密封
2)基于干气密封的力平衡原理,它又是一种自动平衡式密封。
3)鉴于动静环之间存在一个微小的间隙(2~4um),该间隙两侧又存在一定的压差,摩擦副始终存在着一定的泄漏量(尽管泄漏量很微小)。但是,通过一定的措施,可以做到压缩机内的介质对大气的泄漏量为零。
4)干气密封从投资、运行费、维护费以及占地面积都明显的**湿式密封。因此,干气密封的前景是好的。特别是在高压高速工况干气密封的优点较**。干气密封作为一项新技术,正在逐步取代湿式密封。其缺点是结构复杂,技术难度大,要求制造和安装的精
度高。此外;必须采用阻塞气(隔离气),并且需经精细的滤网过滤,否则会影响使用寿命。

干气密封是怎样保持平衡的?
如果某一因素干扰破坏了这一平衡,例如密封间隙小时,由槽产生的流体动压力増加,会将静环推开,间隙,开启力下降,到二力平衡时为止。反之,如果某一因素使密封端面间隙,密封面之间泄压,使开启力减小,在闭合力的使用下,静环向动环靠近,间隙减小,到恢复力平衡为止。所以有人又把干气密封称为自平衡式密封。

为什么会出现干气密封?
离心压缩机常用的轴封方法有迷宫密封、机械密封和浮环密封(又称油膜密封)等。迷宫密封只能用在压力不高的中性介质(如空气和氮气等)压缩机上,因为存在一定的泄漏量。对于工艺气,例如石you气、氢气以及其他yi燃和有毒气体是不能用迷宫密封的,只能用机械密封和浮环密封。在相当长的时间内这两种密封占统治地位,尤其是浮环密封应用范围广,可用在任何压力下,而机槭密封只能用于中低压的工况。从密封原理上讲它们有本质的区别,但是其共同是
必须配备密封油站,由此产生了许多弊端。
1)密封油站费用高。其**古压缩机总额的20%30%,有的高达40%,此外还有占地面积大的缺点。
2)操作麻烦。开机前要做密封油的自保试验,其中包括报警和自动停机试验。正常生产中要经常检查各仪表指示还要给油过滤器更换滤芯。
运行费用高。离心压缩机的转速几乎100 )r/min左右。密封处轴径100~140mm。忽略其他因素的影响,每台机的密封消耗功率在20~30kW。此外,加上密封系统消耗的水、电或蒸汽等能耗,可使压缩机的效率下降2%-3%。这是一个不小的数字。
降低了压缩机的可靠性。由于密封油站设备多、仪表多、需要的能源种类多,其中任何一点小问题都可能导致压缩机停机。曾经发生过因为高位油罐(槽)液面计一个小螺丝松动而导致停机的事故。有人统计离心压缩机因油系统故障而停机的占55%~80%,尤其是开停机过程中,油系统故障率占的较高。所有这些都迫使人们探索一种可靠性高,经济效益好的离心压缩机轴封方法。经过长期的研究,英国克兰公司先推出了气体螺旋槽密封,当时称为28型密封,于上世纪70年代应用到工业上。实践表明,气体螺旋槽密封不仅有高的可靠性,还有很好的经济效益。

千气密封的基本结构怎样?
用于离心压缩机的干气密封,其结构和普通泵用机械密封基本相同,也有静环、动环、弹簧和密封圈等(图155)。在密封端面间存在着气膜而不是液膜,所以可称为气体机槭密封。国外称为 Dry Gas Seal,意思是无液体润滑的气体密封,或简称为干式密封。直译成干气密封不是很确切,已经这样称呼了,也只好如此。它和普通机械密封的区别在于在动环(硬环)面上刻有螺旋槽(图156),旋转起来密静环封端面上产生流体动压,所以也称动压槽。槽的深度只有几个微米。在槽之间平台称为密封堰,它阻止了气体圆周方向的流动,可加大升压作用。在糟的内径(。)和动环内径(x)之间称为密封坝,它能保证螺旋槽产生足够的压力,还能保证密封在静止时不产生泄漏。

干气密封的密封圈有哪些改进?
密封圈的作用不可忽视,有时密封的失效就是由密封圈引起的。一般压缩机干气密封的静环密封圈由聚四氟乙烯(PTFE)制造,挤在一个完全限定的槽中(图161右下角)。新的结构在密封圈外径用一个弹簧紧固加强(见图161右上角),高可使用到10.5MPa的压力。当压力时可使用弹簧增强的J形环(图162右图),可耐压到23MPa。此时动环密封圈也做相应地改进,采用双J形环(图162左图)密封性较为可靠。

摩擦痕迹小于密封面的宽度是什么原因?
动环端面上的摩擦痕迹有时小于静环端面的宽度,或是不连续(局部的)痕迹,其原因是:
1)静环密封端面不平。一种现象是沿密封面内缘连续的接触痕迹,即所谓的收敛形鏠隙。这种密封拆检时往往查不出什么其他的磨损迹象。运转起来就是泄漏量大。有人认为摩擦痕迹窄了,密封面积减小了,比压増大,似乎不应该漏。事实恰好相反,当内缘接触时,密封的缝隙呈现收敛形状,破坏了密封面的平行,液膜压力大大増加,将密封面推开,泄漏量。
2)静环端面不平的*二种摩擦痕迹是密封面外缘接触
换言之摩擦痕迹的内径大于静环密封面的内径,密封面间呈扩散形状[见图91(b)]这种缝欧形状因液膜压力减小,造成比压,磨损加刚,容易出现沟纹,泄漏量,无常运行。
3)在动环端面上的摩擦痕迹不连续,或局部接触,有时大半圆(俗称“马蹄形”),有时呈三点接触(俗称“牛蹄形”)。显然,这是动环(硬环)面不平所致。

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