原厂尺寸_BL2-6机械密封_SGW泵用机封

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
压力对泄漏量的影响怎样?
压力和泄漏量的关系。它表示的是密封直
径为206mm,转速为1000omin时不同介质在各压力下的泄漏量。它说明了
1)随压力的升高泄漏量增加,当压力起过2MPa近似为线性关系。
2)在氢气、jia烷和空气三种介质中,分子量小者泄漏量稍大,其差别在10%左右。压力为2MPa时对空气泄漏量为0.03m3/min,压力升到10MPa时泄漏量约0.175m/min(10.5m2/h)。这就是量的概念。

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。

密封拆检情况:运转4-10个月就要拆泵,有时是处理密封,有时是更换轴承。拆开的密封没发现有明显的失效现象。波纹管有很轻的堵塞,不影响弹性。硬质合金环有很轻的摩擦痕迹,石鞶环表面的磨损略重于硬质合金环。在这种情况下前密封运转时看不出明显的泄漏。
5)原因分析:一台泵的两端密封完全相同,采用同样的冲洗油和冷却蒸汽,拆检情况也没有很大的差别,而两端的泄漏量却差的较大,使我们百思不得其解,讨论多次也找不出。过了很长时间又提出了这个问题。有人怀疑是镶装石墨环的环座材料选择错了。因为石墨是脆性材料,强度又低和环座镶装的过盈值远不能**像硬质合金那样大。为了确保镶装的质量、环座的材料应选用4.J42,它和石墨的线膨胀系数几乎相等。如果环座选用18-8或3G13,在工作温度下,镶装失效,肯定要发生泄漏。于是对环座的材料进行了分析。采用光谱分析,测量结果是高镍铁合金,不含有铬的成分。说明环座材料是4J42,并非是铬镍不锈钢。又采用对比的方法对泵两端密封的工作条件进行了比较。同一台泵、同样的介质、同样的冲洗油、同样的温度,所不同的仅仅是压力。端冲洗油压力为0.5~0.6MPa,出口端冲洗油的压力为约1.2MPa。压力大会使波纹管和密封端面变形。受外压波纹管,压力大时会发生直径收缩变形,由于密封用的波纹管两端刚性大(与钢环焊接),产生的变形小,而波纹管中间变形大。另一方面,石墨环本身在外压力作用下要产生変形,两者累计的结果,造成了密封端面为收敛形,液膜厚度,易泄漏。
6)验证:收敛形密封端面是密封环表面的内边缘接触而外边缘不接触,检查了拆检下来的石墨环,恰好是靠内径处的端面有摩擦痕迹。由此使人联想到波纹管密封允许使用压力是多少,还要看具体结构和尺寸以及密封环材料等因素希望对此课题展开研究和讨论。

干气密封是怎样布置的?
干气密封根据介质的种类和压力的不同采取不同的布置。
对于非yi燃又无害于环境,其压力在中等压力以下的压缩机可采用单端面密封。有少量的气体泄漏到大气中,泄漏量的大小除取决于轴径和转速外,还与压力大小有关。两个面对面的单端面密封组成一个双端面密封。可用于yi燃、yi爆和有毒等工艺气压缩机上。其间通入压力**介质压力的惰性气体。有少量的惰性气体泄漏到大气中,还有较少量的惰性气体泄漏到介质中去。工艺气对大气的泄漏量可做到是零。两组单端面密封同向布置称为串联密封。内密封承受全部工作压力,不通入惰性气体。少量的工艺气泄漏到两个密封之间,将其引到火炬烧掉。外边的一组密封几乎是零差压工作,因此,泄漏到大气中的工艺气几乎是零。当内密封失效时,外密封起着安全密封的作用。为保证内密封可靠地工在两个串联密封之间增设一迷宫密封。在迷宫密封和外密之间通入惰性气体,其压力略**大气压。惰性气体穿过迷宫密封和内密封泄漏的工艺气一同fanghuo炬。这样,工艺气就不能泄漏到大气中,通过外密封泄漏的只能是惰性气体泄漏量很少。

干气密封的应用参数目前达到什么水平?
目前国内外干气密封的参数水平不同,资料也有限。现将美国福乐公司的高应用参数介绍如下:速度:200m/s以下压力:低压:≤10.5MPa中压:10.5~23MPa压:~40MPa温度:-100~230℃应用参数和材料有关。例如,当摩擦副采用优zhi石墨对碳化硅时,高使用压力为10.5MPa,速度为120m/s;当静环采用碳比硅,动环采用氮化硅时压力可达23MPa,速度为200mw/s。当静环密封圈采用弹簧增强的PTFE-0形环时使用温度为-20~180℃;当静环密封圈采用弹簧增强的J形环时,使用温度可达-100~230℃。

石墨环表面出现均匀的环状沟纹是什么原因?
石墨环表面呈均匀的环状沟纹,这是机械密封常见的失效形式。与其组合的动环硬度较低时,例如在1Cr13表面堆焊索尔玛依特硬质合金时,表面也出现沟纹。原因如下。密封面间出现汽化,有的介质工作温度较高,摩擦产生的热量很容易使密封面间的液体汽化;也有的在高温下采用了浸渍合成树脂的石墨,**过了允许使用温度,性能下降米用了非平衡型密封,载荷系数太大,P值高,产生大量的摩擦热,使介质汽化;在某些润滑性不良的介质中如液态烃、热水等,尽管温度不很高,也有时出现沟纹;抽空和汽蚀,使密封面上出现干或半干摩擦,其沟纹要深一些。出现沟纹也有另外的原因,如介质不清洁,或出现结晶及结焦等细小的固体颗粒,这种沟纹往往比出现汽化的沟纹粗一些。其解决办法如下
1)采用适量的冲洗和冷却等措施,降低密封面的温度;
2)选用平衡型密封,降低m值,改善密封端面的润滑状况
3)选用导热系数高的硬质材料制造密封环,例如碳化钨和碳化硅等;
4)减少抽空和汽蚀(见“问答209、210、211”)。

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