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机械密封的安装、使用技术要领
、安装时在与密封相接触的表面应涂一层清洁的机械油,以便能顺利装;
2、设备的密封腔部位在安装时应保持清洁,密封零件应进行清洗,保持密封端面完好无损,防止杂质和灰尘带入密封部位;
3、在安装过程中严禁敲打和碰击,以免使机械密封付破损而造成密封失效;
4、设备转轴的劲向跳动应≤0.04毫米,轴向窜动量不答应大于0.1毫米;
5、安装静环压盖时,拧紧螺丝必须受力均匀,保证静环端面与轴垂直求;
6、安装后用手推动动环,能使动环在轴上灵活移动,并有一定弹性;
7、安装后用手盘动转轴、转轴应无轻重感觉;
8、设备在运转前必须布满介质,以防止干摩擦而使密封失效;
9、对易结晶、颗粒介质,对介质温度>80℃时,应采取相应的冲洗、过滤、冷却措施,各种辅助装置请参照机械密封有关标准。
离心泵机械密封运转时泄漏的原因及安装误区
一 、正常运转中忽然泄漏。离心泵在运转中忽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、忽然停电或故障停机等。离心泵在正常运转中忽然泄漏,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;三是弹簧过度疲惫易损坏;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定能力,积累维修经验提高检修质量。
机械密封的冲洗方法
泵在运转过程中,密封腔中密封含有颗粒、杂质,必须进行冲洗,否则会因结晶的析出、颗粒杂质的沉淀,使机械密封动、静环失去浮动性,弹簧失灵。更严重的是颗粒、杂质进入摩擦副会加剧磨损,导致机械密封迅速失效。所以一般泵用机械密封均应进行冲洗,尤其是轻烃泵更应如此。
冲洗的目的主要有三个:
1、密封
密封腔内通入与介质相容的液体(外循环),从而达到:防止高温、有毒及贵重介质从泵轴漏出;防止含有固体颗粒的介质漏入密封腔内,磨损密封面;防止易汽化结冰的介质(如液化气)漏入密封腔内产生气体,造成干摩擦而磨损密封面;防止易结晶的介质漏入密封腔内,因冷却形成结晶而磨损密封面;在负压下,防止空气和冲洗液漏入泵内。
2、冷却
防止高温介质进入密封腔内;导走动环和静环工作时产生的摩擦热
3、润滑
保持密封面之间有一层液膜起润滑作用。
冲洗的方式主要有如下:
一、内冲洗
1、正冲洗
(1)特点:利用工作主机的被密封介质,由泵的出口端通过管路引入密封腔。
(2)应用:用于清洁流体, p1稍大于p进,当温度高或有杂质时,可在管路上设置冷却器、过滤器等。
2、反冲洗
(1)特点:利用工作主机的被密封介质,由泵的出口端引入密封腔,冲洗后通过管路流回泵入口。
(2)应用:用于清洁流体,且p进
3、全冲洗
(1)特点:利用工作主机的被密封介质,由泵的出口端通过管路引入密封腔,冲洗后再经管路流回泵入口。
(2)应用:冷却效果优于前两种,用于清洁流体,且p1与p进和p出相接近时。
二、外冲洗
特点:引入外系统与被密封介质相容的清洁流体至密封腔进行冲洗。
应用:外冲洗液压力应比被密封介质大0.05--0.1MPa,适用于介质为高温或固体颗粒的场合。冲洗液的流量应保证带走热量,还需满足冲洗的需要,不会产生对密封件的冲蚀。为此,需控制密封腔的压力和冲洗的流速,一般清洁冲洗液的流速应小于5m/s;含有颗粒的浆状液体须小于3m/s,为达到上述的流速值,冲洗液与密封腔压力的差值应<0.5MPa,一般取0.05--0.1MPa,对双端面机械密封可取0.1--0.2MP.冲洗液进入和排出密封腔的孔口位置,应设置在密封端面附近,且应在靠近动环侧,为了防止石墨环被冲蚀或因冷却不均引起温差变形,以及杂质堆积和结焦等,可采用切向引入或多点冲洗.必要时,冲洗液可以是热水或蒸汽。
冲洗液的要求:
1、清洁,不含固体颗粒的无腐蚀,温度较低(通常40℃)
2、具有一定的润滑性,不影响工艺产品质量
3、在操作条件下不易产生汽化。
4、要注意冷却水的硬度,否则会产生无机物堆积到轴上。
1、检查进行安装的机械密封的型号、规格是否无误。
2、检查主机与机械密封的安装相关联部位的尺寸精度、几何精度和相互关系是否符合技术要求。主要有以下几个方面:
(1)安装机械密封部位的轴(或轴套)的径向跳动允差,轴(或轴套)的表面光洁度和外径尺寸公差。
(2)密封腔和压盖结合定位端面对轴(或轴套)中心线垂直度允差。
(3)安装动环密封圈的轴(或轴套)的端部,安装机械密封的壳体孔的端部结构之倒角和光洁度。
(4)机械密封之转轴工作时的轴向位移量。
3、安装机械密封过程中,应保持清洁,且不允许用工具敲打密封元件,以防损伤和破坏。
4、安装时,动、静环表面应涂上一层清洁的机油和透平油。辅助密封圈(包括动环密封圈和静环密封圈)安装前也需涂一层清洁的机油或透平油,以保证安装顺利。
5、将静环密封圈套在静环背部后,装入密封端盖内,要注意勿伤静环端面,要保证静环端面与端盖中心线垂直,且注意静环背部的防转槽要对准防转销,但不能相接触。
6、机械密封之转动部分,依靠弹簧座上之两个固定螺钉与轴固定,拧紧固定螺钉时,要保证弹簧的工作长度。
机械密封标志表示方法通常包括如下内容:机械密封结构型号、轴径、弹簧旋向、静环结构型式、摩擦副材料(动环材料及静环材料)、辅助密封圈、弹簧材料、其他结构零件材料、应用压力范围、执行技术标准代号等。 机械密封材料和分类编码机械密封的材料和结构特点必须根据下列分类系统来编码: 第一位字母:平衡型(B)或非平衡型(U) 第二位字母:单端面(S);无压的双重密封(即第七版中称“串联密封”)(T);或有压的双重密封(即第七版中称“双端面密封”)(D) 第三位字母:密封板(即密封压盖)型式(P=普通式,不带节流衬套;T=节流衬套式,设有急冷、泄露液接孔和(或)排液接孔;A=辅助密封装置,型式需加以规定)。第四位字母:垫(密封环)材料(见表1) 第五位字母:端面材料(见表2) 举例来说,一种编码为BSTFM的密封,就是一种平衡型的、单端面的、装有带节流衬套的密封板的机械密封,静密封环垫材料为氟橡胶(FKM)动密封环与轴套之间的垫为氟橡胶(FKM)动、静环端面副材料为碳对2型碳化钨。对上列材料以外的密封材料应当编码为X,并在数据表上明确规定之。表1 机械密封分类编码的第四位字母第四位字母 静密封环垫 动密封环与轴套之间的垫 E 氟橡胶 聚四氟乙烯 F 氟橡胶 氟橡胶 G 聚四氟乙烯 聚四氟乙烯 H 丁晴橡胶 丁晴橡胶 I 高氟橡胶(FFKM) 高氟橡胶(FFKM) R 石墨薄片 石墨薄片 X 按规定 按规定 Z 蜗形缠绕垫 石墨薄片表2 机械密封分类编码的第五位字母第五位字母 密封环端面副材料环1 环2 L 碳 碳化钨-1 M 碳 碳化钨-2 N 碳 碳化硅 O 碳化钨-2 碳化硅 P 碳化硅 碳化硅 X 按规定 按规定表3 机械密封垫和波纹管的温度极限密封垫材料 环境温度或泵送温度 最低 最高 (℃) (○F) (℃) (○F) 1. 聚四氟乙烯 -75 -100 200 400 2. 丁晴橡胶 -40 -40 120 250 3. 氯丁橡胶 -20 0 90 200 4. 氟橡胶 -20 0 200 400 5.金属波纹管a 6.高氟橡胶 -12 10 260 500 7. 石墨薄片 -240 -400 400b 750b 8.玻璃纤维填充的聚四氟乙烯 -212 -350 230 450 9.云母/石墨 -240 -400 700 1300 10.乙烯 丙烯 -57 -70 180 350 注:a:其最低和最高的环境温度或泵送温度请询问制造厂。 b:对于非氧化性大气,最高温度是870℃(1600○F); 询问制造厂。 摄氏温度(℃)与华氏温度(○F)的计算公式: 摄氏温度(℃)=(华氏温度-32)×5/9 华氏温度(○F)=摄氏温度×9/5-32 机械密封的注解: 1. 除非另有规定采用多弹簧密封的弹簧材料必须采用Hastelloy C(哈氏C)。单弹簧密封的弹簧材料必须采用奥氏体不锈钢(AISI标准型316或同等材料)。其它金属零件也必须采用奥氏体不锈钢(AISI标准型316或同等材料)或适合于使用条件下的其它耐腐蚀材料,但对金属波纹管除外,如果采用金属波纹管,其材料必须由密封制造厂根据使用条件推荐。金属波纹管的腐蚀速率应低于每年50μm(2mils,密耳)。 2. 除非另有规定,密封板(即密封压盖)与密封室之间的密封应当采用氟橡胶的O形圈,其使用温度低于150℃。如果温度超过150℃以上或如果有规定,必须采用石墨填充的奥氏体不锈钢蜗形缠绕垫。此蜗形垫必须能够承受泵送液体的全温(即未采取冷却降温的)。 3. 金属密封环不应当采取喷镀覆盖层来代替一体化的密封端面。 4. 如果泵送温度超过175℃时,泵制造厂和密封制造厂应当共同磋商对密封端面采取冷却冲洗液或对一头不通的密封室采用不断保持流通的冷却水室。 5. 机械密封垫(密封垫)的温度极限应按表3的规定机械密封的工作原理 机械密封又称端面密封(Mechanical seal)是旋转轴用动密封.机械密封性能可靠泄露量小使用寿命长功耗低.毋须经常维修且能适应于生产过程自动化和高温低温高压真空高速以及各种强腐蚀性介质.含固体颗粒介质等苛刻工况的饿密封要求. 机械密封是靠一对或几对垂直于轴作相对润动的端面在流体压力和补偿机构的弹力*(或磁力)作用下保持接合并配以辅助密封而达到的阻漏的轴封装置. 机械密封与软填料密封比较如下:
优点: 1)密封可靠在长期运转中密封状态很稳定泄露量很小其泄露约为软填料密封的1%:
2)使用寿命长在油水介质中一般可达1~2年或更长.在化工介质中一般工作半年以上:
3)擦功率消耗小其摩擦功率仅为软填料密封的10%~50%
4)轴或轴套基本上不摩损:
5)维修周期长.端面磨损后可自动补偿一般情况下不需要经常性维修:
6)抗震性好对旋转轴的振动以及轴对密封腔的偏斜不敏感:
7)适用范围广机械密封能用于高温低温高压真空不同旋转频率以及各种腐蚀介质和含磨粒介质的密封.
缺点:
1)较复杂对加工要求高
2)安装与更换比较麻烦要求工人有一定的技术水平
3)发生偶然性事故时处理较困难.
价高密封前的准备工作:
1)检查机械密封的型号.规格是否合设计图纸的要求所以零件(特别是密封面辅助密封圈)有无损伤.变形.裂缝等现象若有缺陷必须更换或修复
2)检查机械密封各零件的配合尺寸粗糙度平行度是否符合设计要求
3)使用小弹簧机械密封时应检查小弹簧的长短和刚性是否相同
4)检查主机的窜动量.摆动量和绕度是否符合技术要求密封腔是否符合安装尺度密封端盖与轴是否垂直一般要求:轴窜动量不大于±0.5mm:轴摆动量(旋转环密封圈处)不大于0.06mm:轴最大绕度不大于0.05mm:密封端盖与垫片接触平面对中心线的不垂直度允许差0.03~0.05mm
5)应保持清洁特别是旋转环和静止环密封面及辅助密封圈表面应无杂质.灰尘.不允许用不清洁的不檫拭密封面.
6)不允许用工具敲击密封元件.以防止密封件被损坏
一、机械密封的使用
1、主机起动前,需检查机械密封的附设装置,冷却润滑系统是否完善畅通。
2、起动前应清洗物料管线,以防铁锈杂质进入密封腔内。
3、用手盘动联轴节,检查轴是否轻松旋转,如果盘动很重,需检查有关安装尺寸是否正确。
4、正常开车前,需进行静压试验,检查机械密封之端面、密封圈处和密封端盖处之密封效果,如有问题,逐个检查解决。
5、主机起动前,应保持密封腔内充满液体或被密封之介质,如有单独密封系统应起动之,冷却水系统亦须开始流通。
6、正常使用前,先进行常压运转,观察密封部位的温升是否正常,有否泄漏现象。如有轻微泄漏,可以跑合一段时间,使端面贴合得更加均匀,至泄漏量逐渐减少到正常为止。如运转1—3小时,泄漏量仍不减少,则需停车检查。
7、正常工况运转,升压升温可分别缓慢进行,并注意端面的温升和泄漏情况,如一切正常,说明即可投入生产使用。
停车时,应先停主机,后停冷却润滑系统。
二、机械密封的安装
1、检查进行安装的机械密封的型号、规格是否无误。
2、检查主机与机械密封的安装相关联部位的尺寸精度、几何精度和相互关系是否符合技术要求。主要有以下几个方面:
(1)安装机械密封部位的轴(或轴套)的径向跳动允差,轴(或轴套)的表面光洁度和外径尺寸公差。
(2)密封腔和压盖结合定位端面对轴(或轴套)中心线垂直度允差。
(3)安装动环密封圈的轴(或轴套)的端部,安装机械密封的壳体孔的端部结构之倒角和光洁度。
(4)机械密封之转轴工作时的轴向位移量。
3、安装机械密封过程中,应保持清洁,且不允许用工具敲打密封元件,以防损伤和破坏。
4、安装时,动、静环表面应涂上一层清洁的机油和透平油。辅助密封圈(包括动环密封圈和静环密封圈)安装前也需涂一层清洁的机油或透平油,以保证安装顺利。
5、将静环密封圈套在静环背部后,装入密封端盖内,要注意勿伤静环端面,要保证静环端面与端盖中心线垂直,且注意静环背部的防转槽要对准防转销,但不能相接触。
6、机械密封之转动部分,依靠弹簧座上之两个固定螺钉与轴固定,拧紧固定螺钉时,要保证弹簧的工作长度。
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,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;
(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,积累维修经验提高检修质量。
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