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机械密封范文1
中图分类号：F407.4文献标识码：A 文章编号：
机械密封即通过动、静环一对相对旋转垂直于轴的两个平行密封端面，在一定接触压力下，对流体密封。因此，又称端面密封。机械密封在旋转设备上的应用非常广泛，机械密封的密封效果将直接影响整机的运行，严重的还将出现重大安全事故。从机械密封的内外部条件的角度分析了影响密封效果的几种因素和应采取的合理措施。，
一、机械密封的原理：
密封中弹簧和密封流体的压力作用，使相对运动的动、静环接触端面上，产生合适的压紧力，端面间保持的液膜起平衡压力，端面作用，两端面需十分光洁，平直，以使端面完全贴合，比压均匀。动、静环密封圈防止密封泄漏起密封作用外，还可以吸收旋转中产生的振动，起缓冲作用。动、静端面磨损时，动环在弹簧和密封流体的压力作用下向静环移动，使动、静环始终保持合适的接触压力，故动环密封圈要具有随动性。一般情况下密封端面要求在不等强度下使用，即密封端面材质一软，一硬。
1.分类
（1）按密封的主机：泵用机械密封、釜用机械密封、压缩机用机械密封等；
（2）按不同工作参数，分为高温、中温、低温、高压、中压、低压、高速、重型等等；
（3）按结构形式分为：平衡型和非平衡型、单端面和双端面机械密封等。
2.安装
（1）准备工作
①检查轴与轴套的径向跳动、表面粗糙度、外径公差、轴的窜动等是否满足精度要求；
②检查机械密封的型号、规格是否与要求相符。各零件是否完好，密封圈尺寸是否合适，动环和静环的表面是否光滑平整。若有缺陷必须更换或修复。
③用干净的汽油对机械密封的零件进行清洗，然后擦干，注意保护密封面；
④安装机械密封时，先从说明书上查到弹簧的工作长度，然后用卡尺量得弹簧的自由长度即可得弹簧的压缩量，安装中应保证弹簧的压缩量的偏差不大于1mm。
（2）检查与测量
①动环的浮动性，要求动环与轴有一定的间隙，保证间隙为0.3-0.7mm。
②固定环是否偏心泵用机械密封中，固定环（弹簧座）与轴采用滑动配合，间隙量很小。若间隙较大，固定环就会偏心，作用在密封面上的弹簧力不均匀时密封出现时泄时封现象
③动环与静环贴合面的检查:检查时可用90°角尺测量贴合面对轴中心线的偏差。
（3）安装
首先分别将转动组件中各件与静环组件中各件组装完毕，并做好弹簧的初步预紧；然后完成动环组件在轴上的安装和静环组件在压盖内的安装，初步测量动环密封端面至密封腔端面的距离，与静环密封面至端盖端面的距离，两者之差即为机械密封的弹簧预压缩量，并组装好轴承；对照技术要求的压缩量，参照实测的压缩量，将压缩量调整合适，将压盖紧固。
安装过程中应保持密封的清洁和完整，不允许用工具敲打密封元件，以防止密封被损害。机械密封安装在轴上后，用手推动动环应有弹性及顺利之感，然后在密封面上加些机油，将端盖均匀压紧，不得压偏。
（4）检查与试压
安装完毕后，用手盘车，应保证转动灵活，并有一定的浮动性。对重要设备的机械密封必须进行静压试验和动压试验，试验合格后，方可投入正式使用。
3.运转
（1）启动前的注意事项：辅助装置、冷却系统是否安装无误；应清洗管线以防铁锈、杂质进入密封腔；用手盘动联轴器，检查轴是否轻松运转。如果盘动很重，应检查有关配合尺寸是否正确，设法找出原因并排除故障。
（2）试运行和正常运转：首先启动液封系统、冷却水系统，使密封腔内充满介质，然后启动主密封进行试运转。如果一开始发现有微量泄漏，但过1-3h后逐渐减少，为正常磨合过程。如果泄漏量不减少应停车检查；如果机械密封发热、发烟，一般为弹簧比压过大，可适当降低弹簧压力。经试运转合格后，可转入操作条件下的正常运转。升温、升压过程应缓慢，并密切注视有无异常现象发生。
4.停车
应先停主机，再停辅助系统和冷却水系统。停车时间较长时，应将主机内的介质放净。
二、机械密封的材料：
机械密封的密封性能和使用寿命，与各零件的材料有关，尤其是端面密封（摩擦副）的材料，辅助密封的材料和弹簧的材料。
1.端面密封摩擦副的材料
摩擦副材料有石墨、陶瓷、堆焊硬质合金、碳化钨合金、SiC、填充聚四氟乙烯、锡青铜、钢结硬质合金、不锈钢、酚醛塑料、尼龙等。常用材料的性质如下。
（1）、石墨
石墨的优点是耐腐蚀性和自性好，摩擦系数小，耐热冲击性好并容易加工，缺点是机械强度低，有孔隙。石墨的这两个缺点可以用浸渍和渗碳的方法改善。浸渍石墨可分为浸树脂和浸渍金属两种。浸树脂石墨耐腐蚀性好，但不耐高温（耐温约170~200℃）；浸渍金属石墨高温性好（浸青铜、铝、铅等耐高温可达400~500℃），但耐腐蚀性差。石墨是使用最广泛的非金属材料，用作中低转速机械密封的动环和高速机械密封的静环。好的石墨，肉眼看来致密，手指摸上去不大脱粉，不大染黑手指。
（2）、陶瓷
陶瓷的优点是耐腐蚀性好，硬度很高，耐磨性好，缺点是脆性大以及硬度过高而难以加工。应用较多是氧化铝陶瓷，还有金属陶瓷。陶瓷多用于腐蚀性介质、中低速的场合。
（3）、堆焊硬质合金
在碳钢、铬钢和铬镍钢的密封面上堆焊硬质合金，优点是硬度高，耐磨性好，耐温性好（500℃以下），耐腐蚀或汽蚀性好，缺点是易产生气孔、夹渣和表面硬度不均匀。
2.辅助密封圈的材料
对辅助密封材料的要求是弹性好，摩擦系数小，耐磨、耐热和低温性好，抗介质腐蚀、溶解和老化等，此外还要求在压缩后和长期使用中残余变形好。常用的辅助密封圈材料是橡胶和聚四氟乙烯，此外还有软聚氯乙烯。
（1）、橡胶
橡胶有较好的弹性、缓冲性、吸振性、耐热性、耐腐蚀性。橡胶密封圈的密封效果好，应用最广泛。常用的橡胶有硅橡胶、丁晴橡胶、氯丁橡胶和氟橡胶等。
（2）、聚四氟乙烯
聚四氟乙烯的优点是化学稳定性、耐油、耐溶解、耐湿性优异，摩擦系数低，适用于各种腐蚀介质，缺点是弹性比橡胶差，易产生永久变形。
3.弹性元件材料
（1）、弹簧材料
对弹簧材料的要求是：弹性好、耐介质腐蚀。常用弹簧材料有不锈弹簧钢（1Cr18Ni9Ti等）、铬钢（3Cr13、4Cr13等）、碳素弹簧钢（60Si2Mn等）和磷青铜。
（2）、波纹管材料
对波纹管材料的要求是：良好的焊接性能；较大的弹性；一定的耐腐蚀性。常用的波纹管材料有铁基、铜基和镍基合金以及钛材等。一般以铁基中的镍铬奥氏体带材为主，尤以1Cr18Ni125MnMo2Ti用得最多。高镍弹性合金被认为是制作波纹管较理想的材料，含铝的材料用一般焊接技术时会遇到困难。目前国外用得最多的波纹管材料有AM350（近似Cr16Ni45MnMo3N）属于固溶体、低强度、低硬度、高延伸率。
三、机械密封渗漏现象及原因：
目前机械密封在泵类产品中的应用非常广泛，而随着产品技术水平的提高和节约能源的要求，机械密封的应用前景将更加广泛。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。
机械密封范文2
(1)表面均匀腐蚀。如果金属环表面接触腐蚀介质，而金属本身又不耐腐蚀，就会产生表面腐蚀，其现象是泄漏、早期磨损、破坏、发声等。金属表面均匀腐蚀有成膜和无膜两种形态，无膜的金属腐蚀很危险，腐蚀过程以一定的速度进行，这主要是选材错误造成的。成膜的腐蚀，其钝化膜通常具有保护作用的特性，但金属密封环所用材料，如不锈钢、钴、铬合金等其表面的钝化膜在端面摩擦中破坏，在缺氧条件下新膜很难生成，使电偶腐蚀加剧。
(2)应力腐蚀破裂。金属在腐蚀和拉应力的同时作用下，首先在薄弱区产生裂缝，进而向纵深发展，产生破裂，称为应力腐蚀破裂。选用堆焊硬质合金及铸铁、碳化钨、碳化钛等密封环，容易出现应力腐蚀破裂。密封环裂纹一般是径向发散型的，可以是一条或多条。这些裂缝沟通了整个密封端面，加速了端面的磨损，使泄漏量增加。
根据断裂力学的观念，材料内部原始裂纹尖端的应力场强因子K1=yσ1a(y—系数)。在开始时由于应力σ1小于临界应力σc，a小于临界裂纹σc，所以腐蚀作用时，由于原始裂纹a的腐蚀扩展，导致K1的增大。当经过一段时间后a=σc及K1=K1c时，断裂就发生了，只有当原始裂纹a足够小，以致于K1＜K1c(应力腐蚀破裂)时，材料不会发生应力腐蚀破裂。①应力的存在。如果堆焊或加工中，残余应力、旋转离心力、摩擦热应力，引起金属环应力σ1大于a2c，应力破坏就很难避免。②材料。金属密封环材料强度、硬度指标越高，K1c越低，材料内气孔、夹渣、裂纹越多越长，越易发生应力腐蚀破裂。一般K1(应力腐蚀破裂)=(1/2-1/5)K1c，且随材料强度级别的提高，K1(应力腐蚀破裂)/K1c的比值下降。③磨损。构件表面越光，应力腐蚀破裂敏感性越低。端面磨损使金属表面钝化膜破坏，光洁度降低，促使应力腐蚀破裂的发生。④介质。应力腐蚀破裂，只发生于一些特定的“材料—环境”体系。例如“奥氏体不锈钢—cl”、“碳钢—NO3”。⑤温度。温度越高，氢扩散越快，应力腐蚀破裂加快。密封环端面剧烈摩擦，如果端面比压过大，表面光洁度低，冷却不够，表面不好，摩擦热则加速应力腐蚀破裂的进行。
2非金属环腐蚀
(1)石墨环的腐蚀用树脂浸渍的不透性石墨环，它的腐蚀有三个原因：一是当端面过热，温度＞180℃时，浸渍的树脂要析离石墨环，使环耐磨性下降；二是浸渍的树脂若选择不当，就会在介质中发生化学变化，也使耐磨性下降；三是树脂浸渍深度不够，当磨去浸渍层后，耐磨性下降。所以密封冷却系统的建立，选择耐蚀的浸渍树脂，采用高压浸渍，增加浸渍深度是非常必要的。
(2)石墨环的氧化在氧化性的介质中，端面在干摩擦或冷却不良时，产生350-400℃的温度能使石墨环与氧发生反应，产生CO2气体，可使端面变粗糙，甚至破裂。非金属环在化学介质和应力的同时作用下，也会破裂。
(3)聚四氟乙烯(F4)密封环的腐蚀。F4填充如玻璃纤维、石墨粉、金属粉等以提高其耐温性、耐磨性。填充F4环的腐蚀主要是指填充物的选择性腐蚀、溶出或变质破坏。例如在氢氟酸中，玻璃纤维分子热腐蚀，所以填充何物应视具体情况而定。
3辅助密封圈及其接触部位的腐蚀
(1)辅助密封圈的腐蚀橡胶种类不同，其耐蚀性亦不同。由于橡胶的腐蚀、老化，其失效的橡胶遭腐蚀后表面变粗糙且失去弹性，容易断裂。橡胶耐油性因品种而异，不耐油的橡胶易胀大、摩擦力增大，浮动性不好，使密封失效。橡胶与F4耐温性差，硅橡胶耐温性最好，可在200℃使用。
(2)与辅助密封圈接触部位的腐蚀机械密封动环、轴套、静环、静环座，与橡胶或F4辅助密封圈接触处没有大的相对运动，该处液相对静止易形成死角，给与之接触的金属轴套、动环、静环座及密封体等造成了特种腐蚀，主要有缝隙腐蚀、摩振腐蚀、接触腐蚀，三种腐蚀同时存在，交替进行，所以腐蚀面较宽、较深。观察其表面深度在1-1.5倍密封圈直径，蚀度不小于0.01mm时，密封泄漏就严重了。
4防护方法
(1)选材。环境不同，选材不同，既要照顾选材的一致性，又要照顾环境腐蚀差异；温度、浓度、压力不同，选材不同；同一介质温度，浓度、压力不同，腐蚀情况各异，要对腐蚀性有所了解，酌情选材；腐蚀形式不同，选材不同。
(2)结构设计。①避免与介质接触的设计。采用内装式、外装式、隔离液等机械密封，涂层、保护套也可起到与介质隔离的作用。②端面设计。采用镶嵌结构，端面为压应力，可避免应力腐蚀破裂。③弹簧防腐设计。从结构上使弹簧不与介质接触是较好的方法，如外装上喷涂保护层、加保护套等。改旋转型为静止结构。④辅助密封圈。只要缝隙足够小，所有材料都可能产生缝隙腐蚀。波纹管与轴套接触面宽且取消辅助密封圈，是一种好的密封。
(3)维护与使用。建立封液及冷却系统，并经常更换封液及冷却液，加强对端面冷却。检修与安装时，严禁敲击密封件，以防止局部相变而为腐蚀提供条件。密封件安装前，应严格地清洗干净。
机械密封范文3
我厂每年都能接到上海某设计院终缩聚釜传动端制造的批量定单。此设备是物料搅拌釜的传动装置，反应釜内要求绝对密封，不允许有其它杂质和气体混入，否则会影响物料的纯度，降低产品质量。而釜腔内所有的密封性都靠传动端上的一套机械密封来保证，所以机械密封的制造质量是终缩聚釜能否正常运行生产出合格产品的关键。机械密封我厂外协由天津一家专业厂家制造，传动端上的其它零部件在我厂加工制造，最后在我厂装配并发货。
二、机械密封密封性试验原理
以下是机械密封装配及密封试验原理示意图
1―筒体 2―静环O形圈 3―矩形O形圈 4―静环 5―聚四氟乙烯 6―硬质合金
7―动环 8―结构支撑 9―弹簧座 10、11、12―法兰、螺栓、螺母 13―精密压力表
14、15―阀门、进气管 16―动环O形圈 17―传动轴 18―弹簧 19―接管
由上图可知：一套机械密封由一对动环和一对静环组成，在设备使用时动静结合。当传动轴在电机的带动下转动时，弹簧座靠传动轴上的销子与传动轴连为一体一起转动，同时靠销子的作用动环也与轴同步转动，静环静止不动。弹簧的作用是使动环与静环密封面始终保持一定的压力，同时给矩形O形圈一定的预紧力，保证良好的密封效果。设备的密封由动静环的接触面与O形圈来保证。密封试验原理即设备实际使用过程中的密封原理.我们用氮气进行气密性试验。密封试验时气体从进气管进入，当压力表示值为0.15Mp时，将阀门关闭。密封试验合格的标准是每小时泄露量在0.002Mp以内。进入筒体内的气体有三条路径可以产生泄露如上图所示。（1） 动环O形圈 （2） 动静结合面 （3） 静环O形圈和矩形O形圈。从我们这些年的装配经验来看，如果密封试验不合格，一般情况下是动静结合面产生的泄露。我们只需将机械密封从筒体内拆下来，在研磨好的铸铁平板上配合航空煤油和细研磨膏手工研磨静环的四氟面，然后在研磨好的四氟面上涂色，使动环密封面与静环密封面结合，用力按压，随后检验动环密封面上色痕的宽度与均匀度，如果色痕宽度适中、均匀无明显细纹，断层，那么重新装配后基本上密封试验都可以成功。
三、静环密封性工装设计
1.初始工装
2009年年初我们在装配一套机械密封时拆装反复了数次之后，密封试验总是不能成功。我们检查了所有的和装配相关的尺寸，及O形圈的线径，厚度，都符合图纸的要求。并且动、静环都重新返厂对密封面进行了二次机械研磨，我们也对经二次机械研磨过的静环密封面进行了手工研磨。涂色试验验证密封面效果非常理想，可就是在装配后总是产生泄露。后来我分析可能是动、静环本身密封性不合格。以下是动、静环的结构示意图
1―YG3合金块 2―O形圈 3―动环不锈钢基体 4―聚四氟乙烯块 5―静环不锈钢基体
动环制造工艺为：（1） 制作动环的不锈钢基体，YG3合金块 （2）在动环不锈钢基体上安装O形圈，将YG3合金块过赢配合压入 （3） 机械研磨YG3合金面 （4） 光谱检验密封面研磨质量。
静环制造工艺为：（1） 制作静环的不锈钢基体，聚四氟乙烯块（2）将聚四氟乙烯块过渡配合压入不锈钢基体，如图所示在装配缝隙处均匀涂抹高强度，耐腐蚀胶水密封（3） 机械研磨聚四氟乙烯面 （4） 光谱检验密封面研磨质量。从动、静环的制造工艺及结构来看，如果动、静环本身密封性不合格的话，那么问题应该出在镶装处，为了检测我的推断，于是我设计了一套简易密封试验工装，下图是工装示意图：
如图所示气体从进气管进入到密封腔内，当压力表示值为0.15Mp时，关闭阀门保压。整个密封腔由O形圈和胶皮圈来密封。如果动环镶合金块、静环镶聚四氟乙烯块处泄露的话，那么气体的泄露轨迹如上图箭头所示。在密封试验时用肥皂水浸湿合金和聚四氟乙烯块外圆，我们发现动环密封性合格，合金外圆没有气泡冒出。而静环四氟外圆有几点有连续气泡冒出，试验证明静环本身密封不合格，在镶装处泄露。静环返机械密封制造厂对外圆漏点进行处理并重新涂抹胶水修复后，我厂一次装配密封试验合格发货。
此后机封厂家所供几套机械密封静环都不同程度的出现了类似的问题，且经修复合格的静环在装置开车运行数月后也都有微漏的情况出现。我在分析原因时认为机械密封静环的制造质量不合格，要求机械密封制造厂家查找原因，改进制造工艺，提供质量合格的产品。可是机封制造厂家在分析原因时认为他们的静环制造工艺及所用密封胶水（国内某知名企业生产）的质量是可靠的，原因可能出在我厂对静环密封试验工装的使用上。机械密封制造厂家指出：机械密封静环在实际使用时受力点是均匀分布的，静环共受到48条弹簧的均匀作用力，每点作用力的大小也是相同的，且受力值是一个可以计算的稳定数值，而用我厂的静环试压工装进行密封试验时，用8个压板对静环施加压力，首先受力点不能做到和实际工况一样均匀分布，其次用螺栓预紧的力或大，或小8个压板预紧力不平衡，其压力值也不能准确控制。这样有可能在试验的过程中将密封胶水损坏，导致机封静环泄露。机封制造厂家建议四氟块在密封试验时最好不受压力，以防止把胶水粘连密封压坏。
2. 改进工装
虽然机封制造厂家的原因分析有一定的道理，但是我坚信问题不可能出在试压工装上，原因肯定是机封制造质量不合格。为避免和机封制造厂家扯皮，我按照机封厂要求又重新设计了一套工装。示意图如下:
如上图所示：新工装用托板和角钢焊了一个架子，在托板上钻孔攻丝，拧上长螺柱，把横梁架在两个螺柱上用螺栓拧紧。转动手轮压紧上压板，上下压板之间的O形圈受到压力作用之后，胀紧在上下压板的两个锥面及四氟镶块的内壁上起到密封作用，其它两个O形圈靠压力作用直接密封。所以在密封试验时，气体只能从镶四氟块处泄露，这就达到了静环四氟在不受压力情况下测试其密封性的目的。
四． 结语
机械密封范文4
关键词 机械密封；工作原理；泄漏
中图分类号TH45 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）55-0064-02
高密度聚乙烯装置的低压溶剂回收压缩机K-5001为立式四列往复式迷宫型压缩机，规格为ZW-71.43/0.23~16，由XXX设计院设计， XXX压缩机制造厂制造，属于国产攻关的第一台压缩机。此设备为装置的核心设备，一旦压缩机停机，提供反应环境的溶剂异丁烷物资将不能正常回收，将导致整个装置停车，更严重的将影响上游装置的停车，直接影响装置乃至公司的经济效益。
1 机械密封结构与原理
1.1 机械密封结构
图1为此压缩机机械密封结构图，与其他机械密封类似，都是由动环、静环、弹簧、弹簧座、紧定螺钉、防转销、传动销组成的，从图上可以看出，机械密封泄漏的途径主要有六处；
泄漏一：垫片（序号7）作为机身与静环（序号1）之间的密封，此处密封为静密封，发生泄漏的可能性较小，垫片材质、尺寸满足要求，正常安装即可；
泄漏二：动环（序号2）与静环（序号1）之间：此处密封为动密封，发生泄漏的可能性最大。动、静环摩擦副是一对相对加工精度要求较高的产品，设备运行时，动静环之间形成油膜，摩擦副表面出现的任何微小的变化都会导致机械密封的泄漏；
泄漏三：O型圈（序号4）与曲轴之间，此O型圈防止油沿轴向泄漏。一旦O型圈出现故障，油将沿着轴向外泄漏，其中两次导致机械密封的泄漏都是由于此处的O 型圈发生断裂造成的，第一次O型圈备件采用瞬干胶粘结，长时间在油的浸泡作用下，瞬干胶溶解导致O型圈断裂，第二次新加工制作的O型圈不能满足耐油要求，最终变形断裂。
泄漏四：O型圈与轴之间，同泄漏三相同；
泄漏五：同泄漏点二，端盖侧动环与静环之间；
泄漏六：同泄漏点一，是静环与外侧端盖之间的密封。
1.2 机械密封的工作原理
机械密封工作时，由密封流体的压力和弹性元件的弹力等引起的轴向力使动环和静环互相贴合并相对运动，由于两个密封端面的紧密配合，使密封端面之间的交界（密封界面）形成一个微小间隙，当有压介质通过此间隙时，形成极薄的液膜，产生阻力，阻止介质泄漏，同时液膜又使得端面得以，获得长期密封效果。
2 机械密封失效原因分析
2.1 机械密封失效经过
高密度聚乙烯装置在2010年9月22日停车检修过程中，发生了五次机械密封泄漏现象。
第一次，在启动回收压缩机数小时后，机械密封大量泄漏，打开检查，发现机械密封动环断裂，检修人员更换新机械密封。
第二次，压缩机启动几分钟后，机械密封又发生了泄漏。打开检查，发现机械密封外侧动环和静环均发生断裂。
第三次，在厂家技术人员指导下，进行第二套机械密封的安装。在压缩机启动几分钟后，机械密封就发生泄漏，打开检查，发现外侧动环和静环断裂，外侧轴瓦局部发生脱落。此次对轴瓦进行了更换，并且对机械密封系统进行了改造，从供油总管与机械密封腔内增加管线，保证机械密封腔内供油充足，重新更换了机械密封。启动压缩机，运行正常，装置按照程序开车。
第四次，在压缩机正常运行两个星期后，机械密封发生泄漏，打开检查发现O型圈断裂（此O型圈为安装前粘接），机械密封动静环只是发生了偏磨，并无断裂破损现象，重新更换新的机械密封和O型圈，启动压缩机，正常运行。
第五次，压缩机运行一星期后，机械密封发生了泄漏，打开检查发现机械密封动静环完好，但新加工的O型圈严重变形并且断裂，发现此种O型圈不满足耐油的要求。更换原厂新O型圈，压缩机运行正常。
2.2 原因分析及改进措施
2.2.1 机械密封失效原因
此次机械密封失效主要原因如下：
1）备件质量，元件制造精度不能满足要求，从第一套机械密封来看，圆柱销加工粗糙，不能保证动环在弹簧力的作用下及时补偿变形量，虽然在安装前对其进行了打磨，但是其精度不能保证。第四次更换的O型圈不是整体加工，而是粘接的，造成机械密封在更换不久就发生O型圈在粘结处断裂；
2）设计缺陷，在压缩机机械密封设计过程中，也存在问题，此机械密封为双端面机械密封，外侧的动静环在长周期运行过程中，机组内部不能为其提供充足的，也是导致机械密封损坏的原因；
3）工艺条件，密封圈加工未考虑工艺条件，厂家制造的静密封O型圈在加工过程中未考虑现场实际工况，造成了机械密封的泄漏。
2.2.2 机械密封失效解决措施
1）从设备本身讲，首先，对原厂采购的机械密封备件严格把关，将上述不足之处反馈给机械密封制造厂家，以便对其进行改进；其次，对设备进行改进，从供油总管上向外侧动静环腔内加引油管，连续向动静环摩擦副供油，给摩擦副提供冲洗、冷却和的条件，并且将轴承座的回油孔减小，保证密封腔内有一定的压力。此外，厂家在加工过程中必须按照现场实际工况加工备件；
2）从工艺操作方面讲，在启动前按照启动步骤对设备进行盘车，设备运行过程中，尽量减小生产的波动，设备振动越小对机械密封长周期运行越有利；
3）从现场安装方面讲，首先检查机械密封各组件是否齐全；其次，密封表面粗糙度达到设计要求；第三，保证轴套表面光滑；第四，保证机械密封的压缩量；最后每次尽量更换静密封圈[1]。
3 结论
通过以上分析，我们了解了机械密封失效的原因。通过改进，压缩机恢复了正常运行。在以后的工作中，多总结经验以保证设备的正常运行。
机械密封范文5
[关键词]机械密封；泄漏分析；改进措施
中图分类号：TH311 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0138-02
1 引言
船舶上需要使用不同类型的泵来输送介质如水、燃油、滑油等等，其中以离心泵最为常见。它具有造价低廉、结构简单、紧凑、排量大而均匀、能运送甚至含有固体颗粒的液体等诸多优点。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，具有能阻止泄漏、减少摩擦损耗、提高机器效率和可靠性等优点，目前大多数的离心泵轴封都是采用机械密封。机械密封是离心泵的主要易损件之一，因而泵的故障多数是由密封失效所导致的。据统计，机械密封失效导致泵的故障占设备故障率的50%以上，所以有必要对离心泵的机械密封泄漏进行分析改进，以降低泵的故障率。
2 机械密封的结构及工作原理
目前，大多数离心泵使用的都是机械密封，是靠一对相对运动的环的端面相互贴合形成的微小轴向间隙起密封作用。机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件组成。其中动环和静环的端面组成一对摩擦副，动环随泵轴旋转并在弹簧压力作用下紧紧地压在静环上作相对运动。这样，在动环和静环之间就形成了运动密封。一般要保持动静环之间液膜的厚度适宜，太厚泄漏量增加，太薄会发生干摩擦损坏密封面。另外，压紧元件产生压力，可使泵在不运转状态下，也保持端面贴合，保证密封介质不外漏，并防止杂质进入密封端面。密封元件（密封圈）起密封动环与轴的间隙、静环与压盖的间隙的作用，同时还能吸收不利于运动密封面的冲击振动。
2.1 机械密封的结构
机械密封的结构如图1所示，它主要由以下元件构成：
（1）主要动密封元件：动环和静环。动环与静环卡在轴套上，同泵轴一起旋转，静环固定在压盖内，用防转销来防止它转动。密封是靠动环与静环的端面相对运动贴合。
（2）辅助密封元件：动、静环密封圈。
（3）压紧元件：弹簧（或波纹管）。
（4）传动元件：传动座。
2.2 工作原理
一般机械密封有4个可能泄漏点：（1）动环与静环之间，动环与静环之间存在运动间隙，液膜的厚度将影响它的泄漏量；（2）动环与轴套之间，动环可以沿轴向窜动；（3）静环与压盖之间，属于静密封点；（4）泵盖与压盖之间，也属于静密封点。
3 机械密封泄漏分析
3.1 静密封泄漏
静密封主要是指静环与压盖和泵盖与压盖之间的泄漏。原则上讲他们之间的间隙越小，则泄漏量越小。
静密封点泄漏多数是由于密封圈的缺陷造成，如密封圈尺寸不合适或本身有伤、老化变质等，特别要注意输送的介质对密封圈的腐蚀与加速老化。只要结构和材料选择正确，密封圈质量合格和安装合乎要求，静密封基本上是可以满足密封要求的。
3.2 动密封泄漏
动密封泄漏主要指动环与静环和动环与轴套之间的泄漏，理论上影响动密封效果的主要有以下几方面：
（1）输送介质方面：泵输送介质压力愈高泄漏量会愈多；粘度低的介质较粘度高的易泄漏；带颗粒和易结垢的介质比干净稳定的易泄漏。
（2）泵轴方面：一般来说，轴愈粗则密封面愈宽，对垂直偏差也愈敏感，故愈易泄漏；轴在运转中愈易摆振，则愈易泄漏；转速愈高愈易泄漏。泵轴的轴向窜量过大，轴向力偏大，扰度偏大，对动密封效果将产生影响。机械密封又称端面密封，是一种旋转轴向的接触式动密封，它是在流体介质和弹性元件的作用下，两个垂直于轴心线的密封端面紧密贴合、相对旋转，从而达到密封效果，因此要求两个密封面之间要受力均匀。若泵轴向窜量大，造成密封端面距离增加，影响泄漏量；若轴向力偏大，使动环与静环压得过紧，加剧磨损；扰度偏大，使密封面之间的受力不均匀，导致密封效果不好发生泄漏。
4 改进措施
根据机械密封泄漏分析可以看出，静密封泄漏主要由密封圈的材料决定，随着工艺水平的发展，会得到明显的改善；动密封的泄漏点主要还是集中在动、静环的两端面的相对运动产生摩擦，所以考虑从动静环设计着手来改善密封泄漏。
（1）减少旋转惯性
在机械密封组件中，一般动环部分的质量比静环部分大，故运转起来旋转动量大。泵在起停时或电力不稳定时，动静环端面之间的液膜还没有很好的建立起来，容易造成端面的干摩擦，损坏密封组件。通过减少动环的质量并适当增加静环的质量，降低了旋转惯性质量，减小动静环端面间摩擦造成的危害，从而提高了整个机封组件的稳定性和可靠性。
（2）动环端面的改进
动静环两端面间的接触摩擦是造成机械密封失效的主要原因，而可以通过改善它们间的端面来降低摩擦。接触式密封的接触端面经常在一起摩擦，造成摩擦副端面温度过高，出现闪蒸现象，端面间同时存在气液两种状态，使摩擦副密封状态失稳，导致泄漏，尤其是在开停机或供电不稳时，更容易加剧摩擦。所以尽量使端面之间形成一层稳定的液膜，可以通过在动环端面开一系列的小螺旋槽，使端面之间形成稳定的液膜，这与减少旋转惯性的方法也是相对应的。注意安装时，应使螺旋槽的旋向与泵工作轴的转向相同。
（3）弹簧性能的改进
利用波纹管代替弹簧，除了更好地保持弹簧弹性和耐腐蚀性外，还有一点就是它直接与动环接合，不用辅助密封圈，减少了一个泄漏点。或在结构上采取弹簧保护措施，使弹簧不与海水接触。
机械密封范文6
关键词：机械密封新发展新技术新产品
中图分类号： TB42 文献标识码： A 文章编号：
目前机械密封的发展方向是零逸出、高性能和长寿命。密封环境多元化，使得机械密封使用条件更加苛刻和严格。由于人类对环境、安全的重视不断提高，对机械密封的可靠和安全要求也越来越高。这就是说：使用机械密封力求达到工艺流体零逸出。同时，为了确保工艺装置安全、稳定、长期、满负运行，对机械密封来说，还要求高性能和长寿命。
机械密封技术发展的特点
技术不断创新，新技术、新概念、新结构、新产品、新材料、新工艺不断涌现，并向广度发展；高性能、高参数、高水平的产品大量研制出来，并向深度发展；失效机理、失效分析和失效监控急待有针对性的在广度范围解决。
适用范围不断扩大，机械密封不仅机泵阀门采用，而且工艺设备中，如反应釜、转盘塔、搅拌机、离心机等都在采用。不仅石化行业采用，其他行业如制药、发电等行业也都广泛使用。
重视密封系统。过去只重视单独密封，现在已经发展到重视密封系统，而且制定了新的密封系统标准。同时，不同的企业根据自己的特殊情况，把密封系统的可靠稳定纳入为管理的重中之重。
重视安全和环境保护。过去只注意眼睛看得见的泄露，现在已发展到零泄漏零逸出。给操作环境提供安全保证，并且符合环境保护的严格要求。
寿命要求提高。以前很多装置都是一年一修，但近年来，绝大多数企业都延长了装置的检修期，这就要求延长机械密封的可靠工作寿命。很多企业对机械密封的使用寿命提出了不少于2年运行的要求。
机械密封的新技术和新产品
为了满足上述要求，出现了大量的密封新概念，新材料和新工艺的各种机械密封也在不同行业发展起来。利用这些新的技术，衍生出许多的新产品。
密封面开槽技术及新产品
近年来，很多厂家在机械密封的密封端面上开了各种各样的流槽，以产生流体静、动压效应。发展起来的密封面开槽技术，改变了传统平面密封的形式，并且还在不断更新和改进。基于密封面开槽技术，衍生的主要密封概念如下：
零泄漏密封技术。
上游泵送密封技术。
干运转气体密封技术。
热流体动压密封技术。
波纹管密封技术和新产品
成型金属波纹管机械密封技术。成型金属波纹管机械密封技术中有克兰公司的新515非对称波纹管机械密封和变节距成型金属波纹管机械密封以及英国法莱博士公司的双层金属成型波纹管GLIB、GT1B和RT1B型新密封。我国现使用的成型金属波纹管密封多基于以上密封发展创新而来。
焊接金属波纹管机械密封技术。焊接金属波纹管机械密封中，有采用各种“弓”形波纹片的多圆弧或正弦的边缘焊接金属波纹机械密封。丹东克隆密封有限公司生产DBM系列焊接金属波纹管机械密封，广泛用于石化企业。这些密封不同于推环式密封，省掉了弹簧和辅助密封。
窄密封技术和新产品
刃边密封技术。刃边密封的特点是动环密封面的宽度很窄，可以限制固体杂物的形成。已经形成的物质或纤维也可以被尖边切断而排除掉，还可以消除径向变形的影响，在同样受热强度下冷却特别好。国外引进的和国产的刃边密封已在石化行业中有了大量应用。
窄密封技术。除了刃边密封外，还有锥面窄密封和密封面宽度变窄的一般机械密封，都是为了减少摩擦热、减少磨损，以达到长寿命化。目前国内外的普通机械密封的密封面宽度都有变窄的趋势。这种密封的性能与用窄密封近似理论的计算结果很接近。
多端面密封技术和新产品
双密封。双密封中有对置密封和串级密封。对置双密封中有面对面的对置双密封和背靠背的对置双密封。其中阻塞流体的压力高于工艺流体压力和大气侧压力，可以避免并以流体外漏，但靠大气侧的密封压差较大，其中缓冲流体的压力低于工艺流体压力而高于大气侧压力，中间流体只起缓冲作用，可减小大气侧密封压差。
中间环密封。中间环密封有3种：中间环旋转高速密封；静环正转流槽或动环反转流槽的双向气体端面密封；中间环两侧压力和温度对称可避免力变形和热变形的中间环不转的高压或高温密封。此外，中间环密封两边开槽可用作正反双向运转。
多密封。多密封大都做成组合密封，其中各种密封起到各自的作用。
平行面密封技术和新产品
这是控制密封面变形或倾斜的密封技术，采用控制密封面变形或倾斜的“平行面原则”，可以减少泄漏量、减小磨损和使流体膜承载能力保持常数，从而保持性能稳定，使密封达到长寿命化。可以采用的措施如下：
两环密封面平行且垂直于轴线
两密封面平行但不一定垂直于轴线
两环密封面始终贴合保持两环密封面平行
安全密封技术和新产品
为保证安全可靠和达到环保要求，应用密封安全技术研制出一系列安全密封。
（1）备用密封。在备用密封中主密封工作，副密封处于备用状态，主密封损坏时副密封作为备用开始动作。有非接触式暂搁密封和接触式承磨密封。
（2）串级密封。两套密封串连工作，内密封工作，外密封起安全作用。有干式串级密封和湿式串级密封。
（3）抑制密封。在靠近大气侧的起抑制作用的密封叫做抑制密封。它具有环保作用，丹东克隆公司生产了用作抑制密封的骨架密封。
7、流体阻塞密封技术和新产品
过去常采用液体阻塞液体或气体，即液封液或液封气，而现在开始利用气体阻塞液体或气体，即气封液或气封气。
流体阻塞密封具有下列特点：（1）密封环采用自、不胶合材料，典型材料是碳石墨；配合环采用导热率高的硬材料，典型材料是碳化硅和碳化钨。（2）密封面产生的热量可散除，以防止密封环整体或密封面温度的升高。（3）控制由于压差或温差而使密封面变形，进而使密封面平直，可减少气体泄漏量。（4）阻塞气体通常是空气、惰性气体、氮气以及二氧化碳，水分不宜过多。（5）机器开车和停车时，不可避免发生干摩擦，应适当注意环槽几何形状与尺寸，使之有利于清除磨粒。（6）为减少备件量和避免左右装错，开槽密封应尽可能做成双向旋转。
零溢出密封技术和新产品
所谓零溢出，就是指工艺设备内的工艺流体泄漏量和溢出量等于零，也就是无工艺流体溢出。零逸出密封技术具体包含了：零逸出密封系统、零逸出密封、零逸出密封辅助措施、密闭式机泵等范畴。
在零逸出密封系统中一般采用流体阻塞系统和流体缓冲系统。阻塞和缓冲介质中，由于液体介质系统结构庞大、昂贵、仍具有危险性和可能引起环境污染，现均采用气体作为阻塞和缓冲介质。
零逸出密封系统中有单密封、双密封或多密封。对于有害介质或危险性介质，必须采用双密封、串级密封或多密封。系统中，可以采用接触式干运转或非接触式干运转密封，接触式干运转密封中有固体流体动力楔密封、唇状密封、分瓣式密封等，非接触式干运转密封中有迷宫密封、蜂窝密封、节流环密封、浮动环密封、螺旋密封、组合密封等。
在有害和危险介质转动设备中，要使工艺流体彻底不溢出，必须推广和使用零逸出技术。
