第一節 機械密封基礎知識
上麵一章我們講的是墊片密封和填料密封以及油封,是被用於管道法蘭連接和設備密封的,接下來我們將要對機械密封有一個詳細的了解,這一章也全部隻講機械密封。在我的修理經曆中,發酵罐罐頂機封是總壞總需要更換的,甚至有的罐會出現一批料更換一個機封,連續兩三次這樣的情況。本來我報配件的時候報了10個動環,以為可以用上至少四個月,沒曾想兩個月不到就換完了,究其原因,還是我們做維修的沒有掌握好紮實的基本知識,在維修更換的操作中沒有注意到一些細節比如端麵的水平、攪拌軸是否偏心、軸承是否損壞、機封和軸之間是否同心以及潤滑情況是否良好等,希望本書的這一章節能加深大家的操作意識和基本技能。
機械密封簡介
機械端麵密封是一種應用較廣泛的旋轉軸動密封,簡稱為機械密封,也可以叫做端麵密封。國家標準中給出的定義是:由至少一對垂直於旋轉軸線的端麵在流體壓力和補償機構彈力(或磁力)的作用以及輔助密封的配合下保持貼合並相對滑動而構成的防止流體泄漏的裝置。機械密封一般情況下主要由四大部分組成:1、由靜止環(靜環)和旋轉環(動環)組成的一對密封端麵,該密封端麵有時也稱之為摩擦副,是機械密封的核心(發酵罐機封上麵的石墨動環和不鏽鋼靜環便是屬於這一部分)。2、以彈性元件(或磁性元件)為主的補償緩衝機構(發酵罐機封上麵使用的是彈簧作為補償機構)。3、輔助密封機構(我們常見的O型圈)。4、使動環和軸一起旋轉的傳動機構(包裹在動環外麵的不鏽鋼鋼套,它是用來和攪拌軸相固定的)。
機械密封的結構多種多樣,最常見的結構便是我們車間,在發酵罐頂,機械密封是安裝在攪拌軸(旋轉軸)上的。分為上下兩個部分,上半部分是密封腔,內有緊定螺栓和彈簧座、彈簧、動環輔助密封圈(O型圈)和動環,它們通過螺 為5-1發酵罐使用的機封結構示意圖
栓被固定在攪拌軸上,隨著攪拌軸一起旋轉。下半部分包括靜環、靜環輔助密封圈(聚四氟乙烯墊環)和防轉銷(用以防止靜環因和攪拌有摩擦而跟轉),它們被安裝在端蓋內,端蓋與密封腔體之間的端麵貼合便是機械密封防止泄漏的主要原理。攪拌軸通過緊定螺栓、彈簧座和彈簧帶動動環一起旋轉,而靜環由於防轉銷的作用而靜止在端蓋內,動環在彈簧力和介質壓力的作用下,與靜環的端麵機密貼合,並發生相對的滑動,阻止了介質沿著端麵間的徑向泄漏,構成了機械密封的主密封。動靜環之間有磨損後會通過彈簧和密封流體壓力的推動下實現補償,始終保持兩密封端麵的緊密接觸。動、靜環中具有軸向補償能力的稱為補償環,不具有補償能力的稱為非補償環,發酵罐機械密封中,動環為補償環,靜環為非補償環。動環的輔助密封圈(O形圈)阻止了介質可能沿著動環與軸之間的間隙泄漏的途徑,靜環輔助密封圈(聚四氟乙烯墊環)則阻止了介質可能沿著靜環與端蓋之間的間隙泄漏的途徑。工作時,輔助密封圈與密封腔之間不能有明顯的相對運動,屬於靜密封。
從結構上來看,機械密封主要是將極易泄漏的軸向密封改變為不易泄漏的端麵密封。由動環端麵與靜環端麵相互貼合而構成的動密封,是決定機械密封性能和壽命的關鍵要素。在實際的生產中,機械密封的泄漏大約有95%左右都是由於密封端麵摩擦副(動、靜環貼麵)的斷裂和過損造成的。因此對動環和靜環的接觸端麵要求非常之高。國家標準中的規定是:密封端麵平麵度不大於0.0009毫米,金屬材料密封端麵粗糙度不能大於0.2微米,非金屬材料密封端麵的粗糙值不能大於0.4微米。可見其要求之嚴格,這也對動靜環的加工技術提出了較高的要求。也所以說技術就是經濟,一套動環和靜環,車間購買時需要兩千多塊錢,其物料成本也就是大約4兩石墨和3斤不鏽鋼,其本身賣不了多少錢,但是掌握了平麵加工技術以後變可以點石成金了。
機械密封的特點
機械密封跟其他形式的密封相比,具有以下幾個特點:
1、機械密封的密封性能好。在長期運轉過程中,密封狀態非常穩定,泄漏量很小,大約為軟填料密封泄漏量的1%左右。
2、使用壽命長。機械密封的端麵由自潤滑性及耐磨性較好的材料組成,還具有磨損補償機構。因此密封端麵的磨損量在正常工作條件下顯得很小,一般可持續使用1--2年,最好的能用到5—10年以上。相比較而言,咱們車間更換機封的頻率就顯得太高了,這也是我非常急於知道如何安裝維修維護機械密封的最大動力,配件換的勤不是別人的錯,正是我們做維修人員的責任所在。
3、運轉中不需要調整。由於機械密封靠彈簧力和流體壓力來使摩擦副貼合,在運轉過程中即使摩擦副磨損後,密封端麵也始終自動地保持貼合,因此,正確安裝後,就不需要經常調整。由此可見機械密封的使用是很方便的,比較適合連續化、自動化的生產。
4、功率損耗小。由於機械密封的端麵接觸麵積小,摩擦功率損耗小,一般僅為填料密封的25%左右。
5、軸和軸套表麵不易磨損。由於機械密封與軸或者軸套的接觸部位幾乎沒有相對運動,因此對軸或者軸套的磨損較小。想象一下,如果發酵罐的密封是使用盤根的話,那種磨損程度該有多厲害。
6、抗振動性強。機械密封由於具有緩衝功能,因此當設備或轉動軸在一定範圍內振動時,仍然能夠保持良好的密封性能。
7、密封參數高,使用範圍廣。當賀禮選擇摩擦副材料及結構,加之設置適當的衝洗冷卻等輔助係統的情況下,機械密封可廣泛用於各種工作條件,尤其是在高溫、低溫、強腐蝕性和高速等惡劣環境下更能顯示出其優越性。目前機械密封的技術參數可以達到的水平如下,可使用在軸徑5到1000毫米的旋轉軸上,使用壓力最高可到43MPa,使用溫度可以從-200到1000度,機器的轉速最高可以達到5000r/min,密封流體的壓力與密封端麵平均線速度的乘積可以達到1000 MPa.m/s。
8、結構複雜,拆裝不便。這一點我們是深有感觸,每次拆卸機封的時候都需要往發酵罐下麵放置千斤頂,將攪拌軸頂住以後開始鬆懈攪拌機架部分聯軸器的螺栓,將懸空部分的外套卸下以後,才能將機封拆下來,安裝的時候則反之。與其他密封相比較,機械密封的兩腳數目較多,要求精密,結構複雜。特別是在裝配方麵比較困難,拆轉時要從軸端處抽出密封環,必須把機器部分(聯軸器)全部拆卸,要求操作人員有一定的技術水平。這一問題目前已得到了某些改進,例如采用拆卸方便並可保證裝配質量的剖分式和集裝式機械密封等。
機械密封的分類
機械密封的分類方法也有很多種。
1、按其應用的主機分類,可分為泵用機械密封、反應釜用機械密封(如圖5-1)、透平壓縮機用機械密封、風機用機械密封、潛水電機用機械密封、冷凍機用機械密封以及其它主機用機械密封。 圖5-2泵用機械密封示意圖
2、按使用的工作情況和參數分類,可分為高、中、低溫機械密封,超高壓、高壓、中壓、低壓和真空機械密封,超高速、高速、一般速機械密封,耐磨力介質、耐強腐蝕介質、耐弱腐蝕性介質機械密封,大軸徑、一般軸徑和小軸徑機械密封。
3、按參數和軸徑分為重型機械密封、中型機械密封和輕型機械密封。其中,重型機械密封通常指密封腔壓力大於3 MPa,密封腔溫度小於-20度或者大於150度,密封端麵平均線速度大於25米/秒,密封軸徑大於120毫米工作狀態下的機械密封。輕型機械密封通常指密封腔壓力小於0.5 MPa,密封腔溫度大於0度或者小於80度,密封端麵平均線速度小於10米/秒,密封軸徑小於40毫米工作狀態下的機械密封。中型密封介乎於重型和輕型之間,車間大發酵罐密封便是屬於中型密封。
4、按作用原理和結構分類,還可以有以下幾種分類方法:
(1)按密封端麵的對數分類。分為單端麵、雙端麵和多端麵機械密封。由一對密封端麵組成的為單端麵機械密封,由兩對密封端麵組成的為雙端麵機械密封,由兩對以上密封端麵組成的為多端麵機械密封。單端麵密封結構簡單,製造和安裝容易,應用廣,一般應用於液體場合,如油品等,與其他輔助裝置合用時,可用於帶懸浮顆粒、高溫高壓液體等場合,但是當介質有毒性、易燃易爆以及對泄漏量有嚴格要求時,不適合使用。
雙端麵密封適用於腐蝕、高溫、液化氣帶固體顆粒及纖維、潤滑性能差的介質,以及有毒、易燃易爆、易揮發、易結晶和貴重的介質。雙端麵密封有軸向雙端麵、徑向雙端麵和帶中間環的雙端麵密封等三類。沿徑向布置的雙端麵密封結構較軸向雙端麵密封緊湊。帶中間環的雙端麵密封,一個中間密封環和、被一個動環和一個靜環所夾持著。旋轉的中間環密封可用於高速下,不轉的中間環密封可用於高壓或者高溫下減少變形,具有中間環的螺旋槽麵密封可用於雙向密封。
軸向雙端麵密封有背靠背和麵對麵式兩種。這種密封工作時會在兩對端麵間引入高於介質壓力的封液,以改善端麵間的潤滑及冷卻條件,並把被密封介質與外界隔離,有可能實現介質的“零泄漏”。
(2)按密封流體所處的壓力狀態分類,可分為單級密封、雙級密封和多級密封。單級密封使密封流體處於一種壓力狀態,雙極密封使密封流體處於兩種壓力狀態下,單級密封與單端麵機械密封相同,雙級密封的兩級密封串聯不止,密封流體壓力一次遞減,可用於高壓工作環境。將雙級密封再次串聯起來則成為多級密封,具有更好的密封性,但安裝與維修也更為複雜。
(3)按密封流體壓力載荷程度分類,可分為平衡式機械密封和非平衡式機械密封。平衡式密封又可分為部分平衡(部分載荷)和過平衡式(全部載荷)兩種。密封流體作用於單位密封麵上的軸向壓力大於或者等於密封腔內流體壓力的叫非平衡式,密封流體作用於單位密封麵的軸向壓力小於密封腔內流體壓力時成為部分平衡式。若流體對密封麵無軸向壓力或為推開力則稱之為平衡式。
(4)按靜環與密封端蓋的相對位置或者按彈簧是否置於密封流體之內分類,可分為內裝式和外裝式。內裝式機械密封可以利用密封腔內流體的壓力來密封,機械密封的元件均處於密封流體中,密封端麵的受力狀態以及冷卻和潤滑條件好,是常用的結構形式;外裝式密封的大步風零件不與密封流體接觸,暴露在設備外麵,便於觀察和維修安裝,但是由於外裝的密封流體作用力與彈性元件的彈力方向相反,當流體壓力有波動而彈簧補償量不大或者不及時的時候,會導致密封環不穩定甚至嚴重的泄漏,外裝式密封僅用於強腐蝕、高黏度和易結晶介質的場合。
(5)按補償機構中彈簧的個數分類,可分為單彈簧式和多彈簧式機械密封。單彈簧式密封的補償機構為一個彈簧,容易造成密封端麵的彈簧力分布不均勻(特別是在軸徑較大的時候更為明顯),而且高速下離心力會使彈簧發生偏移或者變形,彈簧力度不易調節,因此它多用於軸徑較小速度較低的密封。多彈簧式密封的彈簧壓力分布均勻,受離心力影響較小,彈簧力可通過改變彈簧個數來調節,不同軸徑可用數量不同的小彈簧,使彈簧規格減少。它的軸向尺寸小,徑向尺寸大,安裝比較繁瑣,而且彈簧一般比較細,在腐蝕性介質或者有固體顆粒介質的場合下,容易因為腐蝕和堵塞而失效,一般適用於大軸徑高速密封。二級發酵罐的罐頂密封便是多彈簧式機械密封,用了一年多沒有泄露過,有一次發生泄漏,我們去維修時怎麼也裝不好調試不好彈簧,因為彈簧太多了,有8個,沒有調試的手感去保證各個彈簧受力均勻,端麵平整,所以裝上以後總是泄漏,後來還是請的原廠家的維修師傅來教我們,廠家來了以後隻是說這個東西沒法教,它是要憑經驗和手感去調節的。所以說,經驗和平常一點一滴的積累真的很重要。
(6)按補償環是否隨軸旋轉分類,可分為旋轉式和靜止式機封,以補償環是否轉動為準。由於靜止式密封的彈性元件不受離心力影響,常用於高速機械密封,旋轉式密封的彈性元件裝置簡單,徑向尺寸小,常用於一般機械密封,但不宜用於高速,因為高速情況下轉動件的不平衡質量容易引起震動和介質被強烈攪動,因此,線速度大於30米/秒時,宜采用靜止式密封。
(7)按密封流體在密封端麵間的泄漏方向是否與離心力方向一致分類,可以分為內流式和外流式機械密封兩種,相反的為內流式,相同的為外流式。
(8)按補償環上離密封端麵最遠的背麵是處於高壓側還是低壓側分類,可分為背麵高壓式和背麵低壓式機械密封。背麵高壓式是常用結構,隻有需要耐強腐蝕時采用背麵低壓式,因為低壓式機封的彈性元件一般都放置於低壓一側,可避免接觸高壓側密封流體。
(9)按密封端麵是否直接接觸分類,分為接觸式和非接觸式機械密封。接觸式密封是指靠彈性元件的彈力和密封流體的壓力使密封端麵緊密結合,即密封麵微凸體接觸的機械密封;非接觸式密封是指靠流體靜壓或者動壓作用,在密封麵間充滿一層完整的流體膜,迫使密封端麵彼此分離不存在硬性接觸的機封。普通機械密封大都是接觸式密封,密封結構簡單,泄漏量小,使用廣泛,但是磨損、功耗和發熱量都較大,在高速和高壓下使用受到限製,非接觸式密封的泄漏量大,結構複雜,但是發熱量和功耗都小,正常工作時沒有磨損,大多在高壓、高速等苛刻工況下使用或者作為多級密封的前置密封使用。采用表麵改型技術做成的可控間隙的非接觸式密封可以達到工藝流體零泄漏和零逸出。
(10)波紋管型機械密封按照波紋管材料的不同可分為金屬、聚四氟乙烯和橡膠波紋管機械密封。波紋管是指在補償環組件中能在外力或者自身彈力的作用下伸縮並起到補償環輔助密封作用的波紋管狀彈性零件。它在軸上沒有相對滑動,對軸無磨損,追隨性好。追隨性是指當機械密封存在跳動、振動和繞軸的竄動時,補償環對於端麵保持貼合的性能。
機械密封的主要性能參數
用什麼來表達機械密封的性能呢?在一般情況下,我們常用端麵比壓、端麵摩擦熱及功耗、pv值、泄漏率、磨損量、使用壽命等性能指標來表達出一個機械密封的性能如何。
1、端麵比壓。作用在密封環帶上單位麵積上淨剩的閉合力稱為端麵比壓。端麵比壓的大小是否合適,對密封性能和使用壽命的影響很大,比壓過大時會加劇密封端麵的磨損破壞流體膜,降低壽命,比壓過小時,會使泄漏量增加,降低密封性能。
2、端麵摩擦熱及功率消耗。機封在運行過程中,不僅摩擦副會因摩擦生熱,而且旋轉組件與流體摩擦也會生熱,摩擦熱不僅會使密封產生熱變形而影響密封性能,同時還會使密封端麵間的液體膜氣化,導致摩擦工況的變化,密封端麵急劇磨損,甚至密封失效。
3、pv值。密封端麵的摩擦功率同時取決於壓力和速度,因此,工程上常用兩者的乘積來表示,即pv值。它常被用來當作選擇、使用和設計機械密封的重要參數。但實際中由於所取的壓力不同,其表達的機械密封的功能特性也不同。
4、泄漏率。機封的泄漏率是指單位時間內通過主密封和輔助密封泄漏的流體總量,它是評定密封性能的主要參數。泄漏率的大小取決於許多因素,其中主要的是密封運行的摩擦狀態。在沒有液膜存在而完全由固體接觸的情況下,機械密封的泄漏率接近為零,但通常是不允許在這種摩擦狀態下運行的,因為這樣密封環的磨損率很高,為了保證密封有足夠的壽命,密封麵應處於良好的潤滑狀態。因此必然存在著一定程度的泄漏,其最小泄漏率等於密封麵潤滑所鼻息的流量,這種泄漏是為了在密封麵間建立合理的潤滑狀態所付出的代價。所有正常運轉的機械密封都有一定地泄漏,所謂的“零泄漏”隻是指現有儀器測量不到的泄漏率。實際上也有微量的泄漏,如果泄漏介質為水溶液或者液態烴,它在離開密封麵邊緣時就可能已經被摩擦熱蒸發成氣相,從而看不到液相泄漏。對處於全流體膜潤滑的機械密封而言,如流體靜壓或者流體動壓密封,泄漏率一般較大
5、磨損量。磨損量是指機械密封運轉一定時間以後,密封端麵在軸向長度上的磨損值。磨損量的大小要滿足機械密封使用壽命的需要,一般情況下,剛安裝成功的密封,用清水為介質做試驗,運轉100個小時以後,軟質材料的密封環磨損量不應大於0.02毫米。磨損率是在一定的摩擦條件下抵抗摩擦能力的評定指標。當發生粘著磨損或者磨粒磨損時,材料的磨損率與材料的壓縮屈服極限或硬度成反比,就是說材料越硬越耐磨,也有很多材料是靠自身較低的摩擦係數來降低磨損的,比如有自滑特性的石墨和聚四氟乙烯等。說了上麵這些,其實我們要理解為它隻是一個概念或者說是一個具有傾向性的標準,而在生產實踐中,材料的磨損特性並不是材料的固有特性,而是與磨損過程的工作條件(比如壓力溫度等)、配對材料的性質、接觸介質的性能和摩擦狀態等因素有關的,是一個係統的性能。所以合理選擇配對材料,提供良好的潤滑和冷卻條件才是保證機械密封摩擦副使用壽命和性能的重要措施。
6、使用壽命。這個概念就簡單多了,就是指機械密封從安裝成功到失效累計運行的時間。我們發酵罐的機械密封很少是由於長時間工作上的磨損而失效的,其他因素往往能促使機封更早的失效。因此,密封的壽命在很大程度上取決於使用情況。為延長機械密封的使用壽命,應該做到:在密封腔中建立合適的工作環境,比如仔細清理腔內雜物纖維和鐵屑等,合理地控製其溫度,加強潤滑,在各個漏點處形成良好的液膜,在安裝時要注意和軸的同心度以及是否有傾斜等。
機械密封常用材料的選擇
如果需要我們為發酵罐選擇一套合適的密封,那麼我們應該從哪些方麵去考慮,有什麼指標可以作為參考幫助我們尋找呢?我想首先我們可以從上文中找到合適的機封類型,然後就是需要知道應該選擇什麼樣的材料做組成機械密封的各個部位來適應生產工藝的需要。
在生產中,我們必須根據具體的用途和介質性質以及工作條件來選擇不同的密封材料。正確合理的選擇各種材料來組成機械密封特別是機封端麵的材料麵,對保證機械密封工作的穩定性,延長其使用壽命、降低成本等都有著重要的意義。下麵將機封的各個部件拆解開來為大家詳細敘述機封的材料選擇。
1、摩擦副的材料。摩擦副的材料是用來做成動環和靜環的端麵材料的,是整套機封的核心所在。機械密封的泄漏90%以上都是由於密封端麵引起的,在機封的使用中,除了密封麵相互平行的程度和密封麵與軸的同心程度外,就數端麵材料的選擇最為重要了,選對了材料就能事半功倍,通常摩擦副的動環和靜環材料會選用一軟一硬來配對使用,隻有在特殊情況下(比如需要密封的介質有固體顆粒)才會選用都是硬材料。車間發酵罐就是一軟(石墨動環)一硬(不鏽鋼靜環)的。摩擦副材料有它的基本要求:(1)物理力學性能。彈性量要大,機械強度要高,密度小,導熱性要好,熱膨脹係數低,耐熱衝擊性好,耐寒性和耐溫度的急變性好;(2)化學性能。耐腐蝕性要好,抗溶化抗老化。(3)摩擦學性能。自潤滑性要好,摩擦係數低,能承受短時間內的幹摩擦,耐磨性好,相容性好。相容性也是一個重要指標,因為摩擦副密封端麵是要進行相對滑動的,僅靠各自的材料耐磨性好還不夠,還要考慮到動、靜環材料之間的相容性問題,相容性差的話容易發生粘著磨損。另外摩擦副材料的切削加工性要好,成型性也要好。目前能做摩擦副的材料有很多,軟的有石墨、聚四氟乙烯、銅合金等,硬的有金屬、硬質合金和工程陶瓷等。
軟材料中,石墨是機封用量最大,使用範圍最廣的摩擦副組對材料。它具有很多優良的性能,比如良好的自潤滑性能和較低的摩擦係數,優良的耐腐蝕性能,導熱性能也好,線膨脹係數低,組對相容性好,並且易於加工,成本很低。石墨是用焦炭粉盒石墨粉(或炭黑)做基料,用瀝青做粘合劑,經模壓成型在高溫下燒結而成的。常有碳石墨和電化石墨兩種,前者硬而脆,後者質地軟強度低。平常我們用的機封都是碳石墨的,它的機械強度比較低,所以廠家會在裏麵摻入其他材料以提升它的性能,一般都是摻入樹脂,價錢貴的就是摻入巴氏合金或者銅什麼的。對於碳石墨密封麵而言,抗起泡疤痕是個很重要的問題。由於一定量的介質會被石墨所吸收,摩擦熱形成壓力頂出,在端麵形成疤痕,就是我們把機封拆卸下來以後常會發現的起泡現象,一個點一個點的分布在端麵上。
還有很多端麵軟材料是選擇聚四氟乙烯的,聚四氟乙烯具有優異的耐腐蝕性和自潤滑性,摩擦係數也低。耐熱耐寒耐水,抗老化,加工性也好。但是它的導熱性能差,長期受力下容易變形。
在硬材料中,硬質合金具有硬度高,強度大,耐磨損和高溫,導熱性好,摩擦係數低等優點,最重要的是它抗介質顆粒性很好。常用的有碳化鎢。
2、輔助密封圈材料。機封的輔助密封圈包括動環密封圈和靜環密封圈。根據其作用,要求輔助密封材料具有良好的彈性,較低的摩擦係數,耐介質的腐蝕,抗老化,在壓縮後及長期的工作中變形較小,高溫下使用具有不粘著性,低溫下使用不硬脆而失去彈性,具有一定的強度和抗壓性。
輔助密封圈常用的材料有合成橡膠、聚四氟乙烯、柔性石墨、金屬材料等。合成橡膠是使用最廣的材料如O形圈。輔助密封圈材料在一般介質中可以選擇合成橡膠製成的O形圈,在腐蝕性介質中可以使用聚四氟乙烯製成的V形圈,在高溫下可優先采用柔性石墨,在高溫高壓同時存在的時候,前麵幾種材料就不能勝任了,這是就需要金屬材料出場了。
3、彈性元件材料。機封的彈性元件一般為彈簧和金屬波紋管等。彈性元件的材料要求強度要高,彈性極限更要高,耐疲勞耐腐蝕耐高低溫,這樣才能使密封在介質中長期工作仍然能有足夠的彈力維持密封端麵之間的貼合和補償。機封用彈簧大多為304或者316型的不鏽鋼,在弱腐蝕介質中可以使用碳鋼。機封用金屬波紋管的材料可以用奧氏體不鏽鋼、馬氏體不鏽鋼和合金等材料。
4、其他零部件材料。機封中的其他零件如動靜環的環座、推環、彈簧座、傳動銷、緊定螺栓和軸套等,雖然不是關鍵性部件,但其作用也很大,在考慮選材時也不能忽視。除了滿足機械強度的要求以外,還要耐腐蝕,常用材料有不鏽鋼、鉻鋼等。
機械密封結構形式的選擇
機械密封的結構形式多種多樣,針對某一具體的裝備,正確合理地選擇機械密封,無論是對使用密封的企業還是具體設備的設計製造者來說都不是一項簡單的工作,特別是在建立新車間,試驗新工藝的時候,更是如此。
一、影響機械密封選擇的主要因素有以下幾點:
1、過程裝備的特點。過程裝備的特點對機械密封的選擇有重要影響,必須考慮該設備在整套生產工藝中的重要程度、種類、規格、安裝和運行方式等。
2、被密封介質的性質。比如密封部件材料要耐介質的腐蝕,能防止介質的揮發等化學性質和介質的物理性質如飽和蒸汽壓、凝固點、結晶或聚合點、黏度、密度等。比如介質的飽和蒸汽壓決定著介質沸騰和起泡的條件,要使密封正常操作,就必須要保證密封腔內流體的溫度和壓力在介質沸點或起泡點以內。而介質的黏度直接影響著密封的啟動力矩及摩擦功耗,也影響著密封腔體內的傳熱和界麵液膜的形成,有的泵類可能會遇到黏度很大的工作情況,其操作黏度和啟動黏度都必須要加以考慮(比如發酵液放罐時的黏度就比較大,這要就要考慮到泵啟動時機封承受的黏度壓力),而且還應注意某些介質可能具有很特殊的黏度特性。比如對於黏度很低的介質(液氨、高溫高壓水),普通密封端麵間難以形成良好的潤滑膜,必須要特別注意。除了考慮介質的物理、化學性質以外,還要考慮的一個重要特性就是介質的危險性。危險性一般分為毒性、可燃性和爆炸性、腐蝕性三類,在選擇機封前,對介質的危險性必須進行充分的評估,根據潛在危險的評估情況,提出密封的選型要求,並對過程裝備及現場公用工程進行完善。也就是說在關鍵部位的密封上麵,需要我們企業和設備體係供應商以及機封供應商相互之間有更好地協調協商共研機製。