机械密封 第三章 过程装备与管道的静密封PPT课件
(完整word版)过程装备密封技术课件
《过程装备密封技术》蔡仁良等主编化学工业出版社出版讲课教师：王启立学时：32学分：20 本课程简介：一、课程的性质、任务：《过程装备密封技术》是作为过程装备与控制工程专业的选修课而开设的一门课程,其任务是研究工业部分的过程装备和机械设备的密封技术。
二、教学目的：根据本课程教学大纲要求，本课程的教学目的是培养学生运用基本的理论知识来理解和掌握各种流体密封装置的原理、结构特点、设计方法和选用原则,了解密封控制的新技术。
三、教材本教材由过程装备与控制工程专业教材编写委员会编写,由蔡仁良主编，化学工业出版社出版.四、内容本课程系统全面地介绍过程工业装置中流体静、动密封的主要内容和最新进展.重点阐述密封的基本概念、流体密封理论、动、静密封技术以及泄漏检测技术.五、课程框架及学时安排:课程内容分为5章，32学时，内容框架及学时分布如下:1 概论（2学时)1。
1 过程装备的密封问题1。
2 泄露与逸出1.3 密封方式与分类1。
4 摩擦磨损与密封2 流体在密封间隙中的流动（4学时)2。
1 引言2。
2 分子流（1学时）2.3 不可压缩流体的层流（2学时)2.4可压缩流体的薄膜流动（1学时）3 过程设备和管道的静密封（10学时）3.1垫片密封(6学时）3.2胶密封 (4学时)4 过程机械的动密封(10学时）4.1接触密封（6学时)4.2非接触转轴密封（4学时）5 泄漏监测技术（6学时）5。
1引言（1学时）5.2检测的方法和分类（1学时）5。
3压力检测法（2学时）5。
4真空检测法（2学时）六、考试及成绩评定考试为闭卷考试.成绩计算方法：平时成绩占20%,期末考试卷面成绩占80％.七、参考文献：1胡国祯等，《化工密封技术》,化学工业出版社，19902顾永泉，《流体动密封》，石油大学出版社,19903张向钊等，《密封垫片与填料》,机械工业出版社，19944顾永泉,《机械端面密封》，石油大学出版社，19945李继和，《机械密封技术》，化学工业出版社，19881 概论本章框架：1。
机械密封基础知识讲座PPT课件
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一、机械密封原理
（一）定义（图1-1）
密封腔
端盖
泄漏点4 泄漏点3
泄漏点2 泄漏点1
图1-1 机械密封基本结构（旋转式）
1—弹簧座 ； 2—紧定螺钉； 3—弹簧； 4– 推环； 5– 补偿环辅助密封圈 ； 6—补偿环； 7—非补偿环； 8– 非补偿环密封圈； 9—防转销
机械密封是一种用于旋转流体机械的轴封装置。（用 于离心泵、离心机、反应釜、压缩机等设备，轴和设备腔 体间存在一个圆周间隙，设备介质从中泄漏，因此必须设 一道阻漏装置。因机械密封具有泄漏少、寿命长等优点， 成为了主要的轴密封方式，又叫端面密封。）
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（十一）对冲洗流体的要求 （十二）热油泵的冲洗液选择 （十三）烷基化装置中浓硫酸的冲洗液的选择 （十四）轻烃、轻油泵密封冲洗液的选择 （十五）机械密封的冷却方式 （十六）辅助设施在何种工况下必须选用
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六、机械密封的安装和使用
（一）安装机封的泵的技术要求 （二）安装密封前要了解泵及介质情况 （三）机械密封的安装 （四）泵的抽空和汽蚀
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一、机械密封原理
（一）定义 （二）组成 （三）密封机理 （四）辅助设施 （五）机械密封的种类 （六）旋转式和静止式机械密封 （七）内装式和外装式机械密封 （八）内流式和外流式机械密封 （九）多弹簧和单弹簧机械密封 （十）平衡型和非平衡型机械密封
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（十一）补偿机构形式 （十二）双端面机械密封 （十三）串联式机械密封 （十四）波纹管机械密封 （十五）集装式机械密封
（十一）合成橡胶 （十二）柔性石墨（也称膨胀石墨） （十三）弹性元件材料 （十四）机械密封中基体材料
机械密封结构.pptx
比较
泄漏量 摩擦功率损失
轴磨损 维护及寿命
高参数
加工及安装
对材料要求
软填料密封
机械密封
180～450械密封为软填料密封的10～50％
有磨损，用久后要更换
几乎无磨损
要经常维护，更换填料，个别情况 每班换一次
寿命很长，很少需要维修
高压、高温、高真空、高转速、大 直径密封不能解决
第三章 机械密封
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第一节 机械密封原理和基本结构型式
一、密封原理和特点
1.结构
（1）组成
1
2 3 4
9
87
65
1-静环座 2-动环辅助密封圈 3-静环辅助密封圈
4-防转销 5-静环 6-动环 7-弹簧 8-弹簧座
9-紧定螺钉
2
（2）固定
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1-静环座 2-动环辅助密封圈 3-静环辅助密封圈 4-防转销 5-静环 6-动环 7-弹簧 8-弹簧座 9-紧定螺钉
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配对方法： 当介质粘度小，润滑性差时，采用金属配各种非金 属（因为大多数非金属材料都有自润滑作用）；当 介质粘度较大时，采用金属与金属配对。
加工精度 由于摩擦副的端面要起密封作用，并且摩擦环要相 互滑动摩擦，故端面的加工精度影响着密封的效果 和使用寿命。因此，JB4127-85《机械密封技术条 件规定较高。
➢ 紧定螺钉把弹簧固定在轴上 ➢ 静环的周向固定：静环上开槽，
然后通过防转销与静环座固定。 而静环座又与设备联在一起。
3
2.密封原理
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2
3 4
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1-静环座 2-动环辅助密封圈 3-静环辅助密封圈 4-防转销 5-静环 6-动环 7-弹簧 8-弹簧座 9-紧定螺钉
机械密封介绍 ppt课件
密封原理
Standard Mechanical Seals
1
第一节 绪论
机械密封是通过结构转换,将 伸出轴与静止部件的密封结构，由 填料的径向接触、转换成轴向接触 的一种结构。
Standard Mechanical Seals
2
它的优点是
二个接触平面可以做得很精确. 平面磨损后，可以自动补偿。 转轴的跳动对平面影响较少，可维
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密封面液膜反压力 Pa=（0.5P1+Pm+Pa)XAf P1 液体压力 Pm 表面接触力 Pa 滑动时产生的动压力
Standard Mechanical Seals
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A形间隙密封，由密封承受高压产生 。常在摩擦面外缘产生摩擦沟槽，严重 时，石墨环外缘会产生崩角和剥落。
Standard Mechanical Seals
Q=
ηln( D )
d
[1.885×10-4 ΔP-7.752×10-19 r×n 2×(D2 –d2 )]
h 密封间隙 μm η 流体动力粘度 Pa.S
D 密封面外径 mm d 密封面内径 mm
r 流体重度 Kg/m3 n 转速 min-1
ΔP 压差 bar
Standard Mechanical Seals
密封在运转中产生摩檫功率,消耗的功率以热的形式散 出。
密封的摩檫功率以下式给出:
PR=(Δp×K+Pf)×Vg×A×f
PR 摩檫功率
Δp 压差 bar
K 平衡系数
Pf 弹簧力
Vg 平均摩檫速度
A 摩檫面积
f 摩檫系数
摩檫功率+搅拌功率而产生的热量以各种方式散出。
Standard Mechanical Seals
静密封知识PPT课件
椭圆形金属环垫专门应用在环连接法兰。而平槽法兰既可用椭圆形金属环垫也可 用八角形金属环垫。虽然八角形金属环垫较优先使用，但椭圆形金属环垫可应用在法 兰可能发生震动的工况中，例如化学工业的热交换器。
精选
2.金属-非金属组合垫片
非金属材料具有柔软性和可压缩性好，制成的垫片预紧比压小、容易 与法兰表面紧密贴合等优点，但其主要缺点是强度低、回弹性差、不适合 高温、高压场合。所以，结合金属材料强度高、弹性好、耐高温的特点， 通过合理选择金属、非金属材料和垫片结构，可以制成压缩回弹性能好、 强度高、耐腐蚀、抗高温、密封可靠的金属-非金属组合垫片。除了有金 属骨架增强的柔性石墨复合垫片外，缠绕式垫片、金属包覆垫片、波齿复 合垫片等在各工业部门得到了极为广泛的应用。
a剖切型
b机加工型
精选
c折包型
(3)柔性石墨复合垫片
柔性石墨复合垫片由柔性石墨复合板裁制而成。柔性石墨复合板由充齿的金属薄板 与柔性石墨菲尔霍而成。根据需要，垫片的内缘和外缘可采用不锈钢或碳钢进行包边。
柔性石墨复合垫片的主要特点：有良好的耐腐蚀、耐辐射性能，耐高低温，在中 压工况下有较成熟的使用经验。所需的预紧应力比金属垫片和柔性石墨缠绕式垫片小。 由于柔性石墨具有良好的可塑性和充填性，使用这种垫片时相配的法兰密封面不需要 精密加工，对法兰密封面上的“水线”沟槽也能适应，相对说来比较经济。
强制密封
非金属垫片密封
无垫片密封
填料密封
精选
六、垫片分类
过程装备密封技术课件
过程装备密封技术课件一、密封技术简述在过程装备中，密封技术是确保设备安全运行，提高产品质量，减少环境污染，节约能源的重要技术之一、从功能上看，密封技术是通过其中一种方式将设备的内外环境隔离，防止物质的泄漏。
二、密封类型根据密封的对象和作用，过程装备的密封技术主要分为以下几种类型：静态密封、动态密封、真空密封、超高压密封等。
1、静态密封：主要用于设备的连接部位，如管道、储罐、阀门等。
2、动态密封：主要用于设备的运动部位，如泵、压缩机、涡轮机等。
3、真空密封：主要用于需要保持高真空环境的设备。
4、超高压密封：主要用于需要承受超高压环境的设备。
三、密封材料密封材料的选择需考虑设备工作环境，包括温度、压力、介质等属性，与密封材料的性能之间的匹配。
1、软密封材料：主要有橡胶、塑料、金属软带等，适用于低压、低温环境。
2、硬密封材料：主要有金属、陶瓷、石墨等，适用于高压、高温环境。
3、特殊密封材料：主要有含有特殊填料的复合材料，适用于特殊介质、特殊环境。
四、密封方法和设备过程装备的密封方法和设备，主要包括垫片密封、密封圈密封、填料密封、机械密封、磁力密封、液膜密封等。
1、垫片密封：利用垫片的压缩变形，填满连接面之间的微小间隙，防止介质泄露。
2、密封圈密封：利用弹性密封圈的弹性变形，产生封密接触压力，有环境适应性强、成本低、结构简单等优点。
3、填料密封：通过填充柔软的密封材料，在轴和壳体之间形成密封，常用于泵、阀门、压缩机等动态密封。
4、机械密封：主要由旋转环和静止环两部分组成，采用附加密封和泄漏控制，方便维护和更换。
5、磁力密封：通过磁性材料产生的磁场，在设备内外之间形成密封，适用于需要完全密封或无法使用其他密封方式的特殊设备。
五、密封管理和维护密封技术的目标不仅是实现设备的密封，更应关注其在设备全生命周期内的性能。
其中，密封管理和维护是保障密封性能的重要环节，需要定期检查、维护、更换密封，以延长使用寿命，降低设备停工时间。
过程装备密封技术课件
《过程装备密封技术》蔡仁良等主编化学工业出版社出版讲课教师：王启立学时：32学分：20 本课程简介：一、课程的性质、任务：《过程装备密封技术》是作为过程装备与控制工程专业的选修课而开设的一门课程，其任务是研究工业部分的过程装备和机械设备的密封技术。
二、教学目的：根据本课程教学大纲要求，本课程的教学目的是培养学生运用基本的理论知识来理解和掌握各种流体密封装置的原理、结构特点、设计方法和选用原则，了解密封控制的新技术。
三、教材本教材由过程装备与控制工程专业教材编写委员会编写，由蔡仁良主编，化学工业出版社出版。
四、内容本课程系统全面地介绍过程工业装置中流体静、动密封的主要内容和最新进展。
重点阐述密封的基本概念、流体密封理论、动、静密封技术以及泄漏检测技术。
五、课程框架及学时安排：课程内容分为5章，32学时，内容框架及学时分布如下：1 概论（2学时）1.1 过程装备的密封问题1.2 泄露与逸出1.3 密封方式与分类1.4 摩擦磨损与密封2 流体在密封间隙中的流动（4学时）2.1 引言2.2 分子流（1学时）2.3 不可压缩流体的层流（2学时）2.4可压缩流体的薄膜流动（1学时）3 过程设备和管道的静密封（10学时）3.1垫片密封（6学时）3.2胶密封（4学时）4 过程机械的动密封（10学时）4.1接触密封（6学时）4.2非接触转轴密封（4学时）5 泄漏监测技术（6学时）5.1引言（1学时）5.2检测的方法和分类（1学时）5.3压力检测法（2学时）5.4真空检测法（2学时）六、考试及成绩评定考试为闭卷考试。
成绩计算方法：平时成绩占20％，期末考试卷面成绩占80％。
七、参考文献：1胡国祯等，《化工密封技术》，化学工业出版社，19902顾永泉，《流体动密封》，石油大学出版社，19903张向钊等，《密封垫片与填料》，机械工业出版社，19944顾永泉，《机械端面密封》，石油大学出版社，19945李继和，《机械密封技术》，化学工业出版社，19881 概论本章框架：1.1 过程装备的密封问题1.2 泄露与逸出1.3 密封方式与分类1.4 摩擦磨损与密封教学目标及基本要求：(1)了解过程装备密封问题的重要性、特点及发生泄漏问题的主要原因；(2)了解过程装备密封的分类，摩擦与磨损的概念。
机械密封基础知识讲课资料PPT文档94页
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
机械密封基础知识讲课资料
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
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半约束—凹凸密封面—使垫片免于遭受吹出的危险
有约束—榫形面和环连接面—较高的场合
自紧式—O形环密封面—主要用于金属或弹性体O形 环的密封，依靠工作时的压力挤压O形环变形达到密 封目的
“控制压缩垫片”—界面存在垫片，但螺栓预紧后，法 兰面会发生金属与金属的接触（如图所示）
设计的一般目的：对于已知的垫片特性，确定法兰和 螺栓等结构的安全、经济尺寸，同时整个系统达到规 定的密封要求 结构的完整性—整个结构的机械或热应力必须在材料 的允许范围内
连接的密封性—泄漏率在允许范围内
2.法兰连接标准
（1）法兰类型
容器法兰 用途
管道法兰
密封面宽窄
金属法兰
制造材料
连接方式
非金属法兰
由上图，垫片密封一般由（1）连接件（如法兰）、 （2）垫片、（3）紧固件（如螺栓、螺母等）等组成
决定某个接头的密封性时，必须将整个连接结构作 为一个系统进行考虑
垫片工作正常与否，除取决于垫片本身的性能外，还取 决于系统的刚度和变形、接合面的表面粗糙度和不平行 度、紧固载荷的大小和均匀性等
所以，研究密封：把系统的各个结构单独分析特性， 然后在整合到一起
预紧垫片应力能否做到初始密封，与使用的垫片材料 密切相关，不同的材料在相同的压缩量下得到的垫片 应力是不相同的，相同密封要求下所能密封的介质压 力也不一样，或者说相同的介质压力下，得到的密封 度不同
（2）工作密封
设备连接系统进行工作时，接头受到介质压力作用， 密封面被迫发生分离。此时对垫片的要求:1）垫片 能够释放足够的弹性应变能，以弥补分离量；2） 留下足以保持密封所需要的工作（残留）垫片应力； 3）弹性变形能还要补偿装置长期运行过程中任何 可能发生的垫片应力松弛。
第三章 过程设备和管道的静密封
一.垫片密封 二.胶密封
1.中低压设备和管道的垫片密封 2.高压设备和管道的垫片密封 1.带压注剂密封技术 2.带压粘接密封技术
1.垫片的定义
前言
垫片是一种夹持在两个独 立的连接件之间的材料或 材料的组合，其作用是在 预定的使用寿命内，保持 两个连接件间的密封。
三点要求：密封结合面、 对密封介质不渗透和不被 腐蚀、能经受温度和压力 的作用）
此外，接头的不均匀的热变形，导致垫片应力的 波动；因受热引起紧固件应力的松弛而减少了作 用在垫片上的应力。
可以用下式表示工作情况下垫片应力应变情况
go(gipB)/A g （3）
如图所示，曲线表示上述两个过程中垫片的 应力和变形的关系。
所以，任何形式的垫片密封，首先要在连接件的密 封面和垫片表面之间产生一种垫片预紧应力。
3.垫片的密封机理
(1) 初始密封——连接件初始装配时需要的密封
产生初始密封的要求——压缩垫片，使其与密封面 间产生足够的压力（垫片预紧应力或称初始垫片比 压） 压缩垫片的作用——使垫片发生弹性或弹塑性变形， 能够填塞密封面的变形和表面粗糙度，以堵塞界面泄 漏的通道
螺栓紧固件的垫片预紧应力的计算
c—外环，作用：1）帮助密封元件对中；2）防 止密封元件过分压缩；3）防止垫片吹出或防止 法兰转动
a—内环，作用：1）防止向内屈曲；2）填补密封件 与容器或管道内孔的空隙
（2）垫片的基本类型
（3）垫片的重要性能
1.垫片的力学性能
载荷-变形行为 压缩性和回复性 拉伸强度 压缩（溃）强度 吹出抗力
蠕变松弛行为 P*T 2.垫片的高温力学行为
垫片应力——螺栓的数量N、拧紧螺栓的转矩M、 螺栓系统的摩擦状况和垫片的压缩面积A，既
MKFd （1）
或
F M Kd
gi
FN Ag
（2）
d—螺栓的名义直径；K—系数；F—单个螺栓的紧固力
gi
面积
垫片的预紧应力 N—螺栓数目；Ag—垫片压缩
系数K变化范围：0.16~0.2
与润滑状况有关，0.16指良好润滑的螺纹，0.2指润滑 较差
3.垫片的密封行为
（4）垫片应力
1.垫片应力下限值或最小装配垫片应力 2.垫片应力上限值或最大装配垫片应力 3.设计装配垫片应力 4.垫片应力松弛 5.热膨胀和热滞后引起的垫片应力降低 6.实际螺栓载荷的不确定性
4.垫片的安装和密封失效
安装工具 安装准备 （1）垫片的安装方法 法兰调整 紧固件安装和拧紧 再次拧紧 （2）垫片密封的失效分析 密封失效—密封不能起作用或不能保持满意的密封 状态，即发生超过“允许泄漏量”。（课本P64）
在理论上，垫片预紧力越大，垫片中贮存的弹性应 变能越大，可用于补偿分离或松弛的余地越大。
实际上，垫片预紧应力的合理值取决于密封材料的 结构、密封度、环境因素、使用寿命和经济性等因 素。
一.中低压设备和管道的垫片密封 1.法兰连接的一般考虑
垫片-法兰-螺栓组成的连接结构的影响因素 （1）螺栓与螺母之间的摩擦关系复杂 （2）性能受到各个零件弹性的制约，尤其存在垫片 时，整个结构表现出弹性行为。
特点：介质压力和温度波动时，垫片上的载荷不发 生改变，接头保持在最佳的泄漏控制状态，同时螺 栓也不承受循环载荷。
3.垫片 （1）垫片的一般结构
上图为垫片的一般结构
b—密封元件，阻止泄漏，通常为非金属材料，也可 以是金属材料 e—对于非金属材料的密封元件，可以插入金属材料予 以增强 d或f—密封元件上的表面层，增加密封效果和防止与 密封面粘结
2.垫片密封的泄漏方式
（1）界面泄漏：占总泄漏的80-90% （2）渗透泄漏：占总泄漏的10-20% （3）吹出泄漏：事故性泄漏 解决方法：对于（2）渗透泄漏，可通过选用不同材料的 复合或机械组合形成不渗透性结构，或者使用较大的夹 紧力使材料更加密实，减少以至消除泄漏
对于（1）（3）与垫片的材料性质、接头的机械特征、 密封面的性质和状态、密封流体的特性以及紧固件夹紧 程度等有关。
宽面法兰 窄面法兰 焊接法兰 非焊接法兰
本节主要介绍钢制圆形法兰和管道法兰
典型法兰的结构示意图（插图3-4）
（2）法兰密封面型式
法兰密封面的型式与大小和垫片的型式、使用场合 和工作条件有关 根据标准，将法兰密封面分为以下常用的几种，如 图所示
无约束
全平面法兰—接触面积大，压缩应力较低， 适用于软材料垫片或铸铁、搪瓷、塑料等低 压法兰的场合