机械密封常用材料的极限pV值(2020年10月整理).pdf
机械密封
2.1 工况条件介质：乙烯；温度-40℃~-10℃；介质压力：3 MPa；轴径：45 mm；线速度：9.4 m/s；转速：4000 r/min；根据综合参数与轴径为中型机械密封。
2.2结构选择2.2.1密封结构的分类机械密封的使用工况和参数主要有密封腔温度和密封压力、密封端面平均速度、轴径、介质特性等。
根据这些参数可以将机械密封进行分类，如表1，表2 所示表 1 机械密封按试用工况和参数分类使用工况类别工况参数按密封端面平均线速度v/(m/s)超高速高速一般速度密封端面平均线速度＞100密封端面平均线速度≥25~100密封端面平均线速度＜100按密封腔温度t/℃高温中温普温低温密封腔温度＞150密封腔温度＞80~150密封腔温度＞-20~80密封腔温度＜-20按轴径大小d/mm大轴径一般轴径小轴径轴径＞120轴径≥25~120轴径＜25按使用介质耐磨粒介质耐强腐蚀介质耐弱腐蚀介质含磨粒介质耐强酸强碱及其他强腐蚀介质耐油丶水丶有机溶剂及其他弱腐蚀介质按密封压力P/MPa 超高压高压中压低压密封腔压力＞15密封腔压力＞3~5密封腔压力＞1~3密封腔压力＞常压~1表 2 机械密封按综合参数和轴径分类机械密封综合参数机械密封类别压力P/MPa 温度t/℃线速度v/(m/s）轴径d/mm重型机械密封＞3 ＜20或＞150 ≥25 ＞120中型机械密封≤3 ＜-20~150 ＜25 25~120轻型机械密封＜0.5 ＞0~80 ＜10 ≤402.2.2 密封结构的确定2.2.2.1单端面由一对密封端面组成的机械密封，结构简单，制造与拆装都相对简便，使用广泛，故采用。
采用场合：作为最常用的机械密封型式，适用于一般场合。
2.2.2.2 内流式流体在密封端面间的泄露方向与离心力方向相反的机械密封，离心力起着阻碍流体泄露的作用，故泄漏量少，密封可靠。
适用场合：可用于高压，有固体颗粒的流体，泄漏量少，故采用。
2.2.2.3 内装式静止环安装于密封端盖（或相当于密封端盖的零件）的内侧（即面向主机工作腔的一侧），适用场合：由于摩擦副受力状态好，冷却润滑效果好，用于安装精度较高的场合，故采用。
机械密封的主要性能参数
[ρcv]/(MPa•m/s)
SiC-石墨
18
SiC-SiC
14. 5
WC-石墨
7～15
WC-WC
4. 4
WC-填充四氟
5
WC-青铜
2
Al2O3石墨墨
3～7. 5
Cr203 涂层石墨 15
(4) 泄漏率机械密封的泄漏率是指单位时间内通过主密封和辅助密封泄漏的流体 总量，是评定密封性能的主要参数。泄漏率的大小取决于许多因素.其中主要的是密 封运行时的摩擦状态。在没有液膜存在而完全由固体接触情况下机械密封的泄漏率 接近为零.但通常是不允许在这种摩擦状态下运行，因为这时密封环的磨损率很高。 为了保证密封具有足够寿命，密封面应处于良好的润滑状态。因此必然存在一定程 度的泄漏.其最小泄漏率等于密封面润滑所必需的流量，这种泄漏是为了在密封面间 建立合理的润滑状态所付出的代价。所有正常运转的机械密封都有一定泄漏，所谓 “零泄漏”是指用现有仪器测量不到的泄漏率，实际上也有微量的泄漏。
③许用[ρcv]值。许用[ρcv]值是极限值除以安全系数获得的数值。所谓极限[ρcv] 值是指密封失效时达到的它是密封技术发展水平的重要标志。不同材料组合具有不 同的许用[ρcv]值。表2-6为常用材料组合的许用[ρcv]值，它是以密封端面磨损速 度小于或等于0.4μm/h前提的试验结果。 表2-6常用材料摩擦副材料的许用[ρcv]值
密封形式 内装式 外装式 —般介质 0.3～0.6 低黏度介质 0.2～0.4 0．15～0．4 高黏度介质 0.4～0.7
(2) 端面摩擦热及功率消耗机械密封在运行过程中，不仅摩擦副因摩擦生热，而 且旋转组件与流体摩擦也会生热。摩擦热不仅会使密封环产生热变形而影响密封性 能，同时还会使密封端面间液膜汽化，导致摩擦工况的恶化，密封端面产生急剧磨 损，甚至密封失效。 机械密封的功率消耗包括密封端面的摩擦功率和旋转组件对流体的搅拌功率。一般 情况后者比前者小得多，而且难以准确计算，通常可以忽略，但对于高速机械密封， 则必须考虑搅拌功率及其可能造成的危害。 (3)ρv值 密封端面的摩擦功率同时取决于压力和速度，因此，工程上常用两者的 乘积表示，即ρv值。ρv值常被用作选择、使用和设计机械密封的重要参数。但实 际中由于所取的压力不同，值的含义和数值就有所不同，即表达机械密封的功能特 性不同。 ① 工况ρv值。工况ρv值是密封腔工作压力ρ与密封端面平均线速度v的乘积， 说明机械密封的使用条件、工况和工作难度。密封的工况仰值应小于该密封的最大 允许工况抑值。 ②工作ρcv值。工作值是端面比压心与密封端面平均线速度u的乘积，表征密封端面 实际工作状态。端面的发热量和摩擦功率直接与久〃值成正比，该值过大时会引起 端面液膜的强烈汽化或者使边界膜失向（破坏了极性分子的定向排列）而造成吸附 膜脱落，结果导致端面摩擦副直接接触产生急剧磨损。
机械密封材料和分类编码
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2L 碳碳化钨-1M 碳碳化钨-2N 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 4002. 丁晴橡胶-40 -40 120 2503. 氯丁橡胶-20 0 90 2004. 氟橡胶-20 0 200 4005.金属波纹管a6.高氟橡胶-12 10 260 5007. 石墨薄片-240 -400 400b 750b8.玻璃纤维填充的聚四氟乙烯-212 -350 230 4509.云母/石墨-240 -400 700 130010.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。
109系列机械密封件(最新整理)
YM109
系列机械密封件
YM109 系列机械密封件
主要技术参数
一、范围：水、油、弱酸、弱碱、污水等介质。
二、温度：丁腈橡胶：-20℃∽100℃氟橡胶：-20℃∽180℃
三、压力：≤1 MPa
安装尺寸
型号d D D1D2L L1E备注109-18183329332719.57.5
109-20203533382921.57.5
109-252540384430.5237.5
109-30304544503426.57.5
109-35355050593628.57.5
109-404058556439309 109-454563607039309 109-50507065774030.59.5 109-5555757283463511 109-6060807991493811 109-6565858496514011 109-70709290103514011 109-75759795110514011 109-8080105100116524012 109-8585110107124554114 109-9090115114131594514 109-9595120119136604614 109-100100125124140614714如果长度不够安装，可以加垫。
1.橡胶波纹管
2.后紧圈
3.弹簧
4.前紧圈动环 6.静环 7.静环密封垫
本系列产品属单端面、单弹簧、非平衡橡胶波纹管机械密封，可以任意旋向。
109系列是常用的密封，结构参照国外的同类产品设计，它设计精巧、外形美观，具有多种功能，通过动环更换成各种材料。
可在含有颗粒的废水、污水中应用。
109系列也可用于串联式或背对背式的双端面密封。
机封型号选择剖析
机械密封选型与常用型号比较每一种机械密封,只有用于规定的范围内才能有效地发挥作用。
选型不当,则会使密封性能显著降低,寿命缩短,甚至失效。
选型的主要参数如下:一、密封腔介质压力P介质润滑性好，粘度较高时，P≤0.8MPa选用非平衡型。
介质润滑性差，粘度低时，P≥0.5Mpa二、线速度VV≤25m/s选用旋转型。
V≥25m/s时选用静止型。
三、PV值PV值涉及到密封面之间流体膜的稳定性（汽化）和磨擦副的耐磨性。
PV极限值举例：端面组合材料介质非平衡型平衡型钴铬钨合金/石墨水27碳化钨/石墨水935.5碳化硅/石墨水35.5142碳化硅/碳化钨水726.6碳化钨/碳化钨水29四、密封介质温度T在没有外冷条件下,机械密封的最高温度一般取决于辅助密封材料的安全使用温度.见下表：材料安全使用温度℃备注丁睛橡胶（NBR）-30~100超过安全使用温度请使用金属波纹管机械密封硅橡胶（MVQ）-40~200乙丙橡胶（EPR）-10~160氟橡胶（FPM）-30~180聚四氟乙烯（PTFE）-100~220五、介质的特殊性。
1、粘度：低粘度介质易干磨擦宜选用平衡型。
高粘度介质，宜采用强制传动结构。
2、腐蚀和化学溶剂：a、强腐蚀宜用外装式的四氟波纹管密封。
b、辅助密封在不同化学介质中的适用表如下：材料用途丁腈橡胶（NBR）矿物油、汽油、挥发油、碳酸钾、氢氧化钾、水、磷酸等硅橡胶（MVQ）丁醇、低溶胀性矿物油、弱酸、弱碱、氨水等乙丙橡胶（EPR）丙酮、碱、二氧化硫、重铬酸钾、过氧化氢、氨水等氟橡胶（FPM）热油、蒸汽、无机酸、丁醇、氯族溶剂等氯醇橡胶（FCO）氟利昂聚四氟乙烯（PTFE）酸、碱、溶剂及各种介质3、含悬浮固体颗粒：动静环材料宜采用碳化钨/碳化钨，或碳化硅/碳化硅，当颗粒易于阻塞密封腔时，须采用辅助装置经过过滤或分离后的冲冼液，冲洗端面。
4、剧毒或气体介质：宜采用双端面机械密封。
机械密封常用型号：HU1型HU1型机械密封符合ISO3096DIN24960和GB6556标准。
(完整word版)机械密封主要性能参数
第3章机械密封主要性能参数55、什么是机械密封的端面比压？作用在密封环上单位面积上净剩的闭合力称为端面比压，以Pa表示，单位为MPa端面比压大小是否合适，对机械密封的性能和使用寿命影响很大。
比压过大，会加剧密封端面的磨损，破坏流体膜，降低使用寿命；比压过小会使密封泄漏增加，降低密封性能。
56、机械密封受力情况是怎样？分析密封受力情况，是分析密封环在工作状态下的受力种类、大小、在此基础上计算机械密封的端面比压。
密封的受力情况与密封的设计结构有关。
图3-1所示图3-1受力分析图动环受的力有弹簧 F t介质力Fp和液膜压力Fm，此外还有密封圈的摩擦阻力R,在这些力中介质力和弹簧力的方向是一致的，称为闭合力。
液膜压力Fm 为推开力，摩擦阻力R 的实际力是很小的可以忽略，这样密封的合力为 F=F t + F p - F m 。
57、弹簧力的测试有几种方法？弹簧力的测试有一般有两种方法，弹簧力是密封闭合力的主要因素，该力可用计算方法获得但是有一定的误差，实际上是以实测比较准确，在现场测量方法是在弹簧加重物，并记录压缩的高度，同样可测得弹簧力。
还有就是利用弹簧测试机测得 ，弹簧测试机有机械指针显示方法和电子数显法两种，目前基本采用这两种方法它测试手段都比较准确。
58、什么是弹簧比压？怎样计算？弹簧比压就是单位密封面上的弹簧力，单位是MPa ，，计算方法是总的弹簧力除以密封断面的的面积。
内装式机械密封一般弹簧比压在0.1～0.2 MPa 。
外装式机械密封，介质力小于0.1 MPa 时，弹簧比压取0.3～04 MPa ，介质压力小于0.25时，弹簧比压取0.4～06 MPa 。
59、载荷系数是怎样定义的？意义是什么？密封介质压力作用在补偿环上（动环）对于非补偿环（静环）的闭合力的有效面积与密封环带面积之比称为载荷系数。
例如一个内装式机械密封，令为密封介质的有效作用面积Ae ，A 为密封环带的面积，于是载荷系数从 图3-2可得AAe K图3-2 内流型密封受力图()20224d d Ae -=πA = 4π ()2122d d - 将Ae 和A 之值带入K 中，可得21222022d d d d K --=K 为载荷系数，对流体式机械密封而言。
机械密封常用材料的极限pV值
2 800努氏硬度
极好的耐蚀性。价格昂贵
注：表中元素的百分含量皆指质量分数。
密 封 环 材 料
硬 度
碳石墨
（60～105）HS
1，751
pv值低，但能很好地防止表面气泡
陶瓷
87HRC
适宜用于密封染料
碳化钨
92HRC
采用更好的胶粘剂pv值可达
碳上渗碳化硅
90HR15T
极好的耐磨粒磨损性能，比碳化硅便宜
碳化硅
86～88HR45N
极好的耐磨粒磨损性能，良好的耐蚀性，中等的耐热冲击性
陶瓷(Al2O399％）
87HRC
耐蚀性优于(Al2O385％) 的陶瓷
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ碳化钨(Co6%）
92HRC
填充青铜的碳石墨极限pv值为
碳化钨(Ni6%)
可以镀镍改善耐蚀性
碳上渗碳化硅
90HR15T
良好的耐磨性。碳化硅层很薄。可以相互研磨
碳化硅
86～88HR45N
比碳化钨耐蚀性好，但耐热冲击性差
相 同 材 料 摩 擦 副
机械密封常用材料的极限pV值
机械密封常用材料的极限pV值
不 同 材 料 摩 擦 副
密 封 环 材 料
pv极限值/MPa·m·s－1
备 注
动 环
静 环
材料
硬度(HS)
材 料
硬 度
碳石墨
60～105
镍护层
(131～183）HBS
比陶瓷更耐热冲击
陶瓷(Al2O385％)
87HRC
不如镍护层耐热冲击，但耐蚀性好得多
(完整版)机械密封
机械密封每一种机械密封，只有用于规定的范围内才能有效地发挥作用.选型不当,则会使密封性能显著降低，寿命缩短，甚至失效。
选型的主要参数如下一、密封腔介质压力P :介质润滑性好，粘度较高时,P≤0。
8MPa选用非平衡型。
介质润滑性差，粘度低时,P≥0。
5Mpa二、线速度V：V≤25m/s选用旋转型。
V≥25m/s时选用静止型。
三、PV值：PV值涉及到密封面之间流体膜的稳定性（汽化）和磨擦副的耐磨性。
PV极限值举例：四、密封介质温度T在没有外冷条件下，机械密封的最高温度一般取决于辅助密封材料的安全使用温度。
见下表:五、介质的特殊性。
1、粘度:低粘度介质易干磨擦宜选用平衡型。
高粘度介质，宜采用强制传动结构。
2、腐蚀和化学溶剂： a、强腐蚀宜用外装式的四氟波纹管密封。
b、辅助密封在不同化学介质中的适用表如下:3、含悬浮固体颗粒：动静环材料宜采用碳化钨/碳化钨,或碳化硅/碳化硅,当颗粒易于阻塞密封腔时，须采用辅助装置经过过滤或分离后的冲冼液,冲洗端面。
4、剧毒或气体介质 :宜采用双端面机械密封。
订货须知机械密封为主机服务,必须根据主机的具体工况条件来选择密封的结构型式和材料组对,以确保机械密封安全、可靠、持续有效地发挥作用。
为使用户正确面经济地选用我厂产品，订货时请按《选型参数表》认真填写后寄给我们.谢谢合作！密封选型参数表:机械密封安装使用要求机械密封是精密部件，制造及安装精度都要求很严格，如果装配不当会影响密封性能，因此必须注意以下要求: 1、安装机械密封部位的轴（或轴套）的技术要求应按下表规定：类别轴径（mm）径向跳动(mm）表面粗糙度(Ra)外径尺寸公差转轴轴向跳动（mm)泵用10-50≤0。
04≤1.6h6≤0。
1〉50-120≤0。
06釜用20-80≤0。
4≤1。
6h6≤0.5 >80-130≤0.62、安装旋转环辅助密封圈的轴（或轴套）的端部应按下图倒角：3、安装静止环辅助密封圈的端盖（或壳体）孔的端部及表面粗糙度应按下表及图的规定:类别轴径（mm）C（mm）α泵用10—161。
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机械密封常用材料的极限pV值
机械密封常用材料的极限pV值
注：表中元素的百分含量皆指质量分数。
不同材料摩擦副
密封环材料
pv极限值/MPa·m·s－1备注
动环静环
材料硬度
(HS)
材料硬度
碳石墨60～105 镍护层
(131～183）
HBS
3.503
比陶瓷更耐热冲击
陶瓷(Al2O385％) 87HRC 不如镍护层耐热冲击，但耐蚀性好得多
陶瓷
(Al2O399％）
87HRC 耐蚀性优于(Al2O385％) 的陶瓷
碳化钨
(Co6%）
92HRC
17.515
填充青铜的碳石墨极限pv值为14.73
碳化钨
(Ni6%)
可以镀镍改善耐蚀性
碳上渗碳化硅90HR15T 良好的耐磨性。
碳化硅层很薄。
可以相互研磨碳化硅
86～
88HR45N
比碳化钨耐蚀性好，但耐热冲击性差
相同材料摩擦副
密封环材料硬度
碳石墨（60～105）HS 1，751 pv值低，但能很好地防止表面气泡
陶瓷87HRC 0.350 适宜用于密封染料
碳化钨92HRC 4.204 采用更好的胶粘剂pv值可达6.481
碳上渗碳化硅90HR15T
17.515 极好的耐磨粒磨损性能，比碳化硅便宜
碳化硅86～88HR45N 极好的耐磨粒磨损性能，良好的耐蚀性，中等的耐热冲击性
碳化硼 2 800努氏硬度极好的耐蚀性。
价格昂贵
1。