DBM-B-1焊接金属波纹管机械密封
BX_金属波纹管机械密封在原油输油泵中的应用
712023年6月下 第12期 总第408期工艺设计改造及检测检修China Science & Technology Overview0 引言机械密封是由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力的作用下，以及在辅助密封的配合下，保持贴合，并相对滑动，构成的防止流体泄漏的装置。
公司所辖输油站场输油泵配套使用的机械密封为国外一厂家生产的QB 多弹簧单端面机械密封，在设备投产初期就出现机械密封泄漏量过大、甩油等故障，给现场带来了油品泄漏的风险，并且泵体保温壳内超高的油气浓度形成易燃易爆环境，严重影响了输油生产工作，给关键设备的安全运行带来了极大风险。
为此，通过机械密封解体研究，原油油品物性检测分析、机封动静环磨损检测及弹性元件抗疲劳性能对比，结合机械密封最新应用技术，将该机械密封由QB 结构改造为BX 金属波纹管结构，经过5年多的实践应用，效果得以验证，BX 金属波纹管机械密封的性能较好，有效地解决了原机械密封动态补偿失效带来的机封泄漏量大、甩油等问题，BX 型波纹管机械密封的应用提升了输油泵运行的稳定性，提高了关键设备的安全性，保障了长输管道的安全平稳运行。
1 概述机械密封是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏效果的轴封装置。
常见的有QB、BX、UO 等形式的机械密封。
QB 结构形式机械密封具有泄漏量少和寿命长等特点，是最常见的轴密封方式，主要由静止环(静环)、旋转环(动环)、弹性元件、弹簧座、紧定螺钉、旋转环辅助密封圈和静止环辅助密封圈等元件组成，但目前在一种在高压多级离心泵上配套使用的QB 机械密封运行中发现存在泄漏量大、机封甩油等多种故障，严重影响了输油泵的平稳运行，给现场带来了安全风险。
2 机封出现泄漏超标及甩油的原因2.1 机封出现泄漏超标的原因输油泵机械密封在运行过程中因泄漏量较大导致停泵，经过对现场多台泄露量较大的QB 结构机械密封拆卸返厂解体检测后发现，机械密封内部动态O 型圈、弹性元件（小弹簧）处存在杂质、结蜡和焦质物堆积较多的情况[1]，动态O 型圈也在焦质物的包裹下黏连在轴套上，密封面之间还会因发热引起介质的结晶、结焦，造成滑动部件被黏住和密封面被凝结的现象。
DBMB-1系列焊接金属波纹管机械密封安装使用说明书.doc
ＤＢＭＢ－１系列焊接金属波纹管机械密封安装使用说明书一、产品介绍DBM B 一1焊接金属波纹管机械密封是丹东克隆集团有限责任公司于1988年开发的国内首创用于高温机泵轴封法兰平垫连接结构的机械密封产品，当年在抚顺石油二厂进口西德180泵试用成功，在该厂北蒸馏车间减二线泵采用DBM70B-1机封连续运转四年多；在苯乙烯车间使用的DBM90B-1机封平均寿命达三年。
该产品经过克隆集团技术人员的不断标准化、系列化改进，已经成为国内外独具特色的，具有优良密封综合性能的产品之一，尤其在密封高温热油方面有突出特性。
该系列产品结构已经收录在由丹东克隆集团有限责任公司主导编撰的JB ／T8723-1998《泵用焊接金属波纹管机械密封》行业标准中。
该系列产品为静止型结构，配用专用的冷却水套，适应能力强，使用范围广，动态性能优良，是高温油泵轴封的最佳选择。
DBM B-l 系列焊接金属波纹管机械密封已在石油开采、石油炼制、石油化工、煤化工、冶金、造纸、核能、发电、制药等领域的高低温机泵设备上有着大量的应用，性能稳定、安装方便密封可靠。
二、产品应用DBM B-1系列焊接金属波纹管机械密封如图一所示，为静止型结构平衡型机械密封，动、静环都采用镶嵌端面，非集装部分主要由动环、波纹管组件(静环)及密封垫和螺钉、弹垫组成，集装部分包括非集装部分的全部零件、轴套及传动件、压盖、水套、水封、轴封垫和压盖止口垫等。
根据密封所使用的材料不同而适用于不同的介质工况，常规材料的DBM B-1焊接金属波纹管机械密封的各规格零件我公司都有库存备件，可以随订随发，方便客户使用。
40、45、50、55、60、65、70、90八种规格的波纹管组件有长(II)、短(I)两个长度，使用时需注意，不能换用。
常规材料：DBM B-1系列焊接金属波纹管机械密封规格范围为30～100，由铬钢做结构件材料，由定膨胀合金做镶嵌环座材料，奥氏体不锈钢做波纹管材料，动环端面材料为硬质合金(或陶瓷)，波纹管组件(静环)端面材料有浸树脂石墨、浸金属石墨和硬质合金，根据介质工况的不同而选用不同的动静环端面组对，通常在高温工况下选用浸金属石墨静环端面与硬环配对使用，在介质中有颗粒时，选用硬对硬的端面配对使用，一般腐蚀介质工况选用浸树脂石墨与硬环配对使用，密封垫片以柔性石墨为主要常备材料，还可以提供其它材料，如铝、聚四氟乙烯等。
dm系列机械密封
· 法 兰 联 接 简单的结构保证最高的安装精度 ·平垫密封 成熟技术安全可靠，环境适应能
力强
·静止型 消除离心力对弹性元件影响，适合
更高速度要求
ＤＭ 系列密封是一种特别的密封系列。即是将 不同使用功能的密封按照模块化设计思想统一安 装平台，针对不同工况及要求，选择功能适合的密 封型号，即满足实际需要。这对于培训，使用及管 理具有特殊意义，尤其是石化等介质与工况复杂的 行业，统一的功能系列将获得更高的效费比。
密封材料选用
ＤＭ 系列密封允许使用不同的材料以适应不同
环境，为保证在结构允许的前提下可靠的工作。对
ＤＭ 系列密封的材料选择进行了规定，右表为推荐
使用的材料。
密封允许使用材料
名 称 端 静止环 面
旋转环 弹 簧
辅助密封
其 余
材 料
浸渍金属石墨 浸渍树脂石墨
碳化钨 碳化硅 碳化钨 碳化硅 铬镍钢 铬镍钼钢 沉淀硬化钢 丁腈 丁基 乙丙 氟胶 （填充）聚 四氟乙烯 柔性石墨 铬钢 铬镍钢 铬镍钼钢 高镍合金
ＤＴＭ Ｂ－１ ○ ●
● ○ ● ○ ● ○ ●
ＤＭ 系列各型密封均有紧凑型“ Ｉ”系列和标准 型“ＩＩ”系列两种长度尺寸，以适应不同空间需要。
极限性能
（每项参数均为各型密封中最高或最低值）
温度 最低－７５℃，最高 ４００℃
压力 最低 –０．１ＭＰａ（真空） 最高 ４．０Ｍｐａ。
速度 最高 ５０ｍ／ｓ 或不超过 １００００ｒｐｍ。
○ ● ○ ●
○
● ○ ○ ○ ●
２、○ 为允许使用。根据选型要求确定。
３、ＤＢＭ－Ｂ－１ 型其余部分代表密封环座，波纹管座等其余金
波纹管机封技术交流 PPT
耐高温得波纹管机封就是否可 以取消外接冲洗？
• 不可以。
• 首先应了解外接冲洗得功能与作用。外接冲洗具有 洁净、温度恒定得特点。
• a、洁净得外冲洗可以冲刷掉密封周围得脏污颗粒, 保持端面间液膜洁净,防止端面得磨粒磨损。
• b、温度恒定得外冲洗可以保证密封工作恒定防止 弹性元件高温失弹。
• 因而,不仅脏污介质不可取消外冲洗,而且虽说波片 选用了耐高温失弹得金属,但有些高温介质为了保 证端面液膜稳定不汽化,仍要保有外接冲洗降温。
度小于350℃
波纹管机封得材料——结构件
• 8-1Cr18Ni9Ti : • 3-0Cr17Ni12Mo2(316) : • 2-2Cr13:线膨胀系数小、不耐腐蚀 • 1- Hastalloy C:耐腐蚀 • 4- 4J42、4J43:不耐腐蚀、定膨胀合金
克隆波纹管机封常用材质代号
• 环片、环座材质组合 • 160 ℃ :W8、U8、O8、S8 、W3、U3、O3、
波纹管机封技术交流
交流内容
波纹管机械密封得基本原理 波纹管机械密封得材料 波纹管机械密封得冷却与冲洗 波纹管机械密封得使用与安装 波纹管机械密封得故障分析
机械密封得定义
• 机械密封得定义: • 机械密封就是一种依靠弹性元件与介质压
力压紧动、静环端面从而达到密封得部件。 • 通过阻止泄漏、减少摩擦。机械密封得作
• a、摩擦副产生得热量不能及时带走,端面温 度高,液膜易气化,工作不稳定,易失效。
• b、机械杂质积存于密封腔内,易进入端面,密 封出现磨粒磨损失效。
• c、密封腔内出现气蚀或抽空时,易损伤密封。
外接冲洗能减少抽空与气蚀 对机封得影响？
• 可以。 • 外接冲洗得温度、流量、压力较为稳定且不
焊接金属波纹管机械密封
2 封腔内允许温度 3 密封型式
单端面内装金属波纹管集 API682-2.1.4 装式 4 浮环与泵轴间隙 0.12mm以内 轴套外径＜50mm时≤3ml/h 5 JB/T1472-94-4.2.1 允许泄漏量 轴套外径＞50mm时≤5ml/h 6 150mm 最大规格
轴径
检验测试
.
三维CAD
• 焊接金属波纹管机械密封装配
模拟装配
三维CAD
焊 接 金 属 波 纹 管 浮 环 组 合 机 械 密 封 爆 炸 图
三维CAD
• 焊接金属波纹管浮环组合机械 床 模 拟 运 动
三维CAM
计算机辅助铣加工：
• 模拟加工 • 后置处理生成G代码 • 检查干涉
• 新型密封装置的结构创新 • 新型波纹管焊接工艺的创新
焊接金属波纹 管
关键技术
一、降低密封腔体的温度问题，保证密封在 较稳定的工况环境下运行 二、有效阻隔泵内高温介质窜入密封腔体 三、解决Incone718材料焊接工艺问题 四、取消封油冲洗
性能指标
序号 1 指标 允许压力 性能参数 0－3.5MPa -40℃－260℃ 采用标准 API682-1.1.1 API682-1.1.1 备注 当腔内温度＞260℃时， 采用强制冷却措施 作为主密封 作为辅助密封
模拟加工 编辑加工 轨迹
三维CAM
计算机辅助车加工：
• 模拟加工 • 后置处理生成G代码 • 检查干涉
加工 样品
创新点
• 制定了《焊接金属波纹管机械密封》和 《焊接金属波纹管及辅助密封》企业标准
API610美国石油协会标准 炼油厂用离心泵 API682美国石油协会标准 离心泵和转子泵的轴封系统 JB/T6373—92 焊接金属波纹管机械密封技术条件 JB/T1472—94 泵用机械密封
金属波纹管机械密封与普通机械密封的区别
金属波纹管机械密封与普通机械密封的区别
焊接金属波纹管机械密封具有良好的浮动性和随机补偿性，可以补偿密封环因磨损、轴向窜动及振动等原因而造成的泄漏。
焊接金属波纹管本身既作弹性元件又起到密封的作用，因此无需设计一般推环型弹簧式机封的动态辅助密封圈，从而避免了因动态辅助密封圈而造成的细微颗粒阻塞，动态辅助密封不耐高温以及有因其产生轴向摩擦阻力而降低密封补偿能力的问题。
金属波纹管机械密封中间没有辅助密封圈，减少了一个泄漏点；同时减少了补偿机构的摩擦阻力，改善了追随性；在石化行业中，焊接波纹管密封使用温度不受辅助密封圈的限制；对于四氟波纹管密封可用于腐蚀介质中。
其缺点是有的波纹管弹力较小，需加辅助弹簧。
焊接金属波纹管是由每一个波片内、外径交错紧密焊接而成的，因此不论其作为静止或旋转式使用时均无须考虑旋向问题。
焊接金属波纹管可以选择沉淀硬化型不锈钢，高温镍基材料和铬镍型耐蚀材料等制造，因此焊接金属波纹管可适用于较广泛的温度范围（-117℃―426℃），及各种酸、碱、盐介质中。
选择不同的波片厚度、层数使其在特殊的泵中承受高达7MPa左右的压力。
焊接金属波纹管机封的设计一般为平衡型，因此其承受压力对端面比压的影响很小，焊接金属波纹管机械密封不仅适用于非烃类介质，也适用于闪蒸烃类介质。
与普通机械密封相比其使用寿命也得到大大提高，因此其具有较高的性能价格比。
1/ 1。
单端面波纹管式机械密封
单端面波纹管式机械密封一、波纹管式机械密封的工作原理波纹管式机械密封是通过波纹管的弹性变形实现密封效果的。
波纹管是一种薄壁的金属管，其特点是具有很强的弹性和变形能力。
当波纹管受到外力作用时，其内外壁产生相对的位移，从而形成对旋转轴的密封作用。
波纹管式机械密封的结构主要包括波纹管、固定环、活动环、填料、端面密封环等部件。
波纹管通过活动环连接在轴上，填料填充在波纹管内外壁之间，端面密封环安装在波纹管末端，用于防止填料流出。
波纹管式机械密封的工作原理可以简单地分为两种情况：当轴相对于静环产生轴向位移时，填料将填充在波纹管内外壁之间形成密封作用；当轴相对于静环产生旋转运动时，填充在波纹管内外壁之间的填料不断受到环的挤压作用，从而形成有效的密封。
二、波纹管式机械密封的结构和特点1. 结构简单、便于安装和维护波纹管式机械密封由少量的零件组成，安装和维护都非常方便。
一般情况下，波纹管式机械密封只需要在轴上安装好波纹管和静环，然后通过螺丝固定即可，不需要进行繁琐的调整工作。
同时，波纹管式机械密封没有传统机械密封中的弹簧、密封面垫片等易损部件，因此使用寿命较长，减少了维护成本。
2. 密封性能好，适用范围广波纹管式机械密封的波纹管结构决定了其具有很好的密封性能。
波纹管的弹性变形能力使得密封在高温、高压、低温、低压等环境下依然可以保持良好的密封效果。
因此，波纹管式机械密封适用于各种工况下的旋转轴密封需求，如泵、压缩机、搅拌器、离心机等设备中都能得到广泛应用。
3. 抗干扰性能好波纹管式机械密封由于没有弹簧、密封面垫片等易受到外界干扰的部件，因此抗干扰性能较好。
对于振动、冲击、轴偏移等干扰因素能够有较好的稳定性。
4. 耐磨损，使用寿命长波纹管式机械密封的波纹管具有极其耐磨损的特性，因此使用寿命相对较长。
波纹管的弹性变形保证了其在工作时不易产生塑性变形，同时波纹管的表面经过特殊处理，具有较好的耐磨性。
三、波纹管式机械密封的应用范围和发展趋势波纹管式机械密封作为一种高性能、高可靠性的旋转轴密封装置，已经得到了广泛的应用。
机械密封安装知识
机械密封安装使用指导一．适用范围适用于旋转轴用机械密封安装，以卧式离心泵用机械密封安装为基准，机械密封为内装、接触式，转速不超过5000转/分或端面速度≤25米/秒，密封工作温度在-40℃~260℃或介质温度低于400℃，其它设备用机械密封安装可参考使用。
二．安全建议安装机械密封前，必须保证相关设备、系统均已停用和处于非工作状态，并且已达到环境温度，有压部分已泄到常压，保证机械密封安装过程中人身安全。
三．安装步骤：准备1．顺序。
拆泵，将旧的填料或机封拆除。
2．检查泵上与轴套、压盖相接触的金属件表面是否完好。
3．为了避免非金属元件（如"○"圈）的损伤，应在有非金属元件滑过的所有台肩部位加工出2x30度Ra应小于0.8μm，静密封圈处的金属表面粗糙度Ra应小于3.2μm4．清洁密封腔体，并检查各安装表面是否有损伤痕迹。
5．检查与机械密封相关的安装连接尺寸是否与机械密封工作图相符。
6．校核密封腔体中旋转件及静止件的轴向及径向跳动，定极限值。
轴端部跳动小于0.1mm, （如图二）轴径向跳动小于0.03-0.05mm., （如图三）密封腔止口端面与轴的垂直度小于0.05mm。
（如图四）如果达不到上述要求，应更换轴承或调整相关部件。
7、擦净各部件，对滑移部位添加润滑剂，该润滑剂要与密封材料及介质相容。
型机械密封为例）(见图五）。
3-1、密封弹性组件（包括动环）的工作长度是经过计算的，即在规定的运行寿命内能保持合适的端面比压及弹性补偿量的长度。
工作长度与其自由状态的长度差值，即是密封的压缩量，安装中，需计算得出实际压缩量。
可根据使用经验对密封压缩量进行少量增减，否则必须保证密封工作图尺寸。
盲目或过大增减压缩量、不按密封工作图尺寸安装将导致密封不能工作或过早失效。
4、测量压盖尺寸A（含止口垫）后(见图六)，将静环及静环密封圈装至压盖内，并注意静环后部的槽对入压盖上的防转销。
如果静环密封圈是“O”形圈，可将密封圈表面涂润滑剂后，套到静环上，再将静环放平用手压入压盖。