机械密封的应用与研究

暖决方案Ｅ宣墨圆工芝，工曩／Ｉｌｌｌｌｑ／ＬＳＩＩｉ／■■Ｉ１１１１１，ａｔ—■—●■—■—■—■■■■■—■■■■——■——●■■—■■■■■——■Ｉ

王东海中芯国际集成电路制造（天津）有限公尸．天津３００３８５

摘要：传统的工业泵尤其是水泵大都采用填料密封，这种密封方式存在着维修量大、易渗漏等问题。机械密封克服了填料密封的缺点，正在广泛推广使用。文中介绍了工业泵使用中通常遇到的机械密封问题和解决方法。关键词：机械密封．泄漏：工业泵中图分类号：ＴＨｌ３６文献标识码：Ａ文章编号：１００２—２３３３（２０１２）０３—０１１４—０２

１引言机械端面密封是一种应用广泛的旋转轴动密封．简称机械密封。密封装置是工业泵上的重要部件，密封失效与泄漏是工业泵设备常见多发故障之一。泄漏可降低工业泵的效率，污染环境，并经常导致设备停机。２机械密封结构特点常用机械密封结构如图１所示。机械密封一般主要有四大部分组成：由静止环和旋转环组成一对密封端面，它是机械密封的核心；以弹性元件为主的补偿缓冲机构；辅助密封机构；使旋转环和工业泵轴一起转动的传动机构。由动环端面与静环端面相互贴合而构成的动密封是决定机械密封性能和寿命的关键。机械密封的泄漏大多数是由于密封端面摩擦副造成的。因此对动环和静环的接触端面平面度．密封端面的光洁度要求很高。机械密封与其它形式的密封相比有如下特点：（１）密封性能好。在长期的运转中密封状态很稳定．泄漏量很小。（２）使用寿命长。机械密封端面由自润滑性及耐磨性较好的材料组成．还具有磨损补偿机构。因此密封端面的磨损量在正常工作条件下很小，一般可连续使用２年，特殊情况可用到５年左右的时间。（３）功率损耗小。由于机械密封的端面接触面积小，摩擦功率损耗小，一般为填料密封的１／３左右。（４）轴或轴套表面不易磨损。由于机械密封与轴或轴套的接触部位没有相对运动，所以轴或轴套的磨损很小甚至几乎没有。（５）耐振性强。机械密封由于具有缓冲功能．因此当设备或转轴在一定范围内振动时仍能保持良好的密封性能。（６）密封参数高，适用范围广。当合理选择摩擦副材料及结构，加之设置适当的冲洗、冷却等辅助系统的情况下，机械密封可广泛适用于各种工况，尤其是在高温、低温、高速等恶劣工作情况下更显示出其优越性。（７）缺点是结构复杂，装拆不便。与其它密封形式相比，机械密封的零件数目多，要求精密，结构复杂。特别是在装配方面较困难，拆装时要从轴端抽出密封环．必须把机器部分的联轴节全部拆卸。要求工人有一定的技术水平。３机械密封的日常检修维护（１）维护液膜的稳定性。输送粘度大的液体时，可以提高动环和静环两端面液膜形成的稳定性。当输送粘度低的液体（如水）时．则降低了两端面液膜形成的稳定性，

卷制弹簧５件，按工厂验收及技术条件，弹簧精度等级２级，试验组别Ⅱ，检验刚度结果见表２。表２试验结果预柳变形尉岫预加负荷ｍ工作负荷下舸变形蜀蛐工怍负荷硐咖吣・舢。结果从以上结果可以看出，用水基溶液取代淬火油后，试验数据达到图纸的设计要求。１１４Ｉ机械工程师２０１２年第３期５结论淬火液改进后，连续生产的大钢丝直径的弹簧可以达到完全合格。我们还配制了不同的浓度的淬火液．试验应用于其它材料的中、小零件的淬火过程中，如：２５Ｃｒ２ＭｏＹＡ、３０ＣｒｉＭｏｌＶ、３５ＣｒＭｏＡ等，均取得良好的效果。［参考文献］［１］中国机械工程学会热处理学会热处理手册［Ｍ］．北京：机械工业出版杜．２００８（蝙辑立明）

作者简介：冯贵忠（１９６８一），男．硕士，售后服务工艺工程师。收稿日期：２０１１－１２一１４

万方数据解决方案●■■■■■■■●■■■■————————■■■■■■■■■■■■●■■■ｌ工艺，＂１－１《／穗具／诌断／ｔｉｌｌ／维修／改造曩墨墨口匹盈

易发生泄漏。在条件允许时，增加机械密封的润滑，提高防泄漏效果，延长机械密封使用寿命。（２）维持冷却系统的效能。机械密封依靠动环和定环两个端面液膜面形成密封，以此切忌动环和静环的两个端面干磨，否则两个端面间的液膜就会汽化，使摩擦产生的热量无法散失，造成动环和静环破裂。因此机械密封在使用中应绝对保证冲洗冷却液的供应及畅通。如依靠输送介质降低机械密封的温度时，应保证输送介质的充足。（３）合理使用机械密封。机械密封经过一段时间使用后，静泄漏量增大，为减少静泄漏量，操作人员有时会排空泵内液体，这样容易造成短时间内动环和静环干磨，违反机械密封使用规程，导致大大降低机械密封的使用寿命。（４）适当更换机械密封。当机械密封泄漏时，很大程度是由于工业泵体内的间隙、工况发生了变化，而密封本身并没有损坏，因此在实际工作中需要分析，是机械密封损坏还是工业泵工况发生变化。当工业泵损坏时会造成泵的一端机械密封急剧泄漏输送的介质，而密封完好，只需要对旧密封件进行清洗，重新装好使用即可。但当旧机械密封损坏时，若选用新材质的密封端面光洁度不达标时，则使用效果会差于旧机械密封的使用效果。４水泵机械密封泄漏及其解决方法机械密封常见的泄漏点主要有以下几处：动环和静环问接触的密封处；动环与轴套间的密封，轴套与轴间的密封处；静环与静环座问的密封处；密封端盖与泵体间的密封处。常见的水泵机械密封漏损种类造成的原因及消除的方法有以下几种：（１）周期性泄漏。产生的原因是：转子轴向窜动，动环来不及补充位移。操作不稳，密封箱内压力经常变动及转子周期性振动等。其消除的方法是：尽可能减小轴向窜动，使其在允差范围内，消除振动操作稳定。（２）经常性泄漏。产生的原因是：（Ａ）动环和静环密封面产生变形。有可能是端面比压过大，从而产生过多的摩擦热量，使密封面受热变形；机械密封的安装结构不合理，刚性不足，受压后产生变形；安装不妥，受力不均而产生变形等。消除的方法是：使端面比压在允许范围内；采取合理的零部件结构增加刚性；应按规定的技术要求正确安装机械密封。（Ｂ）组合式的动环及静环镶嵌缝隙不佳产生的漏损。消除的方法是：动环座和静环座的加工应符合要求，正确安装确保动环和静环镶嵌的严密性。（ｃ）摩擦副不能跑合，密封面受伤。消除的方法是：摩擦副应研磨，达到正确跑合；严防密封面的损伤，如已损坏应及时研修。注意使弹簧的旋向在轴转动时应越旋越紧，消除弹簧偏心或更换弹簧，使其符合要求。（Ｄ）密封副内有杂物侵蚀。消除的方法是：保护密封副的清洁。如有杂物侵蚀应及时清除。（Ｅ）密封面的比压过小，不能形成端面密封。消除的方法为：采取适当措施，如调节并紧弹簧，适当增加比压。（Ｆ）密封圈的密封性不好。造成的原因有：Ｖ型密封圈本身有缺陷存在，０型密封圈材质不好，密封圈老化有伤痕，密封圈过盈不够，密封圈安装方向不符合要求等。消除的方法是：Ｖ型密封圈安装方向一定要正确，使其在介质的压力下能胀开并且其质量应符合要求；对于０型密封圈其材质应符合规定要求，并有适当的过盈量。（Ｇ）静环或动环的密封面与轴垂直度误差太大，密封面不能补偿调整。消除的方法为：应使其垂直度误差符合规定的技术要求。（Ｈ）弹簧旋向不对或弹簧偏心。消除的方法为：应使弹簧的旋向在轴转动时越旋越紧，消除偏心使其符合要求。（Ｉ）轴套表面上的水垢堆积过多，使动环不能自由滑动。消除的方法是：应清除轴套上的水垢，使其在轴向能自由滑动。（Ｊ）轴套表面在密封圈部位有轴向沟槽、凹坑等缺陷。消除方法是：更换或修补轴套，提高其表面光洁度使其符合技术要求。（３）突然性泄漏。离心泵在运转中突然泄漏，少数是因为正常磨损或已经达到使用寿命，而大多数是由于工况变化较大引起的，如：抽空导致密封破坏；高温加剧泵体内油气分离，导致密封失效。造成的原因有：抽空，弹簧折断，防转销切断，静环损坏，环的密封表面擦伤或损坏，泄漏液形成的结晶物质等使得密封副破坏。采取的办法是：应及时调换损坏的密封零部件；防止抽空现象发生；采取有效措施消除泄漏液所形成结晶物质的影响等。（４）停泵后再启动时漏液。造成的原因有：弹簧生锈失去弹性，摩擦副表面结焦或产生水垢等。解决的方法是：更换弹簧或擦去弹簧上的锈渍，采取有效措施消除结焦及水垢的形成。（５）运转过程中发生泄漏。运转过程中泄漏是由于动环、静环液膜受破坏所致。引起密封失效的主要原因有：泵体内抽空造成泵体内无液体，使动环静环密封面无法形成完整的液膜；安装过程中动环面压缩量过大，导致运转过程中短时间内动环和静环两端面严重磨损、擦伤，无法形成密封液膜；动环密封圈制造安装过紧，轴向力无法调整动环的轴向浮动量，动环静环之间液膜厚度不随泵的工况发生变化，造成液膜不稳定；工作介质中有颗粒状物质，运转时进入动环和静环端面，损伤了两环之间的密封端面，无法形成稳定的液膜；泵叶轮轴向窜动量超过标准，转轴发生周期性振动及工艺操作不稳定，密封腔内压力经常变化均会导致泄漏。在现场中出现上述问题时，大多需要重新拆卸机械密封，有时需要更换机械密封，有时仅需清洗机械密封。［参考文献］［１］李继和．机械密封技术［Ｍ］．北京：化学工业出版社，１９８８．［２］陈德才．柳械瘟劐设汁制造与使用［ＭＨＥ京：机械工业出版社，１９９３．［３］林峥．使用密封手册［Ｍ］．．上海：上海科学技术出版社，２００８．［４］顾永泉．流动体密封［Ｍ］．北京：中国石化出版社，１９９０．（编辑立明）

作者简介：王东海（１９６１一），男，工程师。收稿日期：２０１１—１２一０１

机械工程师２０１２年第３期《１１５万方数据机械密封的应用与研究作者：王东海作者单位：中芯国际集成电路制造(天津)有限公司,天津,300385刊名：机械工程师

英文刊名：Mechanical Engineer年，卷(期)：2012(3)

本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_jxgcs201203050.aspx