管道泵的機械密封

  介質或使用條件

    特  點

    對密封的要求

    密封選擇

強

腐蝕

性

  鹽酸、鉻酸、硫酸、醋酸等

  密封件經受化學腐

蝕，尤其在密封面上的

腐蝕速率通常為無摩擦作用的表面腐蝕速率的10～50倍

 要求摩擦副材料既耐

蝕又耐磨

要求輔助密封圈材料

彈性好、耐腐蝕及耐溫

要求彈簧使用可靠

  (1)選擇與介質接觸的材料

  (2)采用外裝式機械密封，加強冷卻，防止溫度升高

  (3)采用內裝式密封時，彈簧加保護層

  ①大彈簧外套塑料軟管，兩端封住

  ②彈簧表面噴涂防腐層，如聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯、氯化聚醚等。應采用大彈簧，因絲徑大，涂層不易剝落

  (4)采用外裝式機械密封，隔離泄漏液，如圖1-12所示，帶波紋管的動環采用填充聚四氟乙烯，靜環是氧化鋁陶瓷，腐蝕性介質被波紋管隔離，彈簧可用普通材料

易

汽

化

  乙醛、異丁烯、異丁烷、異丙烯、液化石油氣、輕石腦油等

  易使密封端面間液膜汽化，造成摩擦副干

摩擦

  要求摩擦系數低，導熱性好的摩擦副材料密封腔，尤其是密封

端面要有充分冷卻，防止泄漏引起密封面結冰(靠大氣側)

  (1)推薦采用有壓或無壓雙密封

  (2)摩擦副材料建議采用碳化鎢一石墨或碳化硅-石墨

  (3)加強冷卻、沖洗和相應急冷

  (4)通常需使密封端面間的液體溫度比相應壓力下的液體溫度低約】4℃

(5)推薦選用多彈簧機械密封

含

鹽

及

易

結

 硫銨、磷銨、苛性鈉(鉀)、氫氧化鈣、導生油、氯化鉀(鈉)等

由于溫度變化而使溶

質析出，沉淀在密封端

面上，造成強烈磨損或

阻塞。另外，介質還具

有一定的腐蝕性

要求摩擦副耐磨，耐

腐。加強保溫，防止結晶。加強沖洗，防止結

晶顆粒粘在密封端面上

  (1)含顆粒較少時，采用有壓雙密封，靠近介質一側的摩擦副材料為硬對硬材料組合，如碳化鎢一碳化鎢

  (2)含顆粒較多時，采用有壓雙密封，且應注意：

  ①靠近介質側的密封應選擇靜止內流式，顆粒不易進人摩擦副內，動環和靜環的密封圈得到了保護

②加強外沖洗

③用沖洗液進行“封堵”，阻止顆粒進入密封

端面，選擇硬對硬摩擦副，如硬質合金對硬質合金、陶瓷對陶瓷。若硬質合金熱裝在座環上，其材料必須匹配，以防電解腐蝕

  ④配置蒸汽急冷裝置

  (3)有時也可選擇單密封(大彈簧)帶外沖洗結構

  易凝固 

石蠟、蠟油、渣

。油、尿素、熔融硫黃、煤焦油、醇醛樹脂、苯酐、對苯二甲酸二甲酯(DMT)

  介質凝固溫度高而又不可能冷卻；因介質溫度降低，會使介質凝固，妨礙動環轉動，密封面會引起磨損

  注意保溫或加熱，使

介質溫度高于凝固溫度；摩擦副及密封輔助件需要耐一定溫度

  (1)加強保溫，采用蒸汽背冷(溫度>150℃)

  (2)采用硬對硬摩擦副材料

  (3)采用有壓雙密封

  (4)有時可考慮采用靜止型金屬波紋管密封

含固體顆粒

  固體顆粒進入摩擦副端面，會引起劇烈磨損；介質顆粒沉積在動環處，動環會失去浮動。顆粒沉積在彈簧上會影響彈簧彈性

要求摩擦副耐磨，結

構上要能排除雜質或防止雜質沉淀

(1)采用雙端面密封，靠近介質側摩擦副采

用硬對硬材料組合，外供沖洗液沖洗

(2)采用單端面密封，從泵出口引出液體經

泵配備的旋流分離器將固體分離后進行沖洗

(3)采用大彈簧結構

  介質或使用條件

    特  點

    對密封的要求

    密封選擇

  易

  聚

  合

  糠醛、甲醛、苯乙烯、氯乙烯單體、丙烯醛、醋酸乙烯、甲醛水

因摩擦和攪拌使介質

溫度升高，而引起聚合

注意介質溫度不超過聚合溫度；保證充分冷卻；摩擦副材料需要耐磨

  (1)采用有壓波紋管雙密封

  (2)采用窄的密封端面

  (3)加強冷卻，防止聚合

  (4)摩擦副采用硬對硬材料

  易

  溶

  解

    異丙醇(對

水)、磺化油(對

水)、戊烷(對

油)、明礬(對

水)、硫酸銅、硫酸鉀(對水)、甘油(對乙醇)

溶劑會使密封圈溶解，破壞石墨中的填充

材料

密封材料需要耐水、耐油和乙醇等溶劑

 (1)密封圈材料可采用耐油橡膠(丁腈橡膠、聚硫橡膠)或聚四氟乙烯

  (2)摩擦副采用硬對硬材料

  (3)苯、氨、氨水不能用氟橡膠

高

黏

度

  硫酸、潤滑脂、齒輪油、渣油、汽缸油、硅油、苯乙烯等

  介質黏度高，會影響

動環的浮動性，彈簧易

受阻塞；密封材料易損壞

  摩擦副材料要求耐

磨，彈簧要能克服阻力；要求保溫或加熱

  (1)采用靜止型雙端面密封

  (2)采用硬對硬摩擦副材料組合

  (3)考慮保溫結構

高

溫

  塔底熱油、熱

載體、油漿、苯

酐、對苯二甲酸

二甲酯(DMT)、

熔鹽、熔融硫

  隨著溫度增高，加快

密封磨損和腐蝕，材料

強度降低；介質易汽化，

密封環易變形，橡膠碳

化，組合環配合松脫

  要求材料耐高溫；

  為了防止摩擦副產生干摩，需對機械密封進行冷卻沖洗，以保證密封面間隙中溫度保持在汽化溫度以下；

 要求密封各零件膨脹

系數相近

  (1)密封材料需進行穩定性熱處理，消除殘余應力，且膨脹系數相近

  (2)采用單端面密封，端面寬度盡量小，且需充分冷卻和沖洗

  (3)溫度超過l76℃時，采用金屬波紋管式密封

  (4)采用有壓雙密封，外供循環液；為了防止輔助密封圈壽命短，在與介質接觸側的密封設置冷卻夾套

  (5)輔助密封材辯使用溫度范圍

低

溫

  液氨、液氧、液氯、液態烴

  低溫時材料脆化，需

要慎重選擇材料；

  密封圈易老化而失去彈性，影響密封性能；

  介質溫度低，大氣中

的水分會凍結在密封面上，加速摩擦副磨損；

  密封面摩擦發熱，會

造成密封介質汽化，使

摩擦副形成千摩擦，燒

損密封表面；

  要考慮材料膨脹和收縮，選擇膨脹系數相近的材料

  要求密封材料耐低

溫，要考慮材料強度、疲勞強度和沖擊韌性，要注意石墨環在低溫下的滑動性；

  輔助密封件要耐低溫老化，要有一定的彈性；

  要求密封面有良好的潤滑，防止密封端面液膜汽化；

  要求保冷或與大氣隔離，防止結冰進行急冷

  (1)介質溫度高于一45。C時，除液氯等介質漏出有危險外，可用單端面密封，但需要注意大氣中水分凍結，導致密封失效

  (2)介質溫度高于一100℃時，可用波紋管密封。單端面密封在外面向密封面吹干燥氮氣，使密封面與大氣隔絕，防止水分凍結

  (3)介質溫度低于一10CC時，采用靜止式波紋管結構，防止波紋管疲勞破壞

  (4)選擇適當摩擦副材料，如QSn6.5-0.1青銅填充聚四氟乙烯

  (5)液態烴(如戊烷、丁烷、乙烯等)如采用有壓雙密封，可用乙醇、乙二醇作封液，丙醇可用于-l20℃，也可采用無壓雙密封，見第二篇第五章第三節

  (6)采用低端面比壓、低P。。值的密封，加強急冷與沖洗，防止液膜汽化

  (7)輔助密封材料使用溫度范圍

高

壓

  合成氨水洗塔溶液、乙烯裝置脫甲烷塔回流液、環氧乙烷解析塔釜液及二氧化碳吸收液加氫裂化原料、加氫

精制原料

  由于壓力高，會引起

端面比壓和聲。值增

高，端面發熱、導致液膜破壞，磨損加劇；壓力高，要注意材料強度，防止密封件變形和壓碎，使密封失效

  摩擦副要求有足夠強度和剛度，結構上要考慮防變形；

 摩擦副材料要有較低

的摩擦系數，良好的材

料組合，使之具有較高

的P。口值；

密封面要保證良好潤滑

  (1)在保證允許的最小端面比壓條件下，選擇較大的平衡系數口，但不大于0.5

  (2)介質壓力戶>15MPa時，宜采用串聯密封逐步降低每級密封壓力

  (3)摩擦副材料宜用碳化鎢一浸漬金屬石墨或硬對硬材料，如硬質合金、碳化硅、陶瓷、噴涂陶瓷等

  (4)采用流體靜壓密封或液體動壓密封]值可達270MPa·m/s

(5)加強冷卻和潤滑

(6)推薦0形圈，肖氏硬度最小為80度，用

隔離支承圈以防止被擠出

  介質或使用條件

    特  點

    對密封的要求

    密封選擇

真

空

  減壓塔釜液

  主要是防止外界空氣的漏入，漏人空氣后，使密封面形成千摩擦，破壞系統的真空度

  與正常密封的不同點在于密封對象的方向性差異；避免密封面分開，尤其在泵不運轉時足以密封住大氣壓力，保證負

壓工作

  (1)一般真空，可采用內裝單端面密封

  (2)高真空采用有壓雙密封、注入封液有助于提高密封性能和改善潤滑條件

  (3)為了減少輔助密封件泄漏，采用與動環焊在一起的波紋管密封

  (4)石墨在真空條件下耐磨性差，高真空時不宜采用

高

速

  尿素、丙烯、氯乙烯溶液的輸送

  由于離心泵力作用，嚴重影響機械密封中彈簧或波紋管的彈性，甚至失效；

  由于轉動慣量增大會造成周圍介質激烈攪動，從而增加阻力、發熱，同時不易達到動

平衡

  要求摩擦副材料允許的值高；

  要考慮離心力和攪拌的影響，零件需經過動平衡校正，防止振動；要求良好冷卻和潤滑

  (1)滑動速度V>25m/s時，采用靜止式密封，動環與軸直接配合，利用軸套及葉輪夾緊，傳遞力矩

  (2)轉動零件幾何形狀須對稱，傳動方式不推薦用銷子、鍵等，以減少不平衡力的影響

 (3)要采用較小的密封端面摩擦系數，如碳化硅一浸銅石墨，端面寬度應盡量減小

  (4)加強冷卻與潤滑

  (5)采用平衡型、流體動壓型或流體靜壓型密封

  (6)選擇較高的PCV摩擦副材料組合

正

反

轉

向

  開停頻繁和正反轉對彈簧旋向有影響，密封件易受沖擊，密封件摩擦條件惡劣

  要求零件耐磨性高，

注意強度設計和加強防轉機構，要注意彈簧旋向

  (1)動環驅動間隙要小，靜環用防轉零件

  (2)采用金屬波紋管密封或小彈簧密封