首页 泵阀知识 速看,离心泵机械密封在高温、低温、腐蚀和颗粒等各工况下使用方案
来源:http://www.chempv.com | 时间:2023-08-19 10:32:08 | 浏览:400

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离心泵是市场上使用较多的泵。离心泵基本采用机械密封形式。根据输送介质的不同,密封条件也不同。高温、低温、颗粒、腐蚀性液体等条件下机械密封的使用方案是什么?在泵装置中,机动设备的机械密封约占整个动态密封数量的80%-85%。在泵的故障中,机械密封的故障约占整个维护工作量的一半。可见机械密封在机泵维修中的位置。由于机泵输送的介质不同,工艺条件不同,因此了解这些情况对机密封的选择和维护非常重要。结合多年在机密封选择和维护方面的经验,介绍了几种特殊工况下机械密封的工作特点和注意事项。

一、腐蚀环境下的机械密封

一些机械密封处于腐蚀性环境中。此时,不仅要注意机械密封中各部件的耐腐蚀性,还要防止其组合时可能发生的电耦现象。在腐蚀性环境中,应注意机械密封的耐腐蚀材料。此外,外部机械密封可以使用。如果腐蚀性强,容易发生安全事故,可采用双端表面密封,并引入隔离液进行保护。

二、二。颗粒介质下的机械密封

有些机密封可能在含有固体颗粒的介质中工作,当固体颗粒进入摩擦端面时,容易产生剧烈磨损,导致密封端面迅速失效。此外,固体颗粒可能使动环密封圈不能沿轴向移动,从而使动环不能浮动,失去补偿,导致机密封故障。对此更有效的方法是添加一个外部冲洗装置。引入密封腔的冲洗液压力高于密封腔介质压力,可有效防止颗粒介质进入密封腔。另外,可采用双端面机械密封,在密封腔中间加入密封液。也可采用外装机械密封。

三、低温机械密封

在炼油化工装置中,低温输送介质一般具有开度小、润滑性差、易气化的特点。此外,介质在气化过程中吸收大量热量,导致周围温度急剧下降,导致空气中的水和气体凝结,导致端面及其周围结冰,导致端面附着力松散,导致泄漏。同时,由于润滑性差,端面摩擦产生的热量较多。如果不能及时转移,必然会加剧端面的气化,造成恶性循环,加速密封面的早期故障。此外,低温密封的辅助密封圈在低温下硬失弹也容易导致泄漏。对于低温密封,除了选择合适的辅助密封圈材料外,还应注意以下几点。

1、采取相应的工艺措施。如尽量减少介质含水量,保持密封腔压力相对稳定,尽可能配备冲洗冷却装置,在设备启动前适当预热密封件。

2、改进密封结构,正确选择摩擦辅助材料。实践证明,在静环表面打开弧槽可以形成流体动力密封,提高流体膜的承载能力,改善端面的润滑条件,有效延长机器密封的工作寿命。在端面配对方面,碳化钨1M106K石墨组对(即移动和静环材料)一般优于其他材料,因为它具有良好的润滑性、低摩擦系数和良好的导热性。

3、选择合适的端面比压力。由于端面润滑性差,低温密封容易气化结冰,因此在捍卫可靠密封的前提下,端面比压力可以适当降低。一般机械密封比压力值推荐为0.29-0.59MPa,低温密封可取下限。对于金属波纹管的机械密封,端面比压力甚至可以低于下限,因为动环没有轴向摩擦。

四、高温下机械密封

介质温度超过120℃时,一般认为是高温密封。机械密封的主要问题是:

(1)由于摩擦副端面温度升高,密封端面间液膜气化,摩擦系数增加,磨损增加,温度升高,密封环热变形或热裂纹失效;

(2)机械密封中的辅助密封圈材料一般为橡胶或聚四氟乙烯,在高温环境中长期易老化分解,导致密封故障;

(3)机械密封的弹性元件在高温下容易产生疲劳和蠕变,使密封失效;

(4)高温会加重金属材料的腐蚀,缩短机封的使用寿命。

为捍卫高温环境下机械密封的正常工作,可采取以下措施。

1、将冷却冲洗装置添加到机封中。

2、选用金属波纹管机械密封。

近年来,金属波纹管密封在高温密封中得到了广泛的应用,并取得了良好的效果。在这种机器密封中,金属波纹管取代了普通机器密封中的弹簧,节省了动环辅助密封圈,不需要克服动环补偿和轴的摩擦和磨损,因此在高温下使用,一般可以取得良好的效果。

3、根据不同的工作温度选择耐高温材料。

丁腈橡胶的温度上限为80℃,硅橡胶和氟橡胶为200℃,聚四氟乙烯为250℃。此外,机械密封中的非金属摩擦副主要由石墨浸渍材料制成,因此应根据不同的工作温度选择不同类型的浸渍石墨。浸泡巴氏合金石墨的适用温度范围一般小于150℃,浸泡树脂石墨的适用温度范围为170~200℃,浸泡铜、铝、铅的石墨可在400℃以下的工作条件下使用。动环组件应尽可能选择膨胀系数相近的材料,以防止高温下动环与动环座之间的连接松动。

五、高速机械密封

当转速超过3000r/min或摩擦副的线速超过25m/s时,一般可视为高速密封。在高速条件下,摩擦端面由于线速大,摩擦产生的热量也大,此时端面液膜不易形成,磨损加剧。高速也容易引起旋转环振动,离心力大,不利于端面间液膜的形成和维护。因此,在高速条件下,为了减少离心力和振动的影响,应尽量减少旋转部件,采用弹簧静态结构。还能加强摩擦副端面的冷却和润滑。此外,还可以选择[PV]高值摩擦副材料,降低端面接触宽度,或采用受控膜机械密封。近年来,一种叫做差动环的机械密封也应用于高速设备中。由于原动静环中间增加了差动环,摩擦副线的速度可以降低一半,取得了良好的效果。

六、高压机械密封

超过4-5MPa的机械密封工作压力属于高压密封范围。在高压条件下,密封端面比压值过大,导致端面发热,破坏液膜的形成,造成异常磨损。高压还可能导致摩擦副变形和破裂。高压密封一般采用平衡结构,使端面比压处于适当范围。但是,考虑到密封的可靠性,平衡系数不能无限制地增加。因此,在某些情况下,虽然采用了平衡结构,但端面比压力可能仍然更大。单靠平衡结构很难满足使用要求,可采用多端面机密封或受控膜机械密封。

目前,机械密封已成为炼油化工设备离心泵等机动设备中常见的密封形式。此外,随着设计制造水平的不断提高和新材料的不断开发,其应用范围将进一步扩大。

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