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水泵
介質(zhì)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(jīng)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(zhì)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(nèi)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(yīng)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(huán)采用填充聚四氟乙烯,靜環(huán)是氧化鋁陶瓷,腐蝕性介質(zhì)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(shù)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(jié)冰(靠大氣側(cè))
(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(yīng)急冷
(4)通常需使密封端面間的液體溫度比相應(yīng)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(jié)
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(zhì)析出,沉淀在密封端面上,造成強烈磨損或阻塞。另外,介質(zhì)還具有一定的腐蝕性
(1)含顆粒較少時,采用有壓雙密封,靠近介質(zhì)一側(cè)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(yīng)注意:
①靠近介質(zhì)側(cè)的密封應(yīng)選擇靜止內(nèi)流式,顆粒不易進人摩擦副內(nèi),動環(huán)和靜環(huán)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(zhì)合金對硬質(zhì)合金、陶瓷對陶瓷。若硬質(zhì)合金熱裝在座環(huán)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(jié)構(gòu)
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)
注意保溫或加熱,使介質(zhì)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
塔底殘油、油漿、原油
固體顆粒進入摩擦副端面,會引起劇烈磨損;介質(zhì)顆粒沉積在動環(huán)處,動環(huán)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(jié)構(gòu)上要能排除雜質(zhì)或防止雜質(zhì)沉淀
(1)采用雙端面密封,靠近介質(zhì)側(cè)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(jīng)
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(jié)構(gòu)
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(zhì)溫度升高,而引起聚合
注意介質(zhì)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(zhì)黏度高,會影響動環(huán)的浮動性,彈簧易受阻塞;密封材料易損壞
(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(jié)構(gòu)
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(zhì)易汽化,密封環(huán)易變形,橡膠碳化,組合環(huán)配合松脫
要求材料耐高溫;
為了防止摩擦副產(chǎn)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(shù)相近
(1)密封材料需進行穩(wěn)定性熱處理,消除殘余應(yīng)力,且膨脹系數(shù)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(huán)液;為了防止輔助密封圈壽命短,在與介質(zhì)接觸側(cè)的密封設(shè)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(tài)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(zhì)溫度低,大氣中的水分會凍結(jié)在密封面上,加速摩擦副磨損;密封面摩擦發(fā)熱,會造成密封介質(zhì)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(shù)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(huán)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(jié)冰進行急冷
(1)介質(zhì)溫度高于一45。C時,除液氯等介質(zhì)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(jié),導致密封失效
(2)介質(zhì)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(jié)
(3)介質(zhì)溫度低于一10CC時,采用靜止式波紋管結(jié)構(gòu),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(tài)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(jié)
(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
壓
合成氨水洗塔溶液、乙烯裝置脫甲烷塔回流液、環(huán)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(fā)熱、導致液膜破壞,磨損加;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(jié)構(gòu)上要考慮防變形;
摩擦副材料要有較低
的摩擦系數(shù),良好的材
料組合,使之具有較高的P?谥;
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(shù)口,但不大于0.5
(2)介質(zhì)壓力戶>15MPa時,宜采用串聯(lián)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(zhì)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
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(tǒng)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(zhuǎn)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(nèi)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(huán)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(zhuǎn)動慣量增大會造成周圍介質(zhì)激烈攪動,從而增加阻力、發(fā)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(jīng)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(huán)與軸直接配合,利用軸套及葉輪夾緊,傳遞力矩
(2)轉(zhuǎn)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(shù),如碳化硅一浸銅石墨,端面寬度應(yīng)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(zhuǎn)
向
開停頻繁和正反轉(zhuǎn)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(shè)計和加強防轉(zhuǎn)機構(gòu),要注意彈簧旋向
(1)動環(huán)驅(qū)動間隙要小,靜環(huán)用防轉(zhuǎn)零件
(2)采用金屬波紋管密封或小彈簧密封