碳化硅材质_PL泵用机封_BL4-16机械密封

机械密封失效实例三
1)机泵工况简介:一台单级悬臂式泵,转速2940r/min输送介质为250~260℃的苯gan,泵压力0.1~0.2MPa。
2)密封情况:密封形式为103型,动环为18-8不锈钢镶装碳化钨硬质合金,静环为石墨浸合成树脂。动静环密封圈都是4F-V型。无冲洗、急冷及其他设施。
3)运转及使用情况:据说这已是*5次更换的密封。怀疑压缩量不足,从3~4m增加到7~8m仍无效果。刚开泵密封及泵运转良好,无泄漏。运转10多分钟后开始滴漏,逐渐加大从每分钟10~20滴増加到60~70滴。
4)拆检情况:拆开后检査动静环表面光洁,无磨损痕迹,其他零件未见异常。
5)原因分析:泵启动后,密封处温度不高,密封效果良好,10多分钟后,密封处温度接近泵内介质温度(~250℃)。动环的环座材料为18-8不锈钢,其线膨胀系数为17.2x10/℃C,到工作温度时膨胀量为0.3~0.4m。而碳化钨的线膨胀系数小为(4.5~-5)×10/℃,膨胀量为0.1~0.15m。热装时过盈值不**过0.1mm。两者的过盈联接出现了间隙,镶装失效,碳化钨环松脱,介质从间面中泄漏。
6)验证:这种分析还要通过实践来验证。将动环放到烘箱中加热。到30多分钟时,烘箱内温度达到240℃,取出动环,此时环座和碳化钨已经分离。仔细观察环座和碳化钨环接合的部位有磨损的痕迹和油迹,这了热装式动环是由于环座选材不当和过盈值小而失效的。
7)改进办法:环座材料选用线膨胀系数小的材料,好是低膨胀合金4J42。由于这种材料价格昂贵,也可选择3G13不锈钢,它的价格比18-8不锈钢低,线膨胀系数又小,将近18-8不锈钢的2/3。此外,过盈值也要适当。过盈值取0.002d即可
干气密封的密封圈有哪些改进?
密封圈的作用不可忽视,有时密封的失效就是由密封圈引起的。一般压缩机干气密封的静环密封圈由聚四氟乙烯(PTFE)制造,挤在一个完全限定的槽中(图161右下角)。新的结构在密封圈外径用一个弹簧紧固加强(见图161右上角),高可使用到10.5MPa的压力。当压力时可使用弹簧增强的J形环(图162右图),可耐压到23MPa。此时动环密封圈也做相应地改进,采用双J形环(图162左图)密封性更为可靠。

千气密封基本原理是什么?
先来分析图155中的静环,在工作压力下静环受介质压力和弹簧力,此二力的作用方向是将静环紧贴在动环上,称为密封端面间的闭合力F。该力与动环是否转动无关,属流体静压力。当动环旋转时,气体由外边沿槽向内径方向流动(图157),终到达密封坝,气流遇到了阻力,提高了气体本身的压力。该压力是动环旋转产生的称为流体动压。它作用在动静环之间,力图把两者分开,称此力为开启力F。,(图158)。在某一转速下开启力和闭合力相等时即F。=F。,动静环之间保持某-间隙,两者处于平衡状态,并保持足够的气膜刚性实现非接触式密封。
气体进口被吸向中心气体被压缩压力升高

千气密封的基本结构怎样?
用于离心压缩机的干气密封,其结构和普通泵用机械密封基本相同,也有静环、动环、弹簧和密封圈等(图155)。在密封端面间存在着气膜而不是液膜,所以可称为气体机槭密封。国外称为 Dry Gas Seal,意思是无液体润滑的气体密封,或简称为干式密封。直译成干气密封不是很确切,已经这样称呼了,也只好如此。它和普通机械密封的区别在于在动环(硬环)面上刻有螺旋槽(图156),旋转起来密静环封端面上产生流体动压,所以也称动压槽。槽的深度只有几个微米。在槽之间平台称为密封堰,它阻止了气体圆周方向的流动,可加大升压作用。在糟的内径(。)和动环内径(x)之间称为密封坝,它能保证螺旋槽产生足够的压力,还能保证密封在静止时不产生泄漏。

干气密封的泄漏量怎样?
前面谈到干气密封的泄漏微小。对于科学问题仅有般的叙述还不行,必须用数字来说明。下面引用英国克兰( lohn Crane)公司的试验
E40数据给人以量的概念。泄条件:70ar,空气漏量与密封端面的间隙30000r/min -y(或称气膜厚度)有关,由rmin于该值很小所以泄漏量也不大。此外,泄漏量还与密封端面的线速度和承受和压力越大泄漏量越大。对于空气面言当压力为7VPa时密封直径和转速对泄漏量的关系见图163。例如直径200m,转速在100omin时泄漏量不到100L/min,也就是说约6m/h。
三条曲线,下边靠近横坐标线的曲线为0r/min,即压缩机停运状态泄漏量,约为0.01~0.02m3/min(或0.6~1.2m/h)。这表明密封端面在压力作用下,已经悬浮起来。有间隙有压差当然就有泄漏。这是压力为7MPa时的情况,压力变化后泄漏量会是怎样的呢?

干气密封有哪些特点?
1)干气密封是一种非接触式密封,动静环被气膜隔开。当动环旋转时只存在气体之间的摩擦,消耗的功率远小于液体之间的摩擦。试验表明,干气密封消耗的功率仅为湿式密封(机械密封和浮环密封)的5%左右。此外,系统消耗的能量也很少,所以说干气密封又是一种节能型
密封
2)基于干气密封的力平衡原理,它又是一种自动平衡式密封。
3)鉴于动静环之间存在一个微小的间隙(2~4um),该间隙两侧又存在一定的压差,摩擦副始终存在着一定的泄漏量(尽管泄漏量很微小)。但是,通过一定的措施,可以做到压缩机内的介质对大气的泄漏量为零。
4)干气密封从投资、运行费、维护费以及占地面积都明显的优于湿式密封。因此,干气密封的前景是好的。特别是在高压高速工况干气密封的优点更**。干气密封作为一项新技术,正在逐步取代湿式密封。其缺点是结构复杂,技术难度大,要求制造和安装的精
度高。此外;必须采用阻塞气(隔离气),并且需经精细的滤网过滤,否则会影响使用寿命。

进行故障分析需做好哪些基础工作?
先要了解“问答198”中所列的各项内容。此外还要知道密封的结构形式(如平衡型还是非平衡型)、密封布置方式轴径、各零件的材料和制造厂,密封腔中的压力和温度、采取何种冷却方式、有无冲洗及冲洗的方式、有无过滤器,安装和使用时间及寿命、安装者和操作员的技术水平等。
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