管道泵機械密封的選用表
時間：2013/1/30 來源：浙江揚子江泵業(yè)有限公司
管道泵機械密封的選用
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介質(zhì)或使用條件 |
特 點 |
對密封的要求 |
密封選擇 | ||||||
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強 腐蝕 性
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鹽酸、鉻酸、硫酸、醋酸等
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密封件經(jīng)受化學(xué)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
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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
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(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 | |||||
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易 汽 化
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乙醛、異丁烯、異丁烷、異丙烯、液化石油氣、輕石腦油等
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易使密封端面間液膜汽化，造成摩擦副干 摩擦
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要求摩擦系數(shù)低，導(dǎo)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 | |||||
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含 鹽 及 易 結(jié)
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硫銨、磷銨、苛性鈉(鉀)、氫氧化鈣、導(dǎo)生油、氯化鉀(鈉)等
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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
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要求摩擦副耐磨，耐 腐。加強保溫，防止結(jié)晶。加強沖洗，防止結(jié) 晶顆粒粘在密封端面上
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(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) | |||||
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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(zhì)凝固溫度高而又不可能冷卻；因介質(zhì)溫度降低，會使介質(zhì)凝固，妨礙動環(huán)轉(zhuǎn)動，密封面會引起磨損
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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 | |||||
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含固體顆粒 |
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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
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(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) | |||||
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介質(zhì)或使用條件 |
特 點 |
對密封的要求 |
密封選擇 | ||||||
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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
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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 | |||||
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易 溶 解
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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 | |||||
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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 |
摩擦副材料要求耐 磨，彈簧要能克服阻力；要求保溫或加熱
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(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) | |||||
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高 溫
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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
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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 | |||||
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低 溫
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液氨、液氧、液氯、液態(tài)烴
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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
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(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(dǎo)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 | |||||
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高 壓
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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
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由于壓力高，會引起 端面比壓和聲。值增 高，端面發(fā)熱、導(dǎo)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。口值； 密封面要保證良好潤滑 |
(1)在保證允許的小端面比壓條件下，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，肖氏硬度小為80度，用 隔離支承圈以防止被擠出 | |||||
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介質(zhì)或使用條件 |
特 點 |
對密封的要求 |
密封選擇 | |
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真 空
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減壓塔釜液
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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
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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 |
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高
速
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尿素、丙烯、氯乙烯溶液的輸送
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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
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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
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(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 |
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正 反 轉(zhuǎn) 向 |
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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 |
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