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    常見化工泵密封形式及主要材質

     一、化工泵泄漏點

             泵用機械密封種類繁多,型號各異,但泄漏點主要有五處:

             1、軸套與軸間的密封;

             2、動環與軸套間的密封;

             3、動、靜環間密封;

             4、對靜環與靜環座間的密封;

             5、密封端蓋與泵體間的密封;

     

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    化工泵密封形式結構圖

             1)現象:操作中密封發出爆裂聲(端面爆裂聲)

             可能的原因:密封液在密封界面汽化 加強密封面的冷卻

             解決方法:增加旁路沖洗管線(如果沒有的話)擴大旁路沖洗管線和/或壓蓋上的開孔

             2)現象:密封連續滴漏

             可能的原因:表面不平;石墨密封面起泡;密封面產生熱變形

             解決方法:在安裝過程中,輔助密封被劃傷O形圈老化,由于壓縮形變輔助密封變硬變脆由于化學作用輔助密封變軟變粘。

             3)現象:彈簧失效

             可能的原因:由于腐蝕作用,金屬附件損壞,傳動機構被腐蝕

             解決方法:檢查不正確的安裝尺寸,檢查是否采用了不合適的材料和密封類型改進沖洗冷卻管線,檢查是否出現壓蓋螺栓扭矩過大導致壓蓋變形,檢查壓蓋墊片的比壓是否合適,檢查密封面間有無其他固體顆粒,如需要時對密封面重新拋光。檢查密封面處的裂紋,更換主、配合密封環。

             現象:操作過程中,密封發出尖嘯聲

             可能的原因:密封處的潤滑液量不足

             解決方法:增加旁路沖洗管線(如果沒有的話)擴大旁路沖洗管線和/或壓蓋上的開孔。

             二、化工泵用密封材料的主要材質

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            1、橡膠石棉盤根

            橡膠石棉盤根XS250(極限使用溫度250℃)、橡膠石棉盤根XS350(極限使用溫度350℃):

            適用介質:蒸汽、水、堿性溶液。

            2、油浸石棉盤根

            油浸石棉盤根YS250(極限使用溫度≤250℃)、YS350(極限使用溫度≤350℃):該產品的突出特點是盤根中含有潤滑油、摩擦系數小、壓縮量大。

            適用介質:蒸汽、空氣、工業用水、重質石油產品。

            3、聚四氟乙烯石棉盤根SMF:

            使用溫度:-100~+250℃,適用介質:弱酸、強堿等腐蝕性介質。

            4、油浸棉、麻盤根YMM:

            極限使用溫度:≤120℃,適用介質:河水、自來水、地下水、海水等。

            5、聚四氟乙烯纖維編織填料

            聚四氟乙烯纖維編織填料,產品分為六種牌號。

            在使用過程中,開始允許填料有少量泄漏,待使用一段時間,填料處于相對穩定狀態后,再調整填料壓蓋。切不可開始時壓得過緊,以防燒壞填料。

            6、碳纖維編織密封填料:

            碳纖維編織密封填料是一種高強度、高模量的新型材料,它具有強度高、彈性模量大、耐高溫、耐化學腐蝕、導熱性能好、熱膨脹系數低等優點,并具有自潤滑性。

            在初運行時應輕緊填料壓蓋,允許介質有少量泄漏,運行一段時間后,再逐漸壓緊,使填料進入相對穩定階段。碳纖維聚四氟乙烯編織填料(FTH-1),在運行中如發現泄漏,可多次擰緊填料壓蓋。

            7、酚醛纖維編織密封填料:

            酚醛纖維編織密封填料具有耐高溫、耐酸性介質腐蝕、吸附、隔熱性能好、摩擦系數小、耐磨損、對人體及環境無污染、價格低廉等優點。主要應用于高壓柱塞泵、高壓水泵、玻璃鋼耐酸泵、甲氨泵、往復泵以及油田深井泵的填料密封。使用性能見下表:

            適用介質:酸堿、有機溶劑、機油、蒸汽、水等。

            8、膨脹石墨(柔性石墨)材料

            膨脹石墨(柔性石墨)材料,它除了具有石墨本身的優良自潤滑性、耐腐蝕、耐高低溫、耐輻射、耐磨損、摩擦系數低等特性外,還具有柔軟性、低密度、壓縮回彈性和使用溫度范圍廣等優點??梢赃m用的介質PH值為0~14。除王水、濃硝酸、濃硫酸和高溫下的重鉻酸鹽等少數幾個強氧化性介質不推薦使用外,其它介質均能使用。在裝入填料函前,填料環用刀片切一道口,然后只能有一定地軸向扭轉,套在軸上,壓入到填料函內,每圈切口應錯開900或1200。運轉開始時允許有微量泄漏,隨著時間的增加,泄漏量會逐漸減少。

            9、碳-石墨材料:

            具有良好的導熱、導電性、化學穩定性、抗熱震性、自潤滑性和可加工性。在泵業方面,用于離心泵、屏蔽泵、柴油分配泵、潛水泵、清水泵、高溫熱油泵、核二級泵、鍋爐給水泵、氣泵等端面密封、漲圈密封、機械密封環、軸向密封、旋片等場合。

            10、橡膠

            天然橡膠:具有優異的耐屈撓性,良好的耐磨性、耐寒性和絕緣性,撕裂強度高。耐老化、耐候性差、耐油、耐溶劑性也較差。采用天然橡膠膠料制造的膠泵,適宜工作溫度在78℃以下。適用于輸送多種磨蝕性渣漿和弱酸、弱堿溶液,但不適用于輸送強酸、油、脂肪族和芳香族溶液。

            丁腈橡膠:是當前應用最廣泛的耐油橡膠品種,具有一系列優越性能,耐磨性比天然橡膠高30~45%,耐高溫性較天然橡膠、丁苯橡膠都好。但丁腈橡膠的耐天候老化性差。采用丁腈橡膠膠料制造的膠泵,最高使用溫度為95℃。該膠種的膠泵耐各種動、植物油、礦物油以及甘醇。

            丁基橡膠:采用丁基橡膠膠料制造的襯膠泵件,適于酸性泥漿工作。最高使用溫度為100℃,可耐強酸強堿(如鹽酸、氫氧化鈉),但高濃度的氧化性強酸(如濃硫酸、濃硝酸)會使丁基橡膠降解。

            氟橡膠:這種橡膠經硫化后具有優異地耐熱、耐臭氧、耐油及耐各種化學藥品浸蝕的性能。但氟橡膠在加工、粘接方面較通用橡膠差些,價格也比較昂貴。采用氟橡膠膠料制造的膠泵,允許使用的最高使用溫度可達170℃(在普通介質中)。

            11、陶瓷

            剛玉陶瓷(主要成分AI2O3):普遍具有極高的硬度,良好的耐磨性和化學穩定性,而且絕緣度高,溶點高。在泵行業中主要用于特殊工況條件下的陶瓷泵和機械密封環等。陶瓷除了氫氟酸和含氟的一些其它物質以及熱或濃的堿液外,幾乎能耐所有腐蝕介質包括熱濃硝酸、硫酸、鹽酸、王水、鹽溶液、有機溶劑等。

            氮化硅陶瓷:抗熱沖擊性能優于氧化鋁陶瓷,其它性能與氧化鋁陶瓷基本相同。

            碳化硅陶瓷:具有優良的耐化學腐蝕性,較高的機械強度,耐磨性好,耐高溫、自潤滑性好,摩擦系數小等特點,因此可作為高溫結構材料,用于泵的機械密封、磁力泵的泵軸等,比普通陶瓷更具有明顯的優勢。碳化硅是目前一種較理想的摩擦付材料,它同碳石墨組合配對,其干滑動摩擦系數比氧化鋁、硬質合金要小,PV值比氧化鋁和硬質合金要高。碳化硅陶瓷耐磨性能優良,除了氫氟酸等少數幾種介質外,幾乎能耐所有化學品的腐蝕,包括濃硝酸、硫酸、鹽酸等強腐蝕液體。

            12、永磁材料

            鐵氧體永磁材料:與金屬永磁材料相比,具有高矯頑力,高絕緣性,抗外磁場干擾性好,并價格低廉等優點,可用作磁力泵內外轉子的磁鋼。

            稀土鈷永磁材料:具有優異地磁性能,尤其是矯頑力和磁能積是現有永磁材料中最高的,很適合作磁力泵上地永磁體,只是由于這類材料價格昂貴而未能被普遍應用。

            13、其它材料

            泵用油漆:起保護、裝飾和標志作用。按使用效果分防銹漆、絕緣漆、耐酸漆等等;按涂刷層次分底漆、面漆、膩子等等。

            離心泵用紙墊材料:

            泵用毛氈材料:用以制造油封,即密封摩擦處的潤滑油不漏,又防止水和灰塵侵入。分細羊毛氈、半粗羊毛氈和粗羊毛氈。

            工業用硫化橡膠板(GB5574-85):普通橡膠板、耐酸堿橡膠板、耐油橡膠板、耐熱橡膠板。

            三、化工泵密封形式

            泵的密封裝置主要分兩類:一類為靜密封,一類為動密封。靜密封通常有墊片密封、O型圈密封、螺紋密封等型式。動密封則主要有軟填料密封、油封密封、迷宮密封、螺旋密封、動力密封和機械密封等。

            1、 O形圈密封

            泵中常用的是橡膠O型圈。由于其形狀十分簡單,因而制造容易,成本低廉,不論O型圈的整體尺寸有多大,其截面尺寸都很?。ㄖ挥袔缀撩祝┧灾亓枯p,消耗材料少,使用方法簡單,安裝、拆卸方便,更為突出的優點還在于O形圈具有良好的密封能力,使用范圍很寬。靜密封工作壓力可達100MPa以上,動密封也可達30Mpa。適用溫度為-60~200℃,可滿足多種介質的使用要求。因此在泵的設計中得到越來越廣泛的應用。

            O形密封圈安裝在溝槽和被密封面之間,有一定壓縮量,由此產生的反彈力給予被密封的光滑面和溝槽底面以初始的壓縮應力。從而起到密封作用。當被密封的液體壓力增大時,O形圈的變形也隨之增大,從而傳遞給密封面的壓力也增大,密封的作用也增大。這就是O形密封圈具有良好密封能力的原因。

            2、墊片密封

            墊片是離心泵靜密封的基本元件,使用范圍非常廣泛。墊片的選型主要根據化工泵輸送介質、溫度、壓力和腐蝕性等因素決定。

            3、油封密封

            是一種自緊式唇狀密封,其結構簡單,尺寸小,成本低廉,維護方便,阻轉矩較小,既能防止介質泄漏,也能防止外部塵土和其它有害物質侵入,而且對磨損有一定的補償能力,但不耐高壓,所以一般用在低壓場合的化工泵上。

            4、螺紋密封

            在化工泵上一般有兩種形式,一種是螺紋聯接墊片密封,一種是螺紋加填充濟密封,二者皆用于小直徑螺紋連接的密封場合。螺紋聯電動隔膜泵接墊片密封的密封件是墊片,而螺紋只起提供壓緊力的作用。

            5、迷宮密封

            在設計合理,加工精良,裝配完好、轉速較高時,迷宮密封效果很好。但在實際應用中,因此而產生的化工泵泄漏卻很多,所以在化工泵密封中不常用。

            6、填料密封

            是將富有壓縮性和回彈性的填料放入填料函內,依靠壓蓋的軸向壓緊力轉化為徑向密封力,從而起到密封作用。這種密封方法稱為填料密封,這種填料稱為密封填料。由于填料密封結構形式簡單,更換方便、價格低廉、適應轉速、壓力、介質寬泛而在化工泵的設計中得到普遍采用。

            7、動力密封

            化工泵在與運轉時,副葉輪所產生的壓頭平衡了主葉輪出口高壓液體,從而實現密封。停車時,副葉輪不起作用,因此必須同時配備停車密封裝置解決停車時可能產生的化工泵泄漏。副葉輪密封結構簡單、密封可靠、使用壽命長,化工泵運轉中可實現滴水不漏,因此在化工泵輸送含雜質介質的泵上經常采用。

            8、機械密封

            現在化工泵行業使用最為廣泛的密封形式,由于機械密封具有泄漏量少和壽命長等優點,所以當今世界上機械密封是在這些設備最主要的軸密封方式。機械密封又叫端面密封,在國家有關標準中是這樣定義的:“由至少一對垂直于旋轉軸線的端面在流體壓力和補償機構彈力(或磁力)的作用以及輔助密封的配合下保持貼合并相對滑動而構成的防止流體泄漏的裝置。

            9、螺旋密封

            螺旋密封也是動力密封的一種形式,它是在旋轉的軸上或者在軸的包容套上加工出螺旋槽,軸和套之間充有密封介質。軸的旋轉使螺旋槽產生類似于泵的輸送作用,從而阻止密封液的泄漏。其密封能力的大小與螺旋角度、螺距、齒寬、齒高、齒的作用長度以及軸與套之間的間隙大小有關。由于密封之間不發生磨擦,因而壽命長,但由于結構空間的限制,其螺旋長度一般較短,因而其密封能力也受到局限。在泵降速使用時,其密封效果則會大打折扣。

            10、干氣密封

            干氣密封即“干運轉氣體密封”是將開槽密封技術用于氣體密封的一種新型軸端密封,屬于非接觸密封。

            干氣密封原理:當端面外側開設有流體動壓槽(2.5~10μm)的動環旋轉時,流體動壓槽把外徑側(稱之為上游側)的高壓隔離氣體泵入密封端面之間,由外徑至槽徑處氣膜壓力逐漸增加,而自槽徑至內徑處氣膜壓力逐漸下降,因端面膜壓增加使所形成的開啟力大于作用在密封環上的閉合力,在摩擦副之間形成很薄的一層氣膜(1~3μm)從而使密封工作在非接觸狀態下。所形成的氣膜完全阻塞了相對低壓的密封介質泄漏通道,實現了密封介質的零泄漏或零逸出。

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