【正文】 不同類型、不同結(jié)構(gòu)的密封具有不同的 pv極限值，考慮。另外，許多密封面材料的抗拉強(qiáng)度低，在高速情況下必須考慮對(duì)密封環(huán)的有效支撐，不能在無支撐的條件下使用。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 ② 速度 ?當(dāng)轉(zhuǎn)速超過 4500r/min，或圓周平均線速度 v超過 20m/s時(shí)，通常選擇靜止式結(jié)構(gòu)。 p值超過上述范圍時(shí)，應(yīng)考慮選用平衡式結(jié)構(gòu)。也決定著安裝的某些方面，如端蓋結(jié)構(gòu)、循環(huán)方式、清潔沖洗液注入壓力、雙端面機(jī)械密封用封液的注入壓力等。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 （ 3）操作條件 包括壓力、速度、溫度、密封腔體、壽命、泄漏等。 ?對(duì)介質(zhì)的危險(xiǎn)性必須進(jìn)行充分評(píng)估，根據(jù)對(duì)潛在危險(xiǎn)的評(píng)估情況，提出密封的選型要求，并對(duì)過程裝備及現(xiàn)場公用工程進(jìn)行改造。 ② 物理性質(zhì) 選擇機(jī)械密封時(shí)需要重點(diǎn)考慮的介質(zhì)物理性質(zhì)有飽和蒸氣壓、凝固點(diǎn)、結(jié)晶或聚合點(diǎn)、黏度、密度、固體顆粒、溶解的固體。當(dāng)有汽化危險(xiǎn)時(shí)，過程裝備的主密封應(yīng)采用平衡式結(jié)構(gòu)和低摩擦系數(shù)的密封面材料，以減少摩擦熱量，并采用導(dǎo)熱性能良好的材質(zhì)，以便將摩擦產(chǎn)生的熱量迅速傳離可能汽化的區(qū)域，同時(shí)應(yīng)盡可能提供良好的沖洗方式和沖洗流程。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 ?介質(zhì)的揮發(fā)特性 。 腐蝕性較弱的介質(zhì)，通常選用內(nèi)裝式機(jī)械密封。 （ 2）被密封介質(zhì)的性質(zhì) 有化學(xué)性質(zhì)、物理性質(zhì)及危險(xiǎn)性等。 ?不同類型的過程裝備要求選擇不同類型的機(jī)械密封。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 第四節(jié) 機(jī)械密封的選擇、使用及維修 一、機(jī)械密封的選擇 外部公用工程 主要因素 裝備特點(diǎn) 介質(zhì)性質(zhì) 操作條件 密封標(biāo)準(zhǔn) 其它因素 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 （ 1）過程裝備的特點(diǎn) ?過程裝備的特點(diǎn)對(duì)機(jī)械密封的選擇有重要影響。在旋渦產(chǎn)生的離心力的作用下，密度比流體大的微小顆粒被拋向錐形壁面，然后逐漸沉積到位于錐頂?shù)某隹谔?，成泥漿狀排除。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 ?旋液分離器（旋流器）是利用離心沉降原理來分離固體顆粒（顆粒密度大于密封流體的密度）的器件。 ?機(jī)械密封系統(tǒng)用過濾器有濾網(wǎng)過濾器，磁環(huán)加濾網(wǎng)過濾器，適用于固體成分密度接近或小于密封流體的情況，其分離精度為 10?100?m，但易堵塞，應(yīng)并聯(lián)兩臺(tái)使用。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 （五）雜質(zhì)過濾 ?密封介質(zhì)中往往會(huì)由于介質(zhì)本身（如漿液、油漿等）含有固體顆粒、易結(jié)晶、結(jié)焦等性質(zhì)，在一定工作條件下出現(xiàn)固體顆粒，還有一些特殊用途泵的密封（如塔底泵、釜底泵的密封）在系統(tǒng)中有殘?jiān)㈣F銹、污垢，甚至于安裝時(shí)有殘留雜物，都會(huì)給機(jī)械密封帶來較大的危害。利用虹吸自然循環(huán)的封液系統(tǒng)在功耗小于 時(shí)有效，而利用泵送機(jī)構(gòu)的強(qiáng)制循環(huán)封液系統(tǒng)功率消耗可達(dá) 4kW時(shí)有效。為了產(chǎn)生良好的封液循環(huán)，罐內(nèi)液位可以比密封腔高出 1?2m（不允許管路上有局部阻力），系統(tǒng)循環(huán)液體量為 ?3L（即在密封腔和管路內(nèi)的液體量），罐的容量通常為循環(huán)液體量的 5倍。 1. 利用虹吸的封液系統(tǒng) 該系統(tǒng)利用密封腔的壓力和虹吸罐的位差，保證封液與介質(zhì)間具有穩(wěn)定壓差。封液的壓力必須高于介質(zhì)壓力，一般高 ?。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 圖 341為典型機(jī)械密封系統(tǒng)配管接口，其中包含急冷（阻封）接口及密封急冷液的輔助密封。急冷或阻封流體一般用水、蒸汽或氮?dú)狻? 圖 340 蛇管和翅片冷卻示意圖 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 2. 急冷或阻封 向密封端面的低壓側(cè)注入液體或氣體被稱為急冷或阻封，具有冷卻密封端面（注入蒸汽時(shí)則為保溫），隔絕空氣或濕氣，防止或清除沉淀物，潤滑輔助密封，熄滅火花，稀釋和回收泄漏介質(zhì)等功能。密封高黏度介質(zhì)，在啟動(dòng)前需要預(yù)熱，以便減少啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 圖 339 夾套、靜環(huán)外周及軸套冷卻示意圖 a— 夾套冷卻； b— 靜環(huán)外周冷卻； c— 軸套冷卻 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 間接冷卻的效果比直接冷卻要差一些，但冷卻液不與介質(zhì)接觸，不會(huì)被介質(zhì)污染，可以循環(huán)使用，同時(shí)也可以與其它冷卻措施配合在一起，實(shí)現(xiàn)綜合冷卻。換熱器冷卻中有密封腔內(nèi)置式換熱器和外置式冷卻器、蛇（盤）管冷卻器、套管冷卻器、翅片冷卻器以及缺水地帶用的蒸發(fā)冷卻器。 前面介紹的沖洗實(shí)質(zhì)上是一種直接冷卻 。冷卻是溫度調(diào)節(jié)設(shè)施中的重要組成部分，是經(jīng)常采用的一種輔助設(shè)施，對(duì)及時(shí)導(dǎo)出機(jī)械密封的摩擦熱及減少高溫介質(zhì)的影響有很大作用。常規(guī)機(jī)械密封裝置的沖洗液量可按密封件軸徑規(guī)格確定，見表 310。 利用裝在軸（軸套）上的循環(huán)輪的泵送作用，使密封腔內(nèi)介質(zhì)進(jìn)行循環(huán)，帶走熱量，此法適用于泵進(jìn)、出口壓差很小的場合，一般熱水泵采用它，可以降低密封腔和軸封的溫度。對(duì)于低沸點(diǎn)液體要求在密封腔底部裝節(jié)流襯套，控制并維持密封腔壓力。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 ③ 全沖洗 從泵高壓側(cè)（泵出口）引入密封介質(zhì)，又從密封腔引出密封介質(zhì)返回泵的低壓側(cè)進(jìn)行循環(huán)沖洗。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 ② 反沖洗 從密封腔引出密封介質(zhì)返回泵內(nèi)壓力較低處（通常是泵入口處），利用密封介質(zhì)自身循環(huán)沖洗密封腔。 這是最常用的沖洗方法。 ①正沖洗 。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 （ 2）自沖洗 利用被密封介質(zhì)本身來實(shí)現(xiàn)對(duì)密封的沖洗稱為自沖洗，適用于密封腔內(nèi)的壓力小于泵出口壓力，大于泵進(jìn)口壓力的場合。 沖洗液應(yīng)是與被密封介質(zhì)相容的潔凈液體，沖洗液的壓力應(yīng)比密封腔內(nèi)壓力高 ?。 根據(jù)沖洗液的來源和走向，沖洗可分為外沖洗、自沖洗和循環(huán)沖洗。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 （二）沖洗 沖洗是一種控制溫度、延長機(jī)械密封壽命的最有效措施。因此 ， 它被廣泛用于易燃 、 易爆、有害氣體、強(qiáng)腐蝕介質(zhì)等密封要求嚴(yán)格的場合。 封液在密封腔體中不僅有改善潤滑條件和冷卻的作用 ，還起 封 堵 隔離 的作用 。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 3. 封 堵 隔離 直接密封氣相介質(zhì)，高溫、有毒、貴重、易汽化、易結(jié)晶及含固體顆粒液相介質(zhì)具有較大難度，可借助機(jī)械密封系統(tǒng)，采用雙端面機(jī)械密封來 更換密封介質(zhì) 。 沖洗主要是利用被密封介質(zhì)或其它與被密封介質(zhì)相容的有壓力流體 ， 引入密封腔 ， 進(jìn) 行 不斷循 環(huán)， 這樣 ， 既可以起到冷卻作用 ， 又可以防止雜質(zhì)等沉積。因此 ， 必須采取適當(dāng)?shù)拇胧┘右钥朔蚪档陀绊憽．?dāng)雜質(zhì)進(jìn)入機(jī)械密封端面時(shí) ， 會(huì)使密封環(huán)端面產(chǎn)生劇烈磨損。 而對(duì)于易結(jié)晶、易凝固的介質(zhì)，則需要采取保溫措施，使介質(zhì)不結(jié)晶、不凝固。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 由于密 封介質(zhì) 溫度高或密封端面相互摩擦而 產(chǎn)生 熱量 ， 都會(huì)使密封端面溫度升高 ， 如不采取冷卻措施 ，會(huì)導(dǎo)致密封失效或加速密封裝置的損壞，降低其壽命，具體表現(xiàn)如下： ① 密封端面 間 的液膜黏度降低 ， 汽化 甚至使液膜失穩(wěn)或破壞，從而加劇密封端 面磨損 ， 密封失效 ； ② 使密封環(huán)變形 、熱裂，碳石墨環(huán) 浸漬 劑被燒化或熔化； ③ 加速了 介質(zhì) 對(duì)密封零件的腐蝕作用 ； ④ 造成 由 橡膠、塑料等材料 構(gòu)成的密封圈 老化、分解 ； ⑤密封面間介質(zhì)壓力增大，使端面打開而造成泄漏。 （一）循環(huán)保護(hù)系統(tǒng)的作用 機(jī)械密封的 循環(huán)保護(hù)系統(tǒng) 主要包括沖洗、冷卻、過濾 、封液 裝置等 。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 典型結(jié)構(gòu) 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 典型結(jié)構(gòu) 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 串聯(lián)式干氣密封 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 串聯(lián)式干氣密封 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 典型結(jié)構(gòu) 圖 337 雙端面干氣密封 1— 軸； 2， 5— 靜環(huán)； 3— 動(dòng)環(huán)； 4— 保護(hù)環(huán)； 6， 7— 彈簧 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 雙端面干氣密封 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 釜用雙端面干氣密封 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 二、循環(huán)保護(hù)系統(tǒng) 為機(jī)械密封本身創(chuàng)建一個(gè)較理想的工作環(huán)境而設(shè)置的具有潤滑、沖洗、調(diào)溫、調(diào)壓、除雜、更換介質(zhì)、稀釋和沖掉泄漏介質(zhì)等功能的系統(tǒng)，稱為 機(jī)械密封循環(huán)保護(hù)系統(tǒng) ，簡稱 機(jī)械密封系統(tǒng) 。動(dòng)環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，氣體進(jìn)入螺旋槽并被壓向中心，由于密封壩的節(jié)流作用，進(jìn)入密封面的氣體被壓縮，因壓力增大而推開撓性定位的靜環(huán)，流動(dòng)的氣體在兩個(gè)密封面之間形成一層穩(wěn)定的有一定厚度的 氣膜 ，膜厚約為 3?5?m。螺旋槽起著 泵送作用 ，形成流體膜，產(chǎn)生流體膜承載能力（螺旋槽產(chǎn)生流體膜靜、動(dòng)壓承載能力）。 ? 與其它密封相比，干氣密封具有結(jié)構(gòu)簡單、磨損小、壽命長、能耗低，操作簡單可靠，不用封油（省掉了龐大的封油系統(tǒng)），停車時(shí)無泄漏（無需另用停車密封），被密封的流體不受油污染等優(yōu)點(diǎn)，它與磁力軸承技術(shù)結(jié)合，可以做到全無油潤滑。 圖 332 立式雙端面小彈簧平衡式釜用機(jī)械密封 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 （三）壓縮機(jī)用機(jī)械密封 1. 石油氣機(jī)械密封 圖 333 催化裂化氣壓縮機(jī)用面對(duì)面靜止式雙端面機(jī)械密封 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 2 .干氣密封 ? 干氣密封一般指依靠幾微米的氣體薄膜潤滑的機(jī)械密封，也稱為氣膜密封或氣體密封。釜用機(jī)械密封一般為外裝式，攪拌軸以活動(dòng)聯(lián)軸器（對(duì)半結(jié)構(gòu)）連接于傳動(dòng)軸，攪拌軸與傳動(dòng)軸間應(yīng)留有空檔，其尺寸大于密封件零件最高尺寸，以便檢修密封時(shí)僅需拆卸聯(lián)軸器的空檔墊塊即可更換密封件。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 （二）釜用機(jī)械密封 （ 3）釜軸多半是立軸，轉(zhuǎn)軸較泵軸大且長，而軸承間距較短、軸伸距長，故攪拌軸的擺動(dòng)量較大，影響動(dòng)環(huán)與靜環(huán)的緊密貼合，為此，必須控制攪拌軸軸封處的振擺，通常在軸底部安裝非金屬（石墨、四氟塑料）或金屬（青銅、鑄鐵等）軸瓦以控制擺動(dòng)。可采用偏心靜環(huán)或動(dòng)環(huán)，以及加潤滑液槽等方法以取得良好的密封。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 （二）釜用機(jī)械密封 特點(diǎn) （ 1）釜用機(jī)械密封大部分密封介質(zhì)是氣體而不是液體（只有滿釜操作時(shí)才是液體密封），故密封端面的工作條件比較苛刻，端面磨損較大。若低壓側(cè)有隔離流體，則有少量隔離流體從低壓側(cè)泵送至高壓側(cè)，不僅可以實(shí)現(xiàn)高壓被密封介質(zhì)的宏觀零泄漏，而且可以達(dá)到被密封介質(zhì)向外界的零逸出。若低壓側(cè)無隔離流體，則可以實(shí)現(xiàn)被密封介質(zhì)的零泄漏，但不能保證被密封介質(zhì)以汽態(tài)形式向外界逸出。 上游泵送機(jī)械密封的 端面流體動(dòng)壓槽 是把由高壓側(cè)泄漏到低壓側(cè)的密封介質(zhì)再反輸至高壓側(cè)，或者把低壓側(cè)的隔離流體微量地泵送至高壓密封介質(zhì)側(cè)，可以消除密封介質(zhì)由高壓側(cè)向低壓側(cè)的泄漏。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 API 682密封標(biāo)準(zhǔn) （ 1） A型推環(huán)式機(jī)械密封 （ 2） B型金屬波紋管式機(jī)械密封 （ 3） C型金屬波紋管式機(jī)械密封 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 3. 特殊工況的泵用機(jī)械密封 （ 1）高溫油泵用機(jī)械密封 圖 326 減壓塔底熱油泵用靜止式焊接金屬波紋管機(jī)械密封 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 3. 特殊工況的泵用機(jī)械密封 （ 2）高黏度液體用機(jī)械密封 圖 327 刃邊機(jī)械密封 1— 刃邊動(dòng)環(huán)； 2— 平面靜環(huán)； 3— 波紋管； 4— 彈簧； 5— 折流套 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 3. 特殊工況的泵用機(jī)械密封 （ 3）易揮發(fā)液體機(jī)械密封 圖 328 液化石油氣用機(jī)械密封 圖 329 輕烴泵用熱流體動(dòng)壓型機(jī)械密封 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 3. 特殊工況的泵用機(jī)械密封 （ 4）含固體顆粒介質(zhì)機(jī)械密封 圖 330 含固體顆粒介質(zhì)機(jī)械密封 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 3. 特殊工況的泵用機(jī)械密封 （ 5）上游泵送機(jī)械密封 上游泵送液膜潤滑非接觸式機(jī)械密封（簡稱上游泵送機(jī)械密封）是基于現(xiàn)代流體動(dòng)壓潤滑理論的新型非接觸式機(jī)械密封，國外已在各種轉(zhuǎn)子泵上推廣應(yīng)用。 化學(xué)工業(yè)出版社 2022/2/2 集裝式機(jī)械密封： 將軸套、端蓋、主密封、輔助密封等集成為一個(gè)整體，并可預(yù)留冷卻、沖洗等接口，出廠前已將各部位的配合及比壓調(diào)整好。 ? 分離式結(jié)構(gòu)不但安裝不便，而且要求維修人員具有一定的安裝經(jīng)驗(yàn)和熟練的操作技能，即便如此，密封的安裝質(zhì)量也不一定能得到保證。