【流体密封技术论文】什么是流体密封技术？
机械密封的原理与技术
根据化工机械的特点，论述了机械密封的原理、材料、腐蚀和防护。
关键词机械密封材料；腐蚀防护
中国图书馆分类号:F407.4文献识别码:一篇文号:
机械密封是通过一对垂直于轴的两个平行密封端面的动、静环的相对转动，在一定的接触压力下密封流体。所以也叫面封。机械密封广泛应用于旋转设备中。机械密封的密封效果将直接影响整机的运行，严重时会发生安全事故。从机械密封的内外条件角度，分析了影响密封效果的几个因素及应采取的合理措施。,
一、机械密封的原理:
密封件中弹簧和密封流体的压力使相对运动的动环和静环接触端面，产生适当的压紧力。端面之间维持的液膜起到平衡压力和润滑端面的作用，两个端面要非常光滑平直，这样端面才能完全贴合，比压均匀。动静环密封不仅起到防止密封泄漏的密封作用，而且吸收旋转时产生的振动，起到缓冲作用。动、静端面磨损时，动环在弹簧和密封流体的压力下向静环运动，使动、静环始终保持适当的接触压力，所以动环密封圈要有随动性能。一般情况下，密封端面要求在强度不等的情况下使用，即密封端面材料软硬不一。
1.分类
(1)主机密封:泵用机械密封、釜用机械密封、压缩机用机械密封等。
(2)根据工作参数不同，分为高温型、中温型、低温型、高压型、中压型、低压型、高速型、重型等；
(3)按结构形式可分为:平衡型和非平衡型，单端机械密封和双端机械密封等。
安装
(1)准备工作
(1)检查轴和轴套的径向跳动、表面粗糙度、外径公差和轴向移动是否符合精度要求；
(2)检查机械密封的型号和规格是否符合要求。各部件是否完好，密封圈尺寸是否合适，动环和静环表面是否光滑平整。如果有缺陷，必须更换或修理。
③用干净的汽油清洗机械密封部位，然后晾干，注意保护密封面；
④安装机械密封时，先从手册上查弹簧的工作长度，然后用卡尺测量弹簧的自由长度，得到弹簧的压缩量。安装期间，确保弹簧压缩的偏差不大于1 mm..
(2)检验和测量
(1)动环的浮动性要求动环与轴之间有一定的间隙，保证间隙为0.3-0.7毫米..
②固定环是否偏心在泵用机械密封中，固定环(弹簧座)与轴采用滑动配合，间隙很小。如果间隙大，固定环就会偏心，作用在密封面上的弹簧力不均匀就会出现密封。
③动静环结合面检查:90？角尺测量结合面与轴中心线的偏差。
(3)安装
首先，分别组装旋转组件和静环组件中的部件，并预紧弹簧；然后完成动环组件在轴上的安装，静环组件在压盖中的安装，初步测量动环密封端面与密封腔密封端面的距离，静环密封端面与端盖端面的距离，两者之差为机械密封弹簧的预压缩量，并装配轴承；根据技术要求和实测压力，适当调整压力，紧固压盖。
安装时，应保持密封件清洁完整，不允许用工具敲击密封件，以防损坏密封件。机械密封装在轴上后，用手推动环应感觉有弹性和光滑，然后在密封面上加一些机油，将端盖压均匀，不偏不倚。
(4)检查和压力试验
安装完毕后，用手转动汽车，应保证转动灵活，并有一定的浮动性。重要设备的机械密封必须进行静压试验和动压试验，试验合格后方可正式投入使用。
跑步
(1)启动前注意事项:辅助装置和冷却系统是否安装正确；管道应清洗干净，防止铁锈和杂质进入密封腔内；用手转动联轴器，检查轴是否容易转动。如果光盘移动剧烈，检查相关配合尺寸是否正确，并设法找出原因，排除故障。
(2)试运行和正常运行:首先启动液封系统和冷却水系统，使密封腔充满介质，然后启动主密封进行试运行。如果一开始发现有少量渗漏，但1-3h后逐渐减少，则属于正常的磨合过程。如果泄漏没有减少，停止并检查；如果机械密封发热冒烟，一般是因为弹簧比压过大，可适当降低弹簧压力。试运行合格后，即可转入正常运行工况。升温升压过程要缓慢，并密切注意有无异常现象。
停车
先停主机，再停辅助系统和冷却水系统。长时间停车时，应将主机内的介质放掉。
二、机械密封材料:
机械密封的密封性能和使用寿命与各部件的材料有关，特别是端面密封(摩擦副)、辅助密封和弹簧的材料。
1.端封摩擦副材料
摩擦副材料包括石墨、陶瓷、硬面硬质合金、碳化钨合金、SiC、填充PTFE、锡青铜、钢结硬质合金、不锈钢、酚醛塑料、尼龙等。常用材料的性质如下。
(1)，石墨
石墨的优点是耐腐蚀性和自润滑性好，摩擦系数低，抗热震性好，易于加工，缺点是机械强度和气孔率低。石墨的这两个缺点可以通过浸渍和渗碳来改善。浸渍石墨可分为树脂浸渍和金属浸渍。树脂浸渍石墨耐腐蚀性能好，但不耐高温(约170~200℃)。浸渍金属石墨具有良好的耐高温性能(浸在青铜、铝和铅中可达400~500℃)，但耐腐蚀性较差。石墨是应用最广泛的非金属材料，用作中低速机械密封的动环和高速机械密封的静环。好的石墨肉眼看起来比较致密，手指摸起来不那么粉，也不那么发黑。
(2)陶瓷
陶瓷的优点是耐腐蚀性好，硬度高，耐磨性好，缺点是脆性大，硬度高，加工难度大。氧化铝陶瓷和金属陶瓷应用广泛。陶瓷多用于腐蚀性介质和低速场合。
(3)、堆焊硬质合金
在碳钢、铬钢和铬镍钢的密封面上堆焊硬质合金，优点是硬度高、耐磨性好、耐温性好(500℃以下)、耐腐蚀或耐气蚀性好，缺点是容易产生气孔、夹渣和表面硬度不均匀。
2.辅助密封圈的材料
对辅助密封材料的要求是弹性好，摩擦系数低，耐磨性、耐热性和耐低温性好，耐介质腐蚀、溶解和老化，压缩和长期使用后的残余变形好。常用的辅助密封圈材料有橡胶和聚四氟乙烯，此外还有软PVC。
(1)，橡胶
橡胶具有良好的弹性、缓冲性、减震性、耐热性和耐腐蚀性。橡胶密封圈密封效果好，应用最广。常用的橡胶包括硅橡胶、丁晴橡胶、氯丁橡胶和氟橡胶。
(2)、聚四氟乙烯
聚四氟乙烯的优点是优异的化学稳定性、耐油性、耐溶解性、耐湿性和低摩擦系数，适用于各种腐蚀性介质。缺点是弹性比橡胶差，容易永久变形。
3.弹性元件材料
(1)，弹簧材料
对弹簧材料的要求是:弹性好，耐介质腐蚀。常用的弹簧材料有不锈弹簧钢(1Cr18Ni9Ti等。)、铬钢(3Cr13、4Cr13等。)、碳弹簧钢(60Si2Mn等。)和磷青铜。
(2)、波纹管材料
对波纹管材料的要求是:良好的焊接性能；更大的灵活性；一定的耐腐蚀性。常用的波纹管材料包括铁基、铜基和镍基合金以及钛。一般以铁基中的镍铬奥氏体带为主，尤其是1cr 18ni 125 mnmo 2 ti。高镍弹性合金被认为是波纹管的理想材料，但含铝材料在使用一般焊接技术时会遇到困难。目前国外应用最广泛的波纹管材料AM350(约为Cr 16 ni 45 Mn m3 n)是一种低强度、低硬度、高延伸率的固溶体。
三、机械密封泄漏现象及原因:
目前，机械密封广泛应用于泵类产品中，随着产品技术水平的提高和节能要求的提高，机械密封的应用前景将更加广阔。机械密封，也称为端面密封，有一对垂直于旋转轴的端面。在流体压力和机器外部弹力的补偿作用下，端面与另一端保持接触并相对滑动，从而防止流体泄漏。
四、机械密封的腐蚀与防护:
机械密封失效的机会很多，常见的损坏形式可分为三种:腐蚀损坏、热损坏和机械损坏。由于机械密封特殊的结构形式和多变的工作环境，其腐蚀形式也具有多样性的特点。1.金属环被腐蚀的表面被均匀腐蚀。如果金属环表面与腐蚀介质接触，金属本身不耐腐蚀，就会发生表面腐蚀，其现象有泄漏、早期磨损、损坏、声音等。金属表面的均匀腐蚀可分为膜状和非膜状两种形式。无膜金属的腐蚀是非常危险的，腐蚀过程是以一定的速度进行的，这主要是选材不当造成的。钝化膜通常具有保护成膜腐蚀的特性，但不锈钢、钴铬合金等金属密封环表面的钝化膜被端面摩擦破坏，缺氧条件下难以形成新膜，加剧了电偶腐蚀。2.非金属环的腐蚀石墨环的腐蚀浸渍树脂的不渗透石墨环的腐蚀有三个原因:一是端面过热时，温度>；180℃时，浸渍树脂会与石墨环分离，降低环的耐磨性；二是浸渍树脂选择不当，会在介质中发生化学变化，也降低耐磨性；三是树脂浸渍深度不够，浸渍层磨掉后耐磨性下降。因此，建立密封冷却系统，选择耐腐蚀浸渍树脂，采用高压浸渍，增加浸渍深度是非常必要的。3.辅助密封圈及其接触部位的腐蚀情况辅助密封圈的耐腐蚀性能因腐蚀橡胶种类不同而不同。由于橡胶的腐蚀和老化，其失效橡胶腐蚀后表面变得粗糙无弹性，容易断裂。橡胶的耐油性因品种而异。耐油橡胶容易膨胀，增加摩擦，浮动性差，使密封失效。橡胶和F4的耐温性较差，硅橡胶的耐温性最好，可在200℃下使用。
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