在密封端面接觸和摩擦正常時,能夠進入密封端面的固體雜質都是極細微的,也容易被密封水沖走,因此,對密封泄漏沒有什么影響。較大固體顆粒進入密封端面,造成磨損加劇的情況,都是在密封工作不正常時發生的。大體分為以下幾種情況:
(1)在停機或檢修后,試車初期,由于管路較臟或密封水質不好,固體雜質容易進入密封端面。因此,機械密封摩擦面磨損較快。
(2)雙端面機械密封在密封水壓力波動,甚至低于泵、機內壓力時,泵體內帶有雜質的化工介質從內端面進入密封室,部分雜質存留在密封端面上,造成磨損加劇,單端面內裝機械密封,由于介質壓力波動,密封端面進入雜質的可能性較雙端面小得多,相對壽命較長。
(3)由于種種原因雜質進入密封端面。過氧機械密封端面早期嚴重磨損,從磨損機理來看,主要是顆粒磨損,粘著磨損只有在個別情況下才能發生,因此,我們只討論顆粒磨損。過氧顆粒磨損速率是很高的,大大降低了機械密封的使用壽命。顆粒磨損不僅使軟密封環(石墨環)摩損,而且使硬密封環(主要是硬質合金動環)磨損,顆粒磨損表面有明顯的大致規則的刻痕和溝槽。顆粒磨損的實質是硬的顆粒在垂直分力作用下,刺入摩擦面,而在切向分力作用下作相對運動,從而使摩擦表面進行微切削和犁皺的過程。顆粒磨損不僅與材料的硬度和端面比壓有關,而且和材料的顯微組織、試驗溫度、載荷性質和應力大小、磨粒的尺寸和硬度以及摩擦面的化學性質等因素有關。
選型的主要參數有:密封腔體壓力(MPa)、流體溫度(℃)、工作速度(m/s)、流體的特性以及安裝密封的有效空間等。
選型的基本原則為:
1.根據密封腔體壓力,確定密封結構采用平衡型或非平衡型,單端面或雙端面等。
2.根據工作速度,確定采用旋轉式或靜止式,流體動壓式或非接觸型。
3.根據溫度及流體性質,確定摩擦副和輔助密封材料,以及正確選擇潤滑、沖洗、保溫、冷卻等機械密封循環保護系統等。
4.根據安裝密封的有效空間,確定采用多彈簧或單彈簧或波形彈簧,內裝式或外裝式。
密封件應用研究
(1)民品工業:在礦產、石油、石化、化工、輕工、制藥、電力、食品等民品工業領域,將面臨越來越高的環保要求、設備的長周期運行要求、設備的低能耗要求和設備的高參數要求,未來的研究重點將在航天、風能、大型盾構機和制藥等領域實現自主知識產權密封新產品的突破。
(2)高技術裝備:太空領域的競爭裝備的發展對機械部件和電子器件的密封性提出了更嚴格要求,未來研究應實現密封的集成化、輕量化、高精度、高穩定性、高可靠性和微/零泄漏的特點。
(3)人體工程:密封研究不僅針對軍民用品工業的需要,改善人類未來生活質量也是未來密封學和醫學的重要課題。人體工程要求包括靶向給藥,人體清潔機器人、人工心臟等在內的人造q官在實現微型化、高精度、智能化、高可靠性和長壽命的同時,具有良好的密封性和生物相容性。
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