衬氟离心泵机械密封在不同环境下的使用方案

衬氟离心泵是现如今市场用泵类较多的一种泵，衬氟离心泵主要选用机械密封形式，依据运输的介质不一样，密封使用状况也不一样，针对高温，低温，颗粒，腐蚀液体等工况下机械密封的使用方案是什么呢？机泵装置中，机动设备的机械密封约占整个动密封数量的80%-85%。而在机泵故障中，机械密封的故障大约占整个维修工作量的一半。可见机械密封在机泵维修中所占的位置。由于机泵所运输的介质千差万别，工艺条件各不相同，所以了解这些情况对机封的选择及维护很重要。结合多年来在机封选择和维修中的经验，介绍几种特殊工况下机械密封的工作特点和注意事项。

一、腐蚀环境下的机械密封

一些机械密封在腐蚀环境中，这时不仅要注意机械密封本身各部件的耐腐蚀性，同时要防止它们组合时的组合。腐蚀环境中的机械密封，在选用时要注意选用耐腐蚀的材料。除此之外，能够选用外装式机械密封。如果腐蚀极强，易造成安全事故，则可采用双端密封进行保护。

二、颗粒介质下的机械密封

有些机械密封可能在含固体颗粒的介质中工作，当固体颗粒进入摩擦端时，容易产生锐磨，导致密封端面迅速失效。除此之外，固体颗粒可使环密封不能沿轴向移动，使环不能浮动，损失补偿，导致机械密封失效。对此比较有效的做法是加入一个外冲洗装置。由于密封腔的洗液压高于密封腔的介质压力，可有效防止颗粒介质进入密封腔。除此之外能够选用双端面机械密封，在密封腔中间加入封液。也可以选用外装式机械密封。

三、低温下的机械密封

在炼油厂和化工厂,低温输送介质通常具有间隙小、润滑性差、气化容易等特点,气化过程中介质吸收热量大,造成温度急剧下降,导致空气中水和气体的凝结,导致端面及其周围的冻结,导致端面粘贴漏。同时,由于润滑性差,端摩擦产生的热量较多,如果不及时转移,会加剧端面的气化,造成恶性循环,加速密封面的早期失效。此外，低温密封辅助密封环在低温硬损失弹药时容易导致泄漏。对低温密封，除了选择合适的辅助密封圈材质外，还要注意以下几点。

1、工艺上采取相应措施。如较大限度地减少介质的含水量;保持密封室的压力相对稳定;尽可能配备一个洗涤冷却装置;在设备开始前,适当预热密封部件。

2.改进密封结构，正确选择摩擦副材料。实践证明，静态环表面开口圆弧槽可以形成流体动力密封，增加流体膜的承载力，改善端面润滑条件，有效地延长械密封的使用寿命。在端部匹配方面,碳化钨-M106K石墨基由于其润滑性好、摩擦系数低、导热性好优于其他材料。

3、选择合适的端面比压。低温密封由于端面润滑性差，容易发生气化、结冰，所以在保证密封可靠的前提下，端面比压可适当减小。推荐普通机械密封的比压值为0.29-0.59mpa，推荐低温密封的下限。对金属波纹管机械密封，由于动环没有轴向摩擦，端面比压甚至能够低于下限。四、高温下的机械密封

一般来说，中温超过120℃被认为是高温密封。此时机械密封存在的主要问题有：

(1)伴随着摩擦副端面温度的升高，密封端面之间的液膜气化增大，摩擦系数增大，磨损增大，温度升高，密封圈变热变形或热裂纹，失效；

(2)机械密封中的辅助密封圈材料一般为橡胶或聚四氟乙烯，在高温环境中易于长期老化和分解。

(3)机械密封弹性部件在高温下容易发生疲劳和蠕变造成密封失效；

（四）高温会加剧金属材料的腐蚀，缩短机密封寿命。

采取以下措施保证机械密封在高温下的正常运行。

1.将冷却和洗涤装置加入机密。

2.选择金属波纹管机械密封。

近年来，金属波纹管密封在高温密封中得到了广泛的应用，并取得了良好的效果。在这种机械密封中，金属波纹管代替弹簧在普通机械密封中，除去辅助密封圈，不需要克服旋转轴在动态环补偿时的摩擦磨损，因此在高温下一般能取得良好的效果。

选择耐高温材料，根据不同的操作温度选择不同的材料。

NBR的高温度为80℃，硅橡胶和氟橡胶为200℃，PTFE为250℃。此外，机械密封中的非金属摩擦副是由石墨浸渍材料制成的，因此应根据不同的操作温度选择不同类型的浸渍石墨。合适的温度范围小于150℃和170-200℃，可在工作条件小于400℃时使用浸渍铜、铝和铅的石墨。动环组件应尽可能选用膨胀系数相近的材料，以防止高温下动环和动环座的连接松动。

五、高速下的机械密封

当速度超过3000r/min或摩擦副的线性速度超过25m/s时，认为是高速密封。在高速条件下,摩擦端面由于线速高，摩擦产生的热量也多，端面液膜不易形成，磨损加剧。高速还容易引起旋转环的振动，并受到较大的离心力作用，不利于端面间液膜的形成和维持。因此，为了减小高速离心力和振动对旋转零件的影响，应尽量减小旋转零件，选择弹簧静力结构。也可以加强对摩擦副端面的冷却和润滑。另外，可以选择高价值的[pv]摩擦副材料来减小端面的接触宽度，或者控制膜的机械密封。近年来，一种名为差动环式的机械密封也在高速设备中得到应用。由于在原先的动静环中间加入了一个差动环，能够将摩擦副线速度降低一半，取得了不错的效果。

六、高压下的机械密封

机械密封工作压力超过4-5mpa属于高压密封范围。在高压条件下，由于密封端面比压值过大，引起端面发热，从而破坏液膜的形成，造成异常磨损。高压也可能导致摩擦副的变形和破裂。高压密封一般均选用平衡型结构，以使端面比压处于一个合适的范围。然而,考虑到密封的可靠性,平衡系数不能不加限制地提升,因此在某些情况下,虽然选择了平衡结构,但端面的特定压力可能较大。单靠平衡型结构很难满足使用要求，这种情况可选用多端面机封或者受控膜机械密封。

现阶段，机械密封在炼油化工装置离心泵使用等机动设备中已经变成一种普遍的密封形式，同时，伴随着其设计制造总体水平的持续提升及新材料的持续开发，其应用范围将进一步扩大。