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机械密封如何才能在高温介质中正常运行
点击次数:305 发布时间:2018-11-01
     机械密封的常用材质有C4H7N橡胶、氟橡胶、乙丙橡胶 、硅橡胶、氯醇橡胶 、聚四氟乙烯 、金属(碳钢、铜、铝、不锈钢、蒙乃尔)等。这些材质在常温或者低温介质中都有较好的效果,但是面对高温介质,却显得力不从心。工作温度超过150℃时使用的为高温机械密封。高温会使端面液膜汽化,材料变质;介质腐蚀性加剧,装配关系改变,端面温差较大时,还会引起较大的热变形。
    在高温介质中,机械密封要如何使用呢?可以将高温介质从密封腔引出,经过一个换热器后再冲洗密封面,或者采用一路外来的温度较低的清洁软水注入密封腔并冲洗密封面。但是这两种方法具有利弊,前者效率较低,后者点是冲洗水消耗量很大且会稀释或冷却工艺管线的热水。我们可以采用以下的方法:
    1、保持端面温度在介质汽化温度以下;
    2、给机封增加冷却冲洗装置;
    3、及时把密封腔热量传导出去,尽可能降低温度;
    4、有装配关系的地方,选用热膨胀系数相近的材料;
    5、选择耐高温的材料,根据不同的工作温度选用不同的材料。C4H7N橡胶温度上限为80℃,硅橡胶和氟橡胶为200℃,聚四氟乙烯为250℃。另外机械密封中的非金属摩擦副多采用石墨浸渍材料制成,所以也要根据不同的工作温度选用不同种类的浸渍石墨。一般浸巴氏合金石墨适用温度范围小于150℃,浸树脂石墨适用温度范围为170~200℃,浸铜、铝、铅的石墨可在小于400℃的工作条件下使用。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。
    6、选择金属波纹管机械密封。金属波纹管密封近年来在高温密封中使用很多,并且取得了很好的效果。在该种机封中,金属波纹管取代了普通机封中的弹簧,省去了动环辅助密封圈,不需要克服动环补偿时与转轴的摩擦和磨损,因此在高温下使用一般都能取得不错的效果。
    由此可见,解决高温问题的方法一般是采取积极的冷却措施和寻求耐高温的材料,而材料对温度的适应性又依赖于降温的程度,温度超过250t,一般橡胶和氟塑料等非金属材料不能作密封圈使用时,可以采用冲压成型或焊接式的金属波纹管。零件材料还应考虑热变化产生的歪斜及组织变化,要求对零件作稳定性的热处理并尽可能使各零件的热膨胀系数相近似。
    上面的方法多多少少还是存在一些弊端,目前较为先进的方案是采用润滑槽和液体缓冲垫这两种机械密封形式。不仅能够避免大量的冷水消耗和冷水中断带来的机械密封失效,并且能够避免其他方案中使用换热器、夹套腔所带来的结垢现象,但是这两种价格会贵一点。
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