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高温机械密封

作者:来源:访问:时间:2019-04-23 10:54:48

高温机械密封

机械密封的工作温度超过80℃时就作为高温机械密封(有的密封公司以工作温度>90℃为界限),在高温下,密封主要间题有下列几项:密封端面液体汽化,摩擦副的热应力和热变雍,组合件、镶嵌件可能因配合不当而松脱,辅助密封圈因高温引起的老化、龟裂、粘结和弹性消失,弹簧疲劳和强度降低,材料的腐蚀和磨损加快.

一、高温机械密封的要求

1.选用耐高温的密封材料

在高温下,材料的耐温性能显得特别重要,合理选用密封材料可使一般结构的机械密封仍能适用于高温工作条件,简化手续,节省开支.表10 -1列出不同密封材料的使用极限温度。

2.采用金属波纹管型机械密封或金属波纹管与普通机械密封相结合的密封结构

从耐热性能来看,辅助密封圈是机械密封上最薄弱环节,当温度超过80℃时普通橡胶已不适用,温度超过230~250℃,聚四氟乙烯也不能使用.此外,由于高温、易燃介质的裂解物沉积会使弹簧阻塞.所以,当温度超过220℃时就应采用金属波纹管型机械密封,或者采用金属波纹管与普通机械密封相结合的密封结构.

3.采取冷却措施

在高温下,为了使密封可靠运行,尽可能对机械密封进行冷却,要避免在干摩擦状态下工作.必须保持密封间隙中的温度在密封液的汽化温度以下.

冷却措施就是对密封进行温度控制,常用的温度控制有冲洗、阻封、加强液体循环等(详见第七章第一节温度控制装置)。在高温下,还可采用以下措施:

(1)用Diphy1(二苯及二苯氧化物的混合物)作为阻封液,它是冷态无压的换热剂(阻封液由泵效螺旋输送);

(2)在超高温下或者没有适当的液体时,也可通人氮气、氩气,以防止空气引起的氧化.

4.镶嵌摩擦副问题

密封环镶嵌是充分利用端面材料和基体材料的特性,提高材料使用价值,一般对高温密封采用热镶法.但是,由于端面耐磨材料和基体材料的热胀系数有差异,在高温下使用时会产生摩擦环松动、脱落。因此,对镶嵌结构的摩擦环采用的温度应予以特别注意.热镶结构产生松动、脱落的原因,除了与使用温度有关外,还与轴径尺寸有关.当摩擦副环基体为不锈钢、高镍合金、钦合金时,热镶硬质合金的允许使用温度对不同轴径的关系如图10-9所示.

5.摩擦副环与轴之间的许用间隙

高温条件下,由于摩擦副环与轴两者的热胀系数的差异,会出现摩擦副环与轴之间间隙趋近于零的现象,因而造成摩擦副环浮动性消失导致密封失效。所以在设计时必须合理和正确选择摩擦副环与轴之间的间隙。

二、高温机械密封实例

1.布格曼公司的HSHF+MFL型密封

芳烃装置循环油泵GA-102AB.功率1650kW,转速6748r/ min,输送介质为汽油,操作温度262~284度,进口压力0.87MPa,出口压力~175MPa,机械密封采用布格曼公司HSHF+MFL混合结构,这是适合高温、高压和高速工作条件下的密封。这里HSHF是单端面、流体动压式带泵效螺旋结构MFL是单端面金属波纹管结构.HSHF和MFL都是弹簧静止式,以适应高速运转的要求.该密封从结构上布置成串联式,装于油泵的吸人端和排出端,因HSHF带有泵效螺旋,它与轴的旋转方向有关.在吸入端的泵效套(12A)是右螺旋,泵效外壳(25A)提左螺旋;在排出端的泵效套(12B)是左螺旋,泵效外壳(25B)是右螺旋,安装时按图上要求装配不能搞错.,

图10-10为HSHF2/ 103+MFL65 / 88的结构图.

2.Y4D型金属波纹管密封

Y4D型金属波纹管密封是Eagle公司用于低压((0.5MPa以下),温度-200~+400℃密封。波纹管采用Inconel 718材料,这种合金的耐氧化性能可达980℃,在-196℃的低温下屈服强度可达1426N/mm2.因此,Inconel 718在高低温条件下都适用.尤里卡装置中凡高温的减压渣油,KSK油,轻、重瓦斯油的密封都采用Y4D型金属波纹管机械密封。

3. 59B型密封

虽然59B型密封的使用温度范围为-50~十230℃,如果泵送介质借助于输送装置,通过冷却器再进人密封,则59B型密封仍可用于介质温度大于230℃的场合.例如,芳烃装置釜液泵GA-116AB的介质温度为290℃,就是采用外冷却的59B型密封。

4.上海水泵厂605系列波纹管机械密封介绍

上海水泵厂引进美国EG&G SEALOL公司技术,已生产多种系列的密封,其中605系列是焊接波纹管机械密封,它的型号、规格和使用性能如表10-2所示.

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