Общий обзор
Механическое уплотнение (mechanical seal) - устройство для предотвращения утечки жидкости, состоящее по крайней мере из пары устройств, перпендикулярных торцам оси вращения, которые остаются прилипающими и относительно скользящими под действием эластичного (или магнитного) давления жидкости и компенсирующего механизма, а также вспомогательного уплотнения.
эластичный механизм загрузки и вспомогательное уплотнение - это механическое уплотнение металлических сильфонов, которые мы называем металлическими сильфонами. В легких уплотнениях, а также с использованием резиновых сильфонов в качестве вспомогательного уплотнения, резиновые сильфоны имеют ограниченную эластичность, как правило, должны быть дополнены пружинами для удовлетворения загрузки эластичности. « Механическое уплотнение» обычно называют « машинным уплотнением».
Механическое уплотнение представляет собой уплотнение вала вращающегося механизма. Например, центробежные насосы, центрифуги, реакторы и компрессоры и другое оборудование. Поскольку приводной вал проходит внутри и снаружи оборудования, таким образом, существует круговой зазор между осью и оборудованием, через который среда в устройстве течет наружу, и если давление в устройстве ниже атмосферного давления, воздух течет в оборудование, поэтому должна быть упаковка вала, которая предотвращает утечку. Существует много видов уплотнений вала, так как механическое уплотнение имеет преимущества меньшего количества утечки и длительного срока службы, поэтому механическое уплотнение в мире является основным способом уплотнения вала в этих устройствах. Механическое уплотнение, также известное как торцевое уплотнение, определяется в соответствующем национальном стандарте следующим образом: « Устройство для предотвращения утечки жидкости, состоящее из по крайней мере одной пары торцов, перпендикулярных оси вращения, которые поддерживают относительное скольжение в сочетании с давлением жидкости и действием эластичного (или магнитного) механизма компенсации, а также вспомогательным уплотнением.

Состав
Основные компоненты
Двигательное, статическое, охлаждающее и нажимные пружины (в зависимости от конкретного оборудования).

Вспомогательное уплотнение
Кольцо уплотнения (имеет форму O, X, U, клин, прямоугольный гибкий графит, покрытие PTFE резиновым кольцом O и т.д.).
механизм компенсации эластичности
Пружина, толкающее кольцо.
Пружинное сиденье и клавиши или различные винты.

Принцип
Механическое уплотнение представляет собой уплотнение уплотнения, достигающее герметичности при помощи пары сборных механических уплотнений или числа относительно скользящих торцов, перпендикулярных оси, которые остаются прикрепленными к вспомогательному уплотнению под действием эластичного (или магнитного) давления жидкости и компенсаторного механизма.
Обычно механическое уплотнение состоит из статического кольца (статического кольца), вращающегося кольца (движущегося кольца), пружинного сиденья эластичного элемента, натяжного винта, вспомогательного уплотнительного кольца вращающегося кольца и вспомогательного уплотнительного кольца неподвижного кольца и других элементов, предохранительный штифт закреплен на крышке, чтобы предотвратить вращение неподвижного кольца.
Вращающиеся и неподвижные кольца также часто называют компенсационными или некомпенсационными в зависимости от того, обладают ли они осевой компенсационной способностью.

Технические требования
Кольцо уплотнения является общим названием динамического и статического кольца (то же самое ниже) и является основным элементом, составляющим механическое уплотнение. Кольцо уплотнения в значительной степени определяет эксплуатационные характеристики и срок службы механического уплотнения, поэтому к нему предъявляются некоторые требования.

Достаточно прочность и жесткость.
В условиях работы (например, давление, температура и скорость скольжения и т. Д.) не повреждается, деформация должна быть как можно меньше, при колебаниях условий работы может сохраняться герметичность. В частности, герметичные торцы должны обладать достаточной прочностью и определенной коррозионной стойкостью для обеспечения удовлетворительного срока службы продукта.

Хорошая устойчивость к тепловому удару.
Для этого требуется, чтобы материал имел более высокий коэффициент теплопроводности и меньший коэффициент линейного расширения и не треснул при тепловом ударе.

Меньший коэффициент трения
Кольцо уплотнения должно соответствовать меньшему коэффициенту трения.

Хорошая самосмазываемость.
В случае короткого сухого трения на работе герметичный торец не повреждается. Поэтому уплотнительное кольцо должно иметь хорошую самосмазываемость, материал уплотнительного кольца и герметичная жидкость также имеют хорошую инфильтрацию.

Простая структура
Конструкция уплотнительного кольца должна быть направлена на простую симметрию, отдавая приоритет цельной структуре, а также комбинированному (например, инкрустированному) уплотнительному кольцу, насколько это возможно, избегая распыления конструкции с герметичным торцом.

Кольцо должно быть легко обработано.
Установка и ремонт должны быть удобными, цена должна быть низкой.

Внимание.
При установке
1) Будьте внимательны, чтобы избежать отклонений при установке.
(1) Верхняя натяжная крышка должна быть выполнена после коррекции муфты, болт должен быть равномерно вытянут вверх, чтобы предотвратить отклонение торца крышки, проверьте точки с помощью измельчителя, погрешность не более 0,05 мм.
(2) Проверьте скоординированный зазор между крышкой и внешним диаметром оси или втулки (т. е. концентричность), окруженный равномерно, и проверьте допустимое отклонение точек пробкой не более 0,01 мм.
2. Сжатие пружины должно выполняться в соответствии с правилами, не допускается слишком большое или слишком малое явление, требуется погрешность 2,00 мм. Чрезмерное увеличение удельного давления торца, ускорение износа торца. Слишком малый размер может привести к недостаточному удельному давлению и не может функционировать как уплотнение.
3. После установки движущегося кольца нажатие движущегося кольца на пружину должно автоматически отскакивать назад.

Требования к местоположению при установке
Чтобы обеспечить стабильную работу механического уплотнения, долговечность и низкую производительность утечки, важно правильно установить его на машину. На что следует обратить внимание при установке:
1 Подтверждение компонентов
При установке механического уплотнения на машину, перед установкой должно быть хорошо сфотографировано с чертежом сборки, чтобы убедиться, что детали полностью подготовлены, в это время обратите внимание на герметичное трение параплотной обложки, уплотнительного кольца и других аномалий, таких как шрамы, дефекты и другие аномалии, а также обратите внимание на то, есть ли шрамы на поверхности оси или втулки, фланце и других частях, контактирующих с наполнителем, уплотнительным кольцом (O - кольцом) и т. Д. Если обнаружено аномальное явление, его необходимо заменить или отремонтировать, прежде чем использовать.
При фактической установке не приносите на место запасные части, превышающие потребности, так что, если после установки есть излишки деталей, это место утечки при установке; Если деталей недостаточно, это означает, что детали также собираются в ненужных местах, что также играет роль самоконтроля при установке.

2.2 Место установки
Основные требования к установке варьируются в зависимости от типа механического уплотнения и типа машины. Здесь уже нет ничего нового.


Технические требования при монтаже
Механическое уплотнение относится к высокоточным механическим компонентам, и его правильная установка и эксплуатация оказывают большое влияние на его срок службы. Мы обычно следуем стандартам, установленным Министерством нефтехимии.
Технические требования к установке механических уплотнений насосов и механических уплотнительных частей являются следующими:
1. Изгиб оси: не более 0,05 мм;
2. вибрационный маятник ротора: не более 0,06 мм вблизи втулки на уплотнительном кольце подвижного кольца;
3. осевой импульс оси не должен превышать ±0,5 мм, если с втулкой не допускается ослабление втулки;
Ошибка поиска муфты: не более 0,08 - 0,10 мм (P2008C) для зубчатой муфты и не более 0,05 - 0,06 мм для эластичной муфты; (Обычный торцевой прыжок < 0,05, диаметр прыжок < 0,10)
5. Допускное отклонение концентричности крышки (седла статического кольца) от уплотнения сопряжённого упора на центральной линии оси 0,05 мм, допустимое отклонение вертикали плоскости от центральной линии прокладки 0,03 - 0,05 мм, если не соответствует требованиям, герметичная полость должна быть обработана;
6. Конец втулки, на котором установлено уплотнительное кольцо с подвижным кольцом, а также конец крышки (или корпуса), на которой установлено уплотнительное кольцо с неподвижным кольцом, должен быть перевернут и отремонтирован гладко.
1. При установке и демонтаже механического уплотнения будьте внимательны, строго запрещается использовать ручной молот и плоскую лопату, чтобы не повредить уплотнительные элементы. Если грязь не может быть демонтирована, ее следует очистить, а затем демонтировать.
2. Если на обоих концах насоса механическое уплотнение, в процессе сборки и демонтажа заботиться друг о друге, чтобы не упустить это.
3. Для отработанного механического уплотнения, если есть ослабление крышки под давлением, чтобы переместить уплотнение, детали динамического кольца должны быть заменены, не должны повторно плотно продолжать использование. Поскольку первоначальная траектория работы фрикционной пары после ослабления изменяется, герметичность контактной поверхности может быть легко повреждена.

Вопросы технического обслуживания
Подготовка к запуску
1) Полная проверка механического уплотнения, а также полнота монтажа вспомогательных устройств и трубопроводов, соответствие техническим требованиям.
2. Перед запуском механического уплотнения проводится статическое испытание, чтобы проверить, есть ли утечка в механическом уплотнении. Если утечки больше, следует установить причину и попытаться устранить ее. Если он остается недействительным, его следует разобрать проверить и установить заново. Общее статическое испытательное давление 2 - 3 кг / см2.
3, Нажмите насос, чтобы повернуть колесо, проверить, легкий, быстрый и равномерный. Если вагон напряжен или неподвижен, следует проверить, неправильный ли размер сборки и является ли установка разумной.

Установка и остановка
1. Перед запуском герметичная полость должна быть заполнена жидкостью. При транспортировке затвердевшей среды пар нагревает герметичную полость, чтобы расплавить среду. Перед запуском необходимо подвести машину, чтобы предотвратить внезапный запуск, который приведет к разрушению мягкого кольца.
2. Для механического уплотнения, использующего систему наружного уплотнения насоса, сначала должна быть запущена система уплотнения. Остановите систему уплотнения после остановки.
3. После остановки теплового насоса охлаждающая вода, которая не может быть немедленно остановлена герметичной полостью и торцевым уплотнением, должна быть остановлена до тех пор, пока температура масла в торцевом уплотнении не упадет ниже 80 градусов, прежде чем охлаждающая вода может быть остановлена, чтобы избежать повреждения уплотнения.

Эксплуатация
1. При незначительной утечке после запуска насоса следует наблюдать в течение некоторого времени. Если непрерывная работа в течение 4 часов, утечка все еще не уменьшается, необходимо остановить насос для проверки.
Рабочее давление насоса должно быть стабильным, колебания давления не должны превышать 1 кг / см2.
3. Во время работы насоса следует избегать явления опорожнения, чтобы избежать сухого трения уплотнения и повреждения уплотнения.
3) Герметичность должна проверяться регулярно. В эксплуатации, когда его утечка превышает стандарт, тяжелое масло не более 5 капель / мин, легкое масло не более 10 капель / мин, если в течение 2 - 3 дней все еще нет тенденции к улучшению, следует остановить насос для проверки уплотнения.

Отказ уплотнения
故障原因
Отказ механического уплотнения в основном известен после появления аномальных утечек, аномального износа, аномального крутящего момента и других явлений. Причины неполадок, как правило, следующие четыре:
1) неправильный выбор конструкции механического уплотнения;
2) Плохое качество механического уплотнения;
Машины, использующие или устанавливающие механическое уплотнение, сами по себе не соответствуют требованиям точности;
4) Ошибка работы машины.
Конкретный анализ

Отказ уплотнения
Отказ уплотнения обусловлен тремя основными причинами:
(1) Открывается уплотнительная поверхность
При ремонте механического уплотнения 85% отказов уплотнения вызваны не износом, а утечкой до износа.
Когда плотная обложка открывается, твердые частицы в среде попадают в уплотнительную поверхность под действием давления жидкости, и после того, как уплотнительная поверхность закрывается, эти твердые частицы встраиваются в поверхность мягкого кольца (обычно графитового кольца), которое фактически становится « шлифовальным кругом», который повреждает поверхность жесткого кольца.
Поскольку движущееся или резиновое кольцо крепится к оси (втулке), при последовательном движении оси динамическое кольцо не может быть прикреплено вовремя, а плотная крышка открывается, а уплотнительная поверхность запаздывает и закрывается, твердые частицы попадают в уплотнение.
В то же время между осью (втулкой) и скользящей частью также существуют твердые частицы, которые влияют на скольжение резинового или подвижного кольца (относительная точка динамического уплотнения, общая неисправность). Кроме того, среда также производит кристаллы на месте трения резинового кольца и оси (втулки), на пружине также будет твердое вещество, которое откроет плотную обложку.

(2) Перегрев
Поскольку на плотной обложке образуется тепло, температура использования резинового кольца должна быть ниже проектной спецификации. Фторированный каучук и полифторэтилен используются при температуре 216°C, а бутадиен - 162°C. Хотя все они выдерживают более высокие температуры, резиновые кольца подвергаются риску дальнейшей вулканизации и в конечном итоге теряют эластичность из - за более высокой температуры, создаваемой плотной крышкой. (Холодная зона учитывает холодную хрупкость) Между герметичными поверхностями также возникает термическая кристаллизация среды, такая как углерод, что приводит к склеиванию скользящих компонентов и конденсации уплотнения. Кроме того, некоторые полимеры коксуются из - за перегрева, а некоторые жидкости теряют смазку или даже вспышки из - за перегрева.
Помимо того, что перегрев изменяет состояние среды, он также увеличивает скорость коррозии. Вызывает деформацию металлических деталей, трещины поверхности сплава, а также некоторые трещины покрытия, конструкция должна быть выбрана с использованием балансировочного механического уплотнения, чтобы уменьшить удельное давление, чтобы предотвратить перегрев.

(3) Сверхспред
Правильный допуск на сборку необходим для установки механического уплотнения, ось (втулка) должна иметь правильную шероховатость поверхности и правильный размер, но производители редко предоставляют данные о допуске, которые имеют решающее значение для установки. (Опираясь на опыт и здравый смысл)
Размер точность и допуск на положение механического уплотнения должны соответствовать требованиям чертежа, превышение может привести к досрочному отказу уплотнения.

2 Анализ причин отказа уплотнения
Сама поверхность уплотнения также дает признаки отказа уплотнения, например, при вибрации на приводной детали будут следы износа, если следы не очевидны, как правило, из - за неправильной сборки.
Для менее качественных графитовых колец (динамических колец) его внутренняя пористость больше, потому что в процессе изготовления расширение газа, собранного внутри графита, выдувает частицы углерода, поэтому это низкокачественное графитовое кольцо в герметичном включении, его частицы углерода легко выпадают, так что герметичная поверхность прилипает при отключении уплотнения.
Шрамы на цилиндрической поверхности внутри герметичной поверхности, вероятно, являются результатом попадания наружного мусора в герметичную поверхность или неправильной установки. Кольцевые канавки на герметичной поверхности в основном являются результатом осаждения твердых частиц в герметичной поверхности.
Трещина графитового кольца (динамического кольца) вызвана вибрацией привода, увеличением резинового кольца и внутренним напряжением самого графитового кольца, в то время как коксование вызвано высокой температурой, которая обычно встречается в высокотемпературной термальной нефтяной среде нефтеперерабатывающего завода.
Некоторые сильные окислители, такие как дымовая серная кислота, азотная кислота, гидрофтористая кислота, гипохлорит натрия, Ван Шуй и пергидроксид, которые оказывают эрозионное действие на графит, усиливаются с увеличением температуры.
Как правило, перегрев поверхности жесткого кольца (статического кольца) может вызвать серьезный износ уплотнительного кольца, такого как вертикальный насос без охлаждения. При высокой температуре, высоком давлении, чрезмерном сжатии пружины, движение оси также будет слишком большим, это вызовет переходный износ уплотнительной поверхности,
При осмотре поверхности жесткого кольца следует обратить внимание на четыре признака:
a、 Разрыв керамического кольца; b、 Термическая трещина; c、 Шрамы; d、 Ослабление покрытия.
Плохая сборка керамического кольца является основной причиной разрыва, а неправильная сборка также является более распространенной причиной.
Поскольку скорость расширения двух линий покрытия и основного материала различна, при повышении температуры на поверхности кольца появляются трещины, сплав Штарита особенно серьезен. В более продвинутых покрытиях карбид вольфрама на основе кобальта уступает покрытию на основе никеля. Охлаждение герметичной поверхности, может эффективно предотвратить термический разрыв, твердые частицы, остающиеся на герметичной поверхности, часто повреждают поверхность, например, при шлифовании песок на шлифовальном круге повредит поверхность жесткого кольца, что приведет к открытию уплотнения или образованию кристаллов между герметичными поверхностями, а после перемалывания графитового кольца абразивный материал будет встроен в поверхность графитового кольца. Отказ резинового кольца связан с использованием, как правило, высокое давление является одной из причин отказа 0 - образного кольца прессованного формования, и когда обнаруживается, что 0 - образный становится прямоугольным или кольцевым, необходимо отрегулировать сжатие, иначе он нагревается. Поэтому необходимо знать температуру использования синтетического каучука. Растворение синтетического каучукового кольца в основном вызвано химической эрозией, все они имеют некоторые свои особенности, такие как фтористый каучук устойчив к более высокой температуре, а этиленовые и акриловые кольца типа 0, используемые в масляных смазочных материалах, будут раздуваться, озон оказывает эрозионное действие на бутадиен каучук, поэтому изделия из бутадиена каучука не должны быть установлены в двигателях, поэтому высокая температура и химическая коррозия обычно являются основными причинами затвердевания и трещин резиновых изделий. Травмы и царапины на поверхности резиновых деталей при установке также являются распространенными причинами отказа уплотнения. Старые фиксированные винты на оси, шпоночные канавки, шлицевые валы, острые плечи вала и другие признаки могут повредить резиновые детали.
Здесь для следов износа герметичной поверхности все еще необходимо добавить следующие пункты, чтобы проверить следы износа, которые могут помочь проанализировать неисправность.
(1) Износ становится шире: указывает на то, что в насосе произошла серьезная ошибка. Это объясняется следующими причинами:
a、 Повреждение подшипника;
b) 轴振动或轴变形；
c、 Изгиб оси;
d、 Коррозия насоса вызывает вибрацию;
e、 муфта не совпадает;
f、 Трубы сильно деформированы;
г. 密封静环倾斜。
(2) Узкое шлифование: шлифовка более узкая, чем ширина двух герметичных поверхностей, что указывает на избыточное давление уплотнения, давление или температура деформируют плотную обложку.
(3) Без следов измельчения:
Объясните, что уплотнение не склеивается. Проверьте, скользят или блокируются ли компенсационные механизмы, такие как пружины.
(4) На герметичной поверхности нет следов измельчения, но есть яркое пятно.
При искривлении уплотнения появляются яркие пятна без следов измельчения. Давление слишком высокое, шпилька крышки не завинчивается или не зажата, или поверхность насоса грубая может образовывать яркое пятно. При использовании двух спиральных крышек жесткости недостаточно, деформация также является причиной образования яркой точки.
Появление этого симптома говорит о том, что уплотнение может протекать сразу же после вождения.
(5), уплотнительная поверхность имеет обрезку:
Это связано с тем, что уплотнение слишком открыто и ломается при закрытии. Вспышка испарения (газификация) является более распространенной причиной разделения уплотнений, особенно при наличии конденсата в системе горячей воды или жидкости, когда вода расширяется от жидкости до пара, что позволяет разделить уплотнения. (То же самое можно сказать и о газификации холодной среды).
Герметичные металлические детали, такие как пружины, неподвижные винты, приводы и металлические чехлы, могут стать источником отказа уплотнения. Коррозия пружины, находящейся под действием переменного напряжения, является его основной проблемой, поскольку металл быстро коррозируется под действием напряжения, нержавеющая стальная пружина уязвима для коррозии под действием хлорида, и в мире много хлорида, поэтому иностранные департаменты рекомендуют не использовать пружины из нержавеющей стали, а использовать пружины из сплава Хастер с более высокой коррозионной стойкостью. Кроме того, усталость пружины, вызванная неправильной сборкой, является еще одной причиной отказа.
Фиксированные винты, используемые в механическом уплотнении, не должны быть сделаны из закаленного материала, так как термообработка снижает коррозионную стойкость металла, в то время как более мягкие неподвижные винты без термообработки могут быть закреплены на оси.
Вибрация, перекос, асимметрия могут привести к износу трансмиссии, например, когда плотная крышка запускается с прилипанием, трансмиссия будет согнута или даже повреждена, а тепло, создаваемое трением, часто усугубляет коррозию.
Следы измельчения внешней круглой поверхности металлической оболочки могут быть вызваны твердыми частицами, входящими в оболочку со стороны уплотнения, что мешает следящей способности уплотнения. Это также может быть вызвано перекосами, асимметричными причинами.
Металлы меняют цвет при нагревании, а нержавеющая сталь при использовании должна обращать внимание на цвет при следующих температурах.
Светло - желтый - - температура 700 - 800 °С (около 370 - 432 °С)
Коричневый – температура 900 - 1000 °C (около 486 - 540 °C)
Синий - - температура 1100 › (около 590°C)
Черный - - температура 1200 › (около 648°C)
Ремонт затруднен, когда отказ уплотнения не соответствует ни одному из вышеперечисленных, но утечка в следующих случаях может быть использована для справки:
（1）、泵轴套泄漏
Многие втулки не выходят из герметичной коробки, поэтому трудно определить источник утечки. Утечка втулки обычно стабильна, а утечка плотной крышки часто увеличивается или уменьшается. После утечки уплотнения поверхность становится неровной, но иногда она также втирается в исходное состояние. (Иногда не спешите с ремонтом, можно наблюдать некоторое время)
(2) Если герметичность окружена сыростью, и утечки не видно. Это центробежная сила, создаваемая работой насоса при запуске, возвращает протекающую жидкость в герметичную поверхность и служит барьером. А жидкость, вытекающая из фланца или разъема насоса, капает в наполнитель.
(3) Термическое расширение может ослабить графитовые кольца, прикрепленные к металлическим деталям, или может быть вызвано потерей эластичности кольца типа O при низких температурах, что приводит к утечке.
(4) Колебания давления промывки могут вызвать отказ уплотнения, давление промывки должно быть выше, чем давление в герметичной полости, включение электромагнитного клапана и переключателя задержки, установленного перед насосом, может гарантировать, что остатки промывки смываются до запуска насоса или после остановки, например, использование метода закалки для контроля температуры, необходимо поддерживать давление в герметичной полости.
(5) Если слой накипи осаждается на охлаждающей оболочке, мы можем установить графитовую втулку на дне герметичной полости, используя ее тепловой барьер для решения этих проблем.
(6) Утечка теплообменника, часто накипь на поверхности охлаждения препятствует передаче тепла, скорость потока жидкости в охладителе ускоряется или направление теплообменника перегружено.