特殊工作介质和工作条件用机械密封常见要求.docx

机械密封材料的性能要求
为保证轴承有效的密封，密封材料的性能非常重要；密封材料的选择，主要是根据使用温度、工作压力、所使用的工作介质以及运动方式等这些工作环境进行，
通常对密封材料的基本要求有一下几点：
1.具有拉伸强度、伸长率等方面的力学性能，
2.弹性和硬度适当，压缩永久变形小；
3.能够在高温下不易分解软化，在低温条件下不硬化；
4.与工作介质不产生溶胀、分解、硬化等现象；
5.耐氧性和耐老化性好，经久耐用；
6.耐磨损，不腐蚀金属；
7.材料价格需要低廉，并且方便成形加工；
特殊工作介质和工作条件用机械密封常见要求
1、热水泵
特点：
A、东静环均用钛金属制造，其膨胀系数小，与碳化钨接近，易于固装静动环。
B、采用F4的V形密封圈，保证工作温度下辅助密封圈和动静环的追随性。
C、采用出口液体冷却后送入密封箱冲洗。
2、高温泵机械密封泵
a.硬对硬密封副
b.密封箱冷却保护；
3、高粘度液体密封
采用刃边密封：
刃边尖锐、散热好、略加金力起密封作用、力矩特性稳定
4、易挥发液体密封
多点冲洗
平衡型
碳化硅和碳石墨配对
5、含固体颗粒
考虑结构（双端面、串级）
冲洗及过滤
材料选择
辅助办法（如拌热）
6、腐蚀性介质
腐蚀性介质中工作的密封元件，考虑每个零件本身的腐蚀性，并防止组合在一起时产生电偶腐蚀
密封主要依赖材料：密封副采用陶瓷、F4、碳石墨、氮化硅、耐蚀硬质合金；辅助密封：F橡胶和F4
结构上采用外装式密封，弹簧不与介质接触的内装式密封，危险性大的采用双端面密封并引入封液保护。
不同工况下对密封要求
不同工况下对密封要求
工作条件
特点
对轴封要求
采取措施
温度
高温
材料强度降低，介质汽化、固化、结晶密封环变形，密封圈老化，弹簧失效。橡胶老化，组合环配合松脱
材料耐热耐高温，冷却保证动环高温下滑动性
金属波纹管密封、浸金属碳石墨环和耐高温材料的辅助密封件，密封腔温度的保温与冷却
低温
稳生导致介质汽化和干摩擦；动环润滑性差（大汽水份进入结冰）
材料耐低温，保冷防结冰
金属波纹管密封和耐低温材料，填料压盖和衬套引如干燥气体，封油耐低温
压力
带压
密封环受压变形或碎裂；密封圈容易被挤出
密封环有足够强度和刚度，结构上防变形
采用高强石墨和防变形结构，采用多级密封，加强冷却润滑
真空（负压）
漏入空气形成干摩擦，泄露量大
防外界空气被吸入，保持必要真空度防密封面分开，保证负压工作。
金属波纹管密封、带衬套和冲洗的单端面密封；增强弹簧压力防密封分开，加防转销；提高密封压力，变负压为正压
旋转
高速
动环旋转时弹簧受离心力影响，介质受搅拌摩擦热高，磨损快
端面材料耐高速；犒劳离心力和搅拌影响；零件动平衡防振；冷却和润滑适应高速运转
采用高PV值材料组合（如WC-C、SiC-C）和静止型结构，提高零件精度使冷却和润滑充分；采用平衡型密封
正反转
弹簧旋向有影响、零件受冲击，密封面摩擦条件恶劣
要求零件耐磨耐冲击，注意强度设计和加强防转机构，要注意弹簧的旋向
金属波纹管密封较适应或多点布小弹簧结构；静环用防转零件
不同工质对密封要求
易汽化
液态烃、液氨、乙醛、异丁烷、丙烯等
沸点低、蒸汽压高
摩擦热易使密封面液膜汽化，容易干运行
摩擦副摩擦系数低；防密封面结冰（大汽侧）
平衡型或两道密封；摩擦副用WC-C、SiC-C组合；加强冷却、冲洗措施
石蜡、渣油、沥青、尿素、液硫、酚醛树脂，增塑剂
凝固点高
温度变化引起介质固化，妨碍动环润滑
注意保温；要求冲洗，避免凝固
加强保温措施，采用蒸汽背冷
易结晶
硫胺、磷胺、苛性钠、氢氧化钙、磷酸胺、绿液、丁醇
溶解度变化
温度变化使溶解物析出，导致摩擦副早期损坏
使用硬材料，充分冷却或保温
两道密封和WC-WC硬对硬组合，加强冲洗、冷却或保温，采用单个大弹簧结构，用清水背冷
含固体颗粒
釜底、塔底残油，油浆，原油
汗固体颗粒或杂质浓度大
引起密封件卡堵和磨损
结构上能排除杂质，密封面使用硬材料
两道密封和WC-WC硬对硬组合，采用初滤、旋流分离器、磁性过滤器，考虑冲洗
易聚合
糠醛、甲醛、乙烯、氯乙烯单体、丙烯醛、醋酸乙烯、甲醛水、提余液等
温升引起聚合
摩擦热和搅拌热使温度上升，引起聚合
注意保持温度不超过聚合温度，保证充分冷却，端面使用硬材料
采用两到密封、提高封液量，加强冷却，采用硬质合金环，加强弹簧比压，采用金属波纹管
易溶解
异丙醇（对水）、磺化油（对水）、戊烷（对油）、明矾（对水）、硫酸铜、硫酸钾（对水）、橡胶（对苯、液氨、氨水）、甘油（乙醇）
有溶解性
会使密封圈溶解，使碳石墨的结合材料破坏
要求耐水、油、乙醇等
分别采用耐油橡胶、F4或金属填料；使用填充玻璃纤维的F4，采用WC-WC，注意耐腐蚀性；对苯、氨、氨水不能使用氟橡胶
强腐蚀强氧化
盐酸、硫酸、铬酸
腐蚀性大
接触介质材料要求耐腐蚀
要求材料耐腐蚀
按腐蚀菜篮子表选用材料
易燃易爆有毒
环已烷、四乙基铅、氢氟酸等
毒性、可燃性
外漏会引起事故
要求收集泄漏液或采取稀释；要防止漏出机外
利用背冷方法捕集或稀释，采用两道密封，利用阻塞使之与外界隔离
高粘度
硫酸、润滑脂、齿轮油、渣油、气缸油、硅油、苯乙烯
粘度高
注意动环润滑性，弹簧易受阻碍，粘度随温度变化，密封面易损坏
密封面采用硬材料，弹簧要能克服阻力，要求加温或加热
采用静止形两道密封或刃边密封；采用WC等硬材料，考虑保温结构
受温度限制

容易固化、引起腐蚀性增大、聚合、汽化等影响
要求低于或高于某些温度条件
采取相应措施