密封问题

密封问题（共12篇）

密封问题 篇1

高压酚水泵是我厂净化车间的关键设备,它将来自酚水槽含尘、油的酚水加压后送至变换冷却及煤气化装置循环使用。该泵是双支撑多级离心泵,型号为DS100-260(A)-5,扬程为420 m,流量为150 m3/h,电机功率为280 kW。该泵原配置的轴封为背靠背双端面机械密封,如图1所示。

高压酚水泵输送的酚水温度为80℃左右,泵吸入口为常压,出口压力为4.0 MPa。由于酚水中含有焦油、粉尘等物质,所以,酚水泵的工况较为恶劣。该泵自2008年9月使用以来,就频繁出现密封泄漏故障,已严重影响生产。在泵的密封改造过程中,该泵的密封经历了机械密封改填料密封,填料密封改散装机械密封,再改为集装式机械密封的过程,目前已能满足正常生产的需要。本文对高压酚水泵密封改造过程进行总结,为类似工况提供参考。

1高压酚水泵原轴密封存在的问题

高压酚水泵的原轴封为背靠背小弹簧双端面机械密封,动环材质为石墨,静环为整体SiC。从煤气化工段过来的酚水含有焦油、固体粉尘,其中固体颗粒含量(质量分数)大约为3%。根据运行记录,机械密封的使用寿命仅2～3天,最长的为一周。经多次检修及分析后,发现该机械密封失效的主要原因是:①撞击破损。原机械密封没有补偿轴向窜动的功能,泵的轴向蹿动使得机械密封的动、静环相互撞击,致使动、静环破裂损坏,造成机械密封处大量泄漏。②弹簧堵塞。由于小弹簧直径和丝径很小,介质带尘量大的时候极易堵塞,使补偿环丧失补偿功能引起机械密封失效泄漏。③端面材料选择不当。按机械密封的“硬—软”标准配置,选择SiC与石墨配置似乎没有问题,但高压酚水泵的输送介质中含有粉尘、焦油等物质,因此,选择较软的石墨环非常容易被磨损,这是不妥当的[1]。

2高压酚水泵轴密封改造过程

2.1机械密封改为填料密封

利用原机械密封腔结构,重新加工填料函和压盖,采用石墨加聚四氟乙烯树脂填料。改造后的填料密封结构如图2所示。

轴密封改造成填料密封后,轴封的使用寿命可达半个月左右,暂时缓解了轴封泄漏的问题。但填料密封是依靠压紧填料堵塞泄漏通道,填料与轴之间的摩擦、磨损较为严重。为了降低磨损、延长使用寿命,运行时必须有一定的泄漏量。但高压酚水泵输送介质中含有酚水,属于有毒、有害介质,不允许有泄漏。因此,该泵的密封问题仍需要进一步解决。

2.2填料密封改成定制散装机械密封

设计定制机械密封的基本思路是针对原机械密封存在的问题,逐一考虑解决:①设置补偿机构补偿轴的轴向窜动,新设计的机械密封允许轴向窜动6 mm;②增大弹簧丝径和弹簧节距,提高抗阻塞能力;③借鉴渣浆泵机械密封,选用硬质合金对硬质合金的“硬对硬”密封面配对方案。新设计定制的机械密封如图3所示。

新设计定制的机械密封从2011年12月投用以来,运行稳定,使用寿命大大延长(达三个月以上),已基本解决了高压酚水泵的轴密封问题。

2.3散装机械密封改成集装式机械密封

为了提高安装质量并且降低安装难度,将散装机械密封进一步改造为集装式机械密封,如图4所示。

集装式机械密封充分利用了原密封腔及其压盖空间。重新设计制作压盖后,将主密封、副密封、压盖、轴套连为一体。安装时,螺栓穿过集装式机械密封压盖上的螺栓孔将密封件与泵体紧紧连接,然后,拧紧机械密封轴套上的紧定螺钉将轴套与轴固定,最后,拆去限位块,机械密封的安装即完成。

摘要：分析了高压酚水泵轴密封发生泄漏的原因。总结了高压酚水泵轴密封由机械密封改成填料密封,又由填料密封改定制机械密封,再改成集装式机械密封的技改过程。

关键词：高压酚水,机械密封,填料密封,轴密封

参考文献

[1]吴帅,王红生,杨秀秀,等.机械密封在渣浆泵应用中的失效分析[J].煤矿机械,2008,29(12):178-180.

密封问题 篇2

转子密封系统流体激振问题的流固耦合数值研究

随着叶轮机械的工作转速越来越高,工程中发生了大量的密封流体激振问题.实验证明,高转速下的流体激振属于自激振动,但采用传统的刚度阻尼线形假设无法模拟出这一物理现象.本文发展了一种高精度的.流固耦合计算方法,用这种算法成功地模拟出转子密封系统在高转速下的自激振动,且捕捉到频率锁定的现象,而且发现随着转速的提高,固有频率也增大.另外,本文还得到了压比、预旋度对密封转子自激振动的影响规律.

作 者：金琰 袁新 作者单位：清华大学热能工程系,北京,100084刊 名：工程热物理学报 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF ENGINEERING THERMOPHYSICS年，卷(期)：24(3)分类号：O35关键词：转子密封系统 Navier-Stokes方程 流固耦合 流体激振

风门密封的特征和失效问题的分析 篇3

关键词：插板式关断风门；内密封；密封间隙；泄漏量；失效

概述

火力发电站锅炉常用风门的形式有多种，从功能上来分有两类：调节风门和开关风门（或称为关断风门）。从使用者的角度考虑，大多认为插板式的风门密封性能优于其它形式，因此现场应用较多，尤其在参数较高的系统。这种风门的插板与风门外壳体（可视为风道的组成部分）的间隙存在两个方向的泄漏：向大气环境的外漏和沿介质流动方向的内漏。本文结合一般机械密封的要求仅讨论这种风门的内密封（或内漏）问题。

1.插板风门的密封特征

1.1结构特点

与通常的机械密封结构不同，风门的结构一般较为简单，多为铆焊的结构形式。密封面一般采用型材制作，很少有机械精加工面，表面粗糙。插板与周围框架的上下端面形成密封副，密封面间隙填充石棉盘根实现密封面间的密封。普通的机械密封，《机械密封技术条件》（JB4127-85）中对密封面的各项技术条件都有明确的规定，其中密封面的平面度不大于0.9um，金属材料的表面粗糙度为0.2um，非金属表面的粗糙度为0.4um。通常的机械密封结构复杂。与此相比，风门的密封结构就简陋得多。

1.2 密封的工作方式

通常的机械密端面密封应用于转动设备的轴系，由动环和静环组成一对密封副。正常工作时动环随轴转动。风门的密封只需要考虑关闭状态下防止压力介质的流通，密封面之间处于相对静止的状态。从这一点来说，风门的密封问题较转动设备的机械端面密封简单得多。

1.3 工作环境

风门的密封介质压力一般不是很高，热风最高压力约20kPa，循环流化床锅炉的高压流化风压力约50kPa，烟气则略呈负压。但是介质的温度很高，热风温度约300℃，烟气则随位置的不同温度在100～600℃不等。这与通常的机械端面密封有所区别。机械端面密封的工作介质压力较高，但温度较低[1]。

1.4 密封面间流体的流动特点

虽然风门的密封工作方式与通常的机械端面密封相比较为简单，但仍然可以引用机械端面密封的相关理论，因为它们同属于粘性流体的窄缝流动问题。由于风门间隙相对于密封周界小的多，相对于密封面宽度也小很多，因此，风门间隙内的流体流动可视为无限宽平板间的楔状定常流动。

1.5 密封面面积比

密封流体作用的有效面积A2等于插板的面积，密封面面积等于插板在风门边框槽内的面积Af，面积比B2=A2/Af。显然B2大于1，风门的密封方式属于非平衡式密封。

1.6 变形问题

由于风门结构的特殊性，在关断状态下，插板承受着较大的压力：pA2，p为密封流体压力。与其它机械密封相比，A2要大得多。因此pA2是密封面载荷的主要组成部分。风门密封面温度相对均匀，虽然温度较高，因无沿密封面温度梯度，也就不存在该方向形变的差异问题。但是，高温的作用降低了插板材料的强度，使其因压力作用产生形变的量被放大。与冷态时相比，插板因压力作用将产生沿流体压力作用方向上的形变，从而对密封面间隙的形状产生了影响。

2.密封失效问题分析

2.1 失效的判据[1]

密封泄漏量多大才算失效，这很大程度上取决于被密封介质性质和密封的工作环境，并没有一个定量的标准。一般认为，当泄漏量为理论值的250倍时，该密封一定不正常。对于风门而言，能接受的最大泄漏量以不影响其它系统或设备的正常运转为限。如磨煤机热风门的漏风量导致磨煤机内部温升不能超过磨煤机的启动温度限制，否则就认为密封失效，或风门关闭不严。

2.2 泄漏量的理论计算

从实质上说，风门密封属于非接触式。按照机械密封理论其密封面的“摩擦状态”属于“流体润滑状态”。通过平行平面缝隙压差流产生的泄漏量可根据流体力学缝隙流动导出。两种缝隙下的

对比两个公式不难看出，在其它条件相同时，无论h2>h1（收敛间隙）还是h2

2.3 密封失效原因分析

风门在应用中出现密封失效的问题，究其原因大致有如下三个方面：

2.3.1难以做到接触式密封

按照机械密封对接触面的要求，密封面间隙约在0.5～1um。而在风门中的密封间隙约是这一数值的100～1000倍，即密封处于开启状态。

制造加工过程中精度较差，密封面间隙过大，达不到密封要求。虽然在密封面间会填充一些石棉类物质以求达到密封面的紧密接触，但由于其强度太差，在风蚀的作用下这些物质难以持久，最终造成了密封面被打开，泄漏量过大，密封失效。

2.3.2收敛形密封面

如2.2所说，应尽量遵循平行面原则以降低泄漏量。根据1.6的讨论，在压差的作用下插板总会产生沿流动方向的变形，使风门密封面间隙呈收敛形，从而使得泄露量加大。

2.3.3风门的动作误差

热风和烟气中含有一定量的灰尘，如果设计不当，这些灰尘会在插板通道内沉积下来。随着灰尘量增加，可能会堵塞插板通道。这样风门在关闭时动作不完整，关不到位，形成缝隙，造成泄漏。

3.小结

风门密封属于静态接触式密封，其流体流动属于粘性流体的窄缝流动，与普通机械端面密封相比，无论在结构上还是在密封机理上都要简单得多。高参数是机械密封发展的方向。因此，不论设计制造方还是应用方都很少有人关注风门一类设备的密封问题。风门密封虽然简单，仍有自身的一些特点，应用中也已经出现了影响系统或设备正常启动的密封失效问题。因此，对风门的密封问题应该给与一定的关注，结合其应用特点做专门的设计，以保证其密封的可靠性。

参考文献：

处理真空退火炉推杆动密封问题 篇4

O形丁腈橡胶密封圈是具有优异的耐油性、耐水性、耐热性和较低的透气性, 压缩永久变形小, 使用寿命长, 价格便宜, 在高真空范围内广泛用于烘烤温度在150oC以下的各类真空密封中。

广泛用于动密封结构中, 这种密封结构常用于真空度≤10-4Pa的真空设备中, 其许用旋转线速度在4~7m/s, 许用直线运动速度<0.2m/s。真空退火炉用动密封工作真空为1.33×10-2Pa, 极限真空为1.33×10-3Pa, 环境平均温度25℃, 可以采用O形丁腈橡胶密封圈结构。

选用合适尺寸的O形圈, 采用孔内装5个O形密封圈, 每个密封圈之间有一个密封压套, 然后用压帽压住平垫并轻压O形密封圈 (图2) 。

修复后抽空冷却室, 用PhoeniXL 300型氦质谱检漏仪实时检测, 并逐步压紧压帽, 至漏气率在允许范围内且气缸带动铰链机构动作无卡滞, 真空抽空时间恢复到正常即可。

设备密封管理标准 篇5

一、密封点分类及统计范围

1.动密封：各种机电设备(包括机床)连续运动(旋转和往复)的两个偶合件的密封，属动密封。如压缩机轴、泵轴各种釜类旋转轴等均属动密封。

2.静密封：设备(包括机床和厂内采暖设备)及其附属管线和附件，在运行过程中，两个没有相对运动偶合件之间的密封属于静密封。如设备上的管线法兰，各种阀门、丝堵、活接头；机泵设备上的油标、附属管线；电气设备的变压器、油开关、电缆头、仪表孔板、调节阀、附属引线以及其他设备的结合部位，均属静密封。

二、密封点计算方法

1.动密封点的计算方法：一对连续运动(旋转或往复)的两个偶合件之间的密封算一个动密封点。

2.静密封点的计算方法：一个静密封接合处，算一个静密封点。如一对法兰，不论其规格大小均称一个密封点；一个阀门，一般算四个密封点，如阀门另有丝堵或阀后紧接放空、则应多算一点；一个丝扣活接头，算三个密封点，特别部位，如连接法兰的螺栓孔与设备内部是连通的，除了接合面算一个密封点外，有几个螺栓孔应加几个密封点。

3.泄漏点的计算方法：有一处泄漏，就算一个泄漏点，不论是密封点或因焊缝裂纹、砂眼、腐蚀，以及其他等原因造成的泄漏均作泄漏点统计。

4.泄漏率计算公式：

静（动）密封点泄漏率=静（动）密封泄漏点/静（动）密封点总数×100%

三、密封点验收标准

1.静密封点验收标准

(1)设备及管路的结合部位用肉眼观察，不结焦，不冒烟、无渗透、无漏痕、无污垢。

(2)仪表设备及明引管线，焊接及其他连接部位用肥皂水试漏，无气泡(真空部位用吸薄纸条的方法)。

(3)电器设备、变压器、油开关、油浸纸、绝缘电缆头等结合部位，用肉眼观察，无渗漏。

(4)煤气、氨气、乙炔等易燃、易爆或有毒气体系统，用肥皂试漏，无气泡；或用精密试纸试漏，不变色。

(5)酸、碱等化学系统，用肉眼观察无渗迹、无漏痕、不结垢、不冒烟，或用精密试纸试漏不变色。

(6)水、油系统，宏观检查或用手摸，无渗漏，无水垢。

(7)各种机床的各种变速箱、立轴、变速手柄，宏观检查无明显渗漏。

2.动密封点验收标准

(1)各类往复压缩机曲轴箱盖允许有微渗油，但要经常擦净。

(2)各类往复压缩机填料使用初期不允许有泄漏，运行间隔期末允许有微漏。对易燃易爆、有毒介质填料状况，在距填料外盖300mm内，取样分析，有毒气体浓度不超过安全规定范围。填料不允许漏油，而活塞杆应带有油膜。

(3)各种注油器，允许有微漏现象，但要经常擦净。

(4)齿轮油泵允许有漏油现象，每2分钟频度不超过一滴。

(5)各种传动设备采用油环的轴承不允许漏油，采用注油的设备允许有微渗，并应随时擦净。

(6)水泵填料不允许泄漏范围：初期每分钟不多于20滴，末期不多于40滴，(初期一个月，末期三个月)。

(7)输送物料介质的填料小于15滴／分。

(8)用机械密封的各类泵，初期不允许有泄漏，末期每分钟不超过5滴。

四、密封点管理区域的划分

1.生产装置所属设备，管线和配件及附属冲洗、消防、生活等设备，管线和配件的静、动密封点管理，由各生产装置使用单位负责管理。

2.生产装置内仪表工艺管路，风管、仪表专用伴热管线(包括一次阀及阀后所属引线)，压力表的密封点管理，由仪表车间负责管理。

3.消火栓密封点管理，由灭火栓所在单位负责管理

4.装置外生产系统供料和其他物料的公用工程管线的密封点管理。

一、组织与分工

1.机动处设专职的防腐蚀管理人员，负责全厂设备的防腐蚀计划和技术管理工作；车间设备员负责设备防腐蚀的具体管理工作。

2.防腐蚀管理的试验研究人员和施工单位，要不断地进行问题设备腐蚀与防护调查，制订防腐蚀课题与规划，分析腐蚀原因与防护方法，总结防腐蚀经验与成果的防腐蚀技术。

3.设备部门应保证防腐蚀设备的材质和防护方法及结构的正确、合理。制造部门(单位)所制造的设备必须符合设计图纸与技术要求，安装者要了解防腐蚀材料的性质与要求，防止安装时损坏。

二、档案资料的建立与技术管理

1.凡受到生产介质腐蚀的设备、管道等，由机动处组织建立防腐蚀档案和卡片，注明设备名称、型号、规格、操作温度、压力、物料介质、性能以及防腐措施，施工日期、施工工艺、使用情况、每次检查、检修情况等。一般受大气腐蚀的设备要按台或区域建立防腐蚀记录台账，防腐一次，记录一次。

2.机动处应根据生产中的腐蚀问题和现有的施工力量，于每年6月15日前组织审订下的防腐蚀计划，其中包括试验研究项目和设备试制预算费用等。

3.凡易于遭受腐蚀的设备，均应采取合适的防腐蚀措施，对已有防腐蚀措施的设备不得无故取消或任意修改原防腐蚀措施。经过生产实践证明，确属不适当的，由车间提出新方案，经机动处审查，设备副总或总工程师批准后方可修改设备的原防腐蚀措施。

4.新耐蚀材料的使用与新防腐技术的推广，必须经过小型试验和中型鉴定，用于生产必须有可靠的科学根据。

5.机动处负责组织有关生产车间，对大气腐蚀进行试验研究，分析腐蚀原因，提出防腐蚀措施以及防护的方法。对生产中腐蚀严重，造成生产被动的腐蚀问题做为主要课题进行试验研究，确定合适的防腐措施。

6.改变生产中的工艺条件或设备、管道、管件的更换与增添，都必须考虑到材质的耐腐蚀性。

三、维护与检修

1.对已采取防腐措施的设备，要定期检查、计划检修。对防腐措施的改进(包括新技术、新材料的应用)，应结合计划检修一并进行。

2.杜绝“滴、漏、跑、冒”现象，不得随意安设倒淋、放空管。设备检修放空的废气、污液等，也要严格处理，防止对设备和建(构）筑物的腐蚀。

3.设备停止使用时，应采取防腐蚀措施，如倒空、吹洗、充氮、除油等。

4.有防腐层的设备，严禁焊接构件。必须焊接时，要有可靠的措施或焊后重新防腐。

5.使用特殊耐蚀金属或合金材料时，应严格遵守制作与检修的焊接、清净、热处理等工艺规程。在腐蚀性较强的介质中，避免不同类的金属固结一起使用。

6.严禁锤击和敲打非金属设备及有防腐层的设备、管件。

7.严格执行防腐蚀设备的检修、施工规程，以保证施工质量和人身安全。

8.延长设备、管道、建(构)筑物的使用寿命，结合大修和日常维修进行除锈防腐刷油工作。

9.采用的防腐蚀材料要符合技术要求，应有检验合格证及出厂日期。

四、设备防腐蚀检查和记录

1.机动处应组织有关单位对公司的设备、管道和厂房建筑物的腐蚀和防护情况，每年至少进行一次检查和鉴定，并提出书面报告。

2.要逐步采用现代的状态监测仪器对运行中的设备进行腐蚀状态监测，为预测维修打好基础。

3.设备腐蚀的定期检查包括如下内容：

(1)腐蚀类型的分析，腐蚀的深度，焊缝情况，腐蚀产物的分析。

(2)金相显微检查、探伤、防腐层老化程度、龟裂、脱落情况，磨损和其他损坏现象等。

4.检查的结果做详细记录(一式两份)，由机动处和车间入档保管。

被密封5300年的“冰人” 篇6

在冰雪半融的高山上，法医专家雷英纳·汉恩发现一把尖刀般的打火石时，他就坚信：他们从冰中挖掘出的人可能是现代考古最重要的发现。冰人密封在阿尔卑斯山希米龙冰川中大约有5300年了。

冰人死时穿着鹿皮衣和草披肩，在附近有他的弓和箭，一把铜斧和其他工具，它们还保持着原状。冰人的皮肤、内部器官甚至他的眼睛依然保持完好，是至今发现的最古老的保存最好的人体。1991年10月，当冰人通过直升飞机运到英斯布鲁克大学法医学研究所时，该大学的史前研究专家康纳德·斯宾德勒说：“这是对古埃及特德国王研究后的又一重大发现。”

事实上，这次发现可能证明比特德国王的发现更重要得多。因为特德的3344年前陵墓只是说明古埃及著名法老其豪华富裕的生活及其历史遥远悠久，而冰人要比其早2000年，他能阐明一些更遥远的远古时代的奥秘，还可以探索新石器时代欧洲森林耕作狩猎的人们的踪迹。

冰人站起来有157.6厘米高，重50公斤左右。现在他只有20公斤重。冰人右耳垂有一深深的洞，说明古埃及人穿耳索。身上惟一饰物是5厘米枝状皮饰的白玉石圆盘，可能是穿在他的颈项周围的皮带。皮肤上的刺花纹十分好看。有4个7.62厘米长的带子在他的左脚上部。有一个十字形打点在其左膝盖上，还有14条细纹刺在背上。康纳德·斯宾德勒观察说，“这不像现代刺花纹，这些纹身必定有其含义。”奥地利研究人员研究这些纹身是这样刺成的：有些原始人纹身是用针刺皮肤，然后将灰抹擦或用颜色抹擦到伤口上制成。

对冰人的物理检验会影响其完整保存，研究人员正研制高效能计算机——允许他们详细研究冰人而又不必接触其木乃伊。利用计算机的轴向层面X线照相技术扫描获得三维立体图，研究人员能在计算机显示屏上观察到冰人骨骼和器官。结合计算机辅助绘图程序的一台CAT可以将此数据创制成三维塑料骨骼，即精确的原始器官的复制品。英斯布鲁克大学生理系主任瓦纳·普拉兹研究后得到结论是：这名男子死亡时侧身向左边倾斜，用右臂伸出放在其臀部。

冰人同样有纹身技术，在他的脚上和膝上都有纹身的标志，而在他背部的条纹，清楚地看出是另一个人所做。从他磨损的牙齿分析，科学家提出他的饮食包括磨料面包。从他外衣中发现的二粒远古麦子证明他住在靠近阿尔卑斯山脚下低地耕作社会。

新石器时代的欧洲大约在7000年前就扩大耕种维尔金土地。第一批农民在开阔的土地上砍树，燃烧硬木树，种麦；在森林附近放牧他们的牛羊。在这一地区他们已从事狩猎和钓鱼，逐步成为熟练的半游牧生活的人们。这两种文化终于结合。这一冰人反映了耕作与放牧的混合性。他可能靠面包生活，也可能从周围森林中用天然果实维持他的生活。当冰人遗体躺在英斯布鲁克大学实验室受到保护时，对他的附属物正在进行研究。德国美因兹市罗马——德国中心博物馆，考古学家马科斯·艾格已把冰人的皮制物品弄得干干净净并进行脱水处理。草编手工制品已被冰冻消除湿气成为干制品。木制品在大盆里清洗过，并上蜡以防腐蚀。

发现的最显眼的木制品之一长弓用紫杉树心制成。紫杉树依然生长在希米龙冰川下的山谷之中——这是发现冰人的地方。传闻过去这山谷是制造质量弓的地方。事实是冰人的弓在他死亡时尚未琢磨修整好。科学家提出：他可能在这山谷切削他的弓。

在这把弓的下方是一把铜斧，这是最令人惊奇的发现，因为这把4英寸刀刃的斧头曾经烧锻加工。斧头标志着一个时代的结束，另一个时代的开始。直到公元前3300年石头才让位于金属作为选择工具的材料。

冰人是开拓自然资源的能手，他们携带的工具可以告诉人们这一切。伴随着他的斧头他还带着用桉树处理过的刀柄，还有打火石般的刀只有1.7厘米長。从冰人工具中还发现了U型箭筒，这是世界上最古老的用榛木制成的箭筒。冰人的箭筒包括12支挟木属植物木箭箭杆和两支精细加工的箭，顶端有特制的尖尖的打火石，上面含有从煮沸过的白桦树根取得的树胶。箭筒内部的X射线表明有一球状绳子、一支鹿角和一双原始打火石——谜一般的工具。

冰人是牧羊人，还是猎人？根据他携带的工具，及他周围许多动物粪粒样东西的试验性分析，康纳德·斯宾德勒推测他可能是牧羊人，冰人死亡时可能正在放牧羊群。冰人步行到山谷为一只断弓切削代替物，并在暴风雪袭来时寻找躲避处。研究人员推测，冰人也许精疲力尽，在不利天气条件下熟睡在山谷的壕沟中，结果造成冰冻死亡。

研究人员难以得出进一步的结论。关于冰人怎样生活、怎么死亡尚待进一步研究。在揭开冰人其所有秘密之前，在欧洲和美国的研究人员正在用最新显微技术拍摄冰人器官的各个部分。科学家们的研究工作将逐渐取得进展。

机械密封使用中应注意的三个问题 篇7

在机械密封中, 由于摩擦和搅拌产生热量会使密封面温度升高, 加之有的生产工艺使用条件 (压力、速度、温度) 要求较高, 从而带来许多问题, 例如出现密封面间介质气化、密封环变形、热磨损, 甚至由于温度变化引起热冲击和热裂。密封材料、辅助密封材料的耐温性也有一定的限度, 弹性元件的弹性也会受到温度的影响。有的介质在温度变化时会发生固化、聚合、结晶、溶解、结焦和腐蚀加剧。机械密封的压力和速度条件同样也有一定的限度, 综合起来, 就是压力、速度、温度有一定的限度。机械密封的工作状态 (包括偏斜、锥度、振动等) 、介质性质 (密度、黏度、饱和蒸汽压、腐蚀性) 和工作条件 (压力P、速度V、温度T) 对机械密封的密封性、耐久性、稳定性和追随性都有较大影响。

1. 耐久性问题

为保证机械密封的耐久性, 必须考虑轴转速、直径、压力和摩擦副材料的配对, 对耐磨性的影响。只有注意这些限度, 方可保证机械密封有一定的寿命。

(1) PV限。因为对于一定的摩擦副材料, 通过实验得出其允许的PV值, 保证它在一定的PV值能获得预计的寿命。若超过此限, 很快就会将密封磨损或烧坏。

图1中所示的类似双曲线的点划线 (1、3) 表示陶瓷对碳石墨, (2、4) 表示碳化钨对碳石墨的非平衡型密封和平衡型密封的[PV]值。

(2) 压力限。为了获得良好的润滑条件和密封性, 应尽可能使密封面处于平行面维持耐久的润滑膜状态。要做到这一点必须有一压力限, 超过此限密封面将发生变形和接触, 从而缩短寿命。图1的水平线表示出非平衡型密封和平衡型密封的最高压力限。

(3) 速度限。在压力限确定以后应注意速度上、下限。低转速降低到一定限度会使密封的摩擦状态发生变化, 可能从液体润滑或混合润滑过渡到边界摩擦或干摩擦, 甚至失去密封性能。当转速升高时也有一定限度, 主要是旋转产生热量。此外, 对于密封件离心力作用增大, 如图1a所示旋转式单个大弹簧或多个小弹簧都有不同的偏转影响, 转速超过此限宜采用静止式密封。

2. 稳定性问题

(1) 密封面分离 (开启失稳) 。为保证良好的贴合性, 密封面应有足够的比压。比压太小或等于零, 就会出现密封面分离, 密封面开启会造成工作不稳定。必须使密封的面积比B大于临界面积比Bc, 即B>Bc临界面积比Bc可定义为密封面比压等于零时的面积比。低于此值密封面开始分离。临界面积比主要取决于膜压系数Km, 即:Bc≈Km。利用临界面积比, 考虑机械密封的使用环境 (使用介质、使用条件) , 可以引入环境系数a, 得出膜压系数来计算密封面比压Pb, 即使Km=aBc, 则有公式 (1) :

式中Psp——弹性元件的比压

Ps——密封介质压力

a—环境系数 (1.1~1.6)

(2) 流体膜相态稳定性。当液体端面密封中密封面间发生沸腾或相变时, 会出现密封工作不稳定。通常, 对于同样流体膜载荷和平衡力具有两种膜厚h (图2a) 时, 工作不稳定。

图2b中表示出与图2a相应的曲线顶点两侧为似液相和似汽相, 直到全液相和全汽相, 由此可见, 似汽相密封的膜温略有变化就可能变成似液相或全汽相, 相态不稳定;似液相密封的膜虽有变化, 但变化不大, 只有膜温变化很大时才转变为全液相或似汽相, 相对要稳定些。如图3所示虚线表示为全液相。似液相密封的相变半径为rb1, 膜压系数最高点Kmmax (相当于图2中的驼峰顶点) 为相变半径为rb2, 而似汽相密封的相变为rb3。从中可以看出, 似汽相密封在膜温略有变化时相变半径的变化较大, 即界面不稳定, 但似液相的膜温变化较大时其相变半径变化较小, 即界面较稳定。为此, 可采取冲洗、冷却甚至加热等措施使密封处于稳定的相态下运转 (即全液相、似液相或全汽相状态下运转) 。

(3) 密封倾斜振动 (动力失稳) 。对于静止式机械密封的模型, 主密封环有五个自由度:轴向移动、两个正交直径方向角度倾斜和两个互相垂直的径向移动, 将可能产生倾斜振动。为了避免运转失稳, 必须仔细考虑质量、惯性、刚度和阻尼的组合来选择几何参数和运转情况。

在有角度误差和密封面锥度的机械密封中, 特别是在非接触式密封中主环作转动时, 存在过渡区的临界转速ωc。当工作转速低于临界转速 (ω<ωc) 时, 密封运转稳定;当工作转速高于临界转速 (ω>ωc) 时, 密封运转失稳。在工作转速 (ω=ωc) 时, 主环则以轴旋转频率之半作半频摆动, 密封处于临界运转稳定状态。因此, 在设计和使用时应注意密封环的锥度和安装倾斜度在稳定范围内。

3. 追随性问题

由于机械密封有一定的端面跳动, 在高速下运转时, 机械密封动环每转一周时环表面的高点就要把静环向外 (后) 推, 但因转速很高, 它与静环之间实际上形成打开的小间隙, 造成泄漏。这就存在着密封摩擦副密封环的追随性问题。静环组件的自振动频率计算公式 (2) 。

式中i——弹簧根数

K*——弹簧刚度

m*——静环组件质量

根据自振频率可以得出每分钟内振动次数n′=60ω/2π。为了保证静、动环的追随性, 必须满足轴的工作转数小于每分钟振动数, 即n

唯有良好的密封摩擦副动、静环的追随性, 才可能减少泄漏量, 保证密封可靠地工作。机械密封在使用中要达到耐久、稳定和良好的密封性能必须注意上述的几个限度。只有控制这几个限度, 机械密封才能正常工作, 达到良好密封效果。

摘要：机械密封使用中应注意的三个问题, 即耐久性、稳定性和追随性。给出使用中要做到这三点必须控制的几个限度。

石化釜用机械密封失效问题的探讨 篇8

1 釜用机械密封失效的简要介绍

在釜类反应的设备中,机械密封属于精密的零件部件。釜用机械密封是解决搅拌轴密封的一种理想方式,其类型根据密封面的对数,可以分为单端面机械密封和双端面机械密封两种。依据统计的釜用机械密封研究资料说明,大约有50%釜维修的原因是机械密封。将近有一半的釜在经过长达半年的运行时间后,就会发生机械密封失效的问题。虽然这些统计数据的准确性和有效性无从考察,但是这也同样能够说明密封是易损件的重要特征。在釜用机械密封失效的问题上,应该充分结合实际情况,认真分析密封失效现象产生的具体原因,并总结出相应的解决方法,从而确保釜用机械密封的稳定性。

2 釜用机械密封失效形式的分析

石化釜用机械的失效形式有很多种,现对以下五种主要的密封失效形式进行探讨。

2.1 摩擦副端面之间产生的泄露

摩擦端面之间产生的密封泄露大致可以分为三方面。第一,端面之间产生了异物。产生这种现象的最主要原因是未能完清除端面之间的污物,装配过程中为进行充分的清洗。这种情况发生时需要将端面上的污物及时清除并重新组织装配。第二,端面不够平整。若端面的粗糙度和平面度没有达到规定的要求,或端面在使用前就已发生损坏,就会导致泄露。更换新的密封环或者对密封环重新进行抛光是解决该问题的有效措施。第三,安装错误。非补偿环在安装时要保持倾斜,对于安装压盖出现倾斜的现象,应重新进行安装。安装的设计尺寸不能达到设计图纸要求时,也应该及时按照安装说明予以重新调整。

2.2 底座与箱体结合面之间产生的泄露

底座与箱体结合面之间产生的摩擦是釜用机械密封失效的形式之一。以下几种是具体的失效情况以及对应的解决方法。

若密封圈或垫片受到损伤,应该进行更换或修复;当螺栓的力不足,密封圈或压缩片不能将接触面上不平整的凹坑填满时,需要加大螺栓的力或者改用较软的垫片,原因是内压总会使密封底座与箱体的端面处于趋于分离的状态。因此通常采用厚度小于1mm的聚四氟乙烯垫片,假若螺栓的受力不均与,座底单边锁紧,应该重新调整螺栓的力;当安装时由于未清洁而导致异物进入,则应该及时清除异物并更换受损的密封圈和密封垫片;当底座和箱体配的端面存在缺陷时,例如刻痕,凹痕等,应及时采取修正或涂步液体密封胶的措施;当底座发生因刚度不够而发生变形时,则需要更换刚度符合要求的底座。

2.3 补偿环辅助密封圈处出现的泄露

补偿环辅助密封圈处出现的泄露是釜用机械密封失效比较常见的形式。首先,密封圈安装过程中出现的损伤,如橡胶质件表面的划痕,V型圈安装时划伤的唇口都是密封失效问题产生的具体原因。此外,轴上的链槽也会对密封圈造成一定的损伤。因此,安装密封圈时应该使用专业的工具,防治其遭到损坏。其次是辅助密封圈产生的质量问题。当橡胶密封圈的压缩率不符合规定的要求或者端面出现超差尺寸时,会产生过度修边,缩裂,留痕等一系列质量问题,需要更换合格的产品[1]。最后是轴表面存在缺陷或具有腐蚀、麻点等现象,这时需要及时更换陶瓷等材料。

2.4 非补偿环辅助密封圈处出现的泄露

非补偿环辅助密封圈处出现的泄露具体可以分为四方面的原因。第一,安装方面出现的错误。如在V形圈的安装过程中,其凹面应当保持在介质一端,若方向装反,则会发生泄漏。第二,当密封圈的材料与介质不能很好地相容时,应该选择合适的密封圈。第三,若底座的公差尺寸未能达到设计的要求时,需要及时更换。第四,密封的质量不达标时,选择更换成合格的产品。

2.5 轴套与轴之间产生的泄露

轴套处的泄漏量与其他通道处泄漏量最大的区别是其具有稳定性。轴套与轴之间产生的泄露,一般是由于密封圈和垫片质量不合格或发生损伤,安装不当等原因造成的。

3 密封失效的原因分析及解决方法

3.1 腐蚀引起的危害

化学腐蚀和电化学腐蚀对机械密封件的使用寿命会造成严重的威胁。腐蚀对密封件的的使用功能造成直接的破坏。大量实践证明,压力,温度以及速度都会加大密封件腐蚀的程度,密封件的腐蚀速度会随着温度的上升而逐渐加快。化工釜用机械的密封件尺寸较小,精密程度较高,因此通常需要选择更加抗腐蚀的材质[2]。对于直接与介质进行接触的密封件,则应该根据化工机械密封系统的具体使用要求来选择,因为先关腐蚀手册中的材料数据往往都是静态的,而对于化工机械来说,其工艺操作过程中介质是相当复杂的。除此之外,在对强腐蚀性的液体进行处理时,采用密封双端面能够有效降低腐蚀对密封件的损害。

3.2 热负荷对材料的损伤

当机械密封发生失效时,摩擦副的端面往往会产生极其系的径向裂纹,这种径向裂纹在出现水泡痕迹时甚至会导致龟裂现象的产生。其实,造成这种情况最主要的原因是热负荷对密封材料造成了一定的损伤,特别是对于以陶瓷或者硬质合金为材质的密封面来说,更容易导致径向裂纹和龟裂现象的发生。造成较大摩擦热的因素有很多,包括较高的操作温度,介质表现出较差的润滑性,组合材料不恰当的配对组合等。化工釜用机械在使用中若不能及时地散发摩擦产生的热量,就很有可能导致热裂纹的产生。减少摩擦热负荷对化工釜用机械密封件的损失,则可以从降低荷载,改变端面面积比例,利用静止类型的密封添加倒流套,强制性对循环流体进行冷却以及在密封端面上设计动力流体槽等方面进行解决。

3.3 磨损产生的痕迹

磨损过程中产生的痕迹能够准确地体现运动与磨损之间的具体联系。比如说,磨损产生的痕迹均正常,且好各个零件之间配合良好,则说明传动部分具有良好的同轴度。在这种情况下,若密封端面依然出现泄漏现象,则极有可能是密封自身原因造成的。若泄漏量是稳定的,则基本就可以证明泄漏并未发生在两个端面之间,而是发生在其他部位。端面产生的磨损越宽,就表示传动部分的同轴度越差。化工釜用机械设备密封在运行一段时间以后,摩擦端面未产生摩擦现象,则基本可以说明密封在刚开始使用时就已经发生了密封失效。不良的同轴度和不好的浮动性会导致硬质端面出现比较深的沟槽。当震动一旦引起密封端面出现分离时,就会导致侵入的颗粒嵌入碳质端面较软部分,从而造成对硬质端面的磨削,最终使其发生严重的磨损。由此可见,若使釜用化工机械密封以及配置材料在介质材料中工作,则需要选择硬质端面。

4 结语

以上内容主要通过对机械密封失效的简介以及对密封失效形式的详细分析,总结出了密封失效的具体原因和对应的解决方法。对石油化工釜用机械密封失效问题的探讨,对帮助石化企业提高应用机械密封技术的水平,优化其设计结构,减少机械故障的发生有着十分重要的意义和价值。

摘要：釜用机械密封是解决搅拌轴密封的一种理想方式,而泄露则是石化釜用机械密封失效的主要形式。该研究将主要对釜用机械密封失效的形式、密封失效的原因以及解决密封失效性的方法进行分析和探讨。

关键词：釜用机械,密封失效,原因分析,对策

参考文献

[1]高武民.机械密封的失效原因分析及实际应用[J].石油化工设备技术,2002(2):53-56.

密封问题 篇9

磨煤机由行星齿轮减速机、机座、排渣室、机座密封装置、传动盘及刮板装置、磨环和喷嘴环、磨辊装置、压价装置、铰轴装置、机壳、拉杆加载装置、分离器等组成。

机座密封装置由上下连接环、上下密封环、碳精密封环和弹簧等组成。整个装置通过上下连接环安装在机座顶板上。上下连接环、上下密封环、碳精密封环与传动盘之间形成密封风室, 由密封空气入口向内供气。40个扇形段构成的两圈碳精密封环靠弹簧箍紧在传动盘上形成浮动式密封, 以防止安装和运行中由于轴的偏心所引起的损坏。

现使用的机座密封为碳精环, 由于该密封材料弹性差、易磨损, 使间隙不能及时得到补偿, 致使煤粉和密封风泄漏, 造成厂房内环境污染。同时降低了磨煤机密封风风压, 增加了密封风风机的电流, 造成不必要的能源浪费, 甚至造成设备损坏, 只能停运检修, 严重影响机组的安全稳定运行。频繁更换碳精密封环, 造成维护成本升高, 还不能保证磨煤机长周期运行。

降低中速磨煤机机座密封更换次数可以减少检修费用, 降低密封风机厂用电率, 减少磨煤机漏风率, 也可以减少设备维护量, 减少环境污染, 对机组运行的经济性和设备稳定运行将起到积极作用。

2 存在问题的分析及解决措施

2.1 机座密封环损坏原因分析

综合施工安装、运行及检修期间各方面因素, 造成机座密封环损坏的原因分析如下:

施工及机械方面。安装工序不正确, 未正确执行作业指导书, 施工工艺不正确造成设备件损坏。使用不合格工器具, 工器具使用方法不当, 现场存放环境造成设备损坏, 备件丢失不全。

环境方面。渣量大没有及时排渣, 排渣室无挡渣装置, 导致密封装置受损, 从而产生漏风、漏粉。颗粒进入密封室对密封件磨损, 随着设备运行时间加长, 传动盘与上连接环止口间隙增大, 大颗粒物进入密封室, 对密封件磨损, 造成密封不严, 漏风率加大。密封结构设计不合理, 单一的轴向密封方式只能满足设计煤种要求, 如果煤种或运行工况变化, 磨煤机运行期间的磨损将造成漏风率提高。密封面清理不干净, 负荷变动的限制导致检修时间不充分引起机座密封环损坏。

2.2 磨煤机碳精环频繁更换原因分析

煤质、运行、检修等方面因素, 密封件更换后达不到设计使用寿命, 造成碳精密封环频繁更换, 使检修费用大大提高, 同时也影响机组的安全稳定运行。厂房内环境污染, 造成磨煤机密封风风压降低, 增加了密封风风机的电耗, 造成能源浪费, 影响机组的稳定运行。

密封环设计及质量方面因素。现有密封设计为轴向密封, 密封材料弹性差、易磨损、使间隙不能及时得到补偿, 致使煤粉和密封风泄漏。碳精密封环质量不合格, 运行过程中有颗粒物进入, 导致密封环受损, 致使煤粉和密封风泄漏, 由于密封件无法修复, 只能进行更换。

2.3 解决措施

根据以上情况, 采取相应措施, 在磨煤机机座密封改造时进行实施。在施工过程中配备专业人员, 减少施工及机械方面误差。同时在磨煤机内部进行密封改造, 在传动盘与上连接环轴封处加装挡渣装置, 阻止大颗粒进入密封区域, 减少颗粒对密封环及轴颈的磨损。

关键在于密封方式的改造, 可将原有的轴向密封, 改为径向密封。外部密封改造方法如图1所示。采用动密封环, 即异形密封环, 将其紧密地包裹在轴上与轴一起旋转, 两者之间不产生磨损。静密封环罩在动密封环外, 机组运行过程中动密封环和静密封环相互摩擦, 起到密封作用。在静密封环上压上法兰, 用螺栓压紧, 使之不能和轴一起转动。在静密封环外加上弹簧, 让静密封环和轴之间的间隙保持在0.1mm范围内。彻底解决密封间隙不能及时得到补偿的问题。密封材料采用耐磨、耐高温、弹性好的复合型橡胶。

2.4 改造实施说明

取消原碳精密封环, 设计安装外密封壳体、外壳压环、挡渣装置及软体密封环。该软体密封环与磨煤机传动轴为紧密封接触, 与外壳压环为动、静密封, 从而避免原有碳精密封环与磨传动轴间的磨擦, 保护传动轴。软体密封环与外壳压环间, 由于是软体密封体, 其靠密封风压自动压在外壳压环上, 自动形成了密封, 从而使其密封效果达到最好。并且由于其对外壳压环的磨损较小, 从而避免了外壳压环的磨损, 节约设备维修成本。在排渣室内设计挡渣板, 将渣室与密封室隔开, 阻止一次风中灰渣的漏入, 从而有效防止对密封环的损坏。密封环部位下移, 可方便电厂人员维护, 节约劳动成本, 维护时间缩短, 进一步提高电厂设备运行的可靠性。渣室与密封室隔开, 极大地方便检修人员对密封风室的清理工作。

3 经济效益分析

磨煤机机座密封改造后, 能大幅减少机座漏风量, 提高了磨煤机运行的安全性, 减少漏灰量。漏风减少后对密封风的需求量也相应降低, 从而降低密封风机运行电流, 提高制粉系统的经济性, 使密封风压力和热一次风压力差压提高近0.5KPa, 提高磨煤机运行的经济性。

在排渣室加装挡渣装置, 能够有效控制颗粒物对密封室密封件的损坏, 延长密封件使用寿命, 节约维护成本。改造后的碳精密封环补裕量提高, 性能更加可靠, 全年就能节省费用5万元左右。此次改造投入总费用较低, 接近于更换一次碳精密封环的费用, 在很短时间内就能收回改造成本。通过对同行业的电厂进行调研, 结果发现在改造前, 中速磨煤机机座密封更换次数皆为3-4次/年。由于改造方法、维护质量、煤种不完全统一, 每个厂的改造效果也不一样, 在对京能水洞沟电厂机座密封装置进行改造后, 更换次数有所降低。

4 结语

通过对磨煤机机座密封频繁更换情况近原因分析, 改造实施, 经验总结, 提高了磨煤机运行的可靠性、安全性, 由于减少了磨煤机机座密封更换次数, 保证了机组长期安全经济运行, 年节省经费近5万元。

参考文献

[1]王贤明.台州发电厂.HP863碗式中速磨煤机存在的问题及解决措施[J].浙江电力学报, 2010, 09.

[2]上海重型机器厂有限公司.HP823, HP843, HP863碗式中速磨煤机运行维护手册[G].2006.

[3]黄基励.电力工程师手册 (动力卷) [M].北京:中国电力出版社, 2002.

密封问题 篇10

1 硅酮密封胶简介

1.1 硅酮密封胶的特点

硅酮密封胶是指以线型聚硅氧烷为主要原料生产的密封胶,也称有机硅密封胶。硅酮密封胶的高分子主链主要由Si—O—Si键组成,在固化过程中交联剂与基础聚合物反应形成网状的Si—O—Si骨架结构。与其他高分子组成的有机密封胶(如:聚氨酯密封胶、丙烯酸类密封胶、聚硫密封胶等)相比,硅酮密封胶最显著的特点就是具有优异的耐高低温性能和耐候性能。

由表1可见,Si—O键在几种常见化学键中键能最高,这就是建筑用硅酮密封胶在几类密封胶中耐紫外线老化性能最好的原因。

1.2 建筑用硅酮密封胶的分类

1.2.1 根据固化体系分类

建筑用硅酮密封胶大多采用室温硫化(RTV)缩合型固化体系,即固化时不需要加热,在室温下即可固化,而固化过程中会释放出一些小分子物质。根据固化时释放出的小分子的种类,建筑用硅酮密封胶可以分为脱醋酸型、脱酮肟型、脱醇型、脱酰胺型等几种类型。

1)脱醋酸型硅酮密封胶,即常说的“酸性胶”。硫化速度快,透明性好,但在固化过程中释放出醋酸,具有刺激性气味,对金属、镀膜玻璃和一些无机材料有腐蚀性。

2)脱酮肟型硅酮密封胶,属于“中性胶”,使用范围十分广泛,固化时释放出丁酮肟,对铝材、镀膜玻璃和无机材料等无腐蚀性,但是对铜、铅、锌和聚碳酸酯有腐蚀性。

3)脱醇型硅酮密封胶,也属于“中性胶”,使用范围更加广泛,固化过程中释放出小分子醇类,对任何材料都无腐蚀性。

4)脱酰胺型硅酮密封胶,具有很低的模量,主要用于机场、道路、桥梁等需要低模量高位移场合的嵌缝密封。

1.2.2 根据组分数分类

按照产品的组分数,建筑用硅酮密封胶可分为单组分和双组分两大类。

单组分建筑用硅酮密封胶一般是通过与空气中的水分发生反应进行固化的,固化过程由表面逐渐向深层进行,因此,其深层固化速度相对较慢,对施工深度、宽度、环境温度、环境湿度等有一定要求,尤其是受环境湿度影响较大。一般情况下,密封胶施工后5~7 d具有一定强度,如需达到最佳效果则需7~21 d。单组分因其使用简便等原因,一般适用于工地施工。

双组分建筑用硅酮密封胶使用时,需要先将两个组分混合均匀,然后在一定的时间内将胶注入用胶部位;两组分混合超过一定时间,密封胶就会固化,无法使用。双组分密封胶一般2~5 d后就能达到强度要求。双组分密封胶因其固化速度较快和可深层固化等特点,一般适用于门窗用中空玻璃的粘结密封等。

2 建筑用硅酮密封胶生产过程中存在的主要问题

目前,国内密封胶市场竞争激烈,加之原材料上涨,生产企业利润空间不断被压缩,于是不少企业为了追求利润,采取一些不正当的降本措施,如采用回收利用的原材料,包括基胶、硅油等。

除此之外,还有一种更普遍的现象,就是在配方中加入白油,以便加入更多的填料,降低成本。目前,市场上至少有80%的建筑用硅酮密封胶产品或多或少添加了白油。白油即液体石蜡油,是石油润滑油馏分经高压加氢精制而成的无色、无嗅、无味、无荧光的透明油状液体,可燃、可挥发。将白油掺入硅酮密封胶,可减少有机硅基础聚合物的用量,降低产品成本,同时还可改善胶的挤出性,使胶柔软、光亮。但是,其危害却不容忽视:减缓密封胶的固化速度;受热后白油渗出而造成污染;表面易起皱、粘灰积尘;随着白油的不断析出密封胶的力学性能逐渐变差,快则半年即可出现密封胶变硬、收缩、脱粘和开裂的现象(参见表2)。因此,使用掺白油的建筑用硅酮密封胶将给工程质量带来严重的隐患。

3 建筑用硅酮密封胶选购及使用注意事项

3.1 不能仅以价格来衡量

虽说一分价钱一分货,但选购建筑用硅酮密封胶时不能简单地以价格来决定,而应根据用途来选择适用的密封胶。根据其用途,建筑用硅酮密封胶可分为结构胶、耐候胶和中性胶三大类,其价格也基本是按这个顺序从高到低排列的。结构胶一般对强度、韧性要求较高,成本也最高;耐候胶对耐高低温、耐紫外、耐腐蚀等性能要求较高,成本居中;而中性胶则是以光泽度、弹性等要求为主,在三类胶中成本最低。不同类型的密封胶,有不同的性能要求,如果以耐候胶的标准检测中性胶,很有可能中性胶的耐老化性指标就是不合格的。国家也规定,除结构胶外的其他种类建筑用硅酮密封胶是不能使用在结构性装配中的。所以,选择硅酮胶产品时,应按实用需要选择合适的胶种,而不是仅以价格为衡量指标,否则就有可能选错了胶的种类。

3.2 注意使用环境

建筑用硅酮密封胶使用时一般有以下限制:1)不宜用于可能渗出油脂、增塑剂或溶剂的建材表面;2)不宜用于结霜或潮湿的表面、密不透风或长期浸水场合;3)不宜用于油漆表面,因为有可能会因漆膜龟裂或剥落而造成密封失败;4)不宜用于会直接接触食品的表面或易遭到机械磨损的地方;5)建材表面温度低于4℃或高于40℃时不宜施工;6)非结构胶禁止使用于结构性装配中。

各类胶还有各自的使用限制:1)酸性胶,固化过程中会产生醋酸,因此对铜、黄铜及其他金属有腐蚀,不宜使用;会与水泥、石材等碱性材料发生反应,在表面形成一种白垩状的物质,从而引起胶的脱落,也不宜使用;2)脱醇胶,不宜在中午太阳直射时施工,不宜使用在氟碳材料上;3)脱肟胶,对铜、黄铜、银等金属有微量腐蚀,不宜用于镜业。

3.3 固化速度要适中

许多施工者为追求工期或者施工速度,一味要求硅酮胶生产企业提高胶的固化速度,其实这个做法是错误的。硅酮胶配方中的交联剂与基础聚合物反应形成网状的Si—O—Si骨架结构是一个复杂的过程,如果反应时间过短可能会造成骨架结构过小导致胶固化后强度偏小、较脆;同时也会导致胶体未能完全浸润基材而造成与基材的粘结强度降低;还有可能由于固化速度过快,固化过程中产生的小分子气体不能及时从未固化的胶体中逸出而聚集,从而产生气泡使施胶表面凹凸不平影响外观(这类情况在夏天户外施工比较常见)。如果一味地要求提高固化速度,工程质量必然会受到影响。当然,固化速度过慢也会导致诸如污染石材、影响工期等问题。所以,建议建筑用硅酮密封胶在常温下的表面干燥时间以20~50 min左右为宜。

4 建筑用硅酮密封胶应用中遇到的若干问题分析

4.1 中性胶固化后表面起皱

中性胶固化后如表面起皱,其原因可能是:基材的膨胀系数较大,有位移或振动;胶施工时打得太薄;催化剂活性过大,收缩性强,增塑剂过多。

4.2 中性透明胶变黄

中性透明胶使用后变黄,其原因有:密封胶配方中的交联剂和增塑剂中含有胺基,而胺基极容易引起变黄;中性胶和酸性胶同时使用,互相作用有可能导致中性胶变黄;存放时间过长,也可能导致中性透明胶变黄。

4.3 脱醇胶施胶后起泡

脱醇胶施胶后起泡,主要原因有:1)胶的固化速度过快,释放甲醇的速度大于甲醇从胶体中逸出的速度,使甲醇聚集后产生气泡。应避免太阳直接照射下施胶(夏季),也应避免早晨施胶、上午中午固化。2)施胶太薄,胶的厚度应大于6 mm。3)泡沫条受损而引起气泡(开孔式泡沫条);泡沫条中有水分;泡沫条材质与胶不相容,发生化学反应。4)胶表干过快、固化过快。5)施胶不规范,由反复刮平操作而引起。

4.4 密封胶在铝材上冬天比夏天难粘接

夏天由于铝材表面吸热而比较干燥,使建筑用硅酮密封胶施胶后能迅速浸润基材达到较好的粘接效果。但在冬天,由于铝材和空气比热不同,温度有所变化时(尤其是将铝材从温度较低的地方移到温度较高的地方)或因手触摸、表面有灰尘等原因,极容易在铝材表面形成一道肉眼难以察觉的膜层。这道膜层的存在,使硅酮胶与基材之间出现一层隔膜,使硅酮胶无法浸润基材表面从而大大降低硅酮胶的粘结性,甚至导致粘接失败。

建议厂家在冬天将基材放置在烘房内一定时间(如24 h)后再施工,此时基材温度与室内温度相近,施胶后密封胶与基材表面接触面的温度也较高,有利于密封胶内的偶联剂与基材上基团反应,增加密封胶的粘结强度。

5 结语

皮带机托辊密封结构现状 篇11

摘 要：托辊在带式输送机中的占比比较大，而带式输送机主要应用于粮站、煤矿和矿山等的运输。托辊的整体结构一般比较单一，多数情况由轴承座、辊筒、轴承、润滑脂、密封件以及轴等这些零件构成。常用的托辊自身存在许多不足，主要是体积比较大、磨损较大、容易被腐蚀、使用期较短，这主要是托辊的工作环境引起的，托辊主要被用于一些比较恶劣的工作环境中，而且它本身的构造也不完美。所以，改善传统的托辊势在必行。

关键词：带式输送机；托辊；密封设计

中图分类号：TD528.1；TH222 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）24-0110-01

1 皮带机的应用现状

带式输送机还可以叫做胶带机或者皮带机，主要的应用领域是铁矿、煤矿、粮站、港口、焦化厂、洗煤厂、发电厂和化肥厂等工业的运输部门，是一种用于物料输送的机器，负责的是粒料和固体散料的输送。带式输送机是物料传送领域的必须品，它拥有比较简单的结构，灵活的架设，较少的占地面积，同时可以进行不间断的工作，皮带机的长度是不固定的，最短的只用几米，最长的时候可以达到几千米。现在已知最长的皮带机的长度是2 km，宽度是2 m，最小的皮带机长度要小于10 m，宽度大约是300 mm。

2 托辊的种类

托辊的种类有很多，以材料进行划分可分为：陶瓷托辊、铸石托辊、尼龙托辊、钢制托辊、脉醛树脂托辊、PVC托辊、超高分子量聚乙烯托辊、酚醛树脂托辊、玻璃钢托辊、聚氨醋托辊、橡胶托辊等，在这些不同的托辊中使用比重最大的是尼龙托辊、钢制托辊以及脉醛树脂托辊。

以直径进行划分，托辊可以分为：108直径、89直径、159直径、133直径和194直径等。现在使用比重较大的托辊直径是108直径、89直径、159直径和133直径等。托辊的直径直接关系着托辊的长度，如果托辊的直径是89，那么它的长度多数情况下最短是180 mm，最长能够达到1 000 mm；托辊直径是108那么它的长度最短是240 mm，最长是1 200 mm；托辊直径是133，那么它的长度最短是375 mm，最长是1 600 mm，托辊直径是159，那么它的长度最短是465 mm，最长是1 800 mm；托辊直径是194，那么它的长度最短是600 mm，最长是2 200 mm。

3 托辊失效机理

现在带式输送机上使用的轴承都是专用的，包括205 ka、204 ka、306 ka、305 ka以及704 ka。不过在替换完专用的轴承后，轴承损坏的情况依然没有得到改善，主要表现为旋转不连续、运转变得迟缓等，造成这种现象的原因有以下几点。

3.1 使用了变质的润滑脂

矿用带式输送机的工作环境一般都伴有大量的粉尘，如果长时间在这种环境中工作，润滑脂中就会掺入粉尘，这样润滑脂就不能平稳的发挥它的作用，效果变差。如果轴承一直在比较干的情况下进行摩擦，那么轴承就会出现比较频繁的磨损，使用周期变短。

3.2 润滑脂慢慢流失

这一现象是因为托辊轴承的“呼吸”行为。“呼吸”指的是高速运转的托辊，因为摩擦的原因，产生了大量的热量，热量导致润滑脂的挥发汽化，这样密封腔内的压力就变大了，此时密封腔中的其它气体就会被向外排挤，这就是“呼气”动作。托辊停止工作后，温度就会回落，密封腔内的压力也变低了，这时被排出的气体就会又回到密封腔内，这就是“吸气”动作。这两个动作组成了“呼吸”行为。“呼气”的时候，外面的压力小于密封腔内的压力，杂质不会被带入密封腔内，但是在“吸气”过程中，外面的压力大于密封腔内的压力，外界的杂质就会被吸入密封腔内，这些杂质会污染润滑脂。长时间的“呼吸”行为会使得润滑脂中含有过多的杂质，减少润滑脂的含量，这样轴承的磨损就加剧了。

4 现有托辊的密封形式

迷宫密封是指安置数个排布整齐的环形密封齿在泄露通道中，两齿之间构建了一组膨胀空腔和节流间隙，一级迷宫的组成部分是一个膨胀空腔和一个节流齿隙，迷宫密封结构的组成部分就是几个迷宫。齿隙的工作就是完成势能向动能的转变，空腔的工作是完成动能和热能的转变，防止其转变为压力能。迷宫效应指的是流体依靠迷宫发出阻碍使得它的流量变弱。实事求是的迷宫效应就是一些效应的综合，比如流束收缩效应、水力摩阻效应、透气效应以及热力学效应等等。简化迷宫密封的工作原理就是以密封介质为转折，通过迷宫之中的空隙营造出节流效应完成密封阻漏的工作。非接触式迷宫密封所拥有旋转阻力是非常弱的，需要完成多级迷宫的设置才能完成工作需要。通过迷宫密封的工作原理能够发现迷宫密封和轴承的“呼吸”非常的匹配。不过在煤矿井下使用的带式输送机需要托辊能够加强其防尘防水的性能。迷宫密封在本质上属于非接触式密封，它本身拥有比较差的防水性能，而且，迷宫密封所发挥出的作用与转速息息相关，转速越低效果越差。在设计托辊的密封结构的时候，使用频率最高的是迷宫密封与某些附件密封相组合的方式。

为了更好地将托辊的性能发挥出来，最近一段时间各项研究开始从不同的方面下功夫，比如说：改善托辊的构成材料，将钢制材料的托辊改为新型材料的托辊，这样托辊才能和新型密封结构想匹配，还有就是选择其它的密封结构，而不再是单纯的迷宫密封结构。

4.1 材料升级替换出的新结构托辊

常规的托辊的制作材料一般都是钢材，钢制材质的托辊比较重而且极易被腐蚀，容易被磨损。为了完成重量减轻、使用期增长的要求，近期有某些非金属质地的托辊产生了。现在正在使用中的托辊有脉醛树脂托辊、酚醛树脂托辊和尼龙托辊等，这些托辊的材质都是高分子材料。不止这些，还出现了玻璃钢托辊和陶瓷托辊等托辊，这些托辊的材质属于非金属材料。对比新型托辊和传统托辊，新型托辊的重量比较小，比较耐磨、不易被腐蚀、旋转阻力非常的小，不容易磨损传送带。老式的轴承和轴承座已经不能和新材料的托辊相匹配，轴承和轴承座的托辊需要选择无轴承结构或者橡胶轴承座。类似于在陶瓷托辊中选择的组合就是陶瓷辊和橡胶轴承座，这样陶瓷托辊的使用时间久延长了很多。

无心轴托辊中的辊筒多数情况下选择的是整体旋压成型，就是指使用旋压工艺生产出的半轴结构的托辊，然后再安装好轴承。无心轴托辊能够剔除存在于轴承和管体之间的连接缝隙，这样就能延长托辊的使用期限。现在，盐场和洗煤厂已经开始使用新型材质的托辊。

4.2 唇式密封

托辊唇式密封本质上归属于接触式密封，它代替的就是迷宫密封，即使是在托辊停止工作的时候也能起到密封的作用，而且防水效果也不错。唇式密封中的密封条的制作材料是聚氨酷材料，这种材料拥有比较稳定的性能、而且比较不易磨损、对静电的抗阻燃效果也很好。唇式密封中的轴和密封条是平行排列存在的，或者旋转90度成为垂直安放的。安装的时候，唇式结构和托辊良好的匹配，使得托辊工作的时候密封效果比较好，即使托辊停止工作，密封效果仍然存在。考虑到正常运行时，托辊轴和密封唇之间的配合比较超标，这就导致运转时候产生的阻力比较强，如果带式输送机大部分都选择这种唇式密封，那么整台机器就需要消耗比较多的能量。

4.3 其它类别的密封结构

不只有以上两种密封结构，还有一些密封结构的使用范围比较窄，使用率比较低，比如专用密封件的密封结构。托辊工作的时候，采用离心力导致杂质经过特制的甩油杯被甩出轴承座。不过这种密封结构使用率较低，但是是可行的。不过这种密封结构存在很明显的不足，在这种结构中选择的零部件都不是标准的构造，在生产过程中需要配置相应的模具以及工序，这样产品的质量才能够保障。所以这就需要耗费较多的人力物力，降低了产品的性价比，不能够被大范围的认可。

参考文献：

[1] 刘利，娄俊辉.圆筒混合机托辊调整[J].现代商贸工业，2012，（7）.

[2] 刘振，刘静.带式输送机托辊的分析[J].机电信息，2011，（3）.

[3] 王建昆，张斌.输送带托辊的研制与开发[J].矿山机械，2011，（5）.

[4] 李宗利，张丙文，赵文波.带式输送机缓冲托辊的改进[J].矿山机械，2010，（4）.

密封问题 篇12

本厂#1和#2发电机采用单流环式密封油系统, 即密封油路只有一路, 分别进入汽轮机侧和励磁机侧的密封瓦, 经中间油孔沿轴向间隙流向空气侧和氢气侧, 形成的油膜起到了密封、润滑的作用, 最终分两路 (氢气侧、空气侧) 回油。

密封油系统可用于向发电机密封瓦供油, 且可使油压高于发电机内氢压 (气压) 一定的数量值, 以防发电机内氢气沿转轴与密封瓦间的间隙向外泄漏, 也可防止因油压过高而导致发电机内大量进油。单流环密封油系统如图1所示。

2 密封油系统存在的问题

2.1 密封油油氢差压小

发电机额定氢压应为0.45 MPa。密封油系统可通过油氢差压调节阀自动调整密封瓦进油压力, 使该压力自动跟踪发电机内气体压力, 并控制油氢差压处于0.036~0.076 MPa。

在密封油系统的运行中, 发现盘面发电机氢气压正常 (0.42 MPa) , 而油氢差压值较正常值逐渐降低, 但仍处于正常范围内。此时, 联系了维护人员检查油氢差压调阀, 调整了压差调节阀的压缩弹簧, 以增大油氢差压, 但仍无法解决问题;就地继续检查后发现, 发电机汽端、励断密封油进油压力偏低, 氢气压力表显示0.39 MPa, 较盘面上氢气压力 (0.42 MPa) 偏低, 通过计算, 实际油氢差压为正常;检查发现, 发电机内氢气的温度偏高2~3℃, 且分析盘上氢气压力的测点不准, 显示值偏高, 进而导致盘面油氢差压偏低;联系热控人员校对了氢气压力测点, 确认盘上显示偏高, 因此, 工作人员将氢压提高至正常值, 发电机内氢温恢复正常, 并将油氢差压调阀压缩弹簧调至原位。

油氢差压异常时, 除了可习惯性地调节密封油系统的油氢差压阀外, 还应善于逆向思考, 在氢气系统方面寻找问题。

2.2 密封油回油扩大槽满油

在系统正常运行时, 密封油回油扩大槽顶部排气门S-72和浮子油箱顶部排气门S-68打开, 排气总门S-78关闭。排气门S-72和S-68及期间管道连接密封油回油扩大槽和浮子油箱顶部起到了平衡作用。回油扩大槽和浮子油箱内的压力等于机内压力, 回油扩大槽内的氢侧回油依靠高度差流至浮子油箱。

密封油扩大槽内部有一管路与油水探测报警器 (LSH-202) 连接。当扩大槽内油位升高超过预定值时, 会自动发出报警信号。如果油位继续增高, 则可能导致氢侧排油满溢, 进而流入发电机内。

当发电机排氢置换时, 发电机内气压偏低 (<0.05 MPa) 。浮子油箱与空气抽出槽间存在高度差, 导致浮子油箱排油不畅, 甚至存在满油现象。如果扩大槽的油水探测报警器内不存在油, 则说明扩大槽与空气抽出槽间存在高差, 油已流至主回油装置 (空气抽出槽) 。尽管如此, 当气压偏低时, 仍必须加强对油水探测报警器的监视。一旦出现报警信号或发现有油, 则应立即排放, 以免油满溢至发电机内。机内气压升高时, 浮子油箱排油才会通畅。

#1机组停运检修时, 在发电机内进行了CO2置换氢气, 机内压力为0.07 MPa, 密封油回油扩大槽油水探测报警器发出报警, 运行人员放掉油水报警器内的油;就地检查后发现, 浮子油箱油位正常, 立即隔离浮子油箱, 打开浮子油箱旁路门, 控制旁路上的液位指示器油位保持在中间位置;提高机内压力至0.09 MPa时发现, 油水报警间隔延长, 但报警现象仍然存在。

排查后发现, 浮子油箱顶部起到平衡阀作用的排气门S-68、平衡阀关闭, 回油扩大槽与浮子油箱内气体被封在密闭空间, 气体压力约为0.07 MPa, 密闭空间的气体作用在浮子油箱油面上, 浮子油箱回油正常, 油位正常;阻碍了密封油回油扩大槽回油, 需靠自重使油流入浮子油箱, 进而导致回油不畅, 密封油回油扩大槽油位升高, 造成油水报警器频繁报警;提高机内压力至0.09 MPa后, 只能促进排油, 无法保持排油通畅。打开浮子油箱顶部起到平衡阀作用的排气门S-68后, 可解决上述问题。

3 结束语