機械密封工程的案例
【專業知識】工程機械上有多少種密封圈？都是干什么用的？
專注于機械行業、專業、職業信息分享
服務于制造業百萬工程師
推薦閱讀
【專業知識】機械手的關節是靠什么連接的？看完你就明白了！
【機械加工】加工精度不合格？被遺忘的“機床預熱”！
【職場分享】有趣的問題：為了一線員工看懂圖紙，不按規范作圖可取嗎？
【鈑金設計】鈑金壓死邊加工方法，了解一下！
工程機械都離不開油缸，油缸又離不開密封件。常見的密封件就是密封圈，也叫油封，起到隔絕油液的作用，防止油液溢出或通過。這里，制造君為大家整理了常見的一些油缸密封圈的類型和形式。
常見的用于液壓油缸的密封圈又以下這些類型：防塵圈、活塞桿密封圈、緩沖密封圈、導向支撐環、端蓋密封圈和活塞密封圈。
防塵圈
防塵圈安裝在液壓缸端蓋的外側，用于防止外部污染物進入油缸，根據安裝方式又可分為卡入式和壓入式。關注機械工程師，獲取更多機械知識。
卡入式防塵圈的基本形式
卡入式防塵圈最為常見，顧名思義，防塵圈卡在端蓋內壁的凹槽里，用于不那么苛刻的環境條件下。卡入式防塵圈的材料通常為聚氨酯，結構形式有多種變體，如H和K型截面為雙唇結構，但萬變不離其宗。
卡入式防塵圈的一些變體
壓入式防塵圈用于嚴苛、重負荷的條件下，并不卡在凹槽中，而是聚氨酯材料外包裹一層金屬以增加強度，壓入液壓缸端蓋內。壓入式防塵圈也有多種形式，也分單唇和雙唇。
壓入式防塵圈及一些變體
活塞桿密封圈
活塞桿密封圈也被稱作U型杯，是主要的活塞桿密封件，安裝在液壓缸端蓋內側，作用是防止液壓油外漏。
展開 中石化PPT│機械密封基本原理及結構形式，帶你詳細認識機械密封（上）
中石化PPT│機械密封基本原理及結構形式，帶你詳細認識機械密封（上）
【機械設計】機械設計制造中常用的動密封形式，一起來看呀！
二、機械密封
機封總是由旋轉部件（黃色部分）和靜止部件（橙色部分）兩大部分組成，兩相對運動的動，靜環面成為密封的主密封面。
機械密封亦稱端面密封，按國家有關標準定義為：由至少一對垂直于旋轉軸線的端面在流體壓力和補償機構的彈力（或磁力）作用以及輔助密封的配合下保持貼合并相對滑動，而構成的防止流體泄漏的裝置。
三、干氣密封
干氣密封即“干運轉氣體密封”是將開槽密封技術用于氣體密封的一種新型軸端密封，屬于非接觸密封。
特點：
密封性能好，壽命長，不需密封油系統，功率消耗少，操作簡單及運行維護費用低。干氣密封作為不需任何密封端面冷卻和潤滑用油的無維修密封系統，正取代浮環密封和迷宮密封而成為石化行業高速離心壓縮機軸封的主體密封。
適用場合：
離心式壓縮機等高速等高速流體機械，適用于少量工藝氣泄漏到大氣中無危害的工況，如空壓機，氮壓機等。
展開 【機械設計】一文讀懂，機械密封相關知識，請收藏！
本文主要通過對機械密封結構原理的介紹和對機械密封失效泄漏原因的分析，總結出了正確安裝、使用機械密封以延長其使用壽命的經驗和方法。
1 前言
機械密封(mechanical seal)是由至少一對垂直于旋轉軸線的端面在流體壓力和補償機構彈力（或磁力）的作用下以及輔助密封的配合下保持貼合并相對滑動而構成的防止流體泄漏的裝置。
機械密封結構（典型結構原理見圖1）主要由靜止環（靜環）
1、旋轉環（動環）
2、彈性元件
3、彈簧座
4、緊定螺釘
5、旋轉環輔助密封圈
6、靜止環輔助密封圈
等元件組成，防轉銷7固定在壓蓋9上以防止靜止環轉動。
圖1 機械密封結構原理圖
機械密封具有密封性能可靠、泄漏量小、使用壽命長、功率損耗少和適用范圍廣等優點，被廣泛應用于各個技術領域，尤其適用于高轉速、高壓差的工作條件和昂貴或有毒及強腐蝕性的工藝介質。同時，機械密封又是設備的最薄弱環節之一。
為延長其使用壽命，除了選擇恰當的摩擦副材料和合適的端面比壓外，正確的安裝和維修也可起到重要的作用。
本文通過日常檢修的實踐，分析了機械密封失效泄漏的主要原因，總結出了如何延長機械密封使用壽命的方法。
展開 
泵機械密封失效常見形式
1、靜環和動環的磨損失效
機械密封在安裝和運轉過程中,可能會有雜質進入或配合不當,使得密封元件或其它零件的運轉環境產生不較影響,遭到不同程度損壞。設備轉動過程中產生的振動或工藝操作參數不當使得轉動設備內部的介質發生結晶等現象時,會出現運轉狀態不佳等現象,更容易導致機械密封的磨損加劇,從而使得其原本貼合的端面產生泄漏,導致失效。
機械密封結構圖
2、工藝生產條件和參數導致的失效
不銹鋼離心泵輸送的介質中大多數具有強腐蝕性、高溫高壓或低溫低壓等各種工藝生產條件,都容易對密封的性能產生影響。特別是在高溫高壓的條件下,介質的滲透性強,容易導致密封件及密封面的腐蝕加劇。而且當介質內外的溫差較大時,也容易導致密封件的兩側溫差大而膨脹不均勻,這種變形極易造成密封不較而導致泄漏。
3、安裝時裝置的狀態不佳或固有缺陷
在機械密封出廠時,靜密封在裝配式預緊力不夠或預緊力不均勻時,就可能導致在運轉過程中極易發生泄漏。在安裝過程中,采取敲打等較野蠻的安 裝方式將縮短其使用壽命,或致使機器設備在工作狀態下發生泄漏。裝配時調整不當容易致使設備運行時發生泄漏。其次密封件的材質不合格,或者選用的材質同使用的介質不當,容易產生腐蝕,或者密封元件本身有缺陷而沒有被發現,也可能致使發生泄漏。密封壓蓋類零件的剛度不夠,如各種法蘭、密封蓋等由于剛度不夠,當壓力較大時,容易產生變形,當變形達到一定的程度時,將導致泄漏的發生。
4、機械密封的振動偏大
機械密封的振動偏大主要有兩種原因:一是機械密封本身的原因,轉動設備在運行中,密封端面可能會有磨損、熱裂、變形等狀況,采用彈簧力作為補償機構作用力的,在長時間使用后彈簧本身會松弛或斷裂,輔助的密封圈也可能會有變形、斷裂、磨損等現象發生。
展開 焦化設備維護：機械密封
「機械密封又稱端面密封，近幾十年來，機械密封技術有了很大的發展，在石油、化工、輕工、冶金、機械、航空和原子能等工業中獲得了廣泛的應用。」
機械密封的工作原理與結構
機械密封是靠一組研配的密封端面形成的動密封。機械密封的種類很多，但工作原理基本相同，其典型結構下圖所示。
1-靜環；2-動環；3-壓蓋；4-彈簧；5-傳動座；6-固定銷釘；7,8-O形密封圈；9-防轉銷
機械密封主要由四大組成部分：由動環2和靜環1組成的主要動密封件，動環與泵軸一起旋轉，靜環固定在壓蓋3內，用防轉銷9來防止它轉動，靠動環與靜環的接觸端面A在運動中始終貼合，實現密封；由各靜密封點（B、C、D點）所用的〇形或V形密封圈7和8組成的輔助密封元件；由彈簧4等元件組成的壓緊元件；由傳動座5及鍵或固定銷釘6等組成的傳動元件。
機械密封中一般有四個可能泄漏點A、B、C和D。密封點A在動環與靜環的接觸面上，它主要靠泵內液體壓力及彈簧力將動環壓貼在靜環上，防止A點泄漏。但兩環的接觸面A上總會有少量液體泄漏，它可以形成液膜，一方面可以阻止泄漏，另一方面又可起潤滑作用。為保證兩環的端面貼合良好，兩端面必須平直光潔。密封點B在靜環與壓蓋之間，屬于靜密封點。用有彈性的0形（或V形）密封圈壓于靜環和壓蓋之間，靠彈簧力使彈性密封圈變形而密封。密封點C在動環與軸之間，此處也屬靜密封，考慮到動環可以沿軸向竄動，可采用具有彈性和自緊性的V形密封圈來密封。密封點D在密封箱與壓蓋之間，也是靜密封，可用密封圈或墊片作為密封元件。
從結構上看，機械密封將容易泄漏的軸封，改為較難泄漏的靜密封和端面徑向接觸的動密封。由動環端面與靜環端面相互貼合的徑向接觸動密封是決定機械密封性能和壽命的關鍵。
展開 淺析化工機械的密封技術
進行化工機械密封的時候要堅持密封可靠、使用壽命長、方便維修以及泄漏量少等原則，確保密封效果滿足使用要求。隨著機械化生產水平的提高，化工機械設備的密封效果已經成為衡量其綜合水平的重要因素，特別是化工企業機械密封效果的狀況直接關系著企業設備的穩定狀況和產品的質量，以及企業的安全生產。因此，加強對化工機械設備密封技術的研究尤為重要。
一、機械密封工作原理
機械密封工作原理是在補償彈性構件和流體壓力的作用下，在平面摩擦副的貼合面之間形成一層液體薄膜，配以輔助密封達到端面密封的效果。這層液體薄膜起到了平衡動壓力、靜壓力和潤滑的作用。機械密封是依靠固定在泵軸上動環和固定在泵殼上的靜環，動、靜環的兩端面間在彈簧力作用下保持緊密貼合接觸，達到阻漏的密封裝置。在化工行業多用于各類泵、釜、壓縮機等設備的旋軸的端面密封。
二、機械密封中存在的問題
（一）長期磨損導致密封泄漏。機械設備在運行階段會不斷的摩擦，進而就會造成機械的磨損，影響密封部件的完整性，導致密封效果受到影響，因此在進行化工材料泄漏原因分析的時候，可以參考設備密封部位磨損的情況進行。如果化工生產過程中，出現了泄漏現象，就會造成部件的磨損情況出現差異，這是因為運行良好的零部件磨損痕跡相對較為均勻，而泄漏情況出現后磨損痕跡就會發生變化，因此，可以根據磨損情況判斷泄漏與密封本身之間的影響關系。與此同時，假如密封裝置安裝時沒有安裝到位，就會使得安裝細節處存在輕微的偏差，這就可能由于本身安裝的問題引發泄露現象，這種情況下如果密封的位置不發生旋轉或運動，就不會產生磨損痕跡，但是泄漏問題從安裝完成開始就已經存在了。
（二）動密封點失效而導致的泄漏問題。動密封點失效的原因大致包含密封結構、軸的影響以及介質的影響、密封的端面四方面因素。
展開 機械密封技術總結
泄漏是機械設備常產生的故障之一。
造成泄漏的原因主要有兩個方面：一是
由于機械加工的結果，機械產品的表面必然存在各種缺陷和形狀及尺寸偏差，在機械零件聯接處不可避免地會產生間隙；
二
是密封兩側存在壓力差，工作介質就會通過間隙而泄漏。
減小或消除間隙是阻止泄漏的主要途徑。密封的作用就是將接合面間的間隙封住，隔離或切斷泄漏通道，增加泄漏通道中的阻力，或者在通道中加設小型做功元件，對泄漏物造成壓力，與引起泄漏的壓差部分抵消或完全平衡，以阻止泄漏。關注公眾號“液壓說”，獲取更多液壓知識。
0
1
密封的分類
密封可分為相對靜止接合面間的
靜密封
和相對運動接合面間的
動密封
兩大類。
靜密封，指
兩個靜止面之間的密封
。靜密封主要有點密封、膠密封和接觸密封三大類。根據工作壓力，靜密封又可分為
中低壓靜密封
和
高壓靜密封
，中低壓靜密封常用材質較軟、墊片較寬的墊密封，高壓靜密封則用材料較硬，接觸寬度很窄的金屬墊片。
動密封是指機器（或設備）中
相對運動件之間的密封
，可以分為旋轉密封和往復密封兩種基本類型。按密封件與其作用相對運動的零部件是否接觸，可以分為
接觸式密封和非接觸式密封
。一般說來，接觸式密封的密封性好，但受摩擦磨損限制，適用于密封面線速度較低的場合。非接觸式密封的密封性較差，適用于較高速度的場合。關注公眾號“液壓說”，獲取更多液壓知識。
展開 機械設計知識點 —— 密封墊片如何選型
墊片的厚度與其型式、材料、直徑、密封面的加工狀況和密封介質等相關。對于大多數非金屬板材墊片而言，薄的墊片抵抗應力松弛的能力也比較大。因薄的墊片其內側跟介質接觸的面積也小，所以沿墊片本體滲漏也隨之減少，并且此情況下墊片所承受的吹出力也小，墊片也就不容易被吹出，圖9形象的展示了薄墊片的抗吹出能力要比厚墊片強。當然也可以參考墊片標準選擇墊片厚度以及其它尺寸。
圖9 同樣工況下不同厚度墊片的徑向受力示意圖
此外，由于墊片通常采用螺栓法蘭連接結構，因此裝配時需要將螺栓預緊到足以達到密封的要求，另外，這一結構中的墊片更是一個受很多因素影響的密封元件，因而如何控制預緊力是一個十分棘手的問題。各種墊片需要的壓緊載荷也各不相同，對于特殊要求的墊片密封，它們沒有標準的連接尺寸，如法蘭厚度、螺栓尺寸、螺栓間距等，這就需要考慮專門設計。
文章來自：沐風機械
展開 機械密封的安裝過程
機械密封的安裝過程
一、安裝方法
安裝方法隨機械密封型式、機器的種類不同而有所不同，但其安裝要領幾乎都相同，安裝步驟和注意事項如下：
1. 安裝尺寸的確定
安裝時，應按產品的使用說明書或樣本，保證機械密封的安裝尺寸。
2. 裝入前，軸(軸套)、壓蓋應無毛刺，軸承狀況良好;密封件、軸、密封腔、壓蓋都應該清洗干凈。為減少摩擦阻力，軸上安裝機械密封的部位要薄薄地涂上一層油，以進行潤滑，考慮到橡膠O形圈的相溶性，若不宜用油，可涂肥皂水。浮裝式靜環不帶防轉銷的結構，不宜涂油，應干式裝入壓蓋。
3. 先將靜環與壓蓋一起裝在軸上，注意不要與軸相碰，然后將動環組件裝入。彈簧座或傳動座的緊定螺釘應分幾次均勻擰緊。
在未固定壓蓋之前，用手推補償環作軸向壓縮，松開后補償環能自動彈回無卡滯現象，然后將壓蓋螺拴均勻地鎖緊。
4. 另外要注意：
靜環密封圈不是越緊越好。靜環密封圈基本處于靜止狀態，相對較緊密封效果會好些，但過緊也是有害的。一是引起靜環密封因過度變形，影響密封效果;二是靜環材質以石墨居多，一般較脆，過度受力極易引起碎裂;三是安裝、拆卸困難，極易損壞靜環。
二、安裝時的注意事項
1. 安裝前要認真檢查集結密封零件數量是否足夠，各元件是否有損壞，特別是動、靜環有無碰傷、裂紋和變形等缺陷。如果有問題，需進行修復或更換新備件。
2. 檢查軸套或壓蓋的倒角是否恰當，如不符合要求則必須進行修整。
3. 機械密封各元件及其有關的裝配接觸面，在安裝前必須用丙酮或無水酒精清洗干凈。安裝過程中應保持清潔，特別是動、靜環及輔助密封元件應無雜質、灰塵。動、靜環表面涂上一層清潔的機油或透平油。
4. 上緊壓蓋應在聯軸器找正后進行。螺栓應均勻上緊，防止壓蓋斷面偏斜，用塞尺或專用工具檢查各點，其誤差不大于0.05毫米。
5.
展開 如何計算機械密封的壓縮量？
編 輯 | 化工活動家
來 源 | 化工設備與機械
關鍵詞 | 機械密封 壓縮量 計算
共 9422 字 | 建議閱讀時間 25 分鐘
機械密封的壓縮量是與整體尺寸直接相關的，正確地裝配尺寸可以保證機械密封具有最佳的彈簧比壓，從而使整個密封工作在合適的端面比壓狀態，保證合適的泄漏量和足夠的使用壽命。
機械密封中尺寸關鍵尺寸L1K對應提主提到的壓縮量，保證軸向尺寸L1K即為達到了機械密封的最佳安裝狀態，也就是我們追求的密封壓縮量最佳值。附上圖，請看紅色標注尺寸L1K
但是將其放置于裝置內，則如下圖所示：
得到合適的軸套與壓蓋關聯尺寸，才能保證L1K尺寸。這就是我們常說的機械密封安裝尺寸！
那么，一般彈簧壓縮多少比較合適？這個問題不能一概而論；因為我們需要一定的彈簧力來保證動靜環緊密貼合在一起，同時保證可以克服輔助密封的摩擦力實現動環（補償環）自由移動（用于補償軸的竄動和密封的磨損）。
彈簧力太大，動靜環磨損較快，使用壽命縮短；彈簧力太小，動靜環容易打開，可靠性低。而關鍵在于機械密封中彈簧的工作位置通常并不一致，可能并不是理想的2/3，也不是理想的1/2。同一廠家不同密封表現不同，不同廠家不同密封千差萬別，此處并沒有統一的標準或規定。如果非要找一個萬變不離其宗的東西，那么我們可以認為是彈簧比壓。
彈簧比壓=彈簧力/動靜環接觸面積，在設計手冊里，對于彈簧比壓的要求是：
展開 
機械密封的失效分析
19.壓蓋的剛性較差，將會出現（圖十九）所示的情況，即靜密封墊片損壞而產生泄漏。
上述典型失效案例可以看出，故障分析是解決密封泄漏和損壞的一種非常有效的方法。這種方法簡單易行，而且很容易發現問題的焦點，并針對性地加以解決。任何一種結構形式的機械密封都有其優點，但也不可避免地存在一些局限，只能通過舉一反三，掌握其原理，從多方面出發考慮，綜合的分析故障原因，再針對不同設備，不同工況，分別加以分析，選擇最佳的配套方案，來解決機械密封的現場故障。
來源：華青科技
【5/21更新】機械密封
機械密封是一種旋轉機械的軸封裝置，機械密封又叫端面密封，在國家有關標準中是這樣定義的:"由至少一對垂直于旋轉軸線的端面在流體壓力和補償機構彈力(或磁力)的作用以及輔助密封的配合下保持貼合并相對滑動而構成的防止流體泄漏的裝置"。
常用機械密封結構由靜止環(靜環)、旋轉環(動環)、彈性元件彈簧座、緊定螺釘、旋轉環輔助密封圈和靜止環輔助密封圈等元件組成，防轉銷固定在壓蓋上以防止靜止環轉動。
機械密封在日常檢修中，常常會存在以下幾個誤區：
誤區一：
彈簧壓縮量越大密封效果越好？！
其實不然，彈簧壓縮量過大，可導致摩擦副急劇磨損，瞬間燒損；過度的壓縮使彈簧失去調節動環端面的能力，導致密封失效。
誤區二：
動環密封圈越緊越好？！
其實動環密封圈過緊有害無益。一是加劇密封圈與軸套間的磨損，過早泄漏；二是增大了動環軸向調整、移動的阻力，在工況變化頻繁時無法適時進行調整；三是彈簧過度疲勞易損壞；四是使動環密封圈變形，影響密封效果。
誤區三：
靜環密封圈越緊越好？！
靜環密封圈基本處于靜止狀態，相對較緊密封效果會好些，但過緊也是有害的。一是引起靜環密封因過度變形，影響密封效果；二是靜環材質以石墨居多，一般較脆，過度受力極易引起碎裂；三是安裝、拆卸困難，極易損壞靜環。
誤區四：
葉輪鎖母越緊越好？！
機械密封泄漏中，軸套與軸之間的泄漏(軸間泄漏)是比較常見的。一般認為，軸間泄漏就是葉輪鎖母沒鎖緊，其實導致軸間泄漏的因素較多，如軸間墊失效，偏移，軸間內有雜質，軸與軸套配合處有較大的形位誤差，接觸面破壞，軸上各部件間有間隙，軸頭螺紋過長等都會導致軸間泄漏。
展開 反應釜機械密封常遇故障及維護
但是導致機械密封振動偏大的原因并不都是機械密封自身的原因，反應釜的其它零部件也是產生振動的根源，如軸設計不合理、加工的原因、軸承精度不夠、聯軸器的平行度差、徑向力大等原因。
故障處理方法
在安裝軸、密封腔體、機械密封件本身時應將其清洗干凈，防止雜質進入密封安裝部位。并合理地設計軸向力的平衡裝置，使安裝機械密封件的設備轉子軸向竄動量≤0.3mm，消除軸向竄量。
反應釜機械密封選型方法及原則
機械密封按工作條件和介質性質的不同，有耐高溫、耐低溫機械密封，耐高壓、耐腐蝕機械密封，耐顆粒介質機械密封和適應易汽化的輕質烴介質的機械密封等，應根據不同的用處選取不同結構型式和材料的機械密封。
選型的主要參數
密封腔體壓力（MPA）
流體溫度（℃）
工作速度（M／S）
流體的特性
安裝密封的有效空間等。
選型的基本原則
根據密封腔體壓力，確定密封結構采用平衡型或非平衡型，單端面或雙端面等。
根據工作速度，確定采用旋轉式或靜止式，流體動壓式或非接觸型。
根據溫度及流體性質，確定摩擦副和輔助密封材料，以及正確選擇潤滑、沖洗、保溫、冷卻等機械密封循環保護系統等。
根據安裝密封的有效空間，確定采用多彈簧或單彈簧或波形彈簧，內裝式或外裝式。
展開 機械密封的腐蝕類型與防護方法
機械密封的腐蝕類型與防護方法
機械密封出現損壞的情況較多，常見的損壞形式主要有腐蝕損壞、熱損壞和機械損壞。其中腐蝕損壞危害性較大，由于機械密封特殊的結構形式及工作環境和條件不同，腐蝕損壞的形態也多種多樣。
一、金屬環腐蝕
1、表面均勻腐蝕
如果金屬環表面接觸腐蝕介質，而金屬本身又不耐腐蝕，就會產生表面腐蝕，其現象是泄漏、早期磨損、破壞、發聲等。金屬表面均勻腐蝕有成膜和無膜兩種形態，無膜的金屬腐蝕很危險，腐蝕過程以一定的速度進行，這主要是選材錯誤造成的。成膜的腐蝕，其鈍化膜通常具有保護作用的特性，但金屬密封環所用的材料，如不銹鋼、鈷、鉻合金等其表面的鈍化膜在端面磨擦中破壞，在缺氧條件下新膜很難生成，使電偶腐蝕加劇。
2、應力腐蝕破裂
金屬在腐蝕和拉應力的同時作用下，首先在薄弱區產生裂縫，進而向縱深發展，產生破裂，稱為應力腐蝕破裂，選用堆焊硬質合金及鑄鐵、碳化鎢、碳化鈦等密封環，容易出現應力腐蝕破裂。密封環裂紋一般是徑向發散型的，可以是一條或多條。這些裂縫溝通了整個密封端面，加速了端面的磨損，使泄漏量增加。
二、非金屬環腐蝕
1、石墨環腐蝕
用樹脂浸漬的不透性石墨環，它的腐蝕有三個原因：
（1）當端面過熱，溫度大于180℃時，浸漬的樹脂要折離石墨環，使環耐磨性下降。
（2）浸漬的樹脂若選擇不當，就會在介質中發生化學變化，也使耐磨性下降。
（3）樹脂浸漬深度不夠，當磨去浸漬層后，耐磨性下降。所以密封冷卻系統的建立，選擇耐蝕的浸漬樹脂，采用高壓浸漬，增加浸漬深度是非常必要的。
2、石墨環的氧化
在氧化性的介質中，端面在干摩擦或冷卻不良時，產生350～400℃的溫度能使石墨環與氧發生反應，產生CO氣體，可使端面變粗糙，甚至破裂。非金屬環在化學介質和應力的同時作用下，也會破裂。
展開 