【原】机械密封的一些经验法则（下）

密封限制

●  如果密封面速度超过25米/秒，则仅使用静止式机械密封（弹簧不随轴旋转），但不得使用集装式设计，除非提供了某种方法来确保集装轴套与轴成直角（泵沙龙注：原文如此，是否有问题？）。

●  在10^-2英寸或1毫米汞柱以下的真空应用中使用O形圈平衡密封。O形圈是唯一可以密封真空和压力的弹性体。分体式密封适用于这些应用，但必须将其转向反方向安装以达到最佳运行。

●  任何优质、平衡的O形圈均可将填料函压力密封至28 bar，温度密封至205 ℃。杜邦公司的Kalrez^®有一种化合物可以达到370 ℃，但在环境温度下是不可接受的-它变得太硬。

应用

●  如果填料函压力至少高于产品蒸汽点一个大气压，则平衡O形圈密封不应在密封面处出现产品汽化。

●  最容易密封的产品是凉爽、清洁、润滑的液体。所有有问题的化学品都可以分为几类。如果知道如何密封这些类别，那么在你的应用中使用的密封应该没有问题：

-  结晶产品（苛性碱或糖溶液）

-  粘性产品（沥青或糖浆）

-  会凝固产品（聚合物或巧克力）

-  会汽化的产品（热水或苯）

-  成膜液体（热石油或电镀液）

-  高温流体（导热油或液态硫磺）

-  危险品（火灾、爆炸、放射性、细菌）

-  非润滑液体（溶剂或热水）

-  气体和干运行应用（氢气）

-  干固体（蛋糕混合物或药品）

-  腐蚀性液体（酸或强碱）

-  低温（液氮）

-  泥浆（河水、污水、大多数原料产品）

●  除了这些化学品类别外，还有其它密封问题，包括：

-  高压

-  高真空

-  高速

-  过度运动

●  双封应在两个方向上保持平衡，以防止隔离液压力变化时发生故障。大多数密封公司普遍采用“单向”密封平衡的做法，为了安全和可靠性，应避免使用。

●  在混合器、搅拌器、套筒轴承设备和任何径向或轴向运动大于0.15 mm的旋转设备上使用运动密封。泵密封在这些应用中效果不佳，因为硬面太窄且内部密封间隙太紧。

●  避免在静止机械密封中使用冲洗液作为冷却剂。冷却液将仅导向密封的一侧，由于静止密封不会旋转滑动部件，温差会导致表面变得不平整。对于静止波纹管密封，可能会导致波纹管破裂。

●  冷却密封的最佳方法是使用作为泵一部分的带夹套的填料函。该夹套不仅可以冷却密封区域，还可以为轴提供必要的冷却，使其不会将填料函热量传递给轴承。

●  在急冷压盖中使用蒸汽（冷却）是另一种解决方案，但不如填料函夹套（冷却）好。

●  如果使用带夹套的填料函，填料函中的死端流体不要试图再循环回吸入侧并同时冷却填料函。使用夹套填料函时，最好在底部（喉部）安装一个碳衬套，作为泵送流体和密封之间的热屏障。

●  请勿在污垢或泥浆环境中使用旋转“背靠背”的双重密封。当密封面磨损时，固体会阻止内密封向前移动，如果隔离液压力消失，固体会打开并渗透到内侧密封面之间。

●  确保将立式泵排气排回泵的吸入侧。滞留在填料函中的空气会导致密封面发热，在某些情况下会损坏弹性体。

●  旋风分离器或“在线过滤器”不是清理填料函中流体的好方法。

●  热量会以多种方式影响密封件：表面可能会受到攻击。电镀表面可能会使硬质涂层开裂，填充碳会使粘合剂在高温下熔化。

●  弹性体（橡胶件）的温度极限由所用化合物决定。

●  所有液体的腐蚀速率随温度升高而增加。

●  热膨胀会导致密封载荷发生改变以及密封面平整度的改变。

●  许多产品在高温下会从液体变为固体或气体。如果密封面之间发生这种情况，则密封面将会被推开。

●  不要试图将机械密封安装于填料函外部，以防止弹簧接触液体。随着密封面的磨损，密封会移动到“泥浆”中，最终会“挂起”并泄漏。在这些应用中，离心力将固体抛入贴合面，如果系统中的压力过大，密封面将会被推开。

●  在选择机械密封的承压范围时，一定要考虑填料函的压力，而不是泵的出口压力。通常，很少遇见密封腔的压力等于出口压力的情况（例外的情况如，未安装平衡管的两级泵高压侧密封）。

技术

●  研磨到小于三个氦光带（1.0微米）的密封面不应出现可见的泄漏。可见泄漏发生在大约5个光带处。

●  典型的机械密封面载荷：新碳面时为0.2 N/mm²；碳面完全磨损时为0.07 N/mm²。绝对不能猜测机械密封的压缩量。可从密封宣传册或根据上述信息计算正确的长度。

●  旋转和静止金属波纹管密封都需要减振。弹性体密封件不会遇到这种振动问题，因为接触轴的弹性体是一个自然振动阻尼器。振动可能是谐波的，也有可能是由于润滑液不良（滑粘，滑动粘附现象）所引起的。

●  仅使用无微动密封设计。轴和轴套的成本太高，不能忽视这一严重问题。

●  碳喉部衬套与轴之间的间隙为轴直径的0.002 mm/mm。如果将其用作支撑轴承，则应将间隙降至轴直径的0.001 mm/mm。

●  安装时无需润滑密封面。如果被密封的产品可能在密封面之间汽化并导致冻结，则必须清除制造商可能残留在密封面上的任何润滑剂。

●  平衡型机械密封消耗的功率，约为填料密封的六分之一。

●  单弹簧密封以右手或左手方向缠绕。检查密封是否会因为弹簧缠绕（方向）而无法将两面贴合在一起。

●  开式叶轮泵需要调整叶轮。在这些应用中仅使用集装式或分体式密封。不要使用紧靠轴肩或采用紧定螺钉来固定的密封，因为调整叶轮时密封面载荷会发生改变。

●  除非是紧急情况，否则不要松开密封面。密封面张开是一种常见的密封故障。当密封面打开时，固体颗粒会嵌入碳表面，并在研磨过程中被进入步推入。如果在紧急情况下重新研磨（密封面），切勿使用研磨粉，因此磨粒会嵌入软碳中。

●  无法通过从碳面上去除材料来平衡内部密封。要获得密封平衡，必须执行以下操作之一：

-  使用带旋转密封的阶梯式轴套。

-  使用金属波纹管。这种平衡并不完美，但已经足够好了。

-  采用静止密封设计，无需阶梯式轴套。

●  由于采用了不同的测量尺度，密封面硬度是一个令人困惑的问题。其中，最常见的两种是Rockwell “C”和Brinnell。将Brinnell除以10≈Rockwell “C”。

●  避免将油作为双重密封之间的隔离或缓冲液。大多数石油基油类和其它油类的比热均较低（0.2-0.4），并且导电性差（水的0.5倍）。

●  通常可在两个平衡O形圈密封之间使用对流罐。如果使用的是非平衡密封，这种密封产生的额外热量对于对流冷却来说通常过多。有关对流冷却的速度、直径、端面组合和压力限制，请联系密封制造商。如果对流冷却不令人满意，泵送环或强制润滑是另一种选择。

●  如果决定自己维修机械密封，请务必从原始制造商处购买密封零件。否则，将其送回原始制造商进行修理。重要的是，密封零件必须用原材料重新制造，并且必须符合原公差。由于产品责任问题，制造商无法提供此信息。对修复后的密封进行故障排除更加困难，因为组件上的旧标记会使故障排除人员感到困惑。

●  密封面上的油会导致密封面在长时间不运转时粘在一起。如果不打算立即运行设备，请清除组装过程中密封面上可能存在的任何油类。

注：本篇内容信息主要来源于McNally INSTITUTE，仅供参考。