机械密封选型、安装、使用

1 根据工作参数p、v、t选型

这里p是指密封腔处的介质压力，根据p值的大小可以初步确定是否选择平衡式的结构以及平衡程度。对于介质粘度高、润滑性好的，p≤0.8MPa，或低粘度、润滑性较差的介质，p≤0.5MPa时，通常选用非平衡式结构。p值超过上述范围时，应考虑选用平衡式结构。当p＞15MPa时，一般单端面平衡式结构很难达到密封要求，此时可选用串联式多端面密封。

υ是指密封面平均直径的圆周速度，根据υ值的大小确定弹性元件是否随轴旋转，即采用弹簧旋转式或弹簧静止式结构，一般υ＜20～30m/s的可采用弹簧旋转式，速度更高的条件下，由于旋转件的不平衡质量易引起强烈振动，最好采用弹簧静止式结构。若p和υ的值都高时，可考虑选用流体动压式结构。

t是指密封腔内的介质温度，根据t的大小确定辅助密封圈的材质、密封面的冷却方法及其辅助系统。温度t在0～80℃范围内，辅助密封圈通常选用丁腈橡胶O形密封圈；-50℃≤t＜150℃，根据介质腐蚀性强弱，可选用氟橡胶、硅橡胶或聚四氟乙烯成型填料密封圈：温度＜-50或t≥150℃时，橡胶和聚四氟乙烯会产生低温脆裂或高温老化，此时可采用金属波纹管结构。介质浊度高于80℃时，在密封领域中通常就要按高温来考虑，此时必须采取相应的冷却措施。

2 根据介质特性选型

腐蚀性较弱的介质，通常选用内置式机械密封，其端面受力状态和介质泄漏方向都比外置式合理。对于强腐蚀性介质，由于弹簧选材较困难，可选用外置式或聚四氟乙烯波纹管式机械密封，但一般只适用p≤0.2～0.3MPa的范围内。

易结晶、易凝固和高粘度的介质，应采用大弹簧旋转式结构。因为小弹簧容易被固体物堵塞，高粘度介质会使小弹簧轴向补偿移动受阻。

易燃、易爆、有毒介质，为了保证介质不外漏，应该采用有封液（隔离液）的双端面结构。

按上述工作参数和介质特性选定的结构往往只是一个初步方案，最终确定还必须考虑主机的特征和对密封的某些特殊要求。例如，火箭发动机的密封寿命只需几分钟，但要求短时间内绝对不漏。舰船上的主机有时为了获得更有效的空间，对密封的尺寸和安装位置往往提出十分苛刻的要求，又如潜艇上的排水泵，在潜艇沉浮过程中，压力变化幅度很大等。在这些情况下，就不能按常规选择标准结构，而必须对具体工况作特殊设计，同时采取必要的辅助措施。* O) w( i( R" }5 M" A( b' E; U

每一种机械密封,只有用于规定的范围内才能有效地发挥作用。选型不当,则会使密封性能显著降低,寿命缩短,甚至失效。机械密封选型应注意的以下主要参数：3 f) N P% E( O4 R

（一）、密封腔介质压力P

介质润滑性好，粘度较高时，P≤0.8MPa选用非平衡型。

介质润滑性差，粘度低时，P≥0.5Mpa

（二）、线速度V

V≤25m/s选用旋转型。V≥25m/s时选用静止型。

（三）、PV值

PV值涉及到密封面之间流体膜的稳定性（汽化）和磨擦副的耐磨性。

PV极限值举例

端面组合材料 介质 非平衡型 平衡型

钴铬钨合金/石墨 水 2 7

碳化钨/石墨 水 9 35.5

碳化硅/石墨 水 35.5 142

碳化硅/碳化钨 水 7 26.6

碳化钨/碳化钨 水 2 9

（四）、密封介质温度

在没有外冷条件下，机械密封的最高温度一般取决于辅助密封材料的安全使用温度。见下表：

材料 安全使用温度℃ 备注

丁睛橡胶（NBR） -30~100 超过安全使用温度请使用金属波纹管机械密封:

硅橡胶（MVQ） -40~200

乙丙橡胶（EPR） -10~160

氟橡胶（FPM） -30~180

聚四氟乙烯（PTFE） -100~220

（五）、介质的特殊性。

1、粘度：低粘度介质易干磨擦宜选用平衡型。高粘度介质，宜采用强制传动结构。

2、腐蚀和化学溶剂：

a、强腐蚀宜用外装式的四氟波纹管密封。

b、辅助密封在不同化学介质中的适用表如下：

材料 用途

丁腈橡胶（NBR） 矿物油、汽油、挥发油、碳酸钾、氢氧化钾、水、磷酸等

硅橡胶（MVQ） 丁醇、低溶胀性矿物油、弱酸、弱碱、氨水等

乙丙橡胶（EPR） 丙酮、碱、二氧化硫、重铬酸钾、过氧化氢、氨水等'

氟橡胶（FPM） 热油、蒸汽、无机酸、丁醇、氯族溶剂等

氯醇橡胶（FCO） 氟利昂

聚四氟乙烯（PTFE） 酸、碱、溶剂及各种介质

3、含悬浮固体颗粒：动静环材料宜采用碳化钨/碳化钨，或碳化硅/碳化硅，当颗粒易于阻塞密封腔时，须采用辅助装置经过过滤或分离后的冲冼液，冲洗端面。

4、剧毒或气体介质 ：宜采用双端面机械密封。

依据实际使用工况，正确选择机械密封的结构形式和密封材料后，机械密封的正确安装和使用，又是保证其长期稳定安全可靠工作的关键。下面简单地介绍一下安装使用注意事项，供参考。

一、机械密封的安装

1、 检查进行安装的机械密封的型号、规格是否无误。

2、 检查主机与机械密封的安装相关联部位的尺寸精度、几何精度和相互关系是否符合技术要求。主要有以下几个方面：

（1） 安装机械密封部位的轴（或轴套）的径向跳动允差，轴（或轴套）的表面光洁度和外径尺寸公差。

（2） 密封腔和压盖结合定位端面对轴（或轴套）中心线垂直度允差。

（3） 安装动环密封圈的轴（或轴套）的端部，安装机械密封的壳体孔的端部结构之倒角和光洁度。

（4） 机械密封之转轴工作时的轴向位移量。

3、 安装机械密封过程中，应保持清洁，且不允许用工具敲打密封元件，以防损伤和破坏。

4、 安装时，动、静环表面应涂上一层清洁的机油和透平油。辅助密封圈（包括动环密封圈和静环密封圈）安装前也需涂一层清洁的机油或透平油，以保证安装顺利。

5、 将静环密封圈套在静环背部后，装入密封端盖内，要注意勿伤静环端面，要保证静环端面与端盖中心线垂直，且注意静环背部的防转槽要对准防转销，但不能相接触。

6、 机械密封之转动部分，依靠弹簧座上之两个固定螺钉与轴固定，拧紧固定螺钉时，要保证弹簧的工作长度。

二、机械密封的使用

1、 主机起动前，需检查机械密封的附设装置，冷却润滑系统是否完善畅通。

2、 起动前应清洗物料管线，以防铁锈杂质进入密封腔内。

3、 用手盘动联轴节，检查轴是否轻松旋转，如果盘动很重，需检查有关安装尺寸是否正确。

4、 正常开车前，需进行静压试验，检查机械密封之端面、密封圈处和密封端盖处之密封效果，如有问题，逐个检查解决。

5、 主机起动前，应保持密封腔内充满液体或被密封之介质，如有单独密封系统应起动之，冷却水系统亦须开始流通。

6、 正常使用前，先进行常压运转，观察密封部位的温升是否正常，有否泄漏现象。如有轻微泄漏，可以跑合一段时间，使端面贴合得更加均匀，至泄漏量逐渐减少到正常为止。如运转1—3小时，泄漏量仍不减少，则需停车检查。

7、 正常工况运转，升压升温可分别缓慢进行，并注意端面的温升和泄漏情况，如一切正常，说明即可投入生产使用。

8、 停车时，应先停主机，后停冷却润滑系统。