在密封端面接触和摩擦正常时,能够进入密封端面的固体杂质都是极细微的,也容易被密封水冲走,因此,对密封泄漏没有什么影响。较大固体颗粒进入密封端面,造成磨损加剧的情况,都是在密封工作不正常时发生的。大体分为以下几种情况:
(1)在停机或检修后,试车初期,由于管路较脏或密封水质不好,固体杂质容易进入密封端面。因此,机械密封摩擦面磨损较快。
(2)双端面机械密封在密封水压力波动,甚至低于泵、机内压力时,泵体内带有杂质的化工介质从内端面进入密封室,部分杂质存留在密封端面上,造成磨损加剧,单端面内装机械密封,由于介质压力波动,密封端面进入杂质的可能性较双端面小得多,相对寿命较长。
(3)由于种种原因杂质进入密封端面。过氧机械密封端面早期严重磨损,从磨损机理来看,主要是颗粒磨损,粘着磨损只有在个别情况下才能发生,因此,我们只讨论颗粒磨损。过氧颗粒磨损速率是很高的,大大降低了机械密封的使用寿命。颗粒磨损不仅使软密封环(石墨环)摩损,而且使硬密封环(主要是硬质合金动环)磨损,颗粒磨损表面有明显的大致规则的刻痕和沟槽。颗粒磨损的实质是硬的颗粒在垂直分力作用下,刺入摩擦面,而在切向分力作用下作相对运动,从而使摩擦表面进行微切削和犁皱的过程。颗粒磨损不仅与材料的硬度和端面比压有关,而且和材料的显微组织、试验温度、载荷性质和应力大小、磨粒的尺寸和硬度以及摩擦面的化学性质等因素有关。
选型的主要参数有:密封腔体压力(MPa)、流体温度(℃)、工作速度(m/s)、流体的特性以及安装密封的有效空间等。
选型的基本原则为:
1.根据密封腔体压力,确定密封结构采用平衡型或非平衡型,单端面或双端面等。
2.根据工作速度,确定采用旋转式或静止式,流体动压式或非接触型。
3.根据温度及流体性质,确定摩擦副和辅助密封材料,以及正确选择润滑、冲洗、保温、冷却等机械密封循环保护系统等。
4.根据安装密封的有效空间,确定采用多弹簧或单弹簧或波形弹簧,内装式或外装式。
密封件应用研究
(1)民品工业:在矿产、石油、石化、化工、轻工、制药、电力、食品等民品工业领域,将面临越来越高的环保要求、设备的长周期运行要求、设备的低能耗要求和设备的高参数要求,未来的研究重点将在航天、风能、大型盾构机和制药等领域实现自主知识产权密封新产品的突破。
(2)高技术装备:太空领域的竞争装备的发展对机械部件和电子器件的密封性提出了更严格要求,未来研究应实现密封的集成化、轻量化、高精度、高稳定性、高可靠性和微/零泄漏的特点。
(3)人体工程:密封研究不仅针对军民用品工业的需要,改善人类未来生活质量也是未来密封学和医学的重要课题。人体工程要求包括靶向给药,人体清洁机器人、人工心脏等在内的人造q官在实现微型化、高精度、智能化、高可靠性和长寿命的同时,具有良好的密封性和生物相容性。
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