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介質(zhì)或使用條件 |
特點 |
對密封要求 |
密封選擇 |
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強(qiáng)腐蝕性 |
鹽酸、鉻酸、硫酸、 醋酸等 |
密封件經(jīng)受化學(xué)腐蝕，尤其在密封面上的腐蝕速率通常為無摩擦作用的表面腐蝕速率的10～50倍 |
要求摩擦副材料既耐蝕有耐磨 要求輔助密封圈材料彈性好、耐腐蝕及耐溫 要求彈簧使用可靠 |
⑴參考表1-18內(nèi)容選擇與介質(zhì)接觸的材料 ⑵采用外裝式機(jī)械密封，加強(qiáng)冷卻，防止溫度升高 ⑶采用內(nèi)裝式密封時，彈簧加保護(hù)層 ①大彈簧外套塑料軟管，二端封住 ②彈簧表面噴涂防腐層，如聚三氟氯乙烯，聚四氟乙烯，氯化聚醚等。應(yīng)采用大彈簧，因絲徑大，涂層不易剝落 ⑷泄漏液隔離，圖1-8表示外裝式機(jī)械密封，帶波紋管的動環(huán)采用填充聚四氟乙烯，靜環(huán)是氧化鋁陶瓷，腐蝕性介質(zhì)被波紋管隔離，彈簧可用普通材料 |
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易汽化 |
乙醛、異丁烯、異丁烷、異丙烯、液化石油氣、輕石腦油 |
易使密封端面間液膜汽化，造成摩擦副干摩擦 |
要求摩擦系數(shù)低，導(dǎo)熱性好的摩擦副材料 密封腔，尤其是密封端面要有充分冷卻，防止泄漏引起密封面結(jié)冰（靠大氣側(cè)） |
⑴采用平衡型密封或雙端面密封、低端面比壓 ⑵摩擦副材料建議采用碳化鎢－石墨或碳化硅－石墨 ⑶加強(qiáng)冷卻、沖洗和相應(yīng)急冷 ⑷通常需使密封端面間的液體溫度比相應(yīng)壓力下的液體溫度低約14℃ |
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含鹽及易結(jié)晶 |
硫銨、磷銨、苛性鈉（鉀）、氫氧化鈣、導(dǎo)生油、氯化鉀（鈉） |
由于溫度變化而使溶質(zhì)析出，沉淀在密封端面上，造成強(qiáng)烈摩擦或阻塞。另外，介質(zhì)還具有一定的腐蝕性 |
要求摩擦副耐磨。耐腐。加強(qiáng)保溫，防止結(jié)晶。加強(qiáng)沖洗，防止結(jié)晶顆粒粘在密封端面上 |
⑴含顆粒較少時，采用雙端面密封，靠近介質(zhì)一側(cè)的摩擦副材料為硬對硬材料組合，如碳化鎢－碳化鎢 ⑵含顆粒較多時： ①靠近介質(zhì)側(cè)的密封應(yīng)選擇靜止內(nèi)流式（圖1-9），顆粒不易進(jìn)入摩擦副內(nèi)，動環(huán)和靜環(huán)的密封圈得到了保護(hù) ②加強(qiáng)外沖洗（圖1-10） ③用沖洗液進(jìn)行"封堵"，阻止顆粒進(jìn)入密封端面，選擇硬對硬摩擦副，如硬質(zhì)合金對硬質(zhì)合金、陶瓷對陶瓷。若硬質(zhì)合金熱裝在座環(huán)上，其材料必須匹配，以防電解腐蝕 ④配置急冷裝置 圖1-11用于含10％H2SO4的過飽和硫酸銨溶液，介質(zhì)溫度90℃，靠近物料側(cè)摩擦副材料為陶瓷環(huán)和硬石墨，用水阻封并循環(huán)使用 圖1-12用于氫氧化鈉溶液，采用碳化鎢對碳化鎢，使用效果好 ⑶選擇單端面機(jī)械密封（大彈簧結(jié)構(gòu)） |
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易凝固 |
石蠟、臘油、渣油、尿素、熔融硫磺、煤焦油、醇醛樹脂、苯酐、對苯二甲酸二甲脂（DMT） |
介質(zhì)凝固溫度高而又不可能冷卻。因介質(zhì)溫度降低，會使介質(zhì)凝固，防礙動環(huán)轉(zhuǎn)動，密封面會引起磨損 |
注意保溫或加熱，使介質(zhì)溫度高于凝固溫度 摩擦副及密封輔助件需要耐一定溫度 |
⑴加強(qiáng)保溫，采用蒸汽背冷（溫度＞150℃） ⑵采用硬對硬摩擦副材料 ⑶采用雙端面密封。圖1-13為用于尿素溶液的內(nèi)沖洗雙端面密封。封液從入口1進(jìn)來，到分配孔2進(jìn)行沖洗，在軸套和非補(bǔ)償靜環(huán)之間就不會存在沉淀物。節(jié)流環(huán)3形成一道狹窄迷宮密封 ⑷采用大彈簧單端面密封（用于DMT，凝固點溫度140℃），如圖1-14所示，從泵出口引出高溫流體來沖洗機(jī)械密封 |
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含固體顆粒 |
塔底殘油、油漿、原油 |
固體顆粒進(jìn)入摩擦副端面，會引起劇烈磨損。介質(zhì)顆粒沉積在動環(huán)處，動環(huán)會失去浮動，顆粒沉積在彈簧上會影響彈簧彈性 |
要求摩擦副耐磨。結(jié)構(gòu)上要能排除雜質(zhì)或防止雜質(zhì)沉淀 |
⑴采用雙端面密封，靠近介質(zhì)側(cè)摩擦副采用碳化鎢對碳化鎢材料組合，外供沖洗液沖洗 ⑵采用單端面密封，從泵出口引出液體經(jīng)泵配備的旋流分離器將固體分離后進(jìn)行沖洗，如圖1-15所示（常用于固液重度差較大場合） ⑶采用大彈簧結(jié)構(gòu) ⑷固體顆粒含量較多時，宜采用圖1-9結(jié)構(gòu) |
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易聚合 |
糠醛、甲醛、苯乙烯、氯乙烯單體。苯烯醛、醋酸乙烯、甲醛水 |
因摩擦和攪拌使介質(zhì)溫度升高，而引起聚合 |
注意介質(zhì)溫度不超過聚合溫度 標(biāo)準(zhǔn)充分冷卻，摩擦副材料需要耐磨 |
⑴采用雙端面密封 ⑵采用單端面密封，提高封液量 ⑶加強(qiáng)冷卻 ⑷摩擦副采用硬對硬材料 |
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易融解 |
異丙醇（對水）、磺化油（對水）、戊烷（對水）、明礬（對水）、硫酸銅、硫酸鉀（對水）、甘油（對乙醇） |
溶劑會使密封圈溶解，破壞石墨中的填充材料 |
密封材料需要耐水。耐油和乙醇等溶劑 |
⑴密封圈材料可采用耐油橡膠（丁腈橡膠、聚硫橡膠）或聚四氟乙烯 ⑵摩擦副采用硬對硬材料 ⑶苯、氨、氨水不能用氟橡膠 |
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高粘度 |
硫酸、潤滑脂、齒輪油、渣油、汽缸油、硅油、苯乙烯等 |
介質(zhì)粘度高，會影響動環(huán)的浮動性，彈簧易受阻塞 密封材料易損壞 |
摩擦副材料要求耐磨，彈簧要能克服阻力 要求保溫或加熱 |
⑴采用靜止型雙端面密封 ⑵采用硬對硬摩擦副材料組合 ⑶考慮保溫結(jié)構(gòu) |
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高溫 |
塔底熱油、熱載體、油漿、苯酐、對苯二甲酸二甲脂（DMT）、熔鹽、熔融硫 |
隨著溫度增高，加快密封磨損和腐蝕，材料強(qiáng)度降低。介質(zhì)易汽化，密封環(huán)易變形，橡膠碳化，組合環(huán)配合松脫 |
要求材料耐高溫 為了防止摩擦副產(chǎn)生干摩，需對機(jī)械密封進(jìn)行冷卻沖洗，以保證密封面間隙中溫度保持在汽化溫度以下 要求密封各零件膨脹系數(shù)相近 |
⑴密封材料需進(jìn)行穩(wěn)定性熱處理，消除殘余應(yīng)力，且膨脹系數(shù)相近 ⑵采用單端面密封，端面寬度盡量小，且充分冷卻和沖洗（圖1-16） ⑶溫度超過250℃時，采用金屬波紋管式密封（圖1-17） ⑷采用雙端面密封，外供循環(huán)液。為了防止輔助密封圈壽命短，在與介質(zhì)接觸側(cè)的密封設(shè)置冷卻夾套（圖1-18） 圖1-17用于輸送氯乙烯、二氯乙烷介質(zhì)（含顆粒）高溫型雙端面密封及循環(huán) ⑸輔助密封材料使用溫度范圍見表1-14 |
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低溫 |
液氨、液氧、液氯、液態(tài)烴 |
低溫時材料脆化，需要慎重選擇材料 密封圈易老化而失去彈性，影響密封性能 介質(zhì)溫度低，大氣中的水分會凍結(jié)在密封面上，加速摩擦副的磨損 密封面摩擦發(fā)熱，會造成密封介質(zhì)汽化，使摩擦副形成干摩擦，燒損密封表面 要考慮材料膨脹和收縮，選擇膨脹系數(shù)相近的材料 |
要求密封材料耐低溫，要考慮材料低溫，要考慮材料強(qiáng)度，疲勞強(qiáng)度和沖擊韌性，要注意石墨環(huán)在低溫下的滑動性 輔助密封件要耐低溫老化，要有一定的彈性 要求密封面有良好的潤滑，防止密封端面液膜汽化 要求保冷或與大氣隔離，防止結(jié)冰進(jìn)行急冷 |
⑴介質(zhì)溫度高于-45℃時，除液氯等介質(zhì)漏出有危險外，可用單端面密封（圖1-19），但需要注意大氣中的水分凍結(jié)，導(dǎo)致密封失效 ⑵介質(zhì)溫度高于-100℃時，可用波紋管密封。單端面密封（圖1-20）在外面向密封面吹干燥氮氣，使密封面與大氣隔絕，防止水分凍結(jié)。圖1-21用于液化氣密封 ⑶介質(zhì)溫度低于-100℃時，采用靜止式波紋管結(jié)構(gòu)，防止波紋管疲勞破壞。圖1-22為液氧泵密封，圖中右側(cè)的迷宮密封及機(jī)械密封用來隔絕大氣及防止軸承潤滑油漏入 ⑷選擇適當(dāng)摩擦副材料。如QSn6.5-0.1青銅－填充聚四氟乙烯 ⑸液態(tài)烴（如戊烷、丁烷、乙烯等）建議采用雙端面密封，用乙醇、乙而醇做封液，丙醇可用于-120℃ ⑹采用低端面比壓、低Pcδ值的密封，加強(qiáng)急冷與沖洗，防止液膜汽化（圖1-24） ⑺輔助密封材料使用溫度范圍見表1-14 |
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高壓 |
合成氨水洗塔溶液，乙烯裝置脫甲烷塔回流液，環(huán)氧乙烷解析塔釜液及二氧化碳吸收液加氫裂化原料、加氫精制原料 |
由于壓力高，回引起端面比壓和Pcδ值增高，端面發(fā)熱、導(dǎo)致液膜破壞，磨損加劇 壓力高，要注意材料強(qiáng)度，防止密封件變形和壓碎、使密封失效 |
摩擦副要求油足夠強(qiáng)度和剛度，結(jié)構(gòu)上要考慮防變形 摩擦副材料要有較低的摩擦系數(shù)，良好的材料組合，使之具有較高的Pcδ值 密封面要保證良好潤滑 |
⑴在保證允許的最小端面比壓條件下，選擇較大平衡系數(shù)β，但不大于0.5 ⑵介質(zhì)壓力P＞15MPa，宜采用串聯(lián)密封逐步降低每級密封壓力 ⑶摩擦副材料宜用碳化鎢－浸漬金屬石墨或硬對硬材料，如硬質(zhì)合金、陶瓷、噴涂陶瓷等 ⑷采用流體靜壓密封或液體動壓密封，[Pcδ]值可達(dá)270（MPa·m）/s ⑸加強(qiáng)冷卻和潤滑 ⑹推薦O形圈，消氏硬度最小為80度，用隔離支承圈以防止被擠出 |
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真空 |
減壓塔釜液 |
主要是防止外界空氣的漏入，漏入空氣后，使密封面形成干摩擦，破壞系統(tǒng)的真空度 |
與正常密封的不同點在于密封對象的方向性差異 避免密封面分開，尤其在泵不運(yùn)轉(zhuǎn)時足以密封住大氣壓力，保證負(fù)壓工作 |
⑴一般真空，可采用內(nèi)裝式單端面密封 ⑵高真空采用雙端面密封、注入封液有助于提高密封性能和改算潤滑條件 ⑶為了減少輔助密封件泄漏，采用與動環(huán)焊在一起的波紋管密封 ⑷石墨在真空條件下耐磨性差，高真空時不宜采用 |
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高速 |
尿素、丙稀。氯乙烯溶液的輸送 |
由于離心力作用，嚴(yán)重影響機(jī)械密封中彈簧或波紋管的彈性，甚至失效 由于轉(zhuǎn)動慣量增大會造成周圍介質(zhì)激烈攪動，從而增加阻力、發(fā)熱，同時不易達(dá)到動平衡 |
要求摩擦副材料允許的Pcδ值高 要考慮離心力和攪拌的影響，零件需經(jīng)過動平衡校正，防止振動 要求良好冷卻和潤滑 |
⑴滑動速度δ＞25m/s時，采用靜止式密封（圖1-24），動環(huán)與軸直接配合，利用軸套及葉輪夾緊，傳遞力矩 ⑵轉(zhuǎn)動零件幾何形狀對稱，傳動方式不推薦用銷子。鍵等，以減少不平衡力的影響 ⑶要采用較小的密封端面摩擦系數(shù)，如陶瓷－浸銅石墨，端面寬度應(yīng)盡量減小 ⑷加強(qiáng)冷卻與潤滑 ⑸采用平衡型、流體動壓型或流體靜壓型密封 ⑹選擇較高的Pcδ摩擦副材料組合 |
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正反轉(zhuǎn)向 |
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開停頻繁和正反轉(zhuǎn)對彈簧旋向有影響，密封件易受沖擊，密封件摩擦條件惡劣 |
要求零件耐磨性高，注意強(qiáng)度設(shè)計和加強(qiáng)防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，要注意彈簧旋向 |
⑴動環(huán)驅(qū)動間隙要小，靜環(huán)用防轉(zhuǎn)零件 ⑵采用金屬波紋管密封或小彈簧密封 |
