防护方法
(1)选材
环境不同,选材不同,既要照顾选材的一致性,又要照顾环境腐蚀差异;温度、浓度、压力不同,选材不同;同一介质温度,浓度、压力不同,腐蚀情况各异,要对腐蚀性有所了解,酌情选材;腐蚀形式不同,选材不同。
(2)结构设计
①避免与介质接触的设计。采用内装式、外装式、隔离液等机械密封,涂层、保护套也可起到与介质隔离的作用。②端面设计。采用镶嵌结构,端面为压应力,可避免应力腐蚀破裂。③弹簧防腐设计。从结构上使弹簧不与介质接触是较好的方法,如外装上喷涂保护层、加保护套等。改旋转型为静止结构。④辅助密封圈。只要缝隙足够小,所有材料都可能产生缝隙腐蚀。波纹管与轴套接触面宽且取消辅助密封圈,是一种好的密封。
(3)维护与使用
建立封液及冷却系统,并经常更换封液及冷却液,加强对端面冷却。检修与安装时,严禁敲击密封件,以防止局部相变而为腐蚀提供条件。密封件安装前,应严格地清洗干净
一般来说,轴套外伸的轴间、密封端盖与泵体间的泄漏比较*发现和解决,但需细致观察,特别是当工作介质为液化气体或高压、有毒有害气体时,相对困难些。其余的泄漏直观上很难辩别和判断,须在长期管理、维修实践的基础上,对泄漏症状进行观察、分析、研判,才能得出正确结论。
非金属环腐蚀
(1)石墨环的腐蚀用树脂浸渍的不透性石墨环,它的腐蚀有三个原因:一是当端面过热,温度>180℃时,浸渍的树脂要析离石墨环,使环耐磨性下降;二是浸渍的树脂若选择不当,就会在介质中发生化学变化,也使耐磨性下降;三是树脂浸渍深度不够,当磨去浸渍层后,耐磨性下降。所以密封冷却系统的建立,选择耐蚀的浸渍树脂,采用高压浸渍,增加浸渍深度是非常必要的。
(2)石墨环的氧化在氧化性的介质中,端面在干摩擦或冷却不良时,产生350-400℃的温度能使石墨环与氧发生反应,产生CO2气体,可使端面变粗糙,甚至破裂。非金属环在化学介质和应力的同时作用下,也会破裂。
(3)聚四氟乙烯(F4)密封环的腐蚀F4填充如玻璃纤维、石墨粉、金属粉等以提高其耐温性、耐磨性。填充F4环的腐蚀主要是指填充物的选择性腐蚀、溶出或变质破坏。例如在氢氟酸中,玻璃纤维分子热腐蚀,所以填充何物应视具体情况而定。
3.辅助密封圈及其接触部位的腐蚀
(1)辅助密封圈的腐蚀
橡胶种类不同,其耐蚀性亦不同。由于橡胶的腐蚀、老化,其失效的橡胶遭腐蚀后表面变粗糙且失去弹性,*断裂。橡胶耐油性因品种而异,不耐油的橡胶易胀大、摩擦力增大,浮动性不好,使密封失效。橡胶与F4耐温性差,硅橡胶耐温性,可在200℃使用。
(2)与辅助密封圈接触部位的腐蚀
机械密封动环、轴套、静环、静环座,与橡胶或F4辅助密封圈接触处没有大的相对运动,该处液相对静止易形成死角,给与之接触的金属轴套、动环、静环座及密封体等造成了特种腐蚀,主要有缝隙腐蚀、摩振腐蚀、接触腐蚀,三种腐蚀同时存在,交替进行,所以腐蚀面较宽、较深。观察其表面深度在1-1.5倍密封圈直径,蚀度不小于0.01mm时,密封泄漏就严重了。
机械密封是一种旋转机械的轴封装置。比如离心泵、离心机、反应釜和压缩机等设备。由于传动轴贯穿在设备内外,这样,轴与设备之间存在一个圆周间隙,设备中的介质通过该间隙向外泄漏,如果设备内压力低于大气压,则空气向设备内泄漏,因此必须有一个阻止泄漏的轴封装置。轴封的种类很多,由于机械密封具有泄漏量少和寿命长等优点,所以世界上机械密封是在这些设备主要的轴密封方式。机械密封又叫端面密封,在国家有关标准中是这样定义的:“由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。”
机械密封主要部件由动环、静环、密封圈、弹簧、推环。弹簧座及键或各种螺钉,冷却装置和压紧弹簧。
密封圈属于辅助密封件:一般有O形、X形、U型、楔形、矩形柔性石墨、PTFE包覆橡胶O圈等。
弹力补偿机构是弹簧、推环。弹簧座及键或各种螺钉。
机械密封冲洗方案及特点
冲洗的目的在于防止杂质集积,防止气囊形成,保持和改善润滑等,当冲洗液温度较低时,兼有冷却作用。冲洗的方式主要有如下:
一、内冲洗
1。正冲洗
(1)特点:利用工作主机的被密封介质,由泵的出口端通过管路引入密封腔。
(2)应用:用于清洁流体,p1稍大于p进,当温度高或有杂质时,可在管路上设置冷却器、过滤器等
2。反冲洗
(1)特点:利用工作主机的被密封介质,由泵的出口端引入密封腔,冲洗后通过管路流回泵入口。
(2)应用:用于清洁流体,且p进
3。全冲洗
(1)特点:利用工作主机的被密封介质,由泵的出口端通过管路引入密封腔,冲洗后再经管路流回泵入口。
(2)应用:冷却效果优于前两种,用于清洁流体,且p1与p进和p出相接近时。
二、外冲洗
特点:引入外系统与被密封介质相容的清洁流体至密封腔进行冲洗。
应用:外冲洗液压力应比被密封介质大0.05--0.1MPa,适用于介质为高温或固体颗粒的场合。
冲洗液的流量应保证带走热量,还需满足冲洗的需要,不会产生对密封件的冲蚀。为此,需控制密封腔的压力和冲洗的流速,一般清洁冲洗液的流速应小于5m/s;含有颗粒的浆状液体须小于3m/s,为达到上述的流速值,冲洗液与密封腔压力的差值应<0.5MPa,一般取
0.05--0.1MPa,对双端面机械密封可取0.1--0.2MPa.
冲洗液进入和排出密封腔的孔口位置,应设置在密封端面附近,且应在靠近动环侧,为了防止石墨环被冲蚀或因冷却不均引起温差变形,以及杂质堆积和结焦等,可采用切向引入或多点冲洗。
必要时,冲洗液可以是热水或蒸汽。
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