高温液下泵机封选择

一、高温重油介质泵用机械密封选用参考注意事项

将金属波纹管设计成旋转型结构，旋转的波纹管机械密封有自清洗的离心作用，这可以减少波纹管外围沉积和内侧结焦。石墨对碳化钨或碳化硅；②对高温油泵选用的隔离介质，要具有热分解温度、自燃点、结构；而靠近机械密封压盖的一组密封端面既可选用浸铜或锑的碳硬对硬结构，必须注意以下几个问题：

1）冷却系统要保障，禁止冷却水中断，以防端面升高，润滑膜闪蒸而降低密封端面的润滑，加剧磨损；

2）机械密封在安装过程中，要给密封端面浇一些润滑油（机油或黄油均可）。以防止起泵时。密封端面由于缺乏润滑而造成的干摩擦；

3）采用清洁的外冲洗是解决溶剂颗粒堆积的比较有效的方法之一，但这种方法浪费较大，而且各种泵的介质、温度、压力（一般要求冲洗液压力比介质侧压力高0.07～0.12MPa）又各不相同，外冲洗系统结构就更繁杂，加之外冲洗设施的投入以及维护费用的消耗，有时会造成弊大于利，尤其是一些中小型企业。因此许多企业的封油系统弃之不用，或者就没有设这套系统，针对这些情况，建议使用配用隔离介质的多密封结构，如油浆泵、回炼油泵等，使用双端面机械密封，在两组密封端面之间充满隔离介质（干净的机油等），这种结构可有效地延长机械密封的使用寿命，一般可达6000～8000h以上。另外，采用这种考虑以下两点：①靠近叶轮的一组密封端面材料选用”硬对硬“结构，一般采用碳化钨对碳化钨（其中选YG6-YG6）和碳化钨对碳化硅。选用”硬对硬“对摩擦副组对材料，建议使用 闪点高（一般在260℃以上）、热氧化稳定性好、高温蒸发损失小的特点。

二、热水工况用传统的机械密封方案

1．“润滑槽”密封

在一个标准的机械密封中，两个密封端面之间存在一个很薄的液膜，在产生和形成稳定的液膜过程中，流体的物理特性处于临界状态。在流体流经密封面时，压力降低、温度升高。压力降低是由于密封面内外缘的压力差造成的，温度的升高是由于液膜中流体受到剪力以及密封面之间的机械接触产生的摩擦热引起的。液膜防止了密封端面之间过大的机械接触，从而减少密封端面在运行过程中的摩擦热和端面磨损。如果液膜在接近密封面的边缘处发生汽化，那么该密封副的大部分密封面都会失去密封液膜的支撑，造成密封迅速失效。“润滑槽”就是在密封面上沿切线方向刻出窄槽，该槽不能贯通密封面的内外侧边缘。当流体流经密封面时，这些槽能改善流体在密封面上的压力分布。这有助于保持密封面间的液膜稳定并防止流体在液膜处汽化。

由于热水的汽化压力很高，容易在流经密封端面时引起快速汽化，因此控制密封接触面的压力是解决问题的关键。当密封面相互平行时，液膜中的压力降基本上呈线性分布，由密封端面外侧的密封腔压力逐步降至其内缘的大气压力。当液膜中的流体压力逐步降低至等于液体的汽化压力时，液膜就会发生汽化。通过在密封面上开润滑槽，密封端面上就会形成一个相对的高压区域。该液膜的压力分布是从密封端面外缘 (OD)呈线性递减直到进入润滑槽。在经过润滑槽时流体压力保持不变，然后再从润滑槽处呈线性递减直到密封面内缘面(ID)。压力分布形式的改变，限制了液膜在“润滑槽”所覆盖的环形区域内的汽化。

2.液体缓冲垫密封

“液体缓冲垫”是在动静环的任一密封面上从外缘沿径向朝里开出凹槽或企口。其深度可以从千分之几到0.125英寸(即3毫米)

在普通密封中，密封面是均匀的圆环形。在密封面上开槽后，就会在圆周方向由机械和温度变化引起变形。在机械方面，由于开槽使密封端面的局部强度削弱了；在热力方面，凹槽使热量沿密封端面的圆周方向散失速率不同。这两个因素造成密封端面发生波状变形。由于液膜很薄，密封面上很小的变形都会对液膜的形成及稳定性产生极大的影响。

波状变形有助于液膜在密封端面间的延展。液膜厚度沿圆周方向的收缩与扩展产生了一个使密封面分离的流体推开力。这个流体推力减小了密封面间的机械接触，热量产生及密封面磨损。流体推力的大小不仅与密封面的波状变形而且与密封的操作特性和流体的物理特性有关。密封面之间的相对速度也是产生流体推力的一个重要因素。速度越大，流体推力越大。流体的特性，如比重，粘度，蒸汽压，都会对液膜产生很大的影响。流体的比重和粘度越小，流体推力越小。由于以上特性，“液体缓冲垫”可以用于热水，轻烃和氢氟酸等介质。

在确定是否需要“液体缓冲垫”时应考虑以下因素：

1）汽化压力：密封腔的压力低于液体的汽化压力加上25 Psi (即1.7 Bar)时， 应同时综合考虑温度的因素。

2）压差：密封面内外缘的压差非常低或非常高（大于250 Psi 即17 Bar时），应考虑采用“液体缓冲垫”型式。因为当流体的压力很低时，液体的压力无法克服作用在密封面上的弹簧力，难于在密封面上形成所需液膜。而当流体的压力很高时，密封面上的所受的液体闭合压力也很高，同样难于形成所需液膜。

3）液体比重： 液体比重小于0.52。