在密封端面接觸和摩擦正常時(shí),能夠進(jìn)入密封端面的固體雜質(zhì)都是極細微的,也容易被密封水沖走,因此,對密封泄漏沒(méi)有什么影響。較大固體顆粒進(jìn)入密封端面,造成磨損加劇的情況,都是在密封工作不正常時(shí)發(fā)生的。大體分為以下幾種情況:
(1)在停機或檢修后,試車(chē)初期,由于管路較臟或密封水質(zhì)不好,固體雜質(zhì)容易進(jìn)入密封端面。因此,機械密封摩擦面磨損較快。
(2)雙端面機械密封在密封水壓力波動(dòng),甚至低于泵、機內壓力時(shí),泵體內帶有雜質(zhì)的化工介質(zhì)從內端面進(jìn)入密封室,部分雜質(zhì)存留在密封端面上,造成磨損加劇,單端面內裝機械密封,由于介質(zhì)壓力波動(dòng),密封端面進(jìn)入雜質(zhì)的可能性較雙端面小得多,相對壽命較長(cháng)。
(3)由于種種原因雜質(zhì)進(jìn)入密封端面。過(guò)氧機械密封端面早期嚴重磨損,從磨損機理來(lái)看,主要是顆粒磨損,粘著(zhù)磨損只有在個(gè)別情況下才能發(fā)生,因此,我們只討論顆粒磨損。過(guò)氧顆粒磨損速率是很高的,大大降低了機械密封的使用壽命。顆粒磨損不僅使軟密封環(huán)(石墨環(huán))摩損,而且使硬密封環(huán)(主要是硬質(zhì)合金動(dòng)環(huán))磨損,顆粒磨損表面有明顯的大致規則的刻痕和溝槽。顆粒磨損的實(shí)質(zhì)是硬的顆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對運動(dòng),從而使摩擦表面進(jìn)行微切削和犁皺的過(guò)程。顆粒磨損不僅與材料的硬度和端面比壓有關(guān),而且和材料的顯微組織、試驗溫度、載荷性質(zhì)和應力大小、磨粒的尺寸和硬度以及摩擦面的化學(xué)性質(zhì)等因素有關(guān)。
選型的主要參數有:密封腔體壓力(MPa)、流體溫度(℃)、工作速度(m/s)、流體的特性以及安裝密封的有效空間等。
選型的基本原則為:
1.根據密封腔體壓力,確定密封結構采用平衡型或非平衡型,單端面或雙端面等。
2.根據工作速度,確定采用旋轉式或靜止式,流體動(dòng)壓式或非接觸型。
3.根據溫度及流體性質(zhì),確定摩擦副和輔助密封材料,以及正確選擇潤滑、沖洗、保溫、冷卻等機械密封循環(huán)保護系統等。
4.根據安裝密封的有效空間,確定采用多彈簧或單彈簧或波形彈簧,內裝式或外裝式。
密封件應用研究
(1)民品工業(yè):在礦產(chǎn)、石油、石化、化工、輕工、制藥、電力、食品等民品工業(yè)領(lǐng)域,將面臨越來(lái)越高的環(huán)保要求、設備的長(cháng)周期運行要求、設備的低能耗要求和設備的高參數要求,未來(lái)的研究重點(diǎn)將在航天、風(fēng)能、大型盾構機和制藥等領(lǐng)域實(shí)現自主知識產(chǎn)權密封新產(chǎn)品的突破。
(2)高技術(shù)裝備:太空領(lǐng)域的競爭裝備的發(fā)展對機械部件和電子器件的密封性提出了更嚴格要求,未來(lái)研究應實(shí)現密封的集成化、輕量化、高精度、高穩定性、高可靠性和微/零泄漏的特點(diǎn)。
(3)人體工程:密封研究不僅針對軍民用品工業(yè)的需要,改善人類(lèi)未來(lái)生活質(zhì)量也是未來(lái)密封學(xué)和醫學(xué)的重要課題。人體工程要求包括靶向給藥,人體清潔機器人、人工心臟等在內的人造q官在實(shí)現微型化、高精度、智能化、高可靠性和長(cháng)壽命的同時(shí),具有良好的密封性和生物相容性。
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