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冲洗对机械密封性能的影响

添加:2023-06-05 10:58 游览: 来源:网络

  机械密封常见的冲洗方法包括外冲洗和自冲洗,在设计过程中要充分考虑冲洗孔位置、流量、压力,否则无法延长机械密封的寿命,就会损伤到密封。

  自冲洗指的是通过泵内部压力高处的介质作为冲洗液,利用冲洗管线打入到密封腔中,阻碍固体进入到密封腔中。

  外冲洗指的是将外来介质作为冲洗液,利用冲洗管线进入到密封腔中,也能够阻碍固体杂质颗粒进入到密封腔中。在使用外冲洗的过程中,要求外冲洗液的输送没有污染,并且使装置工艺需求得到满足。 图1 所示为冲洗液冲蚀损坏,此情况是因为冲洗液中具备固体颗粒,或者冲洗压力比较高导致的,结合此案例对密封性能影响进行分析。

图1 冲洗液冲蚀损坏

  一、 冲洗孔位置

  在密封端面接近动环处的冷却效果是比较好的,并且对密封性能的影响小。由于是在密封端面附近,能够将端面摩擦热及时带走,实现密封端面降温冷却的作用。另外,因为动环随着泵轴旋转,所以接近动环能够实现端面均匀冷却,避免冲洗液只对局部某个点冲洗,从而使端面受热不均匀,进而出现温度变形,对密封性能造成影响。

  二、冲洗压力

  冲洗压力过高会导致出现损坏,或者推开密封端面, 损坏到密封, 还会对机械密封使用性能造成影响。所以,利用多年机械密封现场实际经验,在设计过程中要求密封腔压力与冲洗液压力在0. 5 MPa 以下, 一般差值为0. 05 ~0. 2 MPa。从而能够使冲洗液正常地注入到密封腔中实现冲洗作用, 还能够避免影响到机械密封性能。冲洗液原始的压力比设计要求要高,在冲洗管线中设置限流孔板和节流阀实现冲洗液的限压、限流速的作用,通过API682 标准对限流孔板最小的直径设计为3 mm。假如限流孔板直径小于3 mm,在正常限流时会对限流孔堵塞,从而导致冲洗液无法进入到密封腔中,使机封失效[11]。

  三、冲洗流速与流量

  根据机械密封实际经验,冲洗流量为3 ~30 L / min 的时候是较佳的,根据介质温度和密封规格决定具体的流量。在选择冲洗液流速过程中,洁净冲洗液的流速在流过节流阀的流速不超过5 m / s。具备固体合理的液体流速,通过节流阀流速不超过3 m / s,避免冲洗液进入到密封腔的时候冲蚀端面。

  四、限流孔板孔径

  假如使用限流孔板实现冲洗液的卸压和限流,在对实际机封规格型号、工况温度和介质特性充分考虑之后,利用计算对限流孔板孔径进行计算。另外,根据冲洗量计算公式对限流孔板孔径尺寸计算如下:

计算公式

  式中:Q为冲洗量;C为流量系数;ρ为冲洗液密度;p为孔板前后压差。利用上述公式对满足设计需求的限流孔板孔径进行计算,假如单个限流孔板压降不够,可以将多个限流孔板串联满足使用需求。

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