机械密封选型是一项综合性工程决策,需以介质特性、工况参数为核心依据,匹配适配的密封技术与结构形式。介质的腐蚀性、毒性、含固量等特性决定密封材料与基础结构,系统的压力、温度、转速等工况参数明确密封承压、冷却及平衡类型要求,再结合不同场景选用外装密封、波纹管机械密封、双端面机械密封等针对性方案,确保机械密封效果与生产安全。

一、明确介质特性
明确设备输送的是清水、腐蚀性酸碱、易燃易爆的轻烃、高温热油,还是含有结晶颗粒或纤维的浆料?明确介质的腐蚀性、毒性、易燃性、含固量及颗粒硬度,这些是决定密封材料和结构形式的根本因素。
对于含有较高腐蚀性、酸性等方面的介质,可采用外装密封,避免对密封面造成腐蚀,从而降低密封作用;而对于容易产生结晶、黏性较低或携带有固态颗粒的介质则应选择波纹管密封的方式,避免固态颗粒对密封轴造成堵塞或堆积等影响密封作用;而对于一些容易挥发的介质,也可以选用双端面机械密封结构,这种结构由于可以在介质表面形成一个隔离空间,可以降低内部介质的挥发,确保拥有较高的密封作用,并保证生产作业中的安全性。

二、评估工况参数
系统的工作压力、温度、转速(即PV值) 是选择密封承压等级、冷却方式和平衡类型的直接依据。例如,高压工况可能需要采用多级密封或特别强化的结构。
1、密封腔介质压力P:介质润滑性好,粘度较高时,P≤0.8MPa选用非平衡型。介质润滑性差,粘度低时,P≥0.5Mpa
2、线速度V:V≤25m/s选用旋转型。 V≥25m/s时选用静止型。
3、PV值:PV值涉及到密封面之间流体膜的稳定性(汽化)和磨擦副的耐磨性。 PV极限值举例:

4、密封介质温度T:在没有外冷条件下,机械密封的zui高温度一般取决于辅助密封材料的安全使用温度.见下表:

5、介质的特殊性。
(1)粘度:低粘度介质易干磨擦宜选用平衡型。高粘度介质,宜采用强制传动结构。
(2)腐蚀和化学溶剂:
a、强腐蚀宜用外装式的四氟波纹管机械密封。
b、辅助密封在不同化学介质中的适用表如下:

(3)含悬浮固体颗粒:动静环材料宜采用碳化钨/碳化钨,或碳化硅/碳化硅,当颗粒易于阻塞密封腔时,须采用辅助装置经过过滤或分离后的冲冼液,冲洗端面。
(4)剧毒或气体介质:宜采用双端面机械密封。

三、匹配核心技术与结构
针对不同挑战,业界已发展出成熟的机械密封解决方案。例如,对于强腐蚀性介质,外装式波纹管密封因其弹簧等金属元件不与介质接触,成为优选方案之一。对于剧毒或极易燃介质,双端面密封并配备独立的密封液(阻封液)系统是保障绝对安全的标准配置,它在两道密封之间引入一道压力可控的屏障流体,确保即使内侧密封失效,危险介质也不会泄漏到环境中。
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