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专家讲解为何泵的密封装置会失效

发布时间:2019-08-12 13:27

对于密封装置我们应该都不陌生吧?这在日常生活中是非常常见的一种,如饮料瓶、茶杯、泵等。那么我们的密封装置就不会出现问题吗?其实不然。如泵的静密封装置就会出现失效的现象,这究竟是怎么一回事呢?
 
泵的密封装置中,静密封通常有垫片密封、O型圈密封、螺纹密封等型式。
 
造成泄漏的原因主要有两个方面:一是密封面上有间隙。二是密封部位两侧存在压力差,消除或减小任何一个因素都可以阻止或减小泄漏,达到密封的目的。泵的设计压力和使用压力是客观存在不能减小,所以泵的密封该解决的是消除或减小密封面之间的间隙。这种间隙包括密封面之间的间隙和密封装置本生内部的间隙。
 
一、O型圈密封
 
泵中常用的是橡胶O型圈。由于其形状十分简单,因而制造容易,成本低廉,不论O型圈的整体尺寸有多大,其截面尺寸都很小(只有几毫米)所以重量轻,消耗材料少,使用方法简单,安装、拆卸方便,更为突出的优点还在于O型圈具有良好的密封能力,使用范围很宽。静密封工作压力可达100MPa以上,动密封也可达30Mpa。适用温度为-60~200℃,可满足多种介质的使用要求。因此在泵的设计中得到越来越广泛的应用。
 
O型密封圈安装在沟槽和被密封面之间,有一定压缩量,由此产生的反弹力给予被密封的光滑面和沟槽底面以初始的压缩应力。从而起到密封作用。当被密封的液体压力增大时,O型圈的变形也随之增大,从而传递给密封面的压力也增大,密封的作用也增大。这就是O型密封圈具有良好密封能力的原因。
 
O型密封圈虽然密封可靠,但如果不注意使用条件,也会发生泄漏,通常有以下几种情况:
 
1、装O型圈的沟槽尺寸超差,尤其是深度尺寸过大时,使O型圈安装后压缩变形量不足而影响密封能力。一般O型圈安装后压缩变形量应在18%~22%之间,截面尺寸大时压缩相对变形量较小,而截面尺寸较小时压缩相对变形量则较大。
 
2、O型密封圈的公称尺寸与实际安装尺寸相差太多,形成O型圈在拉伸后截面尺寸缩小的状况下工作,造成压缩变形量不足而产生泄漏。
 
3、O型密封圈在安装时,由于密封面的进口没有光滑的倒角或倒圆而将O型圈划伤而产生泄漏。
 
4、O型密封圈的材质不适用于密封介质而被侵蚀后失效。
 
5、O型密封圈使用时间太久后老化变质,弹性降低后而失效,所以在设备大修时一般都将O型圈更换。
 
另外,O型密封圈的硬度,沟槽和密封面的粗糙度也影响O型密封圈的密封效果。
 
二、垫片密封
 
垫片是离心泵静密封的基本元件,使用范围非常广泛。垫片的选型主要根据泵输送介质、温度、压力和腐蚀性等因素决定。当温度和压力不高时一般选用非金属密封垫片;中压高温时,选用非金属与金属组合垫片。非金属垫片在泵上应用最为普遍,其材料一般为纸、橡胶和聚四氟乙烯。当温度不超过120℃,压力在1.0Mpa以下时,一般选用青壳纸或模造纸垫片。如果输送介质为油,温度在-30~110℃时,一般选用耐老化性能较好的丁晴橡胶。当输送介质在-50~200℃时,选用氟橡胶更为合适。因为它除了耐油耐热外,机械强度大也是其主要特征。
 
在化工泵中,由于所输送介质具有腐蚀性,所以一般选用聚四氟乙烯做为垫片材料。随着泵使用的领域越来越广泛,所输送介质种类也越来越多,因此在选用垫片材质时应查阅相关资料或通过实验后再做出正确选择。
 
垫片失效的原因主要有下列几种情况:

1、垫片材质内部组织或厚度不均匀,以及使用了带有裂缝或折皱的纸板,使垫片本身形成了间隙,当作用在垫片上的力使垫片所产生的弹性变形不足以完全填充这些间隙时,泄漏也就不可避免了。
 
2、垫片的材质与所输送的介质不相适应
 
由于泵所输送化工产品化学性质的多样性,以及为提高燃油的燃烧值或改变其燃烧后的生成物而在燃油中增加入了一些少量的添加剂后而使燃油的某些性质发生变化,所以选择和输送介质相适的垫片材质并非易事,因而也经常发生由于不相适应而使垫片发生侵蚀而产生泄漏的现象。
 
3、作用在密封垫片上的压力不足
 
由于密封面上总是存在着微观的凹凸不平,有时还在密封面上加工出若干环形沟槽,若保证密封,就必须对密封垫片施加足够大的压力,使其发生弹性或塑性变形以填充这些间隙。各种垫片材质的压紧力大小通常在密封垫片生产厂家样本或产品说明书中给出,也可通过实验决定。由于装配时达不到垫片所需的压紧力或由于在常期运行中的振动使压紧螺栓松动而使压紧力降低以及由于垫片材质的老化变形而丧失原来的弹性都会使垫片失效而产生泄漏。

三、螺纹密封
 
螺纹密封在泵上一般有两种形式,一种是螺纹联接垫片密封,一种是螺纹加填充济密封,二者皆用于小直径螺纹连接的密封场合。螺纹联接垫片密封的密封件是垫片,而螺纹只起提供压紧力的作用。密封的效果除了垫片的本身性能外。密封面的粗糙度以及与螺纹孔的相对几何位置精度对密封效果影响也很大。于由密封垫片在拧紧螺纹时不仅承受压紧力,还承受扭矩,使垫片产生变形甚至损坏,因此,当垫片为非金属时,一般只适用于压力不高的场合,如果垫片为金属则适用压力可达30Mpa以上。
 
泵上经常使用的丝堵,则是另一种螺纹密封形式。由于考虑到丝堵制造的经济性,一般单靠螺纹的配合不能起到密封作用,往往用生胶带,密封胶等填充物填充螺纹的密封间隙。其承压能力取决于螺纹的制造精度和材质,与丝堵和螺纹孔的配合形式没有关系。螺纹孔与丝堵无论采用"锥对锥"还是"柱对锥",密封效果相同,只是使用地域不同而已。我国目前两种形式同等采用。影响密封效果的常见原因是在加工螺纹底孔时尺寸偏大,使螺纹牙形变短,牙顶变宽,造成密封面减小,当密封压力升高后产生泄漏,甚至将丝堵压出。由于填充物被密封介质腐蚀而产生泄漏的现象在化工行业的用泵中也时有发生,因此对填充物的选择也是密封考虑的因素之一。
 
本文就是对于泵的静密封装置失效总结的一些原因,希望能对你们有所帮助。

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