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高溫重油泵機(jī)械密封研究     高溫重油泵采用的接觸式波紋管機(jī)械密封，由端面摩擦熱導(dǎo)致的流體膜結(jié)焦、密封環(huán)老化、端面熱裂等使密封在工作狀態(tài)下頻繁失效。分析高溫重油泵機(jī)械密封的泄漏機(jī)理，并對(duì)一種“接觸式與非接觸式”組合的雙端面機(jī)械密封進(jìn)行研究，這種機(jī)械密封方案可解決高溫重油泵密封失效的問(wèn)題。

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密封失效原因

(1)波紋管失彈或斷裂。波紋管在使用過(guò)程中，其剛度或彈性會(huì)慢慢減小，試驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用表明，當(dāng)波紋管的失彈量超過(guò)設(shè)計(jì)初始?jí)嚎s量18%～20%時(shí)，整個(gè)波紋管機(jī)械密封就會(huì)發(fā)生泄漏。使用中發(fā)現(xiàn)，金屬波紋管機(jī)械密封在溫度<200℃時(shí)，失彈現(xiàn)象不明顯，但在高溫工況下(溫度>300℃)使用，泵很快就發(fā)生泄漏。因此，高溫和載荷是造成波紋管失彈的主要原因。

高溫重油泵的介質(zhì)具有共同的特點(diǎn)，溫度高，一般在300～400℃；介質(zhì)黏度大，在300～400℃，運(yùn)動(dòng)黏度為12～180mm2/s；介質(zhì)有顆粒，如催化劑、焦炭、含有砂粒等雜質(zhì)；機(jī)械密封形式，一般采用波紋管機(jī)械密封。

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通常選用內(nèi)置式機(jī)械密封，SKF軸承其端面受力狀態(tài)和介質(zhì)泄漏方向都比外置式合理。對(duì)于強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)，由于彈簧選材較困難，可選用外置式或聚四氟乙烯波紋管式機(jī)械密封，但一般只適用p0.2～0.3MPa的范圍內(nèi)。

易結(jié)晶、易凝固和高粘度的介質(zhì)，應(yīng)采用大彈簧旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)。因?yàn)樾椈扇菀妆还腆w物堵塞，高粘度介質(zhì)會(huì)使小彈簧軸向補(bǔ)償移動(dòng)受阻。

、、有毒介質(zhì)，為了保證介質(zhì)不外漏，應(yīng)該采用有封液(隔離液)的雙端面結(jié)構(gòu)。

因密封面上會(huì)產(chǎn)生熱，故橡膠圈使用溫度應(yīng)低于設(shè)計(jì)規(guī)范。氟橡膠和聚四氟乙烯的使用溫度為216℃，丁晴橡膠的使用溫度為162℃，雖然它們都能承受較高的溫度，但因密封面產(chǎn)生的熱較高，所以橡膠圈有繼續(xù)硫化的危險(xiǎn)，終失去彈性而泄漏。（冷區(qū)考慮冷脆）

密封面之間還會(huì)因熱引起介質(zhì)的結(jié)晶，如結(jié)碳，造成滑動(dòng)部件被粘住和密封面被凝結(jié)。而且有些聚合物因過(guò)熱而焦化，有些流體因過(guò)熱而失去潤(rùn)滑等甚至閃火。