O型圈的結(jié)構(gòu)、摩擦副材料的熱力性以(例如導(dǎo)熱系數(shù)、線膨脹系數(shù)和散熱系數(shù)等)的差異以及O型圈各點(diǎn)溫度不均勻是產(chǎn)生熱變形的根本原因,破壞了密封端面的平行。對于具體的結(jié)構(gòu)和材料,不僅是徑向溫度差,就是軸向溫度差也能影響密封的縫隙形狀。為了說明這個問題,假設(shè)有個圓筒型O型圈,密封端面處于高溫介質(zhì)(因摩擦使溫度升高)中,下端是大氣端。這是實(shí)際工作中經(jīng)常出現(xiàn)的情況。由于兩端溫度不同,高溫段的直徑膨脹量必定大于大氣端,使密封端面的內(nèi)徑高于外徑,運(yùn)轉(zhuǎn)中呈收斂形縫隙。
沿密封端面的溫度梯度也能改變密封端面的縫隙形狀。沿密封端面處,外緣接觸高溫介質(zhì),內(nèi)緣向大氣散熱,而溫度較低。由于存有溫度梯度造成外緣熱膨脹大于內(nèi)緣的熱膨脹量,zui終形成擴(kuò)散形狀的縫隙。彈性好的橡膠圈
熱變形量的大小,除了前面談的影響因素外,還與密封端面的溫度差有很大關(guān)系。如帶急冷水的高溫油泵機(jī)械密封,沿徑向和軸向的溫度梯度都很大,變形量當(dāng)然也大。選擇導(dǎo)熱性能良好和線膨脹系數(shù)小的材料制造O型圈,對減少密封端面的熱變形是有利的。此外,密封端面的寬度也是重要因素。選擇較窄的密封端面不但能減少摩擦熱的產(chǎn)生,還能減少熱變形量,因?yàn)槠渥冃瘟颗c密封端面寬度成正比。彈性好的橡膠圈
- 如何避免因溫度變化造成O型圈密封介質(zhì)的變質(zhì)問題
對于石油化工離心泵密封,要注意避免因溫度變化造成O型圈密封介質(zhì)的變質(zhì)問題。
- 固化。對于凝固點(diǎn)高的密封介質(zhì),應(yīng)注意液體凝固的問題,如蠟油、渣油、石蠟、瀝青等。為了預(yù)防固化,可以采用蒸汽急冷(t>150℃),要求沖洗和保溫,以防溫度低于凝固點(diǎn)
- 聚合。對于因溫升會引起聚合的介質(zhì)密封,應(yīng)注意保溫,不超過聚合溫度,為了防止聚合,可采用串級密封,保證充分的冷卻以防溫升。
- 結(jié)晶。對于易結(jié)晶介質(zhì),如經(jīng)氧化鈣、磷酸、胺等,在常溫下容易結(jié)晶,因溶解質(zhì)變化,使溶解物析出,這類介質(zhì)的密封,摩擦副采用硬對硬,要有充分的冷卻或保溫。
- 溶解。對于溶解性大(對水、油脂或乙醇等)的異丙醇、磺化油、明礬、硫酸鈉、硫酸鉀(對水)、戊烷(對油)、橡膠(對液氮、苯、氨水等)和甘油(對乙醇)等介質(zhì),應(yīng)注意使用介質(zhì)和采用材料的溶解問題。
- 結(jié)焦、腐蝕、磨損等問題在高溫下產(chǎn)生或加劇,應(yīng)適當(dāng)防止溫升問題。
- O型圈動環(huán)材料選擇不合適易發(fā)生哪些故障?
用戶購進(jìn)的機(jī)械密封,一定要弄清楚個零件的材料。如果材料不適應(yīng)工作介質(zhì)和工作條件,密封會很快失效,處于高速旋轉(zhuǎn)中的動環(huán)尤其要注意。
- O型圈動環(huán)材料的導(dǎo)熱系數(shù)要高于靜環(huán),這有利于熱量的散失,否則密封端面溫度升高,使用壽命短;
- 在腐蝕性很小的場合,盡量不選用噴涂陶瓷的動環(huán),特別是液態(tài)烴中禁止使用。因?yàn)閲娡刻沾蓪?dǎo)熱性能差,易裂紋。
- 在沒有沖洗的密封中,盡量不選用1Cr13表面堆焊硬質(zhì)合金及耐磨性低的材料制造動環(huán),因?yàn)楸憩F(xiàn)易出現(xiàn)溝紋,使用壽命短;
- 高溫泵中不采用沖洗的密封盡量不選用熱裝式密封環(huán),因?yàn)樗擅摰膸茁瘦^高。如果選用熱裝式動環(huán),動環(huán)座的線膨脹系數(shù)應(yīng)和硬質(zhì)合金環(huán)接近;
- 鈷基硬質(zhì)合金如果用在酸性介質(zhì)中,因耐腐蝕性差而壽命短;
- 直徑較大的密封,動環(huán)和傳動座靠傳動突耳傳動時,突耳易磨損,使傳動失效或與動環(huán)磨損后嵌在一起失去補(bǔ)償能力。動環(huán)材料采用石墨或碳化硅可避免此現(xiàn)象。