技能培训资料：动静密封及填充料.docx

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1、常见的动密封形式。分别是填料密封、机械密封、干气密封、迷宫密封、油封密封、动力密封和螺旋密封。静密封，一般是指两个静止面之间的密封，静密封的密封方法主要是使用垫圈。动密封，一般是指阀杆的密封，即不让阀内的介质随阀杆运动而发生泄漏，动密封的密封方法主要是使用填料函。如升杆闸阀的开-关行程通常较长。如果操作较为频繁，此类长行程线性运动会给密封带来难度。盘根压盖、阀杆和填料函之间的间隙非常重要。如果缝隙较大，线性运动会导致部分密封元件被挤入，或拖曳杂质微粒穿过密封元件。因此可在底部装一个清洁环，有些情况下顶部也可安装一个。1口截止阀较常采用升杆加旋转运动模式，它的密封难度最大，因为阀杆会同时在两个方

2、向上同时运动，盘根组会逐步接触到整个阀杆的表面。阀杆如有任何偏心或失圆，都可能导致盘根元件破损并泄漏。和闸阀的情况相似，线性运动会拖曳杂质微粒穿过密封元件,然后进入工艺流体。当阀杆相对于密封元件转动九十度，阀门即可完成从开到关的整个过程。这样的运动模式意味着最容易密封，因为它比其它类型阀门的行程小得多。与线性运动模式不同，直角回转运动不容易拖曳杂质微粒穿过密封元件。值得关注的是阀杆偏心问题，有些密封元件对于执行器对位不准极为敏感，甚至会导致阀杆密封性能降低。2口直角回转阀的填料函有许多不同的设计，这往往会导致密封元件的选择范围受限制。很多情况下填料函都很浅，高压工况下很难实现紧密密封。如果一台

3、控制阀经历了上万次阀杆循环操作,那么系统中其它类型的阀门往往只经历了一千次。高频度循环操作会导致密封元件磨损，随着时间推移会降低密封性能。为了优化流体控制性能，控制阀阀杆不能承受太大摩擦力，因此作用于控制阀的密封应力，明显低于手动阀门的密封应力。如果密封元件导致阀杆受到过大摩擦力，阀门的动作会滞后或出现速度偏差,并导致阀杆动作过大，流体控制性能降低。3线性控制阀的密封难度高于回转控制阀。和直角回转阀相似,回转控制阀的阀杆动作只有圆周运动一种模式，而且需要密封的阀杆表面积明显小于线性控制阀。冶金特种阀的阀杆材质通常相对较软，选择密封元件时需注意这点。理想的情况是密封元件材质比阀杆材质更软，这样可

4、以最大限度降低阀杆磨损。有些冶金特种阀的压盖螺栓屈服强度比较低,需要避免密封元件的载荷接近能够承受的最大应力。阀门尺寸同样也是影响密封元件选择的一大因素。4口对于小阀门，阀杆与填料函内壁之间的环形截面较小，很难安装材质坚固、设计新颖的密封元件。尺寸大可能导致施加在阀杆和盘根组上的载荷过大。阀门振动时，产生的作用力对于标准密封元件可能太大。填料函尺寸最理想的比例是空腔高度大约是横截面直径的三至五倍。如果是密封要求不高的直角回转阀，即使填料函较浅也能有效密封。太深的填料函首先意味着密封组件容易固结，导致密封应力损失，进而发生泄漏。其次就是对阀杆的摩擦力较高，在有些应用场合会成为阻碍。型圈需要阀体表

5、面相对光滑，而其它密封元件可能需要比较粗糙的表面才能更好地密封。许多情况下，全新阀门的阀杆表面太光滑，导致摩擦力过大，并和密封元件产生黏-滑效应。低摩擦力的密封元件，例如聚四氟乙烯基（PTFE）密封件可以避免这些不良现象。碳/石墨基密封元件遇到太光滑的表面就可能出问题。5口填料在结构上可以为散状的（通常混合有润滑剂）；制成一定断面（一般为矩形,但有时也用圆形截面）；切成适当长度绕成螺旋状的或者作为切制图,装在压盖上的成型件。无论采用哪种结构,都是靠压紧压盖,迫使填料紧压在密封表面上而取得密封作用的。阀门由于压紧压盖所形成的压紧力产生一种造成密封效果的径向压力。径向压力沿整个填料长度按指数曲线分

6、布。为了保持填料的干状态,内侧圈上的径向压力至少要等于系统的内压力,这就意味着外侧圈上的径向压力高得多,在大多数用途中是过高的（导致过大的摩擦,轴磨损和气动密封件失效）。因此,在大多数使用中,要将压紧力调整到允许最末一个圈填料稍有一点泄漏,也就是说这个环上的径向压力稍微低于系统的内压力。然而,这样一来,如果将压盖调整到不产生泄漏的最小压缩程度时,则大多数填料圈上就将出现一些泄漏。6口阀门最佳压盖压紧问题变得复杂的另一个因素是,某些填料在使用状态下会产生膨胀,例如,当温度升高时,便有可能遇到这种情况,这样在压盖上加上很小一点预紧力,可能是必要的。另外,为了补偿填料的磨损和松弛以及为了保持一个满意

7、的密封,有必要定期地重新压紧压盖。当阀门采用普通的填密材料时,产生的径向压力与压紧压盖时所加的轴向压力之比约为0607,沿整个填料函的典型径向压力,特别是对用到大型填料函和重载的场合,例如流程泵、供汽和重力水处理等,尤其如如此。填料密封还有这样一种优点,即它们除了能用于往复用途外,还能用于旋转场合。对于许多往复工作来说,特别是在大型、重载的应用场合,挠性密封组件或单个密封件是可以代替填料的,除非要求泄漏达到最小的情况下,可能机械轴封更适宜。然而,值得注意的是,随着机械密封件的广泛使用,并未显出有对压篮填料密封减少需要的迹象。7口填料基本上是柔软（可变形的）断面,不过其柔软度是有很大差异的。填料

8、几平总是含有有润滑剂的,并且在使用过程中,随着过度受压或过热,便会损失润滑剂,填料的体积随之小,径向压力下降,从面导致泄露。当纤维需要高压收缩成由于缺少适当的润滑都会引起较大的摩擦和过热现外加积滑/等象,由此面会产生许多问题,这类问题可通过采用最近研制的以用聚四氟乙烯涂散的芳族酰酸纤维为基的填料来解决。大多数填料都制成见方以上的标准断面尺寸。断面尺寸在很大程度上是随意定的，但是作为一般准则,当轴径尺寸为12mm时,沟槽宽度约为轴径的四分之一当轴径约为150mm时,沟槽宽度减少到轴径尺寸的十分之一，在被密封介质中含有磨粒的应用场合,希望尽量不要使磨粒进入填料密封区。这可通过经填料函中央的孔环引入

9、适当的冲洗液。应该指出,在这种情况下所控制的泄漏是冲洗液的漏液、由于经向压力的分布,冲洗液还会回泄到介质中去。在不可能利用适当的液体进行冲洗的地方,采用润滑脂冲洗是个办法,在此种情况下,润滑脂必需洁净,同时能与介质相容。处理介质的压力低于大气压力,因此需要一种液体屏障来防止空气通过填料函进入介质。这种液体屏障从介质出口引来经孔环送入填料函。在这种情况下所控制的泄漏是介质的泄漏。以润滑纤维绳为基础的传统形式的填料仍是很常见的,并且一直被广泛使用。这种填料所采用的材料范围相当广，同时又因为引入合成维绳来改进某些性能,进一步扩大了这一范围,不过,实践证明,人造丝和尼龙的优点是有限的。8口植物纤维一般

10、适用于工作温度不大于90C摩擦速度适中（不高于8ms）的油水和非腐蚀性的化学介质。棉花和亚麻是使用最广的纤维,大麻次之。石棉绳对温度较高的使用条件（达320C）和较高的摩擦速度，不过青石棉有较好的抗腐蚀性能。对白石棉（水合硅酸镁石棉）很少有人提出异议,白石棉已成为目前用于石棉类填料的最重耍绳材,特别是用作纤维材料,在制造填料过程中,通过浸渍处理被牢固地粘合起来,不会散放出石棉粉尘,石棉粉尘是被引证的危害健康的主要根源。石墨是一种常被加入填料断面中的润滑剂,用于许多在干燥条件下工作或与非润滑性流体接触使用场合中,能提供良好的自润滑作用。因此,石墨润滑剂特别适用于供应蒸汽、水,特别是含盐水的设备。

11、然而,在某些情况下,有松散的石墨存在可能是有害的；或者当填料与不锈钢杆在一起相对运行时,由于电解作用,石墨可能要对钢材造成局部腐蚀。能够解决这一问题的另一种可供使用的润滑浸溃剂是云母。硅酮润滑脂专门与石棉填料一起用于高温使用场合,不过目前认为是不适用于在与食品和饮水有接触的场合了。在这这类使用场合所采用的润滑剂通常用的润滑剂的百分比虽使用情况的不同而变化。因此，准备用于高速运动，特别是高速旋转运动场合的填料一般应较为柔软的,以便长时间地保持柔性和能够含有较大百分比的润滑剂。9编绳填料是由按传统的或经改进的编绳方式编结成的多股线绳构成的,每股绳之形成一个保持润滑剂的空隙。绳层可根据具体的工作条件

12、搭配,例如用于旋转密封件时，按照轴的旋转方式编结,以使个别纤维的磨损不致严重影响填料断面的整体性能。编结填料可以按两种不同的方法构成。连续的编织填料是由按管状编织在一起的单股纱构成的,以相似的方式一层压一层地制成所需要的断面。另一种是斜纹编织方式（作为一种变形还有网格编织方式）,两种方式都可制成较致密的填料,这种填料表面密度较高；但保持润滑剂的空较小,因此在填料不发生剥裂情况下,比编绳纤维（像一种编填料）具有更好的不遗性能。输织断面可以编成方形成圆形的。在后一种情况下,通常是在编织并浸润滑剂以后,使其简单地通过一个提轮拉模而制成方形断面的。在实践当中,制造商发展了各自特殊形式的编绳或编织型填料

13、结构，旨在克服普通的或典型”的编织填料的缺点。石墨化石棉填料的出现归因于在生产一种石墨和石棉的直接接混合物,而不是在制造表面涂层过程中的一些最新研究工作,这种填料具有优良的润滑,较冷的运行,较低的摩擦,良好的高温性能。聚四氟乙烯作为一种低摩擦材料的杰出性质,使其成为一种用来制作填料的有吸引力的选择材料。这种材料特性的不利一面是强度低,热传导性不良以及随温度的升高而有收缩的倾向（即具有负的热膨胀系数）。当这种材料与作为润滑剂的绳填料（通常是石棉绳）结合使用。机械密封亦称端面密封，按国家有关标准定义为：由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用以及辅助密封的配合下保持贴

14、合并相对滑动，而构成的防止流体泄漏的装置。口干气密封即干运转气体密封”是将开槽密封技术用于气体密封的一种新型轴端密封，属于非接触密封。特点：密封性能好，寿命长，不需密封油系统，功率消耗少，操作简单及运行维护费用低。干气密封作为不需任何密封端面冷却和润滑用油的无维修密封系统，正取代浮环密封和迷宫密封而成为石化行业高速离心压缩机轴封的主体密封。迷宫密封是在转轴周围设若干个依次排列的环行密封齿，齿与齿之间形成一系列截流间隙与膨胀空腔，被密封介质在通过曲折迷宫的间隙时产生节流效应而达到阻漏的目的。迷宫密封是离心式压缩机级间和轴端最基本的密封形式，根据结构特点的不同，可分为平滑式、曲折式、阶梯式及蜂窝式

15、等四种类型。平滑式迷宫密封有整体和镶片两种结构,它结构简单便于制造，但密封效果较差。曲折式迷宫密封也分整体和镶片两种结构，这种迷宫密封的结构特点，是密封齿的伸出高度不一样，而且高低齿相间排列，与之相配的轴表面。阶梯式迷宫密封从结构上分析它类似于平滑式迷宫密封，而密封效果却与曲折式迷宫密封近似，常用于叶轮盖板和平衡盘处。蜂窝式迷宫密封的密封齿片焊成蜂窝状，以形成复杂形状的膨胀室,它的密封性能优于一般密封形式,适用于压力差较大的场合，如离心式压缩机的平衡盘密封。蜂窝式迷宫密封制造工艺复杂，密封片强度高，密封效果较好。横向安装阀门与垂直安装容易产生过大的侧向载荷。有些阀门安装在不停振动着的管线或平台

16、上，如果给阀杆提供辅助支撑，对保持其密封性能是有利的。有些阀门靠近高温设备，热辐射对密封性能有负面影响。磨蚀性流体中的微粒可能导致密封元件性能下降。通常处于底部的密封元件，密封效果会比上层的差些，因为压盖施加的载荷只有一部分能传递到底部。在此情况下，介质内的微粒会进入密封元件，使其性能下降。含有悬浮颗粒的流体，会在盘根靠近外界空气的一侧蒸发和结晶，导致执行机构出问题。当流体被密封元件密封隔离，两侧会发生压力降，流体可能发生相变。相变时的膨胀非常剧烈，密封元件必须足够坚固才能承受相变产生的作用力。碳石墨盘根需要更大的密封应力，导致阀杆摩擦力更大。和其它材质相比，能承受的循环载荷较低。八百五以上的极高温度中，碳石墨盘根以及用于增强材质密封性能的有效成分，会在氧化气氛中劣变。低温和深冷工况中，由于材质会变脆，强度降低。在高压应用场合，尤其需要确保载荷、密封元件设计能和密封性能要求相匹配。泄漏物质中携带有固态微粒，一旦堆积后可以堵住泄漏点。这样的状况是可以接受的，因