滑動(dòng)密封傳統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)合是:泵、混合器、攪拌器和離心機(jī)。在這些設(shè)備中,滑動(dòng)密封往往是意外事故產(chǎn)生的根源。只要正確的選擇合適的密封件就可以減少這種意外。那么如何選擇合適的密封件呢?供應(yīng)商為用戶提供了哪些解決方案呢?
在一次流程泵的專業(yè)技術(shù)講座時(shí),本刊記者對(duì)Flowserve公司的Hans-WilhelmLaarmann先生進(jìn)行了采訪,從一個(gè)滑動(dòng)密封件生產(chǎn)廠家的角度探討了滑動(dòng)密封件應(yīng)用的難處:滑動(dòng)密封件除了要承受很高的密封壓力以外,還要承受密封介質(zhì)很高的溫度,有時(shí)還是高粘度介質(zhì)或者含有固體物質(zhì)介質(zhì)。此外,還有幾何尺寸的要求,例如配合嚴(yán)密的安裝空間,螺桿泵準(zhǔn)確的軸間距等等的尺寸要求。
Laarmann先生同時(shí)介紹了滑動(dòng)密封圈高效工作時(shí)的四個(gè)前提條件:
·滑動(dòng)面的端面平行度; ·密封面與回轉(zhuǎn)軸線之間的垂直度; ·密封面的彈性接觸; ·密封面之間的潤(rùn)滑油膜。
在2007年的TU Granz的流程泵實(shí)踐技術(shù)講座中,John Crane公司的BernhardBorgr?ber先生就*后一條進(jìn)行了專題介紹:在密封面之間形成的良好的潤(rùn)滑油膜能夠很好的減少滑動(dòng)面的接觸,減少摩擦,但是也有著較大的密封泄漏問題。在真正的滑動(dòng)密封中,一般對(duì)密封泄漏與密封面磨損進(jìn)行折中處理。但是這種折中可在某種情況下被打破,Borngr?ber先生指出:“通過有目的的在滑動(dòng)面上設(shè)計(jì)成型結(jié)構(gòu)——LaserFace結(jié)構(gòu),使我們明顯的提高了滑動(dòng)密封圈密封唇的液動(dòng)力潤(rùn)滑性能,同時(shí)又降低了密封泄漏。許多用戶的實(shí)際應(yīng)用已經(jīng)證實(shí)了這一點(diǎn)。”LaserFase結(jié)構(gòu)是如何發(fā)揮作用的呢?這涉及到考慮在密封面溝槽的設(shè)計(jì)。密封圈中的供油槽能夠產(chǎn)生很大的液壓動(dòng)力學(xué)壓力,在這一壓力的作用下可在接觸面上產(chǎn)生穩(wěn)定的、有著很強(qiáng)附著力的潤(rùn)滑油膜,將接觸面分開?;赜陀筒蹖?rùn)滑后的潤(rùn)滑油導(dǎo)回到設(shè)備內(nèi)部,從而大大的降低了密封件的密封泄漏。這一技術(shù)的*大優(yōu)點(diǎn)是:在具有“揮發(fā)、逃逸”性能的介質(zhì)中使用時(shí),具有比GLRD型密封圈更長(zhǎng)的使用壽命。這一技術(shù)的潛力在于大大的提高了滑動(dòng)密封件的使用壽命。
但是,這種技術(shù)在使用時(shí)也會(huì)受到一定的限制:目前,這一技術(shù)只能在潔凈的介質(zhì)密封中使用,如果被密封介質(zhì)中含有較多的固體物質(zhì)時(shí),這種密封件的使用將受到限制。被密封液體介質(zhì)的沸點(diǎn)溫度為-268.15~-270.15℃。
碳化硅:合適的材料選擇
一般來講,滑動(dòng)密封件的材料通常選用碳化硅(SiC)。與硬質(zhì)合金-碳、或者硬質(zhì)合金-硬質(zhì)合金相互接觸的材料組合相比較,碳化硅-碳化硅的材料組合有著更好的耐銹蝕性能和抗腐蝕介質(zhì)的性能。即使是這樣,泵的使用者也必須有一點(diǎn)“犧牲精神”,做出一些讓步、妥協(xié):在短時(shí)間失油的干摩擦情況下,碳化硅材料密封件的性能不好;而且,這種材料的密封件在熱水介質(zhì)中的使用受限。在這些使用情況中,ESK陶瓷材料公司提供了一種名為SiC-G(Ekasic-G)的高品質(zhì)材料:一種含有碳的、直接燒結(jié)而成的碳化硅材料。構(gòu)成了硬-硬和硬-軟配對(duì)的材料組合。加入的碳粒有著與干摩擦劑相同的作用,在短時(shí)間失油的情況下(沒有潤(rùn)滑介質(zhì),干運(yùn)行)有著良好的摩擦性能——一個(gè)提高滑動(dòng)密封件在不利工況條件下延長(zhǎng)使用壽命的重要措施。這種材料在軟化水中使用時(shí)也體現(xiàn)了不錯(cuò)的效果。其它碳化硅材料在軟化水中極易發(fā)生腐蝕,而SiC-G卻不易被腐蝕。
軸用密封方案
與一家流程設(shè)備生產(chǎn)廠一起,Grundfos公司為一家食品生產(chǎn)企業(yè)研發(fā)了一種Gooled-Top密封件。在這一產(chǎn)品中,滑動(dòng)密封件被一個(gè)空氣冷卻的附件與泵體分開了。這一分離措施防止了泵體熱量向滑動(dòng)密封件中的傳導(dǎo)。被空氣冷卻的附件本身無需冷卻。滑動(dòng)密封件經(jīng)被輸送介質(zhì)進(jìn)行潤(rùn)滑,這些起潤(rùn)滑作用的介質(zhì)經(jīng)附件上的潤(rùn)滑通道進(jìn)入密封件內(nèi)部。為了保持軸用密封的*高工作溫度不超過120℃,被輸送介質(zhì)的溫度不得超過180℃。由于滑動(dòng)密封件的機(jī)械特性和技術(shù)特性不能長(zhǎng)期在高溫下工作,因此,空氣冷卻的GLRD密封件是一種很好的軸用密封方案。
腐蝕性介質(zhì)的密封方案
在強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的密封中,Garlock公司提供了一種很好的解決方案。這種密封件適合于泵、混合器和壓縮機(jī)的軸使用。適合于在化學(xué)工業(yè)設(shè)備中使用的Gulliver系列的密封件有合成橡膠波紋管和橡膠O型圈兩種類型。摩擦面和被摩擦面可以是碳纖維材料、含硅碳材料、碳化鎢、碳化硅、氧化鋁、調(diào)質(zhì)鋼、鑄鋼或者是等離子氧化鉻涂層。
如果傳統(tǒng)的滑動(dòng)密封件由于其密封唇的原因而不能勝任某種工況時(shí),則PS-Seal將會(huì)是一種不錯(cuò)的解決方案。這種密封件是一種浮動(dòng)式的密封件,在那些傳統(tǒng)密封件因軸的偏差而無法使用時(shí),例如偏差較大的混合器軸、干燥機(jī)軸和攪拌機(jī)軸中是一種不錯(cuò)的密封方案。
借助金剛砂的幫助避免磨損
EagleBurgmann公司研發(fā)生產(chǎn)了一種帶有金剛砂涂層的密封件。這種密封件在原材料混合以及在腐蝕性很高的介質(zhì)密封工況中失油的干運(yùn)行條件下有著很好的耐磨性能。結(jié)晶體的金剛砂涂層密封件適合于在石油和天然氣工業(yè)領(lǐng)域(例如多相泵)、泥漿泵領(lǐng)域,在化工生產(chǎn)企業(yè)、*藥產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)和民用技術(shù)(熱水)領(lǐng)域中使用?;瑒?dòng)密封件表面厚度可達(dá)8μm的金剛砂涂層有著很高的硬度、導(dǎo)熱性能、耐化學(xué)腐蝕性能以及較低的摩擦系數(shù)。在基體材料上的附著性能是這一技術(shù)的關(guān)鍵。
金剛砂涂層DiamondFase技術(shù)是一種微晶涂層,是利用化學(xué)氣相沉淀技術(shù)涂覆在基體材料上的。決定性的結(jié)晶是在2000℃的高溫下,在真空狀態(tài)下經(jīng)鎢極電極涂覆到基體表面的。這一涂覆技術(shù)保證了在整個(gè)表面均勻細(xì)致的涂覆——層厚度8μm的、在滑動(dòng)密封件功能中有著舉足輕重作用的涂層。金剛砂的附著性能滿足了迄今為止已知的實(shí)踐要求。
使用壽命明顯提高
Burgmann公司與殼牌德國(guó)有限責(zé)任公司位于Godorf和Wesseling兩地的工廠簽署了一個(gè)有關(guān)“滑動(dòng)密封件售后服務(wù)的框架合同”。殼牌德國(guó)公司的年生產(chǎn)能力高達(dá)1700萬t,是德國(guó)境內(nèi)*大的石油精煉廠。
簽訂這一服務(wù)合同的目的在于明顯的提高滑動(dòng)密封件的使用壽命。為了避免未來生產(chǎn)工程中的停工檢修,減少石油生產(chǎn)設(shè)備的維護(hù)時(shí)間,雙方共同研究了密封件失效的情況,探討了失效的原因,共同制定了改進(jìn)提高的措施,并*終納入了SEPRO中。SEPRO是一個(gè)基于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的、專門為服務(wù)合同執(zhí)行情況的管理和評(píng)價(jià)而研發(fā)的軟件程序。根據(jù)這一服務(wù)合同,Burgmann公司成為殼牌德國(guó)公司的**合作伙伴了。殼牌公司旋轉(zhuǎn)零部件和可靠性工程部的MarkusHampel先生說:“與Burgmann公司的合同帶給殼牌公司很多的好處。我們可以節(jié)省更多的資金費(fèi)用?!痹诤贤У?*個(gè)月中,雙方即開始了改進(jìn)提高潛力的分析研究。Burgmann公司德國(guó)銷售服務(wù)中心的負(fù)責(zé)人FredKirchmayr先生說:“隨著銷售服務(wù)中心的建成,殼牌公司和Burgmann公司相互都得到了實(shí)惠?!?/font> |