新型螺杆机械密封材质的选型试验

《新型螺杆机械密封材质的选型试验》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、新型螺杆机械密封材质的选型试验樊勇（中核建中核燃料元件有限公司，四川宜宾644000）【摘要】通过论述新型螺杆泵机械密封材料选择、机封的密封方案、螺杆间距的试验证明：试验所选择的方案能满足生产的需要。.jyqkl/h）[1]。所以选定机械密封为新型泵的密封形式。4泵试验4.1密封材料优选试验4.1.1材料的选择目前用于机械密封的材料有石墨、碳化硅、硬质合金、陶瓷、不锈钢、丁晴-400型圈、乙丙胶、氟橡胶、聚四氟乙烯、氮化硅、氧化铝、碳化钛等材料[1]。对选择的密封材料进行物料影响试验。试验是在12个2L

2、的容器中进行的，每个容器中都装有相同的0.5L溶液，再装1L的二次水，每个容器中分别放入大小相同的不同的密封材料，放入后对每个容器进行搅拌，隔一定时间取样分析，其试验结果见表1（试验是在常温下进行的）：从表1可以看出，只有石墨、硬质合金、不锈钢等对物料有明显反应。因此，石墨、硬质合金、不锈钢不适合新型泵的需要。不采用石墨、硬质合金和不锈钢材质作密封材料。陶瓷比较脆弱，考虑到物料的性能，不宜采用。丁晴、乙丙胶、氟橡胶、聚四氟乙烯等材料多用作填料密封，不耐磨，业不适合机械密封使用[1]。经过初步分析，拟采用

3、碳化硅、氮化硅、氧化铝和碳化钛作为试验材料。4.1.2试验材料的物化性能１）碳化硅的物化性能在重载下具有良好的耐磨性和减磨性，热导率高，抗震性能良好，弹性模量大及良好的化学稳定性、高熔点、高硬度，具有低的热膨胀系数。同时采用不同烧结形式，将会获得不同的物理性能，以适应工况要求。2）氮化硅的物化性能具有高温稳定性、抗热震性、化学稳定性和良好的电绝缘性及质硬性。对于浓硫酸和浓氢氧化钠作用也缓慢。3）氧化铝的物化性能两性氧化物，化学性质稳定，不溶于水微溶于碱和酸，易烧结。4）碳化钛的物化性能化学性质稳定，不溶

4、于水，耐酸性强，硬度高，弹性模量大。4.1.3试验内容试验中对机械密封的动环材料的选择有以下四种方案：方案1：动、静环材料为碳化硅（整体）；方案2：动、静环材料为氮化硅（整体）；方案3：动、静环材料为氧化铝（99%）；方案4：动、静环材料为碳化钛（整体）。试验是在老式泵上进行，机封型号及规格为HM-35，就上诉四种方案进行试验。试验是在协作单位进行的，数据见表2：从表2可以看出，方案1的试验结果效果最好。动、静环材质采用碳化硅。为进一步验证方案1的可行性，对所选的机械密封材质和结构由协作配套单位进行试验

5、，试验结果见表3：该机械密封材质按JB/T8091-98标准执行进行测试，按JB/T53302-94标准进行判定，该材料完全满足需要。4.2密封材料结构方式优选试验经过调研比较，了解到有三种机械密封形式适合螺杆泵的需求。机械密封机构的三套方案分别为：方案Ⅰ[2]：单端面、内装式非平衡型机封，采用腔体（介质入口）母液内冲洗冷却。方案Ⅱ[2]：单端面、内装式非平衡型机封，采用外接（介质入口）母液内冲洗冷却。方案Ⅲ[2]：单端面、外装式平衡型机封，采用外接冲洗冷却。这三套方案可以通过做实验来证明哪一种密封方式

6、适合生产的需要。经过理论分析：选择方案Ⅰ的机械密封型式进行密封泄漏试验。方案Ⅰ：单端面、内装式非平衡型机封，采用腔体（介质入口）母液内冲洗冷却。选定方案后，请协作配套单位进行机械设计加工。加工制作的密封件经过专业部门检验，全部符合JB4236-86标准。为验证机械密封件性能，请协作配套单位进行相应试验。机械密封经过二十于次的性能测试，没发现任何泄漏。4.3螺杆间距的优选试验以现有泵的轴径基础上，不改变泵腔的内部尺寸，适当增加轴径，用选定的机械密封作为密封件进行试验真机试验。真机共制作了四台，分别叫1#机

7、、2#机、3#机、4#机。请协作配套单位进行相应试验，试验数据见表4：从表4的实验数据可以看出，2#机流量、扬程偏低，不能满足生产的需要，而4#机的流量为7.022时，扬程为150米，轴功率为5.426K3/h，扬程为110～140m。因此我们把流量为7m3/h，扬程为120m确定为泵的设计点，进行设计。为了进一步掌握新型螺杆泵的螺杆与壁厚（外壳与内腔工作面）的间距对流量、扬程的影响，又进一步进行如下试验。径向（直径）间隙3#机进行性能测试，试验后分别磨削螺杆外径，使间距由小到大（0.04～0.15mm

8、），以确定间距的影响。其试验结果见表5：试验表明,当间距控制中0.06～0.08mm时，新型螺杆泵的能能最佳，而最佳点又为0.07mm。5结论通过一些列试验，掌握了新型螺杆泵外径及间距与流量、扬程的关系。试验结果表明用3#机：单端面、内装式非平衡型机封，采用采用腔体（介质入口）母液内冲洗冷却；机械密封的动、静环均采用碳化硅；螺杆间距为0.07mm时的螺杆泵可以满足生产的要求。.jyqk].2版.机械工业出版社,2000.6.［２］时均,汪家