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泄漏原因及防治方法

1-1 泄漏原因

1、泄漏的危害泄漏现象普通存在。由于泄漏,会造成下列几种危害:

(1)大量介质被流失,浪费能源

据估计全国各部门一年漏失润滑油可达几十万吨左右,冶金系统漏油量占首位。如某一钢厂仅三个车间每年漏油达72吨。像这种每年漏油量达几十吨的单位是很多的,这种巨大浪费现象是不能忽视的。

(2)污染环境,影响了文明生产

各种介质的外泄漏对设备与设备周围环境是一种污染,影响设备外容与周围环境。腐蚀的介质流失会造成周围生态失去平衡。

(3)不安全

介质泄漏会造成火灾,煤气中毒,人身伤亡等各种事故。这些介质经过哪里,哪里就会留下事故苗子,对操作工人的健康,自然界的生物都会造成严重不良后果。

(4)容易造成设备事故

润滑油的流失,直接影响设备正常运转,加速零部件的磨损,缩短了设备使用寿命。受到漏油浸蚀的机械设备,容易造成基础松软、断裂;如果厂房基础,容易使厂房基础变形,这一切都容易造成设备事故

2、泄漏原因

(1)设计不合理

在开始设计时就没有考虑到密封问题,设计人员不熟悉密封技术,在设计、选择密封结构时考虑不周,设计不合理。

(2)设备制造不良

在加工过程中密封面加工质量差,有气孔、砂眼、裂缝。加工方法不确当,密封面的粗糙度过高、过低,或没有达到图纸所规定的加工要求。

(3)密封材料选择不当

密封件的材质与被密封介质相容性考虑欠周,材质对工况条件不相适应,如耐油、耐温、耐磨等因素。

(4)维护不周、管理簿弱

对密封件的寿命认识不足,没有定时、定期进行检查、调换,往往用上去后就成为一次性寿命,不定期掉换密封件,造成密封件老化损坏;加油不按规定,油量过多。

(5)安装方法不太正确

安装时轴、孔偏心度过大,密封件受损,或在安装时,因方法不正确造成密封件损坏。

(6)设备腐蚀与振动

振动对零件强度、液体介质流动都有害,尤其是管线上的振动往往是造成泄漏的主要因素。

腐蚀使密封面损坏,密封元件受损,也会引起泄漏。

(7)工况条件恶劣

由于每种密封件有其一定适用性,在使用时也就有一定的局限性,不可能是万能的。有些特殊工况条件很难找到合适的密封材料与密封材料,也就容易造成泄漏。

以上几点通常是造成泄漏的主要原因。总之,密封装置的密封效果是包括产品设计,密封材料的选择,零部件的加工精度,机械安装技术和使用维护等的综合效应。

3、泄漏形式

在了解密封机理之前,必须对泄漏的基本形式有所了解。在此我们解释为:当两个接触之间的间隙很小,泄漏量又不大时,可以认为是层流状态。以下是层流状态下的几种泄漏形式:

(1)毛细管内的泄漏

各种形式固体垫料的泄漏从微观上来讲,都是以毛细管形式泄漏,由许多毛细管组成的毛细管群组成一个泄漏点。

(2)平行间隙的泄漏

在平行间隙中发生放射状流动,如法兰之间接触间的泄漏,两平板之间的间隙泄漏等。

(3)圆筒间隙的泄漏

两个同心圆的圆筒之间的泄漏,或处于偏心场合下的泄漏。

(4)通过粒子层的泄漏

由各种形状的粒子所形成的粒子层,是作为有空隙物体的泄漏特性来考虑的,泄漏是通过这些粒子层的。

(5)旋转圆筒与静止圆筒之间轴向泄漏

在旋转与静止圆筒间极其狭窄的间隙中流动的粘性流体的泄漏。

(6)单面运动的平行间隙间的泄漏

即一面固定与一面运动两平行间隙间的流动。

(7)固定端面与旋转圆筒端面之间的间隙沿半径方向的泄漏。

即固定圆筒端面与旋转圆筒端面之间的间隙的泄漏,如机械密封静环与动环之间的泄漏。

以上各种形式的泄漏,由于其形式不同,计算方法也各不相同。具体计算方法,下面各节将分别叙述。

1——2 防治方法

治漏的主要方法是密封。密封的方式很多,目前最常用的方法有以下几个方面:

1、根据密封机理进行改进

在正常情况下,可根据简化后公式。泄漏量的大小是由下列几方面因素决定的。

Q=h的n次方*p/(η*l)

式中 Q——泄漏量

h——缝隙距离

η——介质粘度

l——接合面宽度

p——内外压差

n>1 (有时n=3左右)

从上式可得出如下结论:

(1)提高介质粘度能减少泄漏,粘度越大越好。当然粘度提高会增加动力损耗,它们之间的关系还有待于进一步研究。目前在润滑方面经常用增加介质粘度方法来减少泄漏。如半流体润滑脂,其粘度介于油与脂之间,以脂代油等。

(2)减少内外压差,使箱体内与外界接触。这种方法应用得比较多,如在减速箱的箱盖上面有个加油方孔,当齿轮在高速转动时,箱内温度升高,箱体内压逐渐上升,油加快外泄。如果在加油孔中接一根管子与外界空气接通,使两者压差减小,泄漏现象就会好些。

(3)减少间隙,增加结合面宽度。结合面间隙大小是造成泄漏的主要原因,它不仅与金属表面的加工精度有关,而且也与平整度有关,而且也与平整度有关。平整度的影响往往比加工精度更大,平整度差,间隙就增大,它与泄漏量的关系是以大于三次方形式增加,即间隙增大1倍,泄漏量就要增大7倍以上。减少泄漏,最重要的研究对象是减少间隙,增大结合面宽度。对被密封介质粘性流动泄漏是很重要的,宽度增加,泄漏时间、阻力就增大。

2、改进设计

(1)减少设备密封点

在设计时应尽量选择密封部位少的部件,尤其是对那些易燃、易爆、有毒的介质尤为重要。如滚动轴承座,有三种结构形式:一种是两个透盖,三个零件组成;另一种是一个透盖;还有一种是剖分面形式。第一种加工容易,但多一个密封点;第二种加工比第一种困难些,但比第一种少一个密封点;第三种加工困难,但静密封点还是一个。因此还是选用第二种为好。另外如水泵或油泵选用单级比双级好,密封点少,泄漏机会就少。

(2)堵塞和隔离泄漏通道

用种垫料之类的东西隔离泄漏通道,不使介质从密封面的缝隙中泄漏,这种方法用得最多。如垫料密封、机械密封、油封等都属于这种范围。

(3)增加泄漏通道阻力

流体在通道中泄漏,在防漏时以各种形式加长通道,使其压力逐步降低,减少泄漏。采用的方法有:迷宫密封,开槽、增齿等,使阻力与压差平衡达到不漏。

(4)负压密封

为密封摩擦副提供润滑与冷却,改变压力差,在容纳密封剂及排出泄漏物的腔内充填密封剂,使其压力大于或等于被密封介质的压力,达到密封效果。这类密封结构形式一般用于有害气体和液体介质的密封,由于隔离流体不可避免地会向机内泄漏,因此在设计与选择隔离液时要确当,密封剂不得使被密封介质产生有害的物理化学变化。常用的有空气、氮气、水蒸气、水、油、磁性流体等。

(5)组合密封

当密封的工作参数较高或有特殊要求时,可将各种密封组合起来,设计时要选用合适组织形式。如多级串联,降压与阻漏,分解处理等。如迷宫-填料,螺旋-填料,水封-填料,机械密封等都属于组织密封。

(6)减振或防腐蚀

振动对设备运转、零件强度、管线联接、介质流动都有害,尤其对密封害处更大,只要有振动就很难做到完全密封。如管道系统的振动容易造成管系共振,管内介质自激振荡以及管法兰密封垫的压紧螺栓松动,都能引起泄漏。因此在设计密封装置时必须进行减振设计,在选择各种垫料时应选择合适的密封垫料。

(7)借助外力将少量泄漏液抽走

在泄漏部位,把泄漏出来的介质用泵抽出送回吸入管或专门的处理装置用,如喷射击队式密封就采用这种方法。

3、治漏方法

上面所介绍的是设备防漏应考虑的几个问题。密封失效造成泄漏后应怎样处理?

(1)改

对原有设计结构进行部分改进,对不合理的部分或整个结构进行改革,使其更合理、更可靠。如有的垫料密封不可靠,可改用机械密封。密封材料不合适,选用与介质相适应的密封材料等。

(2)引

把漏油部分引出来进行回收,或直接引回油箱。该方法在机床治漏方面用得比较多。

(3)补

一般设备箱壳在铸造时,因质量问题造成各种气孔、砂眼等缺陷,这时可用补、焊等办法把漏点堵塞。

(4)封

采用种密封胶封住结合面漏油部位。

(5)扎

当管道漏水、漏油、漏气时,可选用胶类或金属、非金属材料封堵住,然再用胶粘带进行包扎,防止再次泄漏。这种方法用在低压条件下比较多。

(6)修

静密封漏油部位的泄漏大多因平面不平所引起,解决的方法是在结合面上采用研麻等方法加以修复。有的因腐蚀而引起,有的因年久失修造成泄漏,都可用修的办法解决,或都把它们换掉。

(7)粘

用粘接办法解决静密封泄漏,如箱体泄漏,可用金属片补粘上去解决泄漏。对于长期不拆的结合面粘的办法尤为适用。最近几年推广的不停机堵漏,也是一种解决泄漏的临时措施。




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