Visão geral
Uma vedação mecânica é um dispositivo que protege o vazamento de fluidos, constituído por pelo menos um par de fluidos que se mantêm encaixados e deslizam relativamente verticalmente sobre a superfície do eixo rotativo sob a pressão do fluido e a força elástica (ou magnética) do mecanismo de compensação, bem como a combinação de vedações auxiliares.
O mecanismo de carga elástica com vedação auxiliar é a vedação mecânica de tubos de corrugação metálica que chamamos de vedação de tubos de corrugação metálica. Na vedação leve, também há o uso de tubos de borracha como vedação auxiliar, a elasticidade do tubo de borracha é limitada, geralmente precisa ser reforçada com molas para satisfazer a elasticidade de carga. O "selo mecânico" é geralmente chamado de "selo de máquina".
A vedação mecânica é um dispositivo de vedação de eixo de uma máquina rotativa. Equipamentos como bombas centrífugas, centrífugas, reatores e compressores. Como o eixo de transmissão atravessa o interior e o exterior do dispositivo, há um espaço circular entre o eixo e o dispositivo, o meio no dispositivo vaza para fora através desse espaço, e se a pressão dentro do dispositivo for inferior à pressão atmosférica, o ar vaza para dentro do dispositivo, portanto, deve haver um dispositivo de vedação do eixo para impedir o vazamento. Muitos tipos de vedação de eixo, devido à vedação mecânica com baixa quantidade de vazamento e longa vida útil, a vedação mecânica no mundo é a principal forma de vedação de eixo desses dispositivos. A vedação mecânica, também chamada de vedação de superfície final, é definida no padrão nacional relevante como: "Um dispositivo de proteção contra vazamentos de fluidos composto por pelo menos um par de superfícies finais verticales ao eixo de rotação sob a pressão do fluido e a força elástica (ou magnética) do mecanismo de compensação e a combinação da vedação auxiliar para manter a fixação e o deslizamento relativo".

Composição
Componentes principais
Anéis dinâmicos, estáticos, arrefecimento e molas de pressão (dependendo do equipamento específico).

Selos auxiliares
Anéis de vedação (em forma de O, em forma de X, em U, em forma de cuneia, em grafite flexível retangular, em PTFE revestido de borracha, etc.).
Agência de Compensação Resiliente
Mola, Impulsão.
Suporte de mola e chave ou vários parafusos.

Princípios
A vedação mecânica é um dispositivo de vedação de eixo que é alcançado por meio de um par de vedações mecânicas de conjunto ou vários pares de superfícies extremas verticalmente deslizantes relativamente ao eixo sob a pressão do fluido e a força elástica (ou magnética) do mecanismo de compensação e é equipado com vedação auxiliar para bloquear fugas.
A estrutura de vedação mecânica comumente usada é composta por componentes como anel estático (anel estático), anel rotativo (anel dinâmico), suporte de mola de elementos elásticos, parafusos de fixação, anel de vedação auxiliar de anel rotativo e anel de vedação auxiliar de anel estático, que são fixados na tampa para evitar a rotação do anel estático.
Anéis rotativos e estáticos também podem ser chamados de anéis de compensação ou anéis não compensadores, dependendo de se eles têm compensação axial.

Requisitos técnicos
O anel de vedação é o nome geral do anel dinâmico e estático (o mesmo abaixo), que constitui o principal componente da vedação mecânica. O anel de vedação determina em grande parte o desempenho e a vida útil da vedação mecânica e, portanto, há alguns requisitos para ela.

Tenha força e rigidez suficientes
As condições de trabalho (como pressão, temperatura e velocidade de deslizamento, etc.) não danificam, a deformação deve ser tão pequena quanto possível, e as condições de trabalho podem permanecer seladas quando flutuarem. Em particular, a superfície de vedação deve ter força suficiente e certa resistência à corrosão para garantir que o produto tenha uma vida útil satisfatória.

Boa resistência ao choque térmico
Para isso, é necessário que o material tenha um maior fator de condutividade térmica e um menor fator de expansão da linha, que não se rompa quando suporta o choque térmico.

Factor de atrito menor
A correspondência do anel de vedação deve ter um fator de atrito menor.

Boa auto-lubrificação
No trabalho, se ocorrer um curto período de atrito seco, não danifique a superfície final de vedação. Portanto, o anel de vedação deve ter uma boa auto-lubrificação, o material do anel de vedação e o fluido de vedação também devem ter uma boa penetração.

Estrutura simples
A estrutura do anel de vedação deve procurar uma simetria simples, dando prioridade à estrutura integral, também pode usar um anel de vedação combinado (como o tipo de montagem) para evitar a estrutura de pulverização com a superfície de vedação.

Anéis de vedação para fabricação fácil
Instalação e manutenção são fáceis e o preço é baixo.

Atenção
Durante a instalação
Deve ter muita atenção para evitar desvios de instalação durante a instalação
(1), a tampa superior apertada deve ser feita após a localização do acoplamento, o parafuso deve ser uniformemente apoiado para evitar a inclinação da superfície da tampa, verificar todos os pontos com a barra de enchimento, o erro não é maior que 0,05 mm.
(2) Verifique o espaço de combinação da tampa com o diâmetro externo do eixo ou do eixo (ou seja, a concentração), ao redor da tampa deve ser uniforme, com a barra de enchimento para verificar os pontos de permissão não maior que 0,01 mm.
A quantidade de compressão da mola deve ser realizada de acordo com as regras, não é permitido ter fenômenos grandes ou pequenos demais, exigindo um erro de 2,00 mm. Aumentar a pressão da superfície final durante a assembleia e acelerar o desgaste da superfície final. Muito pequeno pode causar pressão insuficiente e não desempenhar um efeito de vedação.
3, após a instalação do anel dinâmico, a pressão do anel dinâmico para a mola deve ser capaz de voltar automaticamente.

Requisitos de localização durante a instalação
Para garantir um funcionamento estável, uma longa vida útil e um baixo desempenho de vazamento, é importante instalá-lo corretamente na máquina. Coisas a considerar durante a instalação:
1 – Confirmação das peças
Quando a selagem mecânica é instalada na máquina, a instalação deve ser bem comparada com o mapa de montagem geral, para confirmar se as peças estão totalmente preparadas, neste momento, deve prestar atenção à superfície de selagem de fricção, anel de vedação e outros fenômenos anormais sem cicatrizes, defeitos e outros fenômenos, também deve prestar atenção ao enchimento, anel de vedação (anel O) e outros em contato com a superfície do eixo ou do eixo, flange e outros componentes sem cicatrizes, se houver algum fenômeno anormal, deve ser substituído ou reparado depois de ser usado novamente.
Na instalação real, não traga mais do que as peças necessárias para o local, de modo que, após a instalação, se as peças restantes, é o lugar onde a instalação tem fugas; Se as peças não forem suficientes, isso significa que as peças também estão montadas em lugares desnecessários, o que também desempenha o papel de auto-inspeção durante a instalação.

2 – Localização da instalação
Os requisitos de instalação variam de acordo com o tipo de vedação mecânica e o tipo de máquina. Não mais aqui.


Requisitos técnicos durante a instalação
A vedação mecânica é um componente mecânico de alta precisão que tem um grande impacto na sua vida útil com a sua instalação e operação corretas. Em geral, seguimos os padrões estabelecidos pelo Ministério da Petroquímica.
Os requisitos técnicos para a instalação de uma bomba com vedação mecânica são os seguintes:
A curvatura do eixo: não superior a 0,05 mm;
2, oscilação do rotor: perto da caixa do eixo no anel de vedação dinâmica não maior que 0,06 mm;
3, a capacidade de movimentação axial do eixo não é permitida a exceder ± 0,5 mm, se com a caixa do eixo, a caixa do eixo não é permitida;
4, erro positivo do acoplamento: para o acoplamento dentado não maior que 0,08 a 0,10 mm (P2008C), para o acoplamento elástico não maior que 0,05 a 0,06 mm; (A prática habitual é salto final < 0,05, salto diámetro < 0,10)
5, tampa (assento de anel estático) com a separação de vedação para a linha central do eixo com a permissão de concentricidade de 0,05 mm, com o plano de contato com a junta para a linha central com a permissão de valor de verticalidade de 0,03 a 0,05 mm, se não atingir os requisitos, a cavidade de vedação deve ser processada;
6, a extremidade do eixo do anel de vedação dinâmica e a extremidade da tampa (ou caixa) do anel de vedação estática devem ser inclinadas e lisos.
1, ao instalar e desmontar vedações mecânicas com cuidado, é estritamente proibido usar martelo e pá plana para evitar danos aos componentes de vedação. Se a escoria não for removida, deve ser limpa e removida.
2, se as duas extremidades da bomba são seladas mecânicamente, cuidem uns dos outros durante a montagem e desmontagem para evitar a perda.
3, para a vedação mecânica em funcionamento, sempre que a tampa é solta para que a vedação se mova, as peças de anel móvel devem ser substituídas e não devem ser usadas novamente. Como a trajetória de operação original do lado de atrito após o soltamento mudará, a vedação da superfície de contato pode ser facilmente danificada.

Problemas de manutenção
Preparação antes do início
1, verificar completamente a vedação mecânica, bem como a instalação de dispositivos acessórios e tubulações, se estão em conformidade com os requisitos técnicos.
Teste de pressão estática antes do início do selo mecânico para verificar se o selo mecânico tem vazamento. Se houver mais vazamentos, a causa deve ser identificada e eliminada. Se ainda não for válido, deve ser desmontado e reinstalado. A pressão de teste estático geral é de 2 a 3 kg / cm2.
3, pressione a bomba giratória para verificar se é leve e uniforme. Se a roda estiver difícil ou imóvel, verifique se o tamanho da montagem é errado e se a instalação é razoável.

Instalação e descontinuação
Antes de iniciar, a cavidade de vedação deve ser mantida cheia de líquido. Para o transporte de meios solidificados, a aplicação de vapor aquece a câmara de vedação para derreter o meio. A roda deve ser rodada antes da partida para evitar que a partida súbita cause uma ruptura do anel macio.
Para a vedação mecânica do sistema de vedação de óleo externo da bomba, o sistema de vedação de óleo deve ser iniciado primeiro. Parar o sistema de vedação de óleo após o estacionamento.
3, a bomba de óleo térmico não pode parar imediatamente a água de resfriamento da cavidade de vedação do óleo e da vedação da superfície final, deve esperar que a temperatura do óleo caia abaixo de 80 graus na vedação da superfície final, para que a água de resfriamento possa ser parada para evitar danos às peças de vedação.

Operação
Se houver um vazamento leve após a inicialização da bomba, deve ser observado por algum tempo. Se a operação continua por 4 horas e o vazamento ainda não diminuir, a bomba deve ser interrompida.
A pressão operacional da bomba deve ser estável e a flutuação da pressão não deve ser maior que 1 kg / cm quadrado.
Em operação, a bomba deve evitar o fenômeno de bombeamento para evitar o atrito seco da superfície de vedação e a destruição da vedação.
3, a situação de vedação deve ser verificada com frequência. Em operação, quando o vazamento excede o padrão, o óleo pesado não é maior que 5 gotas / min, o óleo leve não é maior que 10 gotas / min, se ainda não houver tendência de melhoria dentro de 2-3 dias, a bomba deve parar para verificar o dispositivo de vedação.

Falha de fechamento
故障原因
A falha da vedação mecânica é geralmente conhecida por vazamentos anormais, desgaste anormal, torque anormal e outros fenômenos. As causas da falha são as seguintes quatro:
1, seleção de design de vedação mecânica incorreta;
2, má qualidade de vedação mecânica;
A precisão da máquina que usa ou instala selos mecânicos em si não atende aos requisitos;
4, erro de operação da máquina.
Análise específica de situações específicas

O selo falhou
A falha da vedação tem as seguintes três razões:
1) Abrir a vedação
No reparo de vedações mecânicas, 85% das falhas de vedação não são causadas pelo desgaste, mas são vazadas antes do desgaste.
Quando a superfície de vedação é aberta, as partículas sólidas no meio entram na superfície de vedação sob a pressão do líquido, e depois que a superfície de vedação é fechada, essas partículas sólidas são incorporadas na superfície do anel macio (geralmente um anel de grafito), o que realmente se torna uma "roda de moer" danifica a superfície do anel rígido.
Como o anel dinâmico ou o anel de borracha está preso no eixo (caixa do eixo), quando o eixo se movimenta, o anel dinâmico não se encaixa a tempo, e a superfície de vedação é aberta e a superfície de vedação é fechada com atraso, permitindo que as partículas sólidas entrem na superfície de vedação.
Também existem partículas sólidas entre o eixo (caixa do eixo) e o componente deslizante, que afetam o deslizamento do anel de borracha ou anel dinâmico (ponto de vedação dinâmico relativo, falhas comuns). Além disso, o meio também produzirá cristales na área de atrito do anel de borracha e do eixo (caixa do eixo), e também haverá matéria sólida na mola, que abrirá a superfície de vedação.

2) Sobre-aquecimento
Devido ao calor na superfície de vedação, a temperatura de uso do anel de borracha deve ser inferior às especificações de projeto. A temperatura de uso da borracha fluorada e do politetrafluoroetileno é de 216 ° C, a temperatura de uso da borracha butanina é de 162 ° C, embora todos possam suportar temperaturas mais altas, mas devido ao calor produzido pela vedação é maior, então o anel de borracha tem o risco de continuar a sulfatar e, finalmente, perder a elasticidade e vazar. (A área fria é considerada frágil) O calor também causa a cristalização de meios entre as superfícies de vedação, como a ligação de carbono, causando que os componentes deslizantes sejam colados e a superfície de vedação seja condensada. E alguns polímeros são coqueados por sobreaquecimento, alguns fluidos perdem lubrificação por sobreaquecimento e até mesmo flash.
O sobreaquecimento, além de alterar a condição do meio, também aumenta sua taxa de corrosão. Causando a deformação das peças metálicas, a fissura da superfície da liga e certas rachaduras de revestimento, o projeto deve escolher uma vedação mecânica equilibrada para reduzir a pressão relativa para evitar o sobreaquecimento.

3) Excesso
A tolerância de montagem correta é necessária para a instalação de vedações mecânicas, o eixo (caixa do eixo) deve ter a rugosidade da superfície adequada e o tamanho correto, mas os fabricantes raramente fornecem dados de tolerância, que são críticos para a instalação. (com base na experiência e senso comum)
A precisão dimensional e a tolerância de forma do selo mecânico devem estar em conformidade com os requisitos do desenho, o excesso levará à falha antecipada do selo.

Análise das causas da falha da vedação
A própria superfície de vedação também fornecerá sinais de falha da vedação, como quando vibrar, haverá vestígios de desgaste na peça de transmissão, se os vestígios não forem óbvios, geralmente devido à montagem inadequada.
Para o anel de grafite de má qualidade (anel dinâmico), seus poros internos são maiores, porque durante o processo de fabricação, a expansão do gás acumulado dentro do grafite é causada pela explosão de partículas de carbono, portanto, este anel de grafite de baixa qualidade é ativado na vedação, suas partículas de carbono são facilmente descartadas e a superfície de vedação é pega quando a vedação é desativada.
As cicatrizes na superfície do cilindro dentro da vedação são provavelmente causadas pela entrada de lixo externo na vedação ou instalação inadequada. As ranhuras circulares na superfície de vedação são causadas pela deposição de partículas sólidas na superfície de vedação.
A fissura do anel de grafite (anel dinâmico) é causada pela vibração da transmissão, o aumento do anel de borracha e a tensão interna do próprio anel de grafite, enquanto o foco é causado pela alta temperatura, que é comum em meios de óleo quente de alta temperatura em refinarias de petróleo.
Vários oxidantes fortes que fumam ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido hidroflúrico, hipoclorato de sódio, água real, perhidroxido e outros efeitos erosivos do grafite, o seu efeito de corrosão aumenta com o aumento da temperatura.
Normalmente, o sobreaquecimento da superfície do anel rígido (estático) pode causar um desgaste grave do anel de vedação, como uma bomba vertical sem resfriamento. Em alta temperatura, alta pressão, a compressão da mola é muito grande, o movimento do eixo também será muito grande, causará desgaste de transição da superfície de vedação,
Há quatro sinais a observar ao verificar a superfície do anel rígido:
a、 Anéis de cerâmica quebrados; b、 fissura térmica; c、 marcações; d、 A queda do revestimento.
Montagem excessiva de anéis de cerâmica é a principal causa de ruptura, montagem inadequada também é uma causa mais comum.
Como o material de revestimento e a taxa de expansão do material de substrato são diferentes, quando a temperatura aumenta, a superfície do anel aparecerá rachadura, especialmente a liga de Stelith. Nos materiais de revestimento mais avançados, o carboneto de tungstênio à base de cobalto é inferior ao revestimento à base de níquel. O resfriamento da superfície de vedação pode evitar eficazmente a fissura térmica, partículas sólidas que permanecem na superfície de vedação muitas vezes danificam a superfície, como as partículas de areia na roda de moção danificam a superfície do anel rígido, levando à abertura da superfície de vedação ou à geração de cristales entre as superfícies de vedação, e depois de moírem o anel de grafito, o material de moída incorporará a superfície do anel de grafito. A falha do anel de borracha está relacionada ao uso, geralmente a alta pressão é uma das razões para a falha do anel de moldagem por pressão, quando o tipo de moldagem é descoberto como um retângulo ou um anel endurecido, é necessário ajustar a quantidade de compressão, caso contrário, será aquecido. Portanto, é necessário entender a temperatura de uso de uma borracha sintética. A inflação do anel de borracha sintética é causada principalmente pela erosão química, eles têm algumas características respectivas, como a borracha fluorada resistente a altas temperaturas, enquanto o uso de anel de etileno e acrílico no lubrificante de petróleo aumentará, o ozônio tem efeito erosivo na borracha de butano, por isso os produtos de borracha de butano não devem ser montados no motor elétrico, por isso a alta temperatura e a corrosão química são geralmente a principal causa do endurecimento e rachaduras dos produtos de borracha. As peças de borracha são cortadas e gravadas na superfície durante a instalação, o que também é uma causa comum de falhas de vedação. Parafusos fixos antigos no eixo, ranuras de chave, eixos de chave, ombros afiados do eixo e outros sinais danificam peças de borracha.
Aqui, para vestígios de desgaste da superfície de vedação, os seguintes pontos devem ser adicionados, a verificação de vestígios de desgaste pode ajudar a analisar a falha.
(1), desgaste e alargamento: indica que a bomba ocorreu um grave erro. As razões são:
a、 Danos ao rolamento;
b e 轴振动或轴变形；
c、 dobramento do eixo;
d、 A corrosão de vapor da bomba produz vibrações;
e、 O acoplamento não está alinhado;
f、 deformação grave do tubo;
g e 密封静环倾斜。
(2) estreitamento das marcas de desgaste: as marcas de desgaste são mais estreitas do que a largura das duas superfícies de vedação, o que indica que a vedação é sobrepressionada, a pressão ou a temperatura deformam a superfície de vedação.
3) Sem marcas:
Indique que a vedação não se pega. Verifique se mecanismos de compensação, como molas, estão deslizando ou obstruídos.
(4), a superfície de vedação não tem marcas de desgaste, mas tem pontos de destaque.
A deformação da vedação aparecerá com destaque e sem marcas de desgaste. A pressão é muito alta, a rosca da tampa não está bem parafusada ou não está bem fixada, ou a superfície rugosa da bomba pode formar pontos salientes. Quando a tampa de dois roscos é usada, a rigidez é insuficiente e a deformação também é uma razão para a formação de destaques.
O surgimento desse sintoma indica que o selo pode vazar logo que você estiver dirigindo.
(5) A superfície de vedação tem uma borda de corte:
Isso ocorre porque a vedação está muito aberta e se rompe ao fechar. A evaporação flash (gasificação) é a causa mais comum da separação da superfície de vedação, especialmente quando há condensação no sistema de água quente ou no fluido, a água se expande do líquido para o vapor, o que pode separar a superfície de vedação. (Gasificação de meio frio também pode causar)
Peças metálicas seladas, como molas, parafusos fixos, transmissões e caixas metálicas, podem ser a causa de falhas de vedação. A corrosão da mola sob o efeito da tensão alternada é o seu principal problema, porque o metal sob o efeito da tensão corroe rapidamente, a mola de aço não bordada é vulnerável à corrosão da tensão do cloreto, e há muitos cloretos no mundo, por isso, alguns departamentos estrangeiros recomendam que não use molas de aço inoxidável, mas a mola de aço de liga de haste mais resistente à corrosão é recomendada. Além disso, a montagem inadequada da fadiga da mola é outra causa de falha.
Os parafusos fixos usados ​​para selagem mecânica não devem ser feitos com materiais endurecidos, porque o tratamento térmico reduz a resistência à corrosão do metal, enquanto os parafusos fixos mais macios sem tratamento térmico podem ser fixados no eixo.
Vibração, inclinação e diferença de coração podem fazer com que a transmissão se desgaste, como o fenômeno de adesão quando a superfície de vedação é iniciada, a transmissão se dobra ou até danifica, e o calor gerado pelo efeito de atrito muitas vezes aumenta a corrosão.
A abrasão na superfície círcula externa do revestimento metálico pode ser causada por partículas sólidas que entram no revestimento do lado da vedação e interferem com a capacidade móvel da vedação. Também pode ser causado por motivos de distorção e desconfiança.
Os metais devem mudar de cor durante o aumento da temperatura, o aço inoxidável deve prestar atenção às seguintes temperaturas quando usado.
Amarelo claro - temperatura de 700 a 800 °F (cerca de 370 a 432 °C)
Marrom - temperatura de 900 a 1000 °F (cerca de 486 a 540 °C)
Orquídea - Temperatura de 1100 °F (cerca de 590 °C)
Preto - a temperatura é de 1200 °F (cerca de 648 °C)
Quando a falha da vedação não está em conformidade com qualquer um dos acima, a reparação é mais difícil, mas os vazamentos podem ser referenciados nas seguintes situações:
（1）、泵轴套泄漏
Muitas caixas de eixo não estendem a caixa de vedação, por isso é difícil determinar a fonte do vazamento. O vazamento da caixa do eixo é geralmente estável, enquanto o vazamento da superfície de vedação tende a aumentar ou diminuir. Após o vazamento da vedação, a superfície não é plana, mas às vezes também é polida para o estado original. (Às vezes, não se apresse a reparar, pode observar por algum tempo)
(2), como a vedação ao redor é úmido, e não vê fugas. Esta força centrífuga gerada pela operação da bomba durante a inicialização faz com que o líquido vazado volte para a superfície de vedação, atuando como uma barreira. E o líquido vazado da flange ou junta da bomba gota dentro da caixa de embalagem.
(3), a expansão térmica pode soltar o anel de grafito montado dentro da peça metálica, também pode ser devido à baixa temperatura que faz com que o anel O perca a elasticidade, resultando em vazamentos.
(4), a flutuação da pressão de lavagem causará uma falha de vedação, a pressão de lavagem deve ser um pouco maior do que a pressão da câmara de vedação, habilitar a válvula elétrica instalada na frente da bomba e o interruptor de retardo pode garantir que os resíduos de lavagem sejam limpos antes da inicialização da bomba ou após o estacionamento, como o uso de métodos de refrigeração para controlar a temperatura, certifique-se de manter a pressão da câmara de vedação.
(5), se uma camada de calhar é precipitada no compartimento de resfriamento, podemos instalar uma busta de grafite na parte inferior da cavidade de vedação, usando seu efeito de barreira térmica para resolver esses problemas.
(6), o vazamento do trocador de calor, muitas vezes é a acumulação na superfície de resfriamento impedir a transmissão de calor, a velocidade de fluxo do fluido dentro do resfriador é acelerada, ou a direção do trocador de calor é invertida.