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1、反应釜机械密封,反应釜,反应釜的广义理解即有物理或化学反应的容器，通过对容器的结构设计与参数配置，实现工艺要求的加热、蒸发、冷却及低高速的混配功能。反应釜广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品，用来完成硫化、硝化、氢化、烃化、聚合、酯化、缩合等工艺过程的压力容器，例如反应器、反应锅、分解锅、聚合釜等；,反应釜的结构,釜体 釜盖 夹套 搅拌器 传动装置 轴封装置 支承,相关信息,反应容器（釜体）:根据容量大小及物料反应要求设计压力来确定板材厚薄；材质一般为不锈钢（304不锈钢、321不锈钢、316L不锈钢）、碳钢（A3）。传动机构：电机、减速机、机架、联轴器、轴承、联接板等组成。传热
2、装置:有夹套、内盘管、外盘管等；采用有机热载体循环（导热油）或蒸汽、热水等方式加热；冷却水、冷冻水、冷导热油或自然风等方式冷却。密封装置：有机械密封、填料密封等。,搅拌装置在高径比较大时，可用多层搅拌桨叶，也可根据用户的要求任意选配。釜壁外设置夹套，或在器内设置换热面，也可通过外循环进行换热。支承座有支承式或耳式支座等。转速超过160转以上宜使用齿轮减速机。,轴封装置,轴封装置的作用是使传动轴穿过釜封头的部位在压差作用下不发生泄漏或渗入。搅拌反应釜最常用的轴封装置有两种：填料密封、机械密封(1)填料密封。基本构件有填料箱、软填料、压盖、轴套和压紧螺栓等。填料密封的特点是，结构简单，装拆方便;有
3、微量泄漏，易磨损，需要经常更换填料且功耗较大。(2)机械密封。与填料密封相比，机械密封功耗小，泄漏率低(仅为填料密封泄漏量的1%)，密封性能可靠，使用寿命长，不需要经常检修(一般一年检修一次);但其结构复杂，安装和检修不如填料密封方便。,机械密封,其主要构件有动环、静环、弹簧座、辅助密封圈等。,机械密封的多种形式,为了适应不同工作条件的需要，机械密封有多种不同的型式：1、按密封端面的对数，分为单端面、双端面等机械密封。单端面在密封装置中只有一对密封端面。它结构简单，是常用的机械密封型式。双端面在密封装置中具有两对密封端面。它结构复杂，适用于强腐蚀、易燃易爆、有毒有害介质以及真空的场合。,机械密
4、封的多种形式,2、按密封流体作用在密封端面上的压力是卸荷或不卸荷，可分为平衡式和非平衡式机械密封。平衡式密封流体作用在密封端面上压力部分卸荷或全部卸荷。非平衡式密封流体作用在密封端面上的压力不卸荷。平衡式适用于中、高压条件的机械密封;非平衡式适用于低压条件的机械密封。,机械密封的多种形式,3、按弹簧是否置于密封流体之内，分为弹簧内置式和弹簧外置式机械密封。弹簧内置式弹簧置于密封流体之内。弹簧外置式弹簧置于密封流体之外。弹簧内置式的密封端面受力状态好，泄漏量小，冷却与润滑好。所以，除了带腐蚀性的介质外，应尽可能采用内置式结构。,机械密封的多种形式,4、按补偿结构中的弹簧个数，分为单弹簧式和多弹簧
5、式的机械密封。单弹簧式在补偿机构中只有一个弹簧。它用于负荷较轻、轴径较小的场合。多弹簧式在补偿机构中有多个弹簧。用于较大轴径。密封端面上弹簧力分布较均匀，但弹簧丝直径小，腐蚀对弹簧影响较大。,机械密封的多种形式,5、按补偿机构是否随轴旋转，分为旋转式和静止式机械密封。旋转式补偿环随轴旋转。静止式补偿环不随轴旋转。一般的机械密封常采用旋转式，因为补偿机构及轴的结构简单，径向尺寸较小。但在高速条件下，补偿环及其它转动零件产生的离心力影响较大，动平衡要求高，采用静止式较为合适。,机械密封的多种形式,6、接触式和非接触式密封区别接触式是指密封面微凸体接触的机械密封，密封间隙h=0.51.0um。普通机
6、械密封均属接触式机械密封。接触式机械密封在端面处不产生使两端面间保持一定间隙的气膜或液膜动压力。通常接触面积小，且操作可靠，泄露率低。,机械密封常识 聚四氟乙烯密封圈有何特点？,聚四氟乙烯（PTFE）与橡胶比较，具有较大的刚度，较低的弹性和冷流性。耐热、耐油和耐腐蚀性比一般橡胶好，使用温度为-18250。而且耐水性、耐老化性、不燃性、韧性及加工性能都很好。聚四氟乙烯也存在一些缺点，使用范围受到一定限制，最大的缺点就是冷流性，其次是导热性很差，它在作为密封环时，摩擦热很难导出，使温度升高，密封性能恶化。所以这种密封环只能用在压力转速不高的场合且需要降温散热措施。,R3311机械密封特点,搅拌轴顶
7、部插入式反应釜。顶部插入式搅拌轴反应釜应用广泛，因密封置于釜的上部，处于气相空间中(物料满釜时才是液相)，为了避免密封干摩擦，需要采用一定的润滑冷却方法。顶部插入式垂直安装的搅拌轴，长径比大，加工和安装精度可能较低，因此必然会产生较大的挠曲。运动时，下列因素会加剧搅拌轴的振摆。,R3311机械密封特点,1)搅拌叶不均匀2)液面太低或有涡流。3)进料不均，或反应没控制好。4)压力与温度波动。5)压力、温度变化致使搅拌轴与釜体的变形。6)搅拌器速度突然变化，或降温导致聚合物粘度升高等。顶部插入式反应釜的搅拌轴长径比大，通常要设中间轴承，为密封提供一个相对无振摆的工作环境，使其密封运行平稳。,R33
8、11机械密封特点,顶部插入式搅拌反应釜用单端面机械密封。用于压力不高、介质无腐蚀性和毒性的场合。它的使用参数为：压力：真空状态0.6MPa;温度-20+150;速度：2m/s。由常压的冷却水流通循环，并润滑密封滑动端面和降低密封元件温度。温度低，O型圈不易老化变形。非补偿环为硬质环，用夹紧式固定;补偿环为软环，镶嵌硬质石墨。密封设计为部分平衡环，可克服普通外装式结构因介质压力升高，端面被推开的弊病。,R3311机械密封特点,反应釜用机械密封的型式、机构与泵用机械密封在结构上虽有差异，但其作用原理相同。一般来说，釜用密封转速低，弹簧比压宜取大一些;搅拌轴振动大，密封件应设计得坚实一些，封气时摩擦
9、副环宜采用整体结构。考虑到转轴摆动量大，静止环与轴的间隙宜取较大值。大轴径顶部插入式反应釜密封在计算端面比压时，补偿环的重量不能忽视。,R3311机械密封特点,212型机械密封技术参数说明：1、压力：212型：0-0.6MPa；2、温度：-40-1803、转速：2mm/s，当使用钢制反应釜时，使用转速可达到10mm/s。4、介质：212型：硫酸、硝酸、盐酸等各种强腐蚀介质，介质必须无颗粒。,212型机械密封,注意事项:一：安装前密封箱体要冲洗干净，安装时严禁敲击。静环，动环的密封面不能磕碰，划伤。二：轴(轴套)在装机械密封部位时不允许有生锈，裂纹等缺陷，光洁度要求1.6。三：和静环密封圈接触的
10、压盖表面光洁度要求不低于3.2，安装时应保持在轴向间隙以防止缓冲失效。,212型机械密封特点,釜用212型机械密封为单端面、多弹簧、非平衡型结构。采用氧化铝陶瓷静环和带波纹管的填充四氟乙烯动环。为防止干磨擦，密封浸没在敞开式 的贮液槽内。其下部与釜体连接部份可另设一带衬套的冷却水套，以减少釜体传导给密封的热量和搅拌 轴的偏摆。磨擦副材质与辅助密封材质请根据实际工况选用。,R3311机械密封安装实例,1 静环压盖2 锁紧螺母止推垫片3 半环,R3311机械密封安装实例,安装机械密封前仔细清理静环座内的杂质及螺丝孔内污物，并对轴进行打磨抛光。,R3311机械密封安装实例,确认后，将静环密封垫片套入
11、轴，查看左右间隙，检查大小是否合适，有没有遮盖定位螺丝孔的现象。,R3311机械密封安装实例,安装静环，过程中由于支架的存在，需要两人配合完成，一人在上部套入，一人在下放平伸双手做保护。,R3311机械密封安装实例,弹性垫片（机械密封本身设计并没有，是在公司实践中，通过经验设置的，目的是防止两个硬性面接触加设弹性垫片对静环进行保护）,R3311机械密封安装实例,静环压盖复位，螺栓与螺栓孔配合相适应，没有过紧的现象。（螺栓不允许把紧，只需用手带上即可，静环与静环压盖留有间隙以防后面安装提轴对静环造成损伤）,R3311机械密封安装实例,机械密封动环套入轴前，在动静环间填加棉布等可用于保护机械密封端
12、面的材料。,R3311机械密封安装实例,将机械密封动环涂抹少量物料（润滑）后，套入轴。（同静环，过程中由于支架的存在，需要两人配合完成，一人在上部套入，一人在下放平伸双手做保护）,R3311机械密封安装实例,支架轴承两人平抬，因整体较重，空间狭小，操作过程中注意键槽的位子，尽量一次性复位支架轴承。,R3311机械密封安装实例,通过电动葫芦进行提轴操作，复位锁紧螺母，支架轴承定位螺栓。（过程中一定要看好键与键槽的配合，提轴应缓慢，轻点）,R3311机械密封安装实例,支架轴承复位完成，锁紧螺母确认锁死后，把动静环间保护措施撤离，将静环座紧固螺栓适量把紧。（因静环为陶瓷材质，硬度较高，易破损，力量一
13、定要控制在合理范围内，把紧过程中，注意静环与轴的方位间隙，对角把紧）,R3311机械密封安装实例,考虑到机械密封安装过程中客观因素，我们将动环先下压一定的压缩量（23mm），锁死动环紧固螺栓进行定位。,R3311机械密封安装实例,机械密封动环定位后，将半环安装在动环上方部位，上紧半环紧固螺栓，将半环定位在轴上。（尽量平整间隙适中，半环切口错开有小弹簧的位子）,R3311机械密封安装实例,松开动环紧固螺栓（分两侧同时适量松开）通过半环上的螺栓调节机械密封压缩量（无特殊情况尽量由一个人完成压缩量的调整）,R3311机械密封安装实例,安装完成，经确认无误后，在机械密封处添加适量物料，开车保压试运行。
14、,R3311安装总结,若压力不稳定，机械处伴有气泡产生并随轴旋转，可判断为密封断面泄露，通过调整压缩量来处理。若气泡在四周周边位子，不随轴旋转，可判断为静环密封垫片漏，通过把紧静环压盖紧固螺栓来调整处理。机修密封泄漏大多数是安装问题，间隙没调整好（小弹簧预紧力）。还有和物料特性有关，比如液碱这样的渗透能力强的，容易结晶的，安装要特别注意。,反应釜机械密封常见故障种类及处理方法,反应釜动静环端面变形，碰伤 端面比压过大，摩擦副产生热变形。反应釜选配的机械密封密封圈材质不对，压紧力不够或V形密封圈装反，失去密封性。,方法：更换摩擦副或重新研磨。方法：调整比压要合适，加强冷却系统，及时带走热量。方法
15、：密封圈选材，安装要合理，要有足够的压紧力。,反应釜机械密封常见故障种类及处理方法,反应釜的轴线与静环端面垂直误差过大。操作压力、温度不稳、硬颗粒进入摩擦副。反应釜的搅拌轴轴向串动量超过指标。,方法：停机并重新找正，保证不垂直度小于 0.5mm。方法：严格控制工艺指标，颗粒机结晶物不能进入摩擦副。方法：调整、检修使轴的串动量达到标准。,多维度考虑机械密封泄露可能存在的原因,选材不当引起泄露选型不当引起泄露搅拌装置设计不合理，引起泄露制造工艺不合理，引起泄露机械密封本身质量问题，引起泄露,多维度考虑机械密封泄露可能存在的原因,选材不当引起泄露,机械密封动环与静环的材料与介质要匹配，否则容易被腐蚀
16、引起泄露。,多维度考虑机械密封泄露可能存在的原因,选型不当引起泄露,由于部分反应釜工作温度比较高，转速比较快，冷却装置不到位，动静环磨损严重，密封面变形也容易引起泄露。对于要求一般的可采用单端面机械密封，要求较高的采用双端面机械密封加设冷却装置，对于要求特别高的第一类介质（易燃易爆和剧毒）应选用磁力机械密封。,摩擦副端面的磨损痕迹大于密封面宽度,组成摩擦副的两个密封面宽度是不相等的。一般情况下，硬密封面较宽，软面较窄。经过一段时间的运转后，在 硬密封面上有清晰的摩擦痕迹，可根据此痕迹的宽度判断故障的原因。造成密封端面上摩擦痕迹大于软环宽度的原 因是:1)运转时振动较大,使动环运转中产生径向和轴
17、向振摆，液膜厚度变化较大，有时密封面被推开，造成泄漏量增大。2)动静环不同心。在一般的旋转型密封中,静环安装在压盖上。压盖和密封腔配合时有个“止口”，以保证两者的同心度。实际上止口间隙往往过大，使静坏“下沉”，造成 动静环不同心。在静止式波纹管密封中，由于静环组件重量 促成静环“下沉”也造成;动静坏不同心。此外，轴承箱的配 合间隙过大，轴弯曲等都能使摩擦痕迹过宽。,摩擦痕迹小于密封面的宽度,1）静环密封端面不平。第一种现象是沿密封面内缘连续的接触痕迹，即所谓的收敛形缝隙。这种密封拆检时往往查不出什么其它的磨损迹象。运转起来就是泄漏量大。有人认为摩擦痕迹窄了，密封面积减小了，比压增大，似乎不应该
18、漏。事实恰好相反，当内缘接触时，密封的缝隙呈现出收敛形状，破坏了密封面的平行，液膜压力大大增加，将密封面推开，泄漏量增大。2）静环端面不平的第二种摩擦痕迹是密封面外缘接触，换言之摩擦痕迹的内径大于静环密封面的内径，密封面间呈喇叭口状这种缝隙形状因液膜压力减小，造成比压增大，磨损加剧，容易出现沟纹，泄漏量增大，无法正常运行。3）在动环端面上的摩擦痕迹不连续，或局部接触，有时大半圆（俗称“马蹄形”），有时呈三点接触（俗称“牛蹄形”）。显然，这是动环（硬环）面不平所致。,密封面上没有摩擦痕迹,有时密封面上没有摩擦痕迹，其原因有以下方面。1）传动装置的打滑。有的传动座有顶丝固定在轴套上，这种传动方式常
19、温下尚可使用，对热油泵在温度和离心力的作用下，顶丝打滑，传动失效。2）静环与动环没接触，属于安装失误。3）在采用镶嵌式动环时，碳化钨环松脱。处理办法：传动座由顶丝传动改为键传动或其他可靠的传动方式。为解决安装失误，应仔细复查压缩量。采用线胀系数小的材料制造环座，并适当加大镶装的过盈值。,摩擦痕迹等于密封面的宽度,这种现象在机械密封的故障中是十分普遍的。这时密封端面有磨损的沟纹，金属环表面变色，甚至出现裂纹等缺陷。如密封面上无缺陷，问题可能出在其他零件上，如波纹管裂纹等。,石墨环表面出现均匀的环状沟纹,石墨环表面出现均匀的环状沟纹，这是机械密封常见的失效形式。原因如下：密封面间出现汽化，有的介质
20、工作温度较高，摩擦产生的热量很容易使密封面间的液体汽化;也有的在高温时采用浸渍合成树脂的石墨，超过了允许使用的温度，性能下降;采用了非平衡型密封，载荷系数太大，p v值高，产生大量的摩擦热，使介质汽化，在某些润滑性不良的介质中，如液态烃、热水等，尽管温度不很高，有时也出现沟纹;抽空和汽蚀使密封面上出现干或半干摩擦，其沟纹要深些。,石墨环表面中间有一条深沟,这种密封故障经常发生在温度较高的柴油泵密封上，尤其是从无冲洗的非平衡型密封为多，石墨环表面被撕裂下来一小片，在压力和温度的作用下黏结在动环表面上，这黏结的凸物运转时磨损石墨环，表面出现深沟。解决办法：改为平衡型密封。采用冷却和冲洗，降低温度。
21、,石墨环断裂,这种故障常发生在烃类直径较大的密封中，由于泵未采用冲洗等辅助设施，p v值较大，摩擦热不易散失，密封面问汽化，使石墨环温度升高。因此石墨环导热性良好，使静环辅助密封圈温度也升高。聚四氟乙烯的线胀系数为钢铁的10倍左右，但向外径伸长已不可能，因为压盖是钢的，只好向内径方向膨胀，结果对密封圈附近的石墨环形成一个很大的挤压力。与此相反，密封端面附近存在一个使外径膨胀的热应力，在上述两种力的作用下，使石墨环最终产生断裂。处理措施：加自冲洗,硬质合金表面灼烧和裂纹,当密封腔中的介质已经汽化或抽空，即摩擦副处于干或半干摩擦状态，密封表面温度急剧升高，摩擦副过热，一旦液体重新出现，摩擦被急剧冷却，产生大的温度应力。对于导热性好和强度高的材料出现擦亮和变色的痕迹，对于导热性差和强度低的材料则在其表面出现径向裂纹。解决办法：稳定操作，防止抽空;加自冲洗。,谢谢,
