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機械密封小知識——密封面

一、密封端面的平面度怎樣檢測?

    平面度(也稱平直度)是密封環很重要的一個質量指標,要求在0.0009mm以內,這樣的數量級用一般的量具是無法測量的,既準確又敏捷的方法是用光干涉法,它需要一個光學平晶和單色光源,一般用鈉光燈,檢側時,將平晶放到被杜灼密封端面上,斜上方用鈉光燈照耀(圖1)查看干涉條紋的數量。
    鈉光的波長為0.6um,每個干涉條紋為半個波長,即一條干涉條紋為0.3um,由干涉條紋的數量即可確認密封端面的平面度。

二、怎樣確認干與條紋的數量?

    密封端面的平面度不同,條紋的類別也不同。圖2表示了幾種平面度合格的圖像,至于不合格的圖像種類繁多未予繪出

    圖2a是平直的條紋,說明密封端面的平面度接近光學平晶的平面度,所以這種平面度最高;圖2b是彎曲的條紋,干涉條紋在一條以內,即小于0.3um;圖2c也是彎曲的條紋,干涉條紋為二條,平面度在0.6um以內;圖3d是同心圓狀的干涉條紋,如果是從平板研磨后取下來檢查平面度,這說明端面的內緣較高,外緣較低,同心圓數量越多,其內外緣差別越大。對壓力不高的密封不能超過3個同心圓(按平面度 0.0009mm控制),不然會導致密封端面泄露量過大。在壓力較高的平衡型密封中,可能將密封端面推開,因而,出現同心圓狀的條紋數不要超過2個。

    平面度檢驗時經拋光后才能進行,不然,表面光潔度不夠,條紋照射不出來,石墨環更是如此。此外,平晶和密封環端面要擦拭干凈,不得有水分和灰塵,平晶要精心保管避免將端面擦傷。為了確保查驗的精度,還應對平晶定期校驗。

三、為什么對密封端面的粗糙度要求很高?

    密封端面越光潔,承載能力越大,特別是端面比壓大的密封更顯得重要。密封端面粗糙度不同,承載面積也不同,差別很大。有人只將密封端面研磨后就安裝使用,由表1可知,此時只要40%的承載面積,所以端面比壓增加1.5倍。假如端面比壓為0.4MPa,而實踐上將到達1.0MPa。對碳化鎢環和石墨配對的摩擦副,因為硬度和彈性的不同就有可能在碳化鎢環表面的高點處,因局部壓力過大而發熱甚至裂紋,石墨環表面將磨出細微的環狀溝紋。泵的振動和動靜環的不同心,會加劇這種磨損。被磨損掉的石墨存在于密封端面之間,形成了顆粒磨損,使磨損變得愈加劇烈,泄露出來的介質含有石墨的顆粒而呈現黑色。許多密封安裝后,開機后會出現這種現象,其原因在于密封端面不光潔或不平。

 

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