克隆培训总考 (3000字)
一、理论部分
1.机械密封的定义：
由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用以及辅助密封配合下，保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄露的装置，又称为“端面密封”。
2.机械密封的组成元件：
摩擦副，弹性元件，辅助密封，传动件，防转件，紧固件
3.机械密封的可能泄露途径：
密封副密封面处泄露，静环与压盖的辅助密封处泄露，动环与轴（或轴套）的辅助密封处泄露，压盖与密封箱体之间的泄露，轴套与轴密封处泄露
4.克隆密封识别标志：
单密封识别标志
X1-X2/X3-X4
X1型号，X2规格，X3非补偿环，X4材料代码
X4材料代码6位，第一位动环，第二位静环，第三位辅助密封，第四位弹性元件，第五位其他（弹簧座/波纹管密封环座），第六位2轴套或压盖/F非集装
双封识别标志
X1-X2/X3-X4/X5-X6/X7-X8意义同上
5.泄漏量规定：
国内JB/T4127.1-1999中常温清水中，轴径大于50mm时，不大于5mL/小时；轴径小于50mm时，不大于3mL/小时。
国外API682-2004规定5.6g/h即每分钟2滴。
6.机械密封的分类：
按密封端面接触状态分：0.5~1um接触机械密封
>2um非接触式机械密封（干气密封）
静环安装位置分：内装式（一般介质）
外装式（磨蚀性介质）
介质泄露方向分：内流式（介质在密封端面处泄露方向与离心力方向相反，泄露小，可靠） 外流式
弹性元件运动状态：静止（弹性元件是否随轴作旋转）
旋转型（不适用于高速，结构简单，径向尺寸小）
弹簧是否在介质中（是否接触）：弹簧内置型
弹簧外置型（补偿性更可靠一些）
弹性元件结构和放置方式：单弹（大弹簧直径小载荷小，强腐蚀）
多弹（小弹，易腐蚀，载荷均匀，载荷大）
波纹管机械密封（耐高低温）
按端面数量分：单端面
双端面（有毒有害易燃易爆高温低温）
多端面
面对面，面对背，背对背（补偿元件在两端面之间）
按密封面上载荷作用分：非平衡型k≥1.0（压力小）
平衡型k≤1.0（压力大）
7.克隆密封材料：
公司常用机械密封材料代码(端面)：
S-浸呋喃树脂石墨 ：耐酸碱 、适用温度小于150℃
C-浸铜石墨 :耐高温、适用温度小于400℃
T-浸锑石墨 ：耐高温、适用温度小于450℃
G-反应烧结碳化硅：耐高温、腐蚀、适用温度小于1000℃
O-常压烧结碳化硅 ：耐高温、腐蚀、适用温度小于1000℃
U-镍基硬质合金 ：耐高温、耐酸、适用温度小于400℃
W-钴基硬质合金 ：耐高温、耐碱、适用温度小于400℃
G、O热膨胀系数大，耐酸碱性比较好，O性能优于G，成本高。碳化硅易碎。
机械密封的材料——辅助密封：
P-丁晴橡胶 耐油，不能在碱性条件下使用。
V -氟橡胶 不超过200℃，一般情况下耐油耐酸。
E-乙丙橡胶 耐碱不耐油，浸油中会增大。
Q -硅橡胶 耐低温
H-聚四氟乙烯包覆氟橡胶 耐蚀性，耐温性不好。
K-全氟化橡胶 用氟元素替代，温度高，300℃左右成本高（出口）。
R-柔性石墨 矩形截面-240~870℃，不能作成“O”型的。
F-聚四氟乙烯 耐蚀性好（用实心的）
设计“O”圈要有8%~11%，其他的8%~15%都可以。留余量。
其他辅助密封材料：
丁腈橡胶：-20~120耐油、耐磨、耐老化性能优良，耐挠曲、抗撕裂较差，广泛用于燃料油、汽油和矿物油介质中，不适用磷酸酯系的液压油中。
氢化丁腈：-40~150具有高强度、高撕裂性能，耐磨性良好，广泛用于采油等混合油品介质。 氟橡胶：-18~200 耐热性、耐酸碱腐蚀性良好，几乎耐所有的润滑油、燃料油，耐真空性好，耐寒性、耐压缩永久变形性差，膨胀系数大，用于一般高温、耐腐蚀的场合，广泛用于汽油和石油制品，不适用于溶剂。
乙丙橡胶：-50~150 耐热、耐寒、耐老化、耐臭氧、耐酸碱和耐磨性都较好，不耐矿物油。适用一般耐热场合，不能用于矿物油。
硅橡胶：-70~250 耐热、耐寒和耐压缩永久变形良好，机械强度差，耐蚀性差 使用高温、低温无腐蚀性介质和高速旋转场合。
氯醇橡胶：~100 耐油、耐卤代烷烃性能良好。用于氟利昂制冷介质。
全氟醚胶圈：-12~300 抗老化性优良，耐油性、耐磨性和耐混合有机物腐蚀性能良好，膨胀系数大，价格昂贵。常用于200~300℃的化学品介质。
弹簧致动密封圈：-150~300 耐温、耐压、耐腐蚀性能良好，适用中、高负荷场合。 石棉橡胶垫：<300，NY300型，耐压低于4.5MPa 油品、溶剂、碱类等介质。
铝密封圈（垫）：<600 表面生成致密氧化膜具有较好的耐蚀能力，不耐强酸碱腐蚀，常用于油品、溶剂、水等介质。
紫铜密封圈（垫）：<1000在大气、淡水中有良好的耐蚀性 用于高温油品、溶剂等无腐蚀或一般腐蚀性场合。
柔性石墨：-240~870（氧化性介质到400）耐温、耐腐蚀性优良，有良好的柔性、回弹性、气密性。不耐磨，做各类矩形圈和平垫使用，不能做滑移密封圈。
聚四氟乙烯圈（垫）：-70~200 有优良的化学稳定性和耐油、耐溶剂、抗老化、耐热、耐寒性，摩擦系数低，透气性低，弹性差，膨胀系数大，有冷流现象，用于各类酸碱盐、溶剂等强腐蚀性介质。
机械密封的材料——弹性元件：
8-0Cr18Ni9 304 耐蚀性由低到高。
3-0Cr17Ni12Mo2(316)
6- 00Cr17Ni14Mo2(316L）
7-17-7PH 弹簧钢 波形弹簧
1 -Hastalloy C 耐酸
5-AM350 波纹管，不耐蚀
9- Inconel718(GH4169） 波纹管
B-Hastalloy B2
其他材料：
2-2Cr13 其他金属材料 马氏体
4-4J42 做镶嵌用的400℃一下。
8:、常用代码组合：
环片、环座材质组合
160 ℃ ：W8、U8、O8、S8 、W3、U3、O3、S3 、S2
200 ℃ ：W2、U2、O2、 T2、G2
400 ℃ ：W4、U4、O4、T4 、G4
波纹管组件材质
260 ℃：6、1
370 ℃：5、9
9、内流式和外流式判断：介质在端面处泄露方向上判断。
10、镶装和浮装区别：镶装：镶嵌加了一个过盈量不会有变形量的存在。浮装：酸、高温。浮装和镶装只能用于弹簧式机械密封。
11、常用的辅助冲洗方案API682:2004
一套完整的、合格的密封必须考虑到：
?、是否为密封创造了最佳的运行环境；
?、是否对装置环境保护； 冲洗方案主要作用：降温、干净。 ?、是否投入最低成本。
方案说明：
PLAN 01（卧式安装）
从泵的出口到密封的完整（内部）循环过程。方案
01冲洗液从叶轮后部靠近泵出口的部位直接引入密
封腔。选择指南：
1：在常温的，清洁的工作介质中使用
2：当被输送介质粘稠或容易固化的情况下，使用
PLAN01可防止在冲洗管内凝固
01方案不常用。
PLAN 02（卧式安装）
无冲洗流体循环，密封腔一端封闭的情况下
说明：在泵盖上的水冷腔，可用于密封腔的降温和保
温。选择指南：1：一般用于化工行业中的密封腔压
力和温度较低的工况下。
2：通常用于被输送的介质比较清洁的工况。
3：国内炼化装置高温泵上水冷腔用于密封腔的冷却
冷却。
PLAN 11 （卧式安装）
从泵的出口通过限流孔板到密封的循环过程。冲
洗液进入密封腔靠近机械密封端面处冲洗端面，
然后穿过密封腔回流到泵。
选择指南：
1：冲洗方案11是所有单端面密封，清洁工况的
标准冲洗方案。
2：对于压头比较高的情况，要仔细考虑所需冲洗
量并确定孔扳孔径尺寸。
水泵油泵用的多，冲洗方案都是有回路的。
PLAN 13（立式安装）
从泵的密封腔通过限流孔板后回到泵入口的循环
过程。
选择指南：
1：密封腔下部没有泄放孔的立式泵标准冲洗方
案，在没有泄放孔的立式泵的情况下，密封腔压
力通常是出口压力，所以这种布置方式没有压差
以允许Plan11进行工作。
2：Plan13也用于高扬程情况，在这种工况下采用
Plan11时所需要的管孔非常小容易堵塞否则产生的流量非常大，很难控制。
冲洗孔应安装在靠近最高点的地方。
PLAN 14 （立式安装）
从泵的出口通过限流孔板到密封腔，并同时从密封
腔通过限流孔板（如果需要）到泵入口的循环过程。
选择指南：14号方案是11号方案和13号方案的
组合。
1：这种方案允许把冷却流体供应到密封腔，同时
完全排空密封腔中的气体。
2：该方案是立式泵最常用的冲洗方案。
安全系数按出口来算。
冲洗方案的主要目的是，让密封在良好的环境下运行。
PLAN 21
从泵的出口通过换热器然
后进入密封腔的循环过
程。
方案说明
1：方案21提供了一种冷
却冲洗。这种冲洗方案用
于提高蒸汽气化的裕量、
满足附属密封元件的温度
限制、减少焦化聚合、提
高润滑性（热水）.
2：Plan21优点是不仅提供了冷却冲洗也具有足够的压差以保证良好的冲洗流量；缺点是换热器负担重，冷却水侧易结垢和阻塞；当过程流体侧粘度很大时易堵塞。
HR04 换热面积为0.4㎡，HR06换热面积为0.6㎡，HR08，HR10，CHR2.5换热面积0.25 换热面积是根据整个系统的计算得来的。
?颗粒大粘度大不适用，高温汽柴油中适用（粘度与温度变化大）。
?饱和蒸汽压，汽打现象，气锤，泵最怕气蚀。（换热器不一定就是最好的选择）。 温度表看换热之后的温度，缺点：换热器负担重（相对的）。
PLAN 23
从密封腔出口通过换热
器回到密封腔的循环。
应用指南：
1：本冲洗布置方案能用
在温度较高的环境中，
通过只冷却小部分循环
液体来最大限度减少换
热器的热负荷。
2：适用于高温工况冲洗
方案，尤其是用于锅炉
供水以及输送碳氢化合物的工况。这种冲洗方案是80 ℃及以上锅炉供水的标准冲洗方案。 3：对于易凝结或高粘度的流体不应考虑采用方案23。
如何循环靠泵送环可以提供扬程，提供压力，方案的出口在泵送环上，出口上的是排气阀。换热器也是降温的。应用于高压水泵中，锅炉给水泵中（标准）。
水要是软化水，不然会堵塞换热器。水在80℃润滑性要注意，到120℃时气化。此方案无孔板，冷却水的速度为20L/min。
PLAN 31
从泵的出口通过旋液分离器把洁净
液体输送到密封腔的循环过程。固
体颗粒被送到泵的入口管线。
选用指南
1：用于输送介质中包含固体颗粒且
颗粒比重大于或者等于介质比重2
倍的介质。
2：这种方案典型应用于用水除沙和
输送泥浆的场合。
旋液分离器相当于鱼缸里的“清道
夫”，是陶瓷做的。
PLAN 32
外来的冲洗液注入到密封腔内。
选择指南：
1：方案32用于含有固体颗粒或含有杂
质的情况。需要慎重选择合适的密封冲
洗液来源，以消除引起注入的液体发生
蒸发的隐患，并避免注入的冲洗液污染
所输送的介质。
2：
a,
此线左侧的辅助设施由卖方供货；右
侧的辅助设施由买方负责。
b, 根据需要选用
注意：①0.14~0.17Mpa（1~2公斤）一定要大于密封腔压。
②温度一般低于80℃以下，低于密封介质温度，150℃的蜡油冲洗。
③不能发生汽化现象
④泵入口液体和外来液体要相溶不能反映，浓度。
缺点：成本比较高，流体始终消耗，高温油泵（80L/min保证）在叶轮处有喉部衬套。 测量腔压的方法：①入口压力0.1+0.2=0.3Mpa密封腔压力
（入口+出口）/2=密封腔压
②加个三通加个压力表直接测，直接用管路上的（但会有高温液体回流造成测压不准）此方法只针对该冲洗方案。
PLAN 41
从泵的出口通过旋液分离器把洁净液体
输送到换热器然后再回到密封腔的循
环。固体颗粒则被送到泵的入口管线。
应用指南：
1：应为PLAN14是PLAN21和PLAN31
的组合
2：它专门用于高温且含有固体颗粒的工
况，所包含的固体颗粒的比重应等于或
大于输送介质的比重的2倍。
不适用！
PLAN 52
外部储液罐为配置2型密封的外侧
密封提供缓冲液。正常 操作时，由
内部泵送环来保持缓冲液循环。储
液罐通常连续排放蒸汽至蒸汽回收
系统，并保持比密封腔小的压力。
选择指南：
1：用于不允许输送介质泄露到大气
中的情况。
2：在输送介质蒸汽压力高于缓冲液
压力，且输送介质是清洁、非聚合流体的情况下，方案52表现出非常好的性能。 3：所输送的介质泄露到储液罐中会闪蒸且蒸汽可以通过通风系统逸走。
CR系列储液罐
CR5012 12L 直径 ＜60mm
CR5020 20L ≥60mm
GB150
外侧密封提供缓冲液，轻烃中，
从液位处可以知道第一级失效（高压报警）液面上升。
常用的组合方案11+52、23+52、32+52
循环靠泵送环，下进上出出口的方向切线（压盖），封油工业白油常温无压
主密封发生泄漏，副密封的作用是在主密封泄漏时保持密封八小时。
一级冷却，二级润滑。
外设加压隔离液储液罐提供
洁净的液体给密封腔。循环
由内部泵送环完成。隔离液
压力大于被密封的工艺流体
压力。
方案说明：
1：方案53A由双端面密封
和密封之间的隔离液构成。
隔离液盛装在一个储液罐
中，储液罐的压力高于被密
封介质压力0.14MPa。
2：内部密封泄漏时，隔离液泄到被输送的介质中。如果被密封介质压力变化过大，可以通过应用可控压差调节器，以设定外部密封腔压力高于被密封介质压力0.14MPa~0.17MPa 3：本方案用于布置方式3的密封。
选择指南：
1 ：隔离过程流体，用于不允许输送介质泄漏到大气中的情况。适用于高温、脏污、腐蚀或易聚合性介质。
隔离液泄漏向内，不能与流体发生反应，低压报警，液面下降。
PLAN 53B
由外部管道系统为加压双端面密封
装置的外侧密封提供液体。预先加
了压的囊式蓄能器提供压力给循环
系统。流动由内部泵送环维持。循
环系统中的热量由空气冷却或水冷
却换热器除去。
方案说明：
1：方案53B也是用于加压双端面密
封系统，
2：与53A的差别是方案53B通过囊式蓄能器维持密封循环系统的压力。
选择指南：
本方案用于布置方式3的密封。隔离过程流体，用于不允许输送介质泄漏到大气中的情况。适用于高温、脏污、腐蚀或易聚合性介
质。
PLAN 53C
外部管道系统给加压双密封外侧密封
提供阻封液，从密封腔到活塞蓄压器的
参比管线提供压力给循环系统，循环是
由内部泵送环来保持。循环系统产生的
热量用空气冷却或水换热器除去。
外设加压隔离液储罐或系统提供
洁净的液体给密封腔，循环用外部
泵或压力系统来完成，阻封液压力
大于被密封的工艺介质压力。
选择指南：
1：方案54也是用于加压双端面密
封系统，也是隔离液压力高于所封
介质压力。
2：通常用于输送高温、含有固体
颗粒或既高温又含有固体颗粒的
流体的工况。
PLAN 62
由外源提供急冷液，所以需
要急冷是为了防止固体颗粒
在密封的大气侧积聚，通常；
配合很小的截流衬套使用。
方案说明：
在方案62中，从外部对密封
端面的大气侧引入冲洗液，
冲洗流体可以是低压流体、
氮气、或清洁的水。
选择指南：
这种方案用于单端面密封以
排除氧气的存在，防止焦化
和带走动态密封元件附近的不想要的物质（如腐蚀性或含盐的工况）。
12.机械密封及辅助系统知识和安装操作注意事项
机械密封辅助系统简介：
机械密封辅助系统有压力控制温度控制空气和杂质清除，以及流体替代（阻塞）等系统，辅助系统的选择主要取决于主密封的使用范围。
优点：
改善周围环境创造良好的工作条件；零溢出延长寿命；长时间连续安全可靠的运行提供保障；可减少有毒有害等物质泄漏到大气对环境造成污染。
CR系列辅助系统
执行标准：API682-2004;GB150-1998;ASME B16.5-2003
产品规格：CR5012(12L)、CR5020(20L)
主要组成单元：
储液罐、手动补液泵、报警单元（压力报警单元、液位报警单元）、排液单元、测量单元、漏斗单元。
适用范围：PLAN52及PLAN53冲洗方案。
符合API682标准储液罐系统的配置
压力表、压力开关（防爆等级Exd IICT 6）、倒装液位开关（浮球式、音叉式、电容式）、双金属温度计。
目前常用的密封辅助系统：11+62、
21+62
优点：成本低，可满足介质的基本要求。
缺点：无法对密封运行状态进行实时监控，只能人工检测。
11+52
优点：压力报警开关和液位的可以实时监测，提高安全等级，缓冲液压力低于介质压力可用于蒸汽。
11+53B
优点：隔离液高于介质压力提高安全性，实时监测。
还有很多，如21+53A,11+53A,32+53A,32+53AB,32+52
注意事项：
系统用支架选用是否得当，一般储液罐高度为正常液位到泵中心线900~1050mm；管线安装，检查接头或法兰密封垫片是否安装法兰符合要求，阀安装是否正确；53A和52安装混淆；仪器仪表是否规范。
13.为了避免非金属元件（如O圈）的损伤，应在有非金属元件滑过的所有台肩部位加工出2X30°倒角，所有尖角倒圆角并修光滑，在键槽或沉孔处倒掉所有棱角、有密封圈的滑移直径处金属件应小于0.8的粗糙度，静密封粗糙度应小于0.8.
14.密封安装检测
轴跳动不超过0.05mm；垂直度每10mm距离上不超过0.05mm；轴窜最大值不超过0.08mm；同轴度不超过0.1mm；擦净各部件对滑移部位+润滑剂，肥皂水，水，硅润滑脂（乙二醇或甘油），乙丙橡胶不能用油；按图纸安装；环境保持清洁，不能用工具敲，防止损坏和破坏，压盖螺栓拧的时候要两对两对拧，不能顺着来按紧固顺序来调紧；装完后用手动盘车，看有无摩擦；去除轴套或轴上的毛刺或尖角1~3mmx15~30°。
注意：乙丙橡胶材质不可接触矿物油；安装聚四氟乙烯密封圈时应耐心细致并均匀用力以防损伤；聚四氟乙烯V型圈，注意V型圈刃口的完整避免折损，翻转刃口朝向压力高的方向；安装柔性石墨径向挤压密封圈应用千斤顶。
15.机械密封的相关设计计算方法简述