机械密封类别、密封类型、布置方式的选择

       美国石油协会 API 682标准中对机械密封的类别、类型、布置方式、冲洗方案等进行了分类，在工程应用中机械密封的选型也应注重以上要点进行分析。

　　另外，机械密封的 pV 值是选择、使用和设计机械密封的重要参数，功耗、磨损与温升都与该值有关。pV 值越高，机械密封的技术水平及难度系数越高。(相关阅读：典型泵用机械密封选型分析)

　　1、 机械密封类别的选择

　　API 682 中规定了三种密封类别，一类密封用于非 API 610 尺寸密封腔，且密封腔温度为 -40~260 ℃，密封腔压力≤ 2.2 MPa(A)的场合，炼**业大多采用 API 610 标准的泵，因此不建议采用此类密封。

　　二类密封用于满足 API 610 尺寸要求的密封腔，且密封腔温度为 -40~400 ℃，密封腔压力≤ 4.2 MPa(A)的场合，此类密封在炼油厂中应用多，大多数烃类介质应用该类密封。

　　三类密封的温度、压力范围与 2类相同，但对密封的认证试验以及图纸资料的要求更加严格，另外三类密封需要采用多孔均匀冲洗系统以及节流衬套需采用浮动石墨衬圈的形式。目前国内密封厂家不具备严格意义上的三类密封生产能力，因此仅建议在采用进口密封件且应用场合要求极高的情况下选用。

　　2、 密封类型选择

　　A 型密封(Type A)采用多弹簧，止推环式补偿结构，补偿装置为旋转式，辅助密封圈为弹性 O 形圈;B 型密封(Type B)采用无止推环，波纹管补偿结构，补偿装置为旋转式，辅助密封圈为弹性O 形圈;C 型密封(Type C)采用无止推环，波纹管补偿结构，补偿装置为静止式，辅助密封件为柔性石墨。

　　除以上 3 种标准密封形式之外，API 682 还规定了 4 种替代密封，分别是静止式 A(B)型密封、单弹簧式 A 型密封、旋转式 C 型密封。

　　(1) 静止式与旋转式机械密封的选择

　　在同一轴径下，采用静止式密封的径向尺寸要比采用旋转式大一个等级，因此旋转式密封具有径向尺寸小、安装方便的特点，一般情况下均采用旋转式密封。当密封端面线速度不小于 23 m/s 时，弹簧及其他旋转部件产生的离心力较大，动平衡要求较高，同时消耗搅拌功率，产生搅拌热，此时应采用静止式密封。

　　(2)单弹簧与多弹簧机械密封的选择

　　单弹簧式机械密封结构简单，一般用于较小轴径的情况。

　　多弹簧式机械密封适用于较大轴径，其轴向尺寸小、轴向力均匀，适用于高速机械密封。但多弹簧的弹簧丝径小，因腐蚀或结晶颗粒积聚易引起弹簧失效或卡滞，此时应采用单弹簧式密封或采用合理的布置方式避免弹簧与介质接触，当采用单弹簧式机械密封时应采取一定措施使弹簧力分布更加均匀，进而避免因弹簧力分布不均而导致密封本体的失效。

　　(3) 弹簧式与波纹管式机械密封的选择

　　弹簧式机械密封追随性及补偿能力好，且能适应高压力场合，一般情况下应用较多。但由于弹簧式密封受辅助密封圈耐温限制，不能用于温度较高的场合，一般应低于 200 ℃。

　　波纹管式机械密封可分为橡胶波纹管、聚四氟乙烯波纹管和焊接金属波纹管三大类。前两种波纹管由于弹力较小，均需加辅助弹簧，因而使用受到一定限制 ;现场应用较多的为金属波纹管，其具有较好的耐低、高温性能，温度范围可在 -40~400 ℃。(相关阅读：波纹管机械密封的优点、常用材料及应用)

　　3、布置方式的选择

　　布置 1(Arrangement 1)每套集装式密封中有一对摩擦副，分为带固定节流衬套(1CW-FX)和浮动节流衬套(1CW-FL)两种配置。布置 2(Arrangement2)每套集装式密封中有两对摩擦副，且缓冲流体压力低于密封腔压力，分为双接触式湿密封(2CWCW)、接触式湿内密封(2CW-CS)和非接触式内密封(2NC-CS) 三种配置。布置 3(Arrangement 3)每套集装式密封中有两对摩擦副，且隔离液体压力高于密封腔压力，分为面对面(3CW-FF/3NC-FF)、面对背(3CW-FB/3NC-FB)和背对背(3CW-BB/3NC-BB)六种配置。

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　　布置 1 主要适用于常温、无毒、无危害的介质;布置 2 主要适用于轻烃类、易汽化介质，当介质有毒时不推荐选用;布置 3 主要适用于高温、有毒、有害的介质以及不允许有介质泄漏的场合。

在选择机械密封的类别、类型和布置方式时，需要考虑以下几个因素：

1. **机械密封类别的选择：** 根据美国石油协会 API 682标准，机械密封分为三种类别。一类密封适用于非 API 610尺寸密封腔，密封腔温度为 -40~260 ℃，密封腔压力≤2.2 MPa的场合。二类密封适用于满足 API 610尺寸要求的密封腔，密封腔温度为 -40~400 ℃，密封腔压力≤4.2 MPa的场合。三类密封的温度、压力范围与二类相同，但要求更严格。

2. **密封类型选择：** API 682标准定义了 A、B、C 三种类型的密封结构。其中，A 型密封采用多弹簧，止推环式补偿结构，补偿装置为旋转式，辅助密封圈为弹性 O 形圈; B 型密封采用无止推环，波纹管补偿结构，补偿装置为旋转式，辅助密封圈为弹性 O 形圈; C 型密封采用无止推环，波纹管补偿结构，补偿装置为静止式，辅助密封件为柔性石墨。

3. **布置方式的选择：** 根据 API 682标准，布置方式分为布置1、布置2、布置3。布置 1 每套集装式密封中有一对摩擦副，分为带固定节流衬套和浮动节流衬套两种配置。布置 2 每套集装式密封中有两对摩擦副，且缓冲流体压力低于密封腔压力，分为双接触式湿密封、接触式湿内密封和非接触式内密封 三种配置。布置 3 每套集装式密封中有两对摩擦副，且隔离液体压力高于密封腔压力，分为面对面、面对背和背对背六种配置。

总的来说，选择适合的密封类型和布置方式取决于实际的工作条件，包括密封介质的性质（如温度、压力、是否有毒等），设备的尺寸和结构，以及使用环境（如是否允许有介质泄漏等）。
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