机械密封摩擦副材料
工程陶瓷：氧化捛，氮化硅，碳化硅；
常用陶瓷：氧化捛-硫酸，盐酸，硝酸，醋酸中常用。
碳化硅-低摩擦系数，高硬度，耐磨，耐热，抗热震，热传导
-分类；反应烧结，无压烧结，热压烧结
反应烧结碳化硅；SiC+Si组成致密烧结毛胚，与硅粉在真空炉加热1600-1800°C，反应
烧结而成，标准含7-11%游离态硅。
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Ni-Cu系列 合金
Ni-Mo系列 合金
名称
Monel蒙耐 尔合金
HastelloyB哈B合金
特性
对苛性钠，流动海水，稀硫酸，氢氟酸，在还原条件下比镍，在 氧化条件下比钽有良好的耐蚀性
时效型蒙耐尔合金，耐硫酸，盐酸。
备注
Alloy400
Hastelloy-B （B-2）
Ni-Mo-Cr 系列合金
Ni-Si系列 合金
氟橡胶（FPM，VITON）-含氟烯烃共聚物-耐温，耐油，耐蚀 乙丙橡胶（EPDM，EPM）-丙烯烃共聚物-耐溶剂，耐蒸汽 硅橡胶（SI）-二甲基硅烷与有机硅单体聚合物-热稳定性 庐丁橡胶（MPVQ，MVQ）-耐热性，耐蚀性，耐臭氧性，耐侯性 全氟醚橡胶（FFKM，KALREZ）-全氟高聚弹性体-耐热，耐蚀，抗老化
Human Hair
Face
Fluid Film 3 to 5 microns
Seat
60 microns
Mechanical seal has normal leakage but not visible because the liquid at the ID of the film will
聚四氟乙烯包敷橡胶 聚四氟乙烯（PTFE）-耐蚀
填充聚四氟乙烯 柔性石墨（膨胀石墨）-耐蚀，耐高温-一次性使用
约翰克兰机械密封产品介绍
标准二次密封柔性材料密封适用温度表
材料
编码
温度 (°C)
氟橡胶* 已丙橡胶**
全氟醚橡胶
FEP 包覆橡胶 双包覆PTFE橡胶 玻纤填充 PTFE 柔性石墨 压缩纤维垫片
If faces are not flat, contact generates heat Excessive wear = short life 如果表面不平，接触就会产生热 过度磨损=减少寿命
1 light band = 0.00001181 inch or 0.0003 mm 1光带 = 0.00001181 英寸或 0.0003 mm
A shaft shoulder with a step to reduce The closing force is called
"Seal Balancing"
约翰克兰机械密封产品与应用
机械密封摩擦副材料：
要求：耐磨性，耐蚀性，耐热及导热性，气密性， 摩擦系数，机械强度及加工性
石墨材料
常规石墨--碳化石墨（硬），电化石墨（二次高温石墨化处理）； 浸渍材料：环氧树脂（耐碱） 酚醛树脂（耐酸 呋喃树脂（耐酸缄） 特殊金属（巴氏合金，锑，铜合金） 无机物
非碳氢化合物
水: 清水 酸性水
腐蚀性介质:
氨
易结晶物质 酸:
硫酸 盐酸 磷酸
非闪蒸碳氢化合物 在泵送温度条件下
该介质 饱和蒸汽压小于 1 Bar (14.7psi a)
闪蒸碳氢化合物 在泵送温度条件下
该介质 饱和蒸汽压大于 1 B ar (14.7psi a)
约翰克兰机械密封产品与应用
饱和蒸汽压曲线： 流体在压力及温度作用下的由流体状态转化为蒸汽状态汽化曲线
vaporised slowly in very small quantityy - emission
Lapping
Light source 光源 Eye 眼睛 Optical flat 光学平面 Part 零件
Flatness Checking 平面检查
约翰克兰机械密封产品与应用
API682对炼油和化学工业流程介质特性定义
约翰克兰机械密封产品与应用
机械密封概述:
定义:机械密封(端面密封)--由至少一对垂直于轴线的端面在流体压力和补赏机构
弹力(或磁力)的作用下以及辅助密封的配合下,保持贴合并相对滑动而构成 防止流体泄漏的装置.
基本结构:
端面密封磨擦付 缓冲补赏和压紧机构 辅助密封(二级密封挠性元件) 传动机构
Face, Seat and Springs
TThhee sseeaall ffaacceess aarree llaappppeedd vveerryy ffllaatt (( 11 ttoo 22 lliigghhttbbaannddss)).. AA vveerryy tthhiinn fflluuiidd ffiillmm (( 33 ttoo 55 mmiiccrroonnss)) iiss ffoorrmmeedd aanndd sseerrvveedd tthhee ffoolllloowwiinngg ppuurrppoosseess::
API682第二版机械密封标准
标准要达到的目标是；
在机械密封设计制造，选型和操作运行方面的最好的指南， 对于机械密封使用寿命必须在有规律的泄露条件下满足三年以上， 其寿命成本为考核的依据，节能问题倍受关注， 于1994年4月出版的API680第一版机械密封标准大多数用户不适应， 因此仅限于理解和参照，同时市场对技术要求的成本不接受， 因此在国际项目应用中增长缓慢， 第二版在第一版的基础上有了相当大的改进，基本上是对机械密封 多年发展的高度总结，极大程度满足石油，石化，化工行业对机械 密封的最新需求。 第三版对第二版一些术语和单位修正，与ISO国际标准合并 下面就标准和约翰克兰机械密封产品做一初步介绍。
金属材料：高镍铸铁，金属喷涂等
约翰克兰机械密封产品与应用
机械密封金属材料：
弹性元件常用金属材料
弹簧--316L，HC合金（标准材料），Monel400，铜合金 金属波纹管--AM350，Tnconel718（标准材料），HC-276（标准材料）
金属部件：316L 镍烙不锈钢，钛材，合金系列见下表
合金系列
Ni-Cr系列 合金
HastelloyC哈C合金
HastelloyD哈D合金
Incnel 英克镍合金
含Cr，在高温下保持弹性不失弹，耐蚀耐热合金。 标准C类产品金属波纹管波片材料-Hastelloy-C-276 高强度，高硬度，对热硫酸，醋酸，蚁酸，磷酸有耐蚀性
具有镍的耐蚀性，含Cr在常温，高温下具有极强的耐蚀性，耐蚀 耐热合金，标准B类产品金属波纹管波片材料-Incnel-718
Hastelloy-C276
Alloy-718， Incnel-718
约翰克兰机械密封产品与应用
机械密封二次密封材料
材料特性要求：弹性，耐蚀性，摩擦系数，耐温，耐磨，机械性能（延伸，
抗拉），加工性，抗化学性能（溶涨，溶解，变形，老化，污染） 合成橡胶：丁晴橡胶（NBR）-丁二烯和丙烯晴共聚物-耐油
压力
液态
temp. P.margin
T
X
汽态
ethylene ethane propane butane
图示乙烯，乙烷，丙烷，丁烷饱合蒸汽压曲线。
避免汽化采取措施--降低温度，增高压力
温度
约翰克兰机械密封产品与应用
机械密封分类:API 682 分类
按机械密封使用范畴分类：
第一类密封满足ANS/ASME B73。1，73。2andISO 3069标准的泵，温度-400C-2600C，压力≤ 22bar 第二类密封满足ISO13709（API610”8”）的泵，温度-400C-4000C，压力≤42bar 第三类密封基本符合原API682第一版密封标准，温度-400C-4000C，压力≤42bar
无压烧结碳化硅；采用超细SiC粉加添加剂制胚在真空炉加热2000-2200°C真空烧结而
成，可二次加工。
热压烧结碳化硅；粒度小于1µ，碳化硅超细粉，装入石墨膜具内，在2000-2200°C真空
炉内加压烧结而而成。
Lips
硬质合金：钴基硬质合金，镍基硬质合金
-硬度高，耐磨，机械强度高，抗弯强度高，热传导，膨胀系数低，镍基耐蚀性增强
基本密封点:
端面主密封点 静环与端盖辅助密封点 动环与轴(轴套)辅助密封点 端盖与泵体连接密封点
此外为了保证和提高机械密封的密封效果延长使用寿命,采取不同端面 的组合，增加如冲洗,节流冷却,阻封和杂质过滤等辅助系统.
Rotating assembly
Stationary assembly
Secondary Seals
Closing Force (F2) = Seal Chamber Pressure (P) X Closing Force Area (A'c) = 200 PSIG X 0.75 IN2 = 150 LB
Making the closing force area smaller by creating
API 682 Committee
API682机械密封标准制定原则
API 682 机械密封标准(第二版)（第三版）