液态烃介质是一种低温液化气体,具有低沸点、低黏度、高蒸气压等特性。在这种工况下使用的机械密封,密封件材料会出现冷脆性,大气中的水气会在密封装置的大气侧面上冻结, 摩擦副端面液膜容易气化等。尤其是当介质稍有泄漏,漏出的液态烃在大气侧立即气化,带走大量的热,机械密封环境温度急剧下降,一般的密封材料,如橡胶或聚四氟乙烯普遍变脆,导致密封失效,泄漏增大。
有些企业采用双端面机械密封, 在介质和大气之间设一隔离室,其间通以密封油,以缓和低温的影响。但这种结构的机械密封安装复杂, 且还需配封液系统, 使用温度也受限制,代价比较高。
根据实际经验,使用金属波纹管机械密封比较好,主要表现在用金属波纹管和柔性石墨代替辅助密封圈,解决了密封圈材料发生冷脆而失弹及缓冲作用的问题,如用DBM型、YH604/606/609型等。在液态烃泵上使用波纹管机械密封时应注意:
1.金属波纹管材料选用耐低温、韧性好的Hastelloy-C（耐热镍基合金）,AM350,Carpenter20 等;
2 合理的结构设计能保证机械密封在高速运转的情况下不破坏密封端面和波纹管组件;
3 合理的端面接触比压能保证机械密封的密封性能和避免过早的失效;
4 合理的摩擦副材料能保证机械密封在低温条件下正常的摩擦性能和密封性能, 避免因磨损过快而过早的失效;
①对连续运转的设备,介质内若含有较多的固体颗粒,此时选用“硬对硬”结构较好, 在实际应用中选了YG6- YG6, 一般连续运转寿命在800Oh以上;
②对间歇性的运转设备,摩擦副选用碳化钨或碳化硅对特种石墨。
5 对金属波纹管部分进行适当的热处理能消除焊接带来的残余应力,以避免长期运行过程中产生疲劳破裂.
6.由于在低温条件下,摩擦副端面的气化对机械密封性能影响很大,除选取较适合的材料外,合理选取端面比压,主要是波纹管的压缩量,一般比通常使用中所给的压缩量大15%～30%为宜。在机械密封元件靠近大气侧通入25℃左右的冷却水,以改善摩擦副润滑环境。