干气密封的作用是什么(干气密封的优缺点)

导语：干气密封——涨知识

干气密封是一种新型的无接触轴封，由它来密封旋转机器中的气体或液体介质。与其它密封相比，干气密封具有泄漏量少，磨损小，寿命长，能耗低，操作简单可靠，维修量低，被密封的流体不受油污染等特点。因此，在压缩机应用领域，干气密封正逐渐替代浮环密封、迷宫密封和油润滑机械密封。干气密封使用的可靠性和经济性已经被许多工程应用实例所证实。

干气密封

干运转、气体润滑、非接触式机械端面密封简称为干气密封。

干气密封在压缩机内的具体位置

一台典型的透平压缩机包含两个介于轴承之间的集装式干气密封。

干气密封的工作原理

干气密封和普通平衡型机械密封相似，也由静环和动环组成。其中，静环由弹簧加载，并靠O型圈辅助密封。动环槽型分为单向螺旋槽和双向螺旋槽。

单向螺旋槽示意图

双向螺旋槽示意图

但是与液体普通平衡型机械密封的区别在于：干气密封动环端面开有气体槽，气体槽深度仅有几微米，端面间必须有洁净的气体，以保证两个端面间形成一个稳定的气膜使得密封端面完全分离。气膜厚度一般为几微米，这个稳定的气膜可以使密封端面保持一定的密封间隙。

间隙如果太大，密封效果会变差。闭合力和开启力如下图：

间隙如果太小，则会使密封面发生接触。因而干气密封的摩擦热不能散失，会很快引起密封端面的变形，从而使密封失效。

常见的两种槽型是：双向的（U型）和单向的（V型）槽型。

此外还有其他类型的一些槽面：

气体介质就是通过密封间隙时靠节流和阻塞的作用而被减压，从而实现气体介质的密封，几微米的密封间隙会使气体泄漏率保持最小。

干气密封的典型结构

1.单端面的密封

单端面的密封主要用于没有危险的气体，如空气、氮气、二氧化碳等等。

2.双端面的密封

适用于有毒或含颗粒的工艺气和压缩机入口压力低的情况。也常用于富气、解析气压缩机及各种改造的氨冰机。

3.串联式密封

带中间迷宫的串联式干气密封用于有毒、可燃性和危险气体。

干气密封的材料

静环材料一般采用：

1.碳石墨

（1）浸金属

（2）浸树脂 (如强腐蚀性介质)

（3）碳化硅+碳/碳化硅+DLC (如超高压)

动环材料一般采用：

1.碳化钨

（1）钴基

（2）镍基

2.碳化硅

（1）反应烧结（不用）

（2）常压烧结（或称无压烧结）

（3）液相烧结 – 超高压

其中，碳化钨韧性好，强度高，钴基不耐腐，蚀镍基抗腐蚀性较好。

碳化硅材料则是抗腐蚀性好，但易碎，怕磕碰、易缺边。

干气密封设计使用特性

使用干气密封设计，允许最大轴向窜量通常为± 2.5mm。允许最大径向跳动通常为± 0.6mm。

能在全压下启 /停，同时要保证干净、干燥，在一定温度、一定的压力下不碳化、不聚合的气体作为干气密封的工作气源。

必需始终保证干气密封各个密封端面上、下游压差为正压差。单向旋转槽型不可反向旋转。开车时，先投后置隔离气，再投轴承润滑油。停车时，反之。

干气密封的好坏直接决定着压缩机的正常工作，由于密封不良造成的起火，爆炸事故会造成非常严重的后果，因此在设计选型安装过程中一定要注意相关规范。

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