为什么高温油泵要选用焊接金属波纹管机械密封？-上海克兰机械密封百科分享

1、材料高温性能原因。

弹性弹力补偿材料在高温应用方面：普通弹簧机械密封的弹簧一般采用304、316、哈氏合金C等，其材料的弹性模量随着温度的升高，数值急剧下降，以致于在温度高于200°C时弹性元件失弹、密封面端面比压减小、密封面打开导致密封泄漏、失效。

材料的弹性模量是衡量材料耐高温性能的一个重要指标，在室温下Inconel 718的弹性模量为20.49x10⁴MPa，在400°C时约为18.5x10⁴MPa，就是说高温时其弹性模量降低不到10%，完全可以保持良好的弹力。

辅助密封圈材料在高温应用方面：无论辅助密封圈是用于静密封或滑动密封部位，都不能发生不可恢复的弹性、塑性变形。一般材料选用橡胶弹性体或PTFE，但在高温条件下，这些弹性体聚合物分子链发生不稳定性连接，出现断链、分解、碳化等现象，彻底发生分子结构的变化，故不具备这样的特性；同时低温时合适的弹性体在高温时，介质的腐蚀活性变得活跃，会催变弹性体发生化学反应，也会出现溶胀，断裂等破坏性现象。虽然现在也使用可耐高温的全氟醚橡胶圈，也不能长时间工作在温度高于320°的介质中，同时其价格昂贵。

在API 682中规定，如果超过了合成橡胶等弹性体温度范围或化学限制，就必须采用柔性石墨材料。柔性石墨属于种惰性材料，可以耐至480°C高温，几乎不与任何泵送高温介质发生反应，物理化学性能极为稳定。而在高温密封中，高温型波纹管密封是离不开柔性石墨支持的。作为填料压紧式辅助密封来讲，都是作为相对“静止密封"使用的，在弹簧密封中辅助密封必须有滑动密封的特性，这一点就可将弹簧密封排除在高温条件使用之外。

2、焊接金属波纹管密封的优越特性。

不使用动态弹性辅助密封，大大扩展了使用温度极限和耐蚀范围，因此波纹管机封甚至可以应用到不带自冲洗及背冷的高温泵上和强腐蚀泵上（但在高温油泵中使用时应加背冷，以免泄漏严重时发生火灾。）

波纹管壁既为弹性元件又为动态自密封，其管型的弯曲设计，使其更加适应泵轴的径向和轴向的跳动、窜动和压力的变化。

通过窄环端面与有效直径的变动，达到载荷平衡（以往实验证明焊接金属波纹管的有效直径是随系统压力增加而减小，载荷系数从而变大）。

目前，国内外炼化行业高温油泵普遍采用焊接金属波纹管单端面机械密封。从2010年国内31家炼化板块现场高温油泵数据分析看出，高温油泵机械密封平均运行时间7600h，最高运行15000h，其优越性和重要性不言而喻。

密封百科知识内容选自《实用机械密封技术问答》

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