不同密封系統使用壽命周期費用的比較

   時間:2014-03-11 13:45:14
不同密封系統使用壽命周期費用的比較簡介
      在對旋轉軸進行密封時,有多種多樣的密封方式可供選擇。最常用的是唇式密封件和滑動密封件。這些密封件在實際使用中有著不同的結構型式,例如既可以……
不同密封系統使用壽命周期費用的比較正文
  

在對旋轉軸進行密封時,有多種多樣的密封方式可供選擇。最常用的是唇式密封件和滑動密封件。這些密封件在實際使用中有著不同的結構型式,例如既可以一個密封件單獨使用,也可以多個密封件成組使用;既可以作為一個零件使用,也可以作為一個組件使用;可以在干摩擦工況下使用,也可以在有潤滑的條件下使用,可以在有清洗或者無清洗的條件下使用。

附表中給出了不同密封系統使用時的基本限制條件。一般來講,在壓力較低、工作溫度不高和滑動速度不太快的簡單應用條件下,所有的密封件系統都可以使用。在真空條件下,唇式密封件是不能使用的。在這種條件下通常使用滑動密封件,既可以是乾式摩擦的滑動密封件也可以是濕式摩擦的,即有潤滑的滑動密封件。如果耐壓極限和滑動速度等要求提高了,則只能使用濕式運行的密封件,即有潤滑的密封件。

由於流程工業企業承受著越來越大的設備運行費用的壓力,因此密封件的費用問題也逐步的成為一個重要的決定性選擇因素了。使用LCC周期壽命費用評判則是一個選擇密封件最好的評判標準。這一評判標準考慮的不僅僅是密封件採購和安裝時的費用,而且也考慮了維修和配件在內的維護保養費用以及密封件整個使用壽命周期內的運行費用。在LCC中,還包括了流程設備出現故障時引起的費用和密封件廢物處理時所產生的費用,而這些費用在簡單的費用計算時往往是不予考慮的。LCC使用壽命周期費用是按照下述方法定義的:LCC(4年)=採購投資費用+安裝費用+維護保養費用+運行費用。
典型的使用狀況
為了準確的描述密封件的使用情況,我們舉三個例子進行說明。
應用情況1
帶上置式驅動裝置的鋼製攪拌機用密封件。流程設備中的介質為非結晶體。
工作溫度150℃,工作壓力3×105Pa,相對滑動速度為3m/s。
將套式唇型密封組件與Burgmann公司生產的乾式密封件SeccoMix 481 L進行對比。兩種密封系統都不帶潤滑系統,它們的使用壽命都為2年。
應用情況2
帶上置式驅動裝置的鋼製攪拌機用密封件。流程設備中的介質為結晶體,符合TA 空氣標準要求。
工作溫度100℃,工作壓力6×105Pa,相對滑動速度為2m/s。
將氮氣隔離的套式唇型密封組件與Burgmann公司生產的採用液體潤滑、複式滑動密封的M 481 KL-D型密封件進行對比。對比結果是:唇式密封件的使用壽命為2年,而帶液體潤滑的滑動密封件的使用壽命為7年。
應用情況3
側置驅動裝置乾燥機的密封件(鋼製乾燥機),浮動支撐。
工作溫度200℃,工作壓力1×105Pa,相對滑動速度為1 m/s。
將氮氣隔離的套式唇型密封組件與Burgmann公司生產的採用液體潤滑、複式滑動密封的M R…L-D系列的密封件進行對比。唇式密封件的使用環境與2相同,對比結果是:唇式密封件的使用壽命為2年,而帶液體潤滑的滑動密封件的使用壽命為5年。
在上述的對比試驗中,我們的密封件僅限於集成在軸承內的套式滑動密封件。而套式密封件在許多流程設備中,例如在攪拌機等流程設備的使用中具有安裝簡單、方便、快捷的優點。即使是一些採用浮動支撐的軸,一般也採用這種密封件,以補償、平衡軸類零件生產製造中的誤差,延長密封件的使用壽命。
使用壽命周期費用的比較
三個圖中給出了不同密封系統在使用壽命4年內的壽命周期費用的比較(假定:每年工作6000h,軸徑為80mm)。在液體潤滑的滑動密封件中,用水作為隔離介質。從這些圖中人們可以看到:採購投資費用(黃色)雖然是整個費用構成中最大的一部分,但是隨著密封件使用壽命的增加,每年分攤的比重就會減少,而且還會降低維護保養和使用運行的費用。這證明無論如何應該購買使用壽命周期長的密封件。

唇式密封件的採購投資費用也有著相似的情況。唇式密封件採購成本高的原因在於其複雜的結構和附加的承受軸徑向運動的附件。
許多的流程設備用戶還是只看到密封件的採購成本和冷卻潤滑系統的費用。如果仔細的觀察實際發生的費用,則馬上可以知道:這些費用並不高,並不像人們想象的那樣。而且,密封件的運行費用也比氮氣隔離的密封件低,因為氮氣消耗引起的費用明顯的高於以水為隔離介質的密封件。
使用壽命周期費用中一個重要的組成部分是維修和配件構成的維護保養費用(藍色)。而恰恰是使用壽命較低,只有2年的密封件的這部分費用是最大的。在這一費用領域中,使用壽命越長,維護保養費用越低。在這部分維護保養費用中,包括的不僅是維修費用和配件費用,而且還包括了流程設備故障停機時引起的不同費用。
小結
滑動密封件,無論是乾式運行的滑動密封件還是濕式有潤滑的滑動密封件,都比唇式密封件有著節約費用的優點。此外,多年的實踐已經證明:滑動密封件是攪拌機以及其它例如乾燥機等流程設備中合格可靠的軸用密封件。

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