GB/T 14211-2019 机械密封试验方法

　　ICS 2 1 . 140 J 22

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 1421 1—2019

　　代替 GB/T 14211—2010

　　机械密封试验方法

　　Testmethodofmechanicalseal

　　2019-10-18 发布 2020-09-01 实施

　　国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 142 1 1—2019

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本标准代替 GB/T 14211—2010《机械密封试验方法》。 本标准与 GB/T 14211—2010 相比，除编辑性修改外主要技术变化如下：

　　— 增加了规范性引用文件(见第 2 章);

　　— 出厂试验增加了气密性试验(见 4 . 1 . 2、4 . 2) ;

　　— 增加了试验介质种类(见表 1、表 2 , 2010 年版的 4 . 1) ;

　　— 将试验方法按密封布置方式、输送介质细分(见第 4 章、第 5 章，2010 年版的第 3 章);

　　— 删除了附录机械密封试验报告内容(见 2010 年版的附录 A) 。

　　本标准由中国机械工业联合会提出。

　　本标准由全国机械密封标准化技术委员会(SAC/TC 491)归口 。

　　本标准起草单位：合肥通用机械研究院有限公司、北京化工大学、四川大学、四川 日机密封件股份有限公司、丹东克隆集团有限责任公司、宁波伏尔肯科技股份有限公司、浙江兰天机械密封件有限公司、合肥通用环境控制技术有限责任公司。

　　本标准主要起草人：李鲲、吴兆山、蔡纪宁、张有华、陈志、周福兴、邬国平、倪敏、李香、姚黎明、郑国运、杨博峰、丁思云、沈宗沼、班玉红。

　　本标准所代替标准的历次版本发布情况为：

　　—GB/T 14211—1993、GB/T 14211—2010 。

　　GB/T 142 1 1—2019

　　机械密封试验方法

　　1 范围

　　本标准规定了机械密封产品性能试验的试验分类、出厂试验、型式试验、试验报告、试验装置及仪器仪表等。

　　本标准适用于离心泵及类似旋转机械的机械密封。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 33509 机械密封通用规范

　　JB/ T 11289 干气密封技术条件

　　3 试验分类

　　3 . 1 型式试验：为判定机械密封是否满足技术规范的全部性能要求所进行的试验。

　　3 . 2 出厂试验：对经过型式试验已合格的机械密封产品在出厂时应进行的试验。

　　4 出厂试验

　　4 . 1 概述

　　4 . 1 . 1 密封型式及布置方式应符合 GB/T 33509 的规定。

　　4 . 1 . 2 对于布置方式 1、布置方式 2 和采用隔离液的布置方式 3(3CW-FB、3CW-FF、3CW-BB) 密封，出厂试验分为气密性试验、静压试验和动态试验，其中气密性试验为必检项 目，静压试验和动态试验为可选检验项 目 。

　　4. 1 .3 对于采用隔离气的布置方式 3(3NC-FB、3NC-FF、3NC-BB)密封，按 JB/T 11289 的规定。

　　4 . 2 气密性试验

　　4 . 2 . 1 试验条件

　　4 . 2 . 1 . 1 试验介质为常温氮气或空气。

　　4 . 2 . 1 . 2 被试密封腔中气体体积最大为 28 L。

　　4 . 2 . 1 . 3 被试密封的密封端面不得涂抹任何润滑油、润滑脂。

　　4 . 2 . 1 . 4 应对布置方式 2 和布置方式 3 双端面密封中的每个密封端面进行单独试验。

　　4 . 2 . 2 试验步骤

　　4 . 2 . 2 . 1 分别向测试的模拟密封腔、隔离密封腔、缓冲密封腔或抑制密封腔中单独充入洁净的气体，加压到 0.17 MPa。

　　GB/T 142 1 1—2019

　　4 . 2 . 2 . 2 当加压至规定值后，切断压力源，保压 5 min,记录压力值，压力降应不大于 0 . 014 MPa。

　　4 . 3 静压试验

　　4 . 3 . 1 试验条件

　　4 . 3 . 1 . 1 试验介质、隔离流体和缓冲流体

　　试验介质、隔离流体和缓冲流体按表 1 的规定选用。

　　表 1

　　4 . 3 . 1 . 2 试验参数

　　压力：试验介质压力为产品最高许用工作压力的 1 . 25 倍;隔离液压力高于试验介质压力 0 . 14 MPa

　　及以上;缓冲液或缓冲气压力为 0 . 07 MPa;转速：0 r/min;

　　温度：适用于闪蒸烃类介质的机械密封试验介质温度为 80 ℃,其他的试验介质温度为常温至 80 ℃以下。

　　4 . 3 . 2 试验步骤

　　4 . 3 . 2 . 1 对于布置方式 1 密封，试验步骤如下：

　　a) 将模拟密封腔中充满试验介质;

　　b ) 将试验介质的压力和温度调至规定值后，开始记录试验时间，并收集泄漏液，保压 15 min,记

　　录压力、温度、泄漏量。

　　4 . 3 . 2 . 2 对于采用缓冲液的布置方式 2(2CW-CW)密封，试验步骤如下：

　　a) 按 4 . 3 . 2 . 1 的规定对内侧密封进行单独试验(外侧密封不通入缓冲液);

　　b ) 保持模拟密封腔中试验介质的压力和温度不变，将缓冲密封腔中充满缓冲液;

　　c) 将缓冲液的压力调至规定值后，开始记录试验时间，并收集外侧密封泄漏液，保压 15 min,记录压力、温度、泄漏量。

　　4 . 3 . 2 . 3 对于布置方式 2(2CW-CS、2NC-CS)密封，试验步骤如下：

　　a) 按 4 . 3 . 2 . 1 的规定对内侧密封进行单独试验(外侧密封不通入缓冲气);

　　b ) 保持模拟密封腔中试验介质的压力和温度不变，将抑制密封腔中充满缓冲气;

　　c) 将缓冲气的压力调至规定值后，开始记录试验时间，保压 15 min,每隔 5 min记录一次压力、温度、气体泄漏量。

　　4 . 3 . 2 . 4 对于采用隔离液的布置方式 3(3CW-FB、3CW-FF、3CW-BB)密封，试验步骤如下：

　　a) 将模拟密封腔中充满试验介质，隔离密封腔中充满隔离液;

　　b ) 依次将隔离液压力、试验介质的压力和温度调至规定值后，开始记录试验时间，并收集泄漏液，保压 15 min,记录压力、温度、泄漏量。

　　GB/T 142 1 1—2019

　　4 . 4 动态试验

　　4 . 4 . 1 试验条件

　　4 . 4 . 1 . 1 试验介质、隔离流体和缓冲流体

　　试验介质、隔离流体和缓冲流体按表 1 的规定。

　　4 . 4 . 1 . 2 试验参数

　　压力：试验介质压力为产品最高许用工作压力，隔离液压力为设计值，缓冲液和缓冲气压力为0 . 07 MPa ;

　　转速：产品的设计转速;

　　温度：见 4 . 3 . 1 . 2 。

　　4 . 4 . 2 试验步骤

　　4 . 4 . 2 . 1 对于布置方式 1 密封，试验步骤如下：

　　a) 将模拟密封腔中充满试验介质;

　　b ) 启动试验装置，将试验介质的压力和温度、转速调至规定值后，开始记录试验时间并收集泄漏液;

　　c) 连续运转 5 h,每隔 1 h测量并记录一次试验压力、温度、转速、泄漏量和功率消耗。

　　4 . 4 . 2 . 2 对于采用缓冲液的布置方式 2(2CW-CW)密封，试验步骤如下：

　　a) 将模拟密封腔中充满试验介质，缓冲密封腔中充满缓冲液;

　　b ) 启动试验装置，依次将试验介质的压力和温度、缓冲液压力、转速调至规定值后，开始记录试验时间并收集泄漏液;

　　c) 连续运转 5 h,每隔 1 h测量并记录一次试验压力、温度、转速、泄漏量和功率消耗。

　　4 . 4 . 2 . 3 对于布置方式 2(2NC-CS)密封，试验步骤如下：

　　a) 将模拟密封腔中充满试验介质，抑制密封腔中无缓冲气;

　　b ) 启动试验装置，将试验介质的压力和温度、转速调至规定值后，开始记录试验时间并收集泄漏液;

　　c) 连续运转 5 h,每隔 1 h测量并记录一次试验压力、温度、转速、液体泄漏量和功率消耗。

　　4 . 4 . 2 . 4 对于布置方式 2(2CW-CS)密封，试验步骤如下：

　　a) 将模拟密封腔中充满试验介质，抑制密封腔中充入缓冲气;

　　b ) 启动试验装置，依次将试验介质的压力和温度、缓冲气压力、转速调至规定值后，开始记录试验时间并收集泄漏液、观察气体泄漏量;

　　c) 连续运转 1 h,每 5 min记录一次试验压力、温度、转速、气体泄漏量，试验结束后测量液体泄漏量。

　　4 . 4 . 2 . 5 对于采用隔离液的布置方式 3(3CW-BB、3CW-FF、3CW-FB)密封，试验步骤如下：

　　a) 将模拟密封腔中充满试验介质，隔离密封腔中充满隔离液;

　　b ) 启动试验装置，依次将隔离液压力、试验介质的压力和温度、转速调至规定值后，计算试验时间并收集泄漏液;

　　c) 连续运转 5 h,每隔 1 h测量并记录一次试验压力、温度、转速、泄漏量和功率消耗。

　　5 型式试验

　　5 . 1 概述

　　5 . 1 . 1 应用于特定输送介质和工况条件下的机械密封，选择相应的试验介质、隔离流体及缓冲流体进

　　GB/T 142 1 1—2019

　　行试验，见表 2 。

　　5 . 1 . 2 非烃类介质用机械密封型式试验包括动态试验、静态试验和启停试验。 烃类介质用机械密封型式试验包括动态试验、静态试验和循环试验。

　　5. 1 .3 对于采用隔离气的布置方式 3(3NC-FB、3NC-FF、3NC-BB)密封，应符合 JB/T 11289 的规定。

　　表 2

　　5 . 2 非烃类介质用机械密封型式试验

　　5 . 2 . 1 试验参数

　　压力：试验介质压力为产品最高许用工作压力，隔离液压力为设计值，缓冲液和缓冲气压力为0 . 07 MPa ;

　　转速：静态试验为 0 r/min,动态试验为产品的设计转速;

　　温度：按表 2 的规定。

　　5 . 2 . 2 试验内容

　　5.2.2. 1 对于布置方式 1 密封，按照 5.2.3.2~5.2.3.4 所述步骤进行试验。

　　5 . 2 . 2 . 2 对于采用缓冲液的布置方式 2(2CW-CW)密封，按如下进行试验：

　　a) 按 5 . 2 . 3 . 2~5 . 2 . 3 . 4 的规定，测试内侧密封的性能，无外侧密封和缓冲液;

　　b ) 按 5 . 2 . 3 . 2~5 . 2 . 3 . 4 的规定，测试该布置方式密封的性能，有外侧密封和缓冲液。

　　5 . 2 . 2 . 3 对于布置方式 2(2NC-CS)密封，按如下进行试验：

　　a) 按 5 . 2 . 3 . 2~5 . 2 . 3 . 4 的规定，测试该布置方式密封的性能，有抑制密封无缓冲气;

　　b ) 保持试验介质的压力和温度不变，向抑制密封腔中通入 0 . 07 MPa 的缓冲气，连续运转 2 h,每

　　10 min记录一次试验压力、温度、转速、气体泄漏量，试验结束后测量液体泄漏量。

　　5 . 2 . 2 . 4 对于布置方式 2(2CW-CS)密封，按如下进行试验：

　　a) 按 5 . 2 . 3 . 2~5 . 2 . 3 . 4 的规定，测试内侧密封的性能，无抑制密封和缓冲气;

　　b ) 按 JB/ T 11289 的规定，测试该布置方式密封的性能，有抑制密封和缓冲气。

　　5.2.2.5 对于采用隔离液的布置方式 3(3CW-BB、3CW-FF)密封，按 5.2.3.2~5.2.3.4 的规定，测试该布置方式密封的性能，有外侧密封和隔离液。

　　5 . 2 . 2 . 6 对于采用隔离液的布置方式 3(3CW-FB)密封，按如下进行试验：

　　a) 按 5 . 2 . 3 . 2~5 . 2 . 3 . 4 的规定，测试内侧密封的性能，无外侧密封和隔离液;

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　　b ) 按 5 . 2 . 3 . 2~5 . 2 . 3 . 4 的规定，测试该布置方式密封的性能，有外侧密封和隔离液。

　　5 . 2 . 3 试验步骤

　　5 . 2 . 3 . 1 动态试验、静态试验和启停试验应连续进行，中途不得拆卸密封。

　　5 . 2 . 3 . 2 动态试验：

　　a) 将模拟密封腔中充满试验介质;

　　b ) 启动试验装置，将试验介质的压力和温度、转速调至规定值后，开始记录试验时间并收集泄漏液;

　　c) 连续运转 100 h,每隔 4 h测量并记录一次试验压力、温度、转速、泄漏量和功率消耗。

　　5 . 2 . 3 . 3 静态试验：在 5 . 2 . 1 规定的条件下保持 4 h,每隔 1 h测量并记录一次试验压力、温度和泄漏量。

　　5 . 2 . 3 . 4 启停试验：在停机状态下将试验压力降至 0 MPa,启动试验装置，转速增至设计转速，试验压力增至最高许用工作压力，运转 10 min后再停机 2 min。 如此连续完成 5 次启停，记录泄漏量。

　　5 . 2 . 3 . 5 试验结束后，测量密封环磨损量，密封端面的磨损量应根据测量前后端面高度差的平均值来计算 。测量应在密封端面周围上 4 个大致均布的点上进行。

　　5 . 3 烃类介质用机械密封型式试验

　　5 . 3 . 1 试验参数

　　试验介质参数见表 3,隔离液压力高于试验介质基点压力 0 . 14 MPa 及以上，缓冲液和缓冲气压力

　　为 0.07 MPa。

　　表 3

　　5 . 3 . 2 试验内容

　　5.3.2. 1 对于布置方式 1 的密封，按照 5.3.3.2~5.3.3.4 所述步骤进行试验。

　　5 . 3 . 2 . 2 对于采用缓冲液的布置方式 2(2CW-CW)密封，按如下进行试验：

　　a) 按 5 . 3 . 3 . 2~5 . 3 . 3 . 4 的规定，测试内侧密封的性能，无外侧密封和缓冲液;

　　b ) 按 5 . 3 . 3 . 2~5 . 3 . 3 . 4 的规定，测试该布置方式密封的性能，有外侧密封和缓冲液。

　　5 . 3 . 2 . 3 对于布置方式 2(2NC-CS)密封，按如下进行试验：

　　a) 按 5 . 3 . 3 . 2~5 . 3 . 3 . 4 的规定，测试该布置方式的性能，有抑制密封，用 150 ℃ ~260 ℃矿物油进行试验时，应采用气体吹扫，其余无气体吹扫;

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　　b ) 按 5 . 3 . 3 . 5 的规定测试抑制密封的性能。

　　5 . 3 . 2 . 4 对于布置方式 2(2CW-CS)密封，按如下进行试验：

　　a) 按 5 . 3 . 3 . 2~5 . 3 . 3 . 4 的规定，测试内侧密封的性能，无抑制密封，无气体吹扫;

　　b ) 按 5 . 3 . 3 . 5 的规定测试抑制密封的性能。

　　5.3.2.5 对于采用隔离液的布置方式 3(3CW-FF、3CW-BB)密封，按 5.3.3.2~5.3.3.4 的规定，测试该布置方式密封的性能，有外侧密封和隔离液。

　　5 . 3 . 2 . 6 对于采用隔离液的布置方式 3(3CW-FB)密封，按如下进行试验：

　　a) 按 5 . 3 . 3 . 2~5 . 3 . 3 . 4 的规定，测试内侧密封的性能，无外侧密封和隔离液;

　　b ) 按 5 . 3 . 3 . 2~5 . 3 . 3 . 4 的规定，测试该布置方式密封的性能，有外侧密封和隔离液。

　　5 . 3 . 3 试验步骤

　　5 . 3 . 3 . 1 动态试验、静态试验和循环试验应连续进行，如图 1 所示，中途不得拆卸密封。

　　说明：

　　x — 时间;

　　Y —转速，r/min;

　　1 — 动态试验;

　　2 — 静态试验;

　　3 — 循环试验。

　　a、b、c、d、e、f各点为 5.3.3.4 中对应试验步骤。

　　图 1 试验步骤

　　5 . 3 . 3 . 2 动态试验应在表 3 规定的基点条件和 3 000 r/min转速下连续运转 100 h,每隔 4 h 测量并记录一次试验压力、温度、转速、泄漏量和功率消耗。

　　5 . 3 . 3 . 3 静态试验应在表 3 规定的基点条件和零转速下保持 4 h,每隔 1 h 测量并记录一次试验压力、温度和泄漏量。

　　5 . 3 . 3 . 4 循环试验应在表 3 规定的温度和压力下，按如下步骤进行：

　　a) 密封在基点温度和压力下，以 3 000 r/ min 的转速运行，直至平稳。

　　b ) 将密封腔里的液体压力降至表 3 规定的循环试验最低压力，然后重新建立基点压力。

　　c) 将密封腔里的液体温度降到表 3 规定的循环试验最低温度，平稳运行至少 10 min,重新建立基点条件。

　　d) 将密封腔里的液体温度提高到表 3 规定的循环试验最高温度，平稳运行至少 10 min,重新建立基点条件。 试验介质为矿物油时，当达到基点条件后，把将密封腔压力提高至表 3 规定的循环试验最高压力，平稳运行至少 10 min,重新建立基点条件。

　　e) 如果可行，密封停止冲洗 1 min。

　　f) 试验停止运行(0 r/min)至少 10 min,记录泄漏量。

　　g) 重复 a) ~f)4 次，共循环 5 次 。

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　　5 . 3 . 3 . 5 对于配有抑制密封的布置方式 2 密封，除按照 5 . 3 . 3 . 2~5 . 3 . 3 . 4 试验外，应在不拆解密封且内

　　侧密封处于基点条件的情况下，对抑制密封进行如下试验：

　　a) 向抑制密封腔中通入 0 . 07 MPa 的缓冲气，保持转速为 3 000 r/min,运转 2 h, 每 10 min 记录一次试验压力、温度、转速、气体泄漏量。

　　b ) 在完成a)步后，向抑制密封腔中注入如表 2 规定的缓冲液，试验温度在表 3 中的循环温度范围内，压力为 0 . 28 MPa。 重新启动，保持压力并在 3 000 r/min转速下运转 8 h,每隔 1 h测量并记录一次试验压力、温度、泄漏量和功率消耗。

　　c) 在完成 b)步后，采用如表 2 规定的缓冲液对密封进行静态试验，试验压力为 1 . 7 MPa,保压1 h,记录试验压力、温度和泄漏量。

　　5 . 3 . 3 . 6 试验结束后，测量密封环磨损量，密封端面的磨损量应根据测量前后端面高度差的平均值来计算 。测量应在密封端面周围上 4 个大致均布的点上进行。

　　6 试验报告

　　试验结束后，将有试验介质/隔离流体/缓冲流体名称、压力、温度，试验转速、试验时间、泄漏量、磨损量等数据填入试验报告，并对密封端面组对材料、试验后密封端面和其他零件的外观形状及试验中的现象加以说明。

　　7 试验装置

　　7 . 1 气密性试验装置

　　7 . 1 . 1 试验装置应按 4 . 2 的规定，具有能够独立的模拟密封腔、隔离密封腔、缓冲密封腔或抑制密封腔。

　　7 . 1 . 2 试验装置应有充气和加压系统，该系统能从正在试验的模拟密封腔、隔离密封腔、缓冲密封腔或抑制密封腔隔离开来。

　　7 . 1 . 3 用于试验的压力表应具有合适的量程，使 0 . 17 MPa位于全量程中间位置附近。

　　7 . 2 性能试验装置

　　7 . 2 . 1 试验装置的设计应满足机械密封的使用方式、试验工况及安装要求，该装置应设有排气口 。

　　7 . 2 . 2 试验装置应采用稳压措施，压力值的极限偏差应为规定值的 ±2%。

　　7 . 2 . 3 试验装置轴的转速允差为规定值的 ±5%。

　　7 . 2 . 4 试验装置应能保证模拟密封腔内温度稳定、均匀。 模拟密封腔内温度应保持在规定试验温度的±2 . 5 ℃范围内。

　　7 . 2 . 5 应备有适当的装置收集并测量机械密封处漏出的全部试验密封流体。

　　7 . 2 . 6 机械密封的安装部位及安装过程按相应机械密封产品标准中的有关规定。

　　7 . 2 . 7 除密封腔体及系统附件应能承受试验密封流体压力外，试验台架应具有足够的刚性和稳定性。

　　7 . 2 . 8 应在密封腔体或可反映试验密封流体温度的适当位置，正确装设测量试验密封流体温度的传感元件。

　　8 仪器仪表

　　8 . 1 试验用仪器仪表应有计量部门校验，并出具有效期内的合格证。

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　　8 . 2 试验所用仪器仪表应符合表 4 的规定。

　　表 4