淺談化工機械的密封技術

劉 新

（陜西煤業化工集團神木天元化工有限公司，陜西榆林719300）

無論是哪一種密封方式，對密封件的要求都是一樣的，那就是密封可靠、嚴密、泄漏量少，使用壽命長，維修方便，成本低，結構簡單緊湊，還有互換性好等。

化工行業對密封件的要求，是由于石化、化工等大多生產材料是有毒的，而且易燃易爆，所以密封一定要可靠且泄漏少，否則造成的經濟損失和對人身、環境的危害，都是無法估量的；另一方面，密封要件一定要壽命長，使用期應該至少在一個生產周期以上；再者就是要具有耐腐蝕性，因為腐蝕會減少壽命，還會降低密封件表面的加工精度和密封性能；最后就是密封件要求品種要多樣，便于選取，這是為了滿足工業對密封件的多種要求。除此之外，跟其他的密封件一樣，化工行業的密封進也盡量要求成本低，安裝調整方便。

從理論上說，要想讓密封永遠耐用，那么大多數化工在解析密封時，磨損率較小而且還是在流體動力的條件下運行。但是理論上通行的東西，在實際中卻并非如此?；C械在密封過程中，會經常遇到各種各樣的狀況，例如解析密封的品質問題、安裝的誤差、人為的誤差、工況急劇波動、沖洗系數失效等等。

1 機械密封中存在的問題

1.1 過熱損傷導致密封泄漏

過熱產生的后果可能有3個：

（1）引起密封副變形產生磨損；

（2）引起熱裂；

（3）引起皰疤。

熱裂是因為密封環表面在過大的熱力作用下，而出現徑向裂紋的現象。熱裂出現的原因，是短時間的機械負荷過重，或者是熱負荷過大等，冷卻系統中斷和干摩擦等現象的熱裂，會使密封環磨損加劇，泄漏量迅速增長。

掌握好材料的機械-物理性能，可以避免熱裂的出現。主要是在設計時，就要預先考慮到熱裂現象的出現，然后給定運轉條件。有很多的原因都會導致產生過大的摩擦熱，例如過載、操作溫度高、介質潤滑性差、配對材料組合不當，還有線速度過高等。摩擦熱一旦過高，而且不能得到及時散發，就會導致熱裂紋的產生，最后引起泄漏問題。

1.2 長期磨損導致密封泄漏

機械磨損不僅可能會引起密封副正常配合關系的變動，而且如果端面出現了一定的磨損狀況，還會使轉動軸每轉一轉，密封件都要作軸向位移和徑向擺動。至于運動和磨損的情況，還有密封泄漏的原因，完全可以通過磨損的痕跡來判斷。

比方說若是各零部件的配合都很好，而表現出來的密封副磨損痕跡很均勻的話，我們就可以由此判定出，傳動部分的同軸度良好。在這個時候，密封端面依然還有泄漏的現象，就可能并不是密封本身所產生的問題。

如果泄漏為常數，就可以說明泄漏發生在其他的部位上，而不是發生在兩個端面之間，可能會發生在靜密封處。還有一種現象，就是可能是因為安裝不到位，使得防轉銷松脫或折斷，或者是底座的孔徑小于密封件的外徑，而導致旋轉環相對于靜止環不旋轉或打滑，而且還是在密封開始時就已經泄漏了，還觀察不到摩擦端面的磨損痕跡。

1.3 靜密封失效使得化工機械失效

如果靜密封點發生了泄漏現象，原因大部分是由于密封圈的缺陷造成的。究其主要的原因，可能是密封圈的尺寸差太大，或者是老化變質，還有本身有傷痕等等的。要想防止這種現象的發生，就要求設計正確，仔細檢查密封圈，還要仔細安裝靜密封，如果做到這些就可以保證品質，其實在化工機械國產化的初期，就曾見發生過化工機械失效的事情，原因是由于O型圈選材的失誤而導致的。

1.4 動密封點失效而導致的泄漏問題

從理論上來說，可能會引起動密封點失效的原因，主要有：

（1）軸的影響。一方面，如果軸太粗的話，就有可能會使密封面愈寬，就會對垂直偏差敏感，就容易產生泄漏問題；另一方面，軸在運轉的過程中，越容易擺震，也就越容易產生泄漏；而軸的轉速越高，產生的泄漏也越嚴重。

（2）介質的影響。粘度低的介質，要比粘度高的介質容易泄漏，而且帶顆粒和易結垢的介質，也比干凈穩定的介質更容易泄漏；介質的壓力，也是影響泄漏問題的一個方面，壓力越高，就越容易泄漏。

（3）密封的結構。在這一點上，密封的浮動性是最重要的，浮動性的好壞，影響到密封效果，波紋管的浮動性最好，所以它的密封效果也是最好。四氟塑料密封圈的浮動性很差，所以用這種材料的密封效果是最差的。

（4）密封的端面問題，密封的端面在制造和安裝的品質中，最為重要的是密封的平直度與轉軸軸線的垂直度。

2 提高化工機械密封效果的措施

2.1 連續沖洗

沖洗包括兩個方面的沖洗，即工作介質的自沖洗，以及相對潔凈的工藝液的沖洗。在造成化工機械泄漏的重要原因當中，沖洗介質不符合設計要求，是其中的一項。解決這個問題，一方面應該通過有針對性的檢查、調整，保證沖洗介質的壓力、流量和溫度都要符合設計的要求；另一方面就是通過定期的對沖洗液過濾器的清理，和合理地對沖洗管道上的止逆網進行增加的方法，從根本上解決由于沖洗的原因而造成的密封損壞。

2.2 安裝

通過大量實例研究說明，要想消除隨機的密封失效，可以通過預防隨機干擾和改變環境，來達到密封的可靠實現。在這方面，密封件和設備的安裝差錯，就成了密封失效的主要原因。雖然泵在檢修間隔期內的正常運行在目前所用的密封來說足可以保證，但是軸與殼體不合理的相對運動，還有安裝誤差和對中不良造成的震動，會有害于泵和密封，所以只有保證安裝過程的準確細致，才能夠減少軸的震動和保證化工機械的壽命。

實現安裝過程的有效性，就需要正確的裝配公差、軸有合適的表面粗糙度和測量仔細、尺寸正確，還要認真地記錄設備安裝全過程。除此之外，對檢修隊伍的培訓和素質教育，也可以從技術上保證安裝過程的有效性。

2.3 運行平穩

減少化工機械在惡劣的動態工況下損壞，以及突然停車造成的瞬間破壞的情況，就需要一個平穩的運行。對有停車、啟動和運行條件變化的工廠運行，要有正常的操作程序，這樣為泵的正常運轉提供了良好的運行環境等，有利于保護化工機械，增長密封的壽命。

2.4 設備的改良

通過技術的改良，使機泵等設備的機械性能得以保證，改良需要在運行中不斷地累積經驗。例如，DH302塔的循環水泵，在更換了化工機械后，就曾因為泵殼密封環和葉輪扣環間間隙不足產生摩擦，而造成瞬時密封損壞，使這種現象經常出現，產生的主要原因就是這種摩擦產生不規則的運動而使得泵振動，致使密封損壞，我們在不影響泵的使用性能的前提下，經過加工使口環配合間隙，使之達到了1.4 mm，這樣就徹底解決了DH302塔的問題。

3 結束語

機械密封作為一個密封產品，從獲得第一項專利開始，已經發展了100多年。從20世紀初開始，其由簡單到復雜，在科學技術不斷發展的推動下，逐漸趨于完善，而且依然還在一步步的發展中。機械密封技術會隨著工藝操作水平的提高、檢修質量的改善、備件質量的保證等，更接近于其設計使用壽命。如果突發化工機械意外失效的現象，也會通過員工們扎實的培訓基礎、熟練的操作能力、豐富的經驗積累和操作規程的準確掌握，在最大程度上避免損失。

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