簡(jiǎn)析石油化工泵用機(jī)械密封的可靠性參數(shù)評(píng)估

戰(zhàn)陛博 (中國(guó)石油天然氣股份有限公司遼陽(yáng)石化分公司動(dòng)力廠(chǎng)，遼寧 遼陽(yáng) 111003)

石油化工生產(chǎn)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的快速發(fā)展，已經(jīng)成為一個(gè)完善的工業(yè)項(xiàng)目工程。隨著石油化工的發(fā)展，其生產(chǎn)技術(shù)水平也在逐步提升。密封技術(shù)的可靠性逐漸得到更多的關(guān)注和重視。機(jī)械密封的使用壽命直接影響著機(jī)泵軸封性能。適時(shí)的對(duì)泵用機(jī)械密封進(jìn)行可靠性參數(shù)評(píng)估，對(duì)保證石油化工設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)以及石油生產(chǎn)的順利進(jìn)行，具有重要的意義。能夠精確的計(jì)算出機(jī)械密封的可靠程度以及使用壽命，對(duì)機(jī)械密封設(shè)備能夠有效地進(jìn)行預(yù)測(cè)，進(jìn)行長(zhǎng)期的修繕和維護(hù)，及時(shí)進(jìn)行更新?lián)Q代。以保證機(jī)械密封設(shè)備的安全性和可靠性，對(duì)石油化工的安全生產(chǎn)有著重要的保障作用。

1 機(jī)械密封的失效性研究

石油化工泵用機(jī)械密封的失效性主要分為早期失效、偶然失效以及損耗失效等幾個(gè)階段。引起三種失效的原因各不相同，早期失效是由于設(shè)計(jì)缺陷以及材料自身原因引起的；偶然失效的原因不確定，因?yàn)楦鞣N因素都有可能引起偶然失效；損耗失效，顧名思義，就是由于設(shè)備元件的，磨損和老化而產(chǎn)生的一種失效。在石油工程當(dāng)中，常常以威布爾分布來(lái)進(jìn)行石油化工泵用機(jī)械密封的失效性分析。得出相關(guān)參數(shù)，以分析泵用機(jī)械密封的失效原因。利用公式來(lái)進(jìn)行威布爾分布表達(dá)，根據(jù)概率密度函數(shù)、失效概率分布函數(shù)、可靠性函數(shù)以及失效性函數(shù)進(jìn)行研究分析。對(duì)機(jī)械密封壽命隨機(jī)變量、形狀參數(shù)、位置參數(shù)、尺度參數(shù)以及伽瑪函數(shù)進(jìn)行綜合性分析，對(duì)機(jī)械密封早期失效、偶然失效以及損耗失效的情況進(jìn)行分析，得出不同的威布爾指數(shù)[1]。

利用矩估計(jì)法，求取樣本的均值,標(biāo)準(zhǔn)差和偏差系數(shù)，結(jié)合威布爾分布形狀參數(shù)，對(duì)其進(jìn)行分析研究。利用極大似然估計(jì)法。線(xiàn)性回歸分析法，對(duì)石油化工泵用機(jī)械密封的可靠性參數(shù)進(jìn)行評(píng)估。針對(duì)泵用機(jī)械密封的失效原因，結(jié)合威布爾指數(shù)，得出清晰的結(jié)果[2]。

2 機(jī)械密封失效性研究結(jié)果分析

要將失效統(tǒng)計(jì)工作納入到石油化工日常的管理當(dāng)中來(lái)，通過(guò)對(duì)泵的密封的可靠性數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以得知影響密封可靠性的原因。首先，易揮發(fā)介質(zhì)密封受到密封面間流體膜的相態(tài)的影響，其威布爾指數(shù)大約在0.85-1.25之間，只產(chǎn)生偶然性故障，易于處理和解決，有效地延長(zhǎng)了使用壽命。其次，密封可靠性受到密封面介質(zhì)潤(rùn)滑性的影響，其威布爾指數(shù)在1.2-1.3左右。第三，含固體顆粒的密封面介質(zhì)同樣也影響著密封可靠性。另外，密封的結(jié)構(gòu)形式有了很大的改變，當(dāng)前應(yīng)用最多的是平衡型密封，對(duì)延長(zhǎng)設(shè)備壽命，提高密封可靠性來(lái)講，有著重要的作用。除此之外，碳石墨與碳化鎢的結(jié)合應(yīng)用，其威布爾指數(shù)約等于1，極大的增加了密封面介質(zhì)潤(rùn)滑性，有效地提高了密封的可靠性，延長(zhǎng)設(shè)備的使用效率[3]。

3 石油化工泵用機(jī)械選擇

由石油化工泵用機(jī)械密封的可靠性參數(shù)評(píng)估可知，機(jī)械密封的可靠性影響著泵的安全使用。在石油化工生產(chǎn)當(dāng)中，由于機(jī)械密封的失效，容易引起石油流體的火災(zāi)、爆炸等事故的發(fā)生。選用正確的機(jī)械密封結(jié)構(gòu)更佳的泵，可以極大的提高使用的安全性。當(dāng)前各石油化工企業(yè)使用最多的是高溫?zé)嵊捅脵C(jī)械密封，利用金屬波紋管旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，采用開(kāi)槽斜面擠緊軸套的密封機(jī)構(gòu)，選取合適的摩擦輔助材料，從很大程度上提升使用的安全性和可靠性。

另一種常用的設(shè)備是輕油泵，采用多彈簧機(jī)械密封靜止結(jié)構(gòu)，并選取彈性良好、摩擦系數(shù)小的摩擦副材料。除了高溫?zé)嵊捅煤洼p油泵之外，還有一種低溫輕烴泵也是當(dāng)前常用的機(jī)械密封設(shè)備，其機(jī)械密封原理與輕油泵基本一致[4]。

石油化工是我國(guó)最重要的工業(yè)產(chǎn)業(yè)之一，對(duì)我國(guó)工業(yè)的整體發(fā)展產(chǎn)生著極大的影響。通過(guò)對(duì)石油化工泵用機(jī)械密封的可靠性參數(shù)評(píng)估，結(jié)合威布爾分布進(jìn)行分析，得出提高泵用機(jī)械密封可靠性和安全性的有效辦法，了解當(dāng)前的機(jī)械密封的主要機(jī)械設(shè)備，提高了機(jī)械密封的可靠性。

4 結(jié)語(yǔ)

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，在很大程度上帶動(dòng)了石油化工生產(chǎn)的發(fā)展。密封技術(shù)在石油化工生產(chǎn)起著重要的安全保障作用。利用威布爾分布對(duì)機(jī)械密封技術(shù)相關(guān)系數(shù)予以分析，了解引起機(jī)械密封技術(shù)失效的主要原因，提出相應(yīng)解決措施。提高石油化工泵用機(jī)械密封的可靠性進(jìn)行分析，得出相關(guān)參數(shù)進(jìn)行安全性評(píng)估。采用最先進(jìn)的機(jī)械密封泵設(shè)備，有效提高機(jī)械密封的可靠性，對(duì)石油化生產(chǎn)安全有著重要的保障。

[1]魏龍.石油化工泵用機(jī)械密封的可靠性參數(shù)估計(jì)[J].流體機(jī)械，2008，02:27-30.

[2]顧永泉.石油化工泵用機(jī)械密封的可靠性分析[J].石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，1988，03:147-156.

[3]顧永泉，王汝美.與威布爾分布統(tǒng)計(jì)分析結(jié)合的石油化工泵用機(jī)械密封故障的分析[J].石油化工設(shè)備，1989，05:2-8.

[4]劉軍峰.石油化工泵用機(jī)械密封的選擇[J].化工設(shè)備與管道，2007，04:48-49.