化工泵的軸封腔設計與軸封選型分析

陳曉

摘要：在設計和生產化工泵的過程中，做好對軸封腔的設計至關重要，這主要是因為軸封腔質量的高低直接決定了整個化工泵的質量的高低以及操作使用過程中使用性能的高低。文章結合工作經驗分析和研究了化工泵的軸封腔設計和軸封選型問題，希望可以為相關領域的研究提供參考和建議。

關鍵詞：化工泵；軸封腔設計；軸封選型；動力裝置；石油化工產業 文獻標識碼：A

中圖分類號：TK263 文章編號：1009-2374（2016）05-0061-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.05.031

隨著社會經濟的快速發展和現代化建設水平的不斷提高，我國的石油化工行業發展勢頭良好，已經形成比較完備的工業體系，為國民經濟的快速發展做出了巨大的貢獻。目前，伴隨著科學技術的不斷進步和發展，我國石油化工行業的各種生產設備基本上已經完全實現自給自足，并且對于石油化工行業重要的動力裝置化工泵也已經逐漸實現了國產化，這標志著我國的石油化工行業獲得了巨大的發展。

化工泵作為重要的動力裝置，需要在各種惡劣的環境下運行，并且運輸的產品多為危險系數較高的化工產品。如果化工泵的設計不夠完善，則會導致化工泵的軸封腔以及軸封出現泄漏的情況，不僅會使化工泵無法正常工作，還有可能導致重大的安全事故，造成巨大的損失。想要有效解決這些問題，就需要做好對軸封腔設計以及軸封選型工作。鑒于此，研究化工泵軸封腔設計以及軸封選型問題具有重要的現實意義。

1 化工泵的軸封腔設計問題分析

1.1 化工泵的軸封腔設計

首先，在對化工泵的軸封腔進行設計時，一定要綜合考慮各種相關的影響因素，如國家對這方面制定的產品設計標準、產品的使用范圍、場合以及產品的市場定位等；其次，做好前期準備工作之后，還需要對化工泵使用的具體環境進行分析，從而確定軸封腔內部的液體種類，同時還需要根據工作的實際情況來確定是否安裝加熱或冷卻裝置；最后，在設計軸封腔的過程中，除了滿足最基本的要求及符合設計書中的規定和要求，還需要盡可能地提高軸封腔的使用性能，擴大使用的范圍，并且還要保證其具有較廣的通用性，可以進行互換使用，而要實現這一目的就需要在設計的過程中將各種零件的各種參數以及尺寸大小設計的相同。這樣一來，如果化工泵軸封腔在使用的過程中出現問題，則可以使用通用件進行更換或修理，大大提高了化工泵軸封腔使用的方便性，同時這種通用性的設計還有利于提高化工泵軸封腔的生產效率，大大減少了磨具的制造，使開發設計的費用大大降低。

1.2 化工泵的軸封腔結構分析

由于化工泵在實際的運行過程中軸封腔中的介質是不相同的，因此，在對化工泵軸封腔進行設計的過程中，一定要對軸封腔的結構進行重點設計。目前，比較常見的軸封腔結構形式主要分為三種，即裝填料密封結構、雙端面機械密封結構、單端面機械密封結構，而具體選擇何種結構形式，需要根據化工泵具體的使用情況進行確定。

1.3 化工泵的軸封腔相關零件的選擇

在對化工泵軸封腔進行設計的過程中，相關零件的選擇是否合理直接影響到整體產品生產設計的質量，進而影響到軸封腔的使用性能，因此需要對相關的零件進行慎重的選擇。

首先，由于化工泵軸封腔的相關零件會受到軸封腔中介質的影響，因此在選擇零件時需要考慮軸封腔中介質本身的情況以及介質的性質在日常運行中所遇到的影響因素進行相應的考慮，只有在綜合考慮的基礎上才可以做出正確的選擇；其次，在設計化工泵的軸封腔時，一定要選擇性能良好的材料，保證材料和軸封腔介質的情況相適應。無論軸封腔的設計水平多高，如果制造軸封腔的材料不好，那么在軸封腔使用的過程中也會產生泄漏問題，從而導致化工泵出現一系列的問題，造成一定的安全隱患。因此，在選擇制造材料的時候，需要根據軸封腔的介質的性質來選擇，如果介質不具有較強的腐蝕性，則可以選擇碳鋼或鉻鋼，而鉻鎳鋼或鉻鎳鉬鋼針對的是介質腐蝕性較強或種類較多的情況。另外，如果介質的性質屬于高堿性，則需要選擇高鎳合金或哈氏合金。在軸封腔內有一個O型密封圈，這個密封圈的材料選擇也是一個重要的設計內容，如果介質為腐蝕性較小的油水等物質，則密封圈的材料就可以選擇丁腈橡膠，如果介質為高溫酸性，則需要選擇氟橡膠，而高堿性以及弱堿性介質則分別選擇三元乙丙橡膠和硅橡膠。另外，如果介質的溫度過高，則需要選擇柔性石墨材料密封圈。

2 化工泵的軸封選型問題分析

在化工泵中，軸封是一個重要的組成部分，對化工泵使用性能的發揮產生重要的影響。在實際的生產中，軸封主要分為單端面機械密封、雙端面機械密封以及填料密封這三種形式，這三種軸封的結構形式各具特點，并有各自適合的情況。對于單端面機械密封以及雙端面機械密封來說，生產成本較高，價格昂貴，但是密封性質較好，使用的可靠性較高，因此被廣泛地應用到實際生產中去。而填料密封結構形式雖然生產成本相對較低、價格便宜，但是在使用的過程中容易出現泄漏的情況，不能很好地達到石油化工產品生產的要求。在實際的生產中，填料密封結構通常只會應用在一些對泄漏要求不嚴格的場合，而運輸的介質也是一些廉價、清潔、沒有太大危險性的產品。

另外，在對機械密封方式進行選擇時，還需要考慮環境因素以及對人類健康的影響因素，進而需要對機械密封方式進一步進行區分。機械密封又可以分為兩種結構形式，即平衡結構和非平衡結構。平衡結構的機械密封可以將平衡介質對機封端面造成的壓力，從而達到端面比隨著介質壓力上升而上升的效果。如果在實際的生產中，出現介質沸點低、潤滑性不足的情況，需要選擇平衡結構機械密封。這是因為如果選擇非平衡結構密封，會導致密封面出現大量的損耗，進而使化工泵的使用期限大大縮短，而非平衡的機械密封通常只會應用在介質的壓力較低的情況下。

對于單端面機械密封而言，由于結構比較簡單，因此容易拆卸和清洗，并且在拆洗的過程中只需要對沖洗系統進行相應的設置，因此在應用的過程中非常方便快捷。而對于雙端面機械密封來說，由于結構相對比較復雜，因此拆洗比較麻煩，但是可以有效提高使用的安全性，減少泄漏情況的發生，從而提高石油化工產品生產的安全性。

3 結語

綜上所述，加強對化工泵軸封腔設計以及軸封選型問題的研究和分析具有重要的現實意義，可以有效地提高化工泵生產設計的質量，減少軸封腔以及軸封泄漏的情況，進而提高化工泵運行的安全性。因此，對化工泵設計問題進行研究勢在必行。本文對這一問題進行了一些比較淺顯的研究，要想使我國的化工泵生產設計水平和國外先進的化工泵生產設計水平看齊，還需要我國有關領域的技術人員進行長期的努力，只有這樣才能不斷縮小與國外發達國家的差距，推動我國石油化工產業更快更好地發展。

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（責任編輯：陳 潔）