聚丙烯裝置設(shè)備的3種機(jī)械密封形式比較

尹 揚(yáng)，孫長昕

（中國石油遼陽石化分公司，遼寧遼陽 111003）

1 機(jī)械密封工作的原理結(jié)構(gòu)和四大組成部分

聚丙烯裝置機(jī)械密封是靠一對垂直滑動的外端面在掩體的壓力下和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的相對彈力的作用下能保持并配合輔助密封的機(jī)械外端裝置，一般機(jī)械密封都有很多部件，如靜密封環(huán)、動密封環(huán)，還有一些關(guān)于輔助密封的部件和固件。

在動靜環(huán)密封里面會形成一些摩擦，他們的表面積一般非常小，因此一定要確保在粘合的條件下最大限度地減少和避免介質(zhì)泄漏。在動靜簧密封圈里面通常都具備有良好的耐磨性，動靜簧不可以縱向靈活移動，但是可以軸向靈活移動，這樣一來可以補(bǔ)償密封面的摩擦，因?yàn)槊芊猸h(huán)有非常好的緩沖作用，在作用下密封環(huán)可以形成一些好的密封面，他是通過去擠壓靜密封環(huán)，從而在工作中可以達(dá)到一個(gè)好的粘合，下面來說一下輔助密封器的元件和元件結(jié)構(gòu)。

輔助密封器中的輔助密封元件主要有O 形密封圈、V 形密封圈和其他的密封圈等，它們主要是與設(shè)備之間的靜密封。緊固件一般起到定位動靜密封環(huán)的作用，只要有合理的定位，就可以讓彈性性能正常工作需要得到的伸縮量，在保證動靜密封環(huán)粘合的同時(shí)，也不能因?yàn)閴毫^大而磨損密封面。

機(jī)械密封主要分為4 個(gè)部分：由機(jī)械內(nèi)的動環(huán)和機(jī)械內(nèi)的靜環(huán)來組成的主要動密封部分，動環(huán)和泵軸一起旋轉(zhuǎn)，靜環(huán)是一直固定在壓蓋里面的，用防轉(zhuǎn)銷來防止它的移動和轉(zhuǎn)動，用動環(huán)和靜環(huán)的接觸端面在運(yùn)動中始終粘合，從而實(shí)現(xiàn)密封的作用。它由各靜密封點(diǎn)所用的O 形密封圈還有V 形密封圈，還有輔助密封的一些部件，靠彈簧組成一個(gè)壓緊的部件，最后用傳動座和固定銷釘來組成的帶動部件和元件。

2 聚丙烯裝置機(jī)械密封發(fā)生泄漏的原因

聚丙烯這種機(jī)械密封原理其實(shí)是一種具有旋轉(zhuǎn)的機(jī)械發(fā)生裝置，就比如離心泵、離心機(jī)和壓縮機(jī)，還有一些相關(guān)的重要設(shè)備，是由于傳動軸貫穿在設(shè)備內(nèi)外，而在軸與設(shè)備之間存在一些縫隙，導(dǎo)致設(shè)備中的一些介質(zhì)通過這個(gè)間隙而向外泄漏。

泄漏原因及解決措施根據(jù)聚丙烯裝置機(jī)械密封的使用和維修情況，機(jī)械密封的泄漏原因主要有5 個(gè)。

2.1 軸向力和軸向竄動量的影響

在機(jī)械密封的工作過程當(dāng)中，一定要確定比壓值和軸向竄動量在一個(gè)穩(wěn)定的范圍之內(nèi)，軸向竄動量一定要小于等于0.5 mm，這樣才能確保機(jī)械密封的一個(gè)順利的運(yùn)轉(zhuǎn)和運(yùn)行。

如果說平衡裝置的設(shè)計(jì)以及選型非常不合理的話，軸向力就不能平衡，或者說軸向竄動量很大的話，也都會影響機(jī)械的密封裝置，這樣就會進(jìn)一步造成聚丙烯裝置的介質(zhì)泄漏。

2.2 輔助設(shè)施出現(xiàn)故障

如果在機(jī)械密封摩擦之間如果有顆粒，就非常容易造成表面和溝槽的距離，出現(xiàn)介質(zhì)的嚴(yán)重泄漏。如果在工作的當(dāng)中不能帶走斷面的摩擦熱，就會加快的磨擦和磨損，導(dǎo)致介質(zhì)嚴(yán)重泄漏。

2.3 安裝質(zhì)量的相關(guān)問題

安裝環(huán)節(jié)是機(jī)械密封的重要環(huán)節(jié)，安裝的質(zhì)量直接關(guān)乎著機(jī)械密封的正常運(yùn)行，安裝的質(zhì)量問題主要出現(xiàn)在動靜環(huán)摩擦、偏斜及輔助密封圈，因此，安裝的技術(shù)人員要特別注意這些環(huán)節(jié)。

2.4 輔助密封圈的壓緊力不當(dāng)

動靜環(huán)摩擦的偏斜是特別容易出現(xiàn)的問題，這種偏斜常常出現(xiàn)在安裝的過程中，主要是由于接觸面上的壓力不均衡造成的嚴(yán)重摩擦，從而破壞了液膜導(dǎo)致了介質(zhì)的嚴(yán)重泄漏，因此，這就需要現(xiàn)場的安裝人員一定要嚴(yán)格按照安裝流程進(jìn)行操作，安裝人員還要對安裝中的誤差進(jìn)行測量，這樣更有利于保證安裝的質(zhì)量。另外一方面，密封圈如果選擇的不合理，也會造成介質(zhì)的泄漏。例如：輔助密封圈表面不完整、有裂紋、大小不適等，都會造成介質(zhì)的泄漏。因此，選擇密封圈時(shí)一定要根據(jù)實(shí)際情況，如根據(jù)壓力的大小去選擇輔助密封圈的硬度等。

2.5 動、靜環(huán)摩擦副的偏斜

動、靜環(huán)摩擦副的偏斜這種現(xiàn)象會直接導(dǎo)致接觸的地方的壓力會不均勻而產(chǎn)生偏差，這種偏差會損壞液膜，從而導(dǎo)致泄漏。這就要求安裝人員在安裝時(shí)，一定要按照標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格的測量垂直度，同時(shí)還要注意測量同軸度的誤差測量。

3 聚丙烯裝置3 臺關(guān)鍵設(shè)備的機(jī)械密封

機(jī)械密封又可分為2 類，分別為端面密封和軸向力的密封。機(jī)械密封的基本結(jié)構(gòu)一般分為4 種。

3.1 循環(huán)氣壓縮機(jī)干氣密封

聚丙烯裝置3 臺關(guān)鍵設(shè)備機(jī)械密封一般分為三級：第一級是隔離反應(yīng)循環(huán)和密封腔，而第二級密封就可以立刻起到密封的作用，避免工藝氣泄漏和介質(zhì)泄漏，第三級密封其實(shí)就是迷宮密封，在迷宮密封中射入氮?dú)猓苡行П苊廨S承箱里的潤滑油進(jìn)入二級密封，防止二級密封泄漏的工藝軸承箱通過呼吸而排進(jìn)大氣。

干起密封和普通機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)基本相同，主要區(qū)別在于一些密封中的動環(huán)加工。在壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)，一些介質(zhì)會進(jìn)入淺槽中、擠壓氣體，這時(shí)可以在聚丙烯的機(jī)械密封環(huán)的之間慢慢形成一些局部高壓區(qū)，形成密封作用。

正常工況下，主密封氣采用氣相丙烯氣體，在壓力的作用下氣相丙烯會產(chǎn)生細(xì)粉和一些催化劑的反應(yīng)，將一級密封逐漸隔離，避免攜帶的樹脂或粉末傷害到機(jī)械密封表面，使密封在清潔的環(huán)境下進(jìn)行。在循環(huán)氣壓縮機(jī)運(yùn)行過程中，一定要保證主密封氣流的穩(wěn)定，否則將密封改變?yōu)楦邏旱木频獨(dú)狻?/p>

聚丙烯裝置的循環(huán)氣壓縮機(jī)在開機(jī)和停止的過程當(dāng)中，非常容易造成工作中的粉料或其他雜物進(jìn)入密封面內(nèi)部，還有動靜環(huán)之間的非常猛烈運(yùn)動也會造成劇烈摩擦，導(dǎo)致裝置密封面嚴(yán)重?fù)p壞。為了解決這一問題，裝置應(yīng)該制定一些防范和預(yù)防的措施。

（1）嚴(yán)格強(qiáng)化壓縮機(jī)啟動和停止的操作管理范圍，還要制定嚴(yán)格的干氣密封的機(jī)械設(shè)備以及切換方案。干氣密封持久保持在大于或等于工藝氣壓力0.2 MPa 以上，才能防止工藝氣中的粉料或雜物進(jìn)入機(jī)械密封面。

（2）為了預(yù)防氣相內(nèi)丙烯發(fā)生液化現(xiàn)象，一定要嚴(yán)格檢查管線和電伴熱等。在原有丙烯密封氣里面加一些火柜線，也可以防止丙烯密封氣液化。

（3）要加強(qiáng)聚丙烯機(jī)械密封器系統(tǒng)的維修與維護(hù)，每過一段時(shí)間就要更換密封器的過濾器，保證密封器內(nèi)干凈、清潔。

3.2 丙烯進(jìn)料汞串聯(lián)機(jī)封

聚丙烯裝置的丙烯進(jìn)料汞采用的是一種大型公司生產(chǎn)的高速汞，在高速汞的一級、二級密封內(nèi)共同完成對汞的一些密封。一級和二級里面形成的密封腔內(nèi)有一些礦物油作為些密封的液體，如果一級的密封慢慢失效，丙烯會沿著密封液的油罐慢慢回流、排入火柜系統(tǒng)中，而密封油罐受到壓力就會產(chǎn)生高報(bào)，高速汞就會連鎖停車。如果二級密封也失效時(shí)，密封油就會通過二級和三級的密封腔內(nèi)向外泄漏。密封液為白礦物質(zhì)油，可以通過觀察密封油罐液位來確定密封受損情況。還有，三級密封是增速箱密封，增速箱失效時(shí)它的顏色會較深，潤滑油會通過二級和三級密封腔內(nèi)快速流出。

在高速汞機(jī)封損壞的通常情況下，每一個(gè)動靜環(huán)之間會過渡磨損，有一些情況因?yàn)镺 形密封圈里面的損壞而導(dǎo)致機(jī)械密封的泄漏，是因?yàn)樵诟咚俟斔徒橘|(zhì)是易燃易爆的液相丙烯，所以應(yīng)該多加關(guān)注汞的運(yùn)行情況，平常一定要根據(jù)高速汞的維護(hù)周期對機(jī)封進(jìn)行更換，防止出現(xiàn)機(jī)封過渡磨損而導(dǎo)致介質(zhì)大量泄漏的現(xiàn)象。

3.3 擠壓機(jī)用螺桿密封

聚丙烯裝置采用的是德國公司提供的大型擠壓機(jī)。它為雙螺桿同向旋轉(zhuǎn)，螺桿密封位于螺桿動力輸入側(cè)的第一段筒體。為防止筒體內(nèi)的粉料和雜質(zhì)泄漏，采用雙螺面密封結(jié)構(gòu)。

4 結(jié)束語

聚丙烯在市場上的性價(jià)比比較高，但其在生產(chǎn)過程中容易發(fā)生介質(zhì)泄漏，污染環(huán)境，甚至發(fā)生爆炸、對人身造成傷害，所以對聚丙烯密封的要求比較嚴(yán)格。密封后還要進(jìn)行二次密封，才能達(dá)到完全密封的效果，否則也有可能造成介質(zhì)泄漏。聚丙烯裝置存在軸向力和軸向竄動量的影響、輔助設(shè)施出現(xiàn)的故障、安裝質(zhì)量等問題，解決這些問題就成為了塑料行業(yè)當(dāng)前所要做的重點(diǎn)。只有解決這些問題，才能更好地推動塑料行業(yè)的發(fā)展，同時(shí)推動我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。