石油化工機械泵類裝置的密封問題分析

蔣立文 楊立民 李勝戰

東營科瑞泛能油氣技術服務有限公司 山東 東營 257000

引言

對我國整體經濟發展而言，石油化工行業的發展起到了非常關鍵的作用，有利于提升我國居民的生活質量。另外，由于社會的加快發展，石油化工行業在發展過程中需要注意的事項更多了，不僅要重視質量，而且還要提高對其環保效果的重視程度，降低對環境造成的污染程度，對地球起到更好的保護作用。本文通過研究分析石化裝置泵類機械的密封性，進而提出一些具備針對性的建議，使其密封性得以提高。

1 石油化工機械中泵類機械密封簡介

國內關于泵類機械密封設計的方式包括以下兩種，其一是標準系列的泵類機械密封設計，該設計是由我國自主研發的，并對該分式進行了劃分，主要包括兩類，即平衡性和非平衡性，泵類種類不同時，設計的內容也是不同的。其二為引用國外的泵類機械密封設計，該方式對大部分的泵類都適用。在泵類機械密封中，得到最廣泛應用的是旋轉類型的密封方式，在整個泵類機械密封中的占比非常大，甚至超過了90%。在石油化工行業中，環保、節能始終是最重要的發展方向，行業在轉型過程中同樣需要充分對其進行充分考慮。

2 石油化工機械中泵類機械密封問題原因分析

2.1 化工用泵機械密封泄漏問題 石油化工用泵機械密封泄漏問題包括以下兩種:其一為機械密封開裂，生產時由于石油化工用泵受到各方的力量是不均衡的，從而導致機械外部出現開裂，并最終造成液體出現泄漏的現象。為了對該問題進行有效解決，技術員應該圍繞生產中用泵的受力狀況展開深入研究，石油化工用泵過程所需要的時間是比較長的，機械能力可能會隨著時間的增長而出現下降，所以會對化工用泵的受力造成嚴重的影響，導致用泵機械出現受力不均衡的現象；其二是石油化工用泵外部遭受到腐蝕現象，從而導致機械密封出現泄漏。

2.2 化工用泵機械密封檢修問題 對石油化工用泵而言，其種類具備多樣性，在具體應用的過程中，不同種類可能會遇到不同的問題，而機械密封泄漏則是最常見的問題，也是很多種類都會遇到的主要問題。根據生產經驗，化工用泵機械密封的檢修包括以下三點。其一，由于石油化工生產過程中可能會遇到很多不同的狀況，所以我們需要不斷提高對用泵質量的重視程度。在具體生產環境中，石油化工用泵可能會和環境產生一些化學反應，從而導致出現一系列的問題，例如變形、振動以及腐蝕等，會對企業的經濟效益造成一定的影響，若情況嚴重，則有可能會因此發生火災甚至爆炸，嚴重威脅到相關員工的生命安全。其二，石油化工用泵機械密封面可能出現一些物理性故障，例如扭曲、擦傷等，由于導致物理性故障的原因具備多樣性，所以我們應該和具體生產環境進行結合后，再展開具體的分析。其三，石油化工用泵過程所需要的時間是比較長的，且生產環境的復雜性比較高，所以可能會遇到不同的問題，例如動環斷裂、密封元件損壞等，檢修員工在進行檢修的過程中，不僅需要對機械密封面進行仔細的檢查，同時還需要及時監督其他環節的生產狀況。可是對很多檢修員工而言，由于風險意識較低，沒有足夠注重生產環節的檢查，所以很多時候都是在出現故障后，才會對機械進行檢修操作。

3 提高石油化工機械中泵類機械密封性相關措施

3.1 機械密封新材料的研發和應用 對石化裝置而言，其安全性會受到機械密封材料的嚴重影響，由于高新材料的快速發展，高新材料的種類越來越多樣化，泵類機械密封材料的選擇性也越來越多。對于傳統機械密封材料來說，主要包括軟質材料和硬質材料，其中，應用比較多的是基質為碳石墨的軟質材料和基質為陶瓷、合金的硬質材料。機械的密封圈的組成材料主要包括聚四氟乙烯以及合成橡膠等。可是現在，由于科技技術的發展越來越快，為了使泵類機械密封性得到有效提高，對高新材料的應用越來越重視，例如聚四氟乙烯、合成橡膠以及新型納米級復合密封材料等。其中，因為基于原有密封材料加入納米材料，而納米材料不僅具備較強的自潤性，且熔點更低，所以通過將新型納米級復合密封材料應用到泵類機械中，能夠有效提高其密封性。新材料還包括燒結體材料，例如Zr O2和SiC等，它們的優勢主要體現在硬度、耐熱性以及韌性都比較高，能夠對介質泄漏起到有效的預防作用。同時，由碳化硅質組成的陶瓷材料也是一種新材料，因為其具備較強的耐腐蝕性，一般的酸堿物質并不會對其起到腐蝕作用，所以同樣廣泛應用于機械密封領域。

3.2 利用新技術提高機械密封性 雖然通過利用新材料替代傳統舊材料，有利于促進機械密封性得到提升，可是如果只有材料卻缺乏技術，那么也是無法有效提高機械密封性的。所以，我們不僅要重視新材料的應用，同時還需要不斷提高對新技術的重視程度，應該將新材料與新技術進行有效結合，才能夠最大程度的提高機械的密封性。利用新技術不僅可以延長密封設備的使用壽命、控制產品泄漏，而且還可以降低對環境造成的污染。現階段，國內企業關于泵類機械密封性技術應用得比較多的有以下四種:

一是部分式機械密封技術，一開始主要在大型反應釜和大型泵的分體式機械密封封面對其進行應用，無論是動環、傳動環還是推環，都由兩個部分組成，動環被推環與傳動環固定，每環固定都選擇有斜面的兩半夾緊環；再固定靜環座、靜環和壓緊螺母，靜環座和靜環也選擇有斜面的兩半夾緊環。后來越來越多的專家學者通過有限元計算法進一步研究反應釜的剖分式機械密封，提出應對輔助密封圈應力應變進行改進，然后設計不同的端面，成功設計出兩項密封技術，即平行端面部分式機械密封以及端面部分式機械密封。二是流體回流式機械密封技術，基于對外泄流體流動路徑進行相應的轉變處理，然后再把它返回機械密封腔中，從而達到降低機械設備泄漏的目的。該技術的優勢主要體現在以下幾個方面:結構較為簡單、維護難度較低、適用性較高等。另外，對于高壓、高溫等復雜的工作條件，該技術也同樣適用。三是組合式機械密封技術，該技術是一種綜合性的新型機械密封技術，通過整合不同的密封技術而形成的，大多數情況下，整合的這些技術的優勢都得到了保留并將它們進行結合，且能夠對各技術的劣勢進行有效刪除。

3.3 提高技術人員的專業技能 通過對新技術與新材料的應用能夠進一步提高機械密封性，但是，在應用新技術和新材料的過程中，技術人員同樣起到了非常重要的作用，只有不斷提高技術人員的專業知識和專業技能水平，他們才可以更好的應用新技術和新材料，使新技術和新材料對機械密封性的提高作用得到最大程度的發揮。

3.4 提高防范意識 對設備整個過程都進行全方位的檢修，不斷強化對機械密封的檢修力度，構建形成一套設備檢修機制并對其進行不斷健全完善，使其更具科學性、合理性，能夠有利于降低事故風險。

4 結語

我國經濟在發展的過程中，化工行業起到的作用越來越突出，通過加快化工行業的發展，有利于進一步促進我國經濟得到更好的發展。在化工行業發展的歷程中，化工原料泄露和化工機械密封始終是影響行業發展的最大因素，同時還會對相關人員的生命安全造成嚴重威脅。在本文中，深入研究分析了化工機械密封存在的問題，并對這些問題提出了一些具備針對性的意見，希望有助于未來的發展。