化工機(jī)械密封泄露探究及解決措施

喬楊（遼陽(yáng)石化分公司煉油廠 遼寧 遼陽(yáng)111003）

引言

在化工工業(yè)為了把原材料加工成成品， 必須經(jīng)過(guò)對(duì)原材料的處理，在一系列的化學(xué)反應(yīng)以及分離，精制反應(yīng)產(chǎn)物的化工過(guò)程中使用的機(jī)械就是化工機(jī)械。 化工機(jī)械的密封是通過(guò)介質(zhì)壓力或者彈簧力，利用平直光滑同時(shí)具有流體膜的表面實(shí)現(xiàn)密封。化工機(jī)械密封比填料密封的使用壽命長(zhǎng)，密封效果好，功率消耗低，基于此，化工機(jī)械密封得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。

一、化工機(jī)械密封概述

化工機(jī)械密封也被叫做端面密封，通常被應(yīng)用在對(duì)壓縮機(jī)，泵等設(shè)備中的旋轉(zhuǎn)軸的密封方面。 化工機(jī)械的主要部件是靜環(huán)和動(dòng)環(huán)，將密封圈作為其輔助密封件，化工機(jī)械密封的傳動(dòng)件是各種螺釘，彈箕座和鍵等，推環(huán)和彈簧是化工機(jī)械密封的彈力補(bǔ)償機(jī)構(gòu)。 化工機(jī)械密封的原理是基于不少于一對(duì)的與旋轉(zhuǎn)軸線垂直的端面，由于流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)彈力的作用，與輔助密封相配合，從而端面能夠在保持相對(duì)滑動(dòng)的同時(shí)，緊密貼合，因此，可以預(yù)防流體泄露。

二、化工機(jī)械密封存在的問(wèn)題分析

第一，化工機(jī)械密封由于過(guò)熱損傷引起泄露問(wèn)題。 一旦在化工機(jī)械密封中出現(xiàn)過(guò)熱問(wèn)題，就會(huì)使得密封副變形，從而造成了密封的磨損，嚴(yán)重的可能會(huì)產(chǎn)生熱裂。 通常情況下，當(dāng)出現(xiàn)熱應(yīng)力比較大的情況時(shí)， 在化工機(jī)械密封環(huán)的表面就會(huì)產(chǎn)生徑向的裂紋，即熱裂現(xiàn)象。 出現(xiàn)熱裂現(xiàn)象一般是當(dāng)短時(shí)間機(jī)械負(fù)荷大或者熱負(fù)荷大的情況下產(chǎn)生的。 因此，為了能夠?qū)崃熏F(xiàn)象進(jìn)行有效的規(guī)避，進(jìn)行化工機(jī)械密封設(shè)計(jì)時(shí)，首先要把握材料的物理性能，進(jìn)行密封設(shè)計(jì)的時(shí)候，要對(duì)化工機(jī)械密封可能會(huì)產(chǎn)生的熱裂進(jìn)行充分的考慮；同時(shí)，當(dāng)操作溫度過(guò)高，介質(zhì)潤(rùn)滑性能不高，配對(duì)的材料組合不匹配時(shí)，都會(huì)造成摩擦熱過(guò)大的現(xiàn)象，當(dāng)產(chǎn)生的摩擦熱不能及時(shí)散發(fā)， 那么就會(huì)出現(xiàn)熱裂， 由此也可以造成泄漏。

第二，化工機(jī)械密封由于長(zhǎng)期磨損造成了泄漏。 化工機(jī)械長(zhǎng)期磨損， 就會(huì)使得密封副的正常配合受到破壞， 當(dāng)端面發(fā)生磨損，傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，密封件都會(huì)發(fā)生徑向擺動(dòng)及軸向位移，基于磨損痕跡可以對(duì)磨損情況及運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行判斷， 從而對(duì)密封泄漏原因進(jìn)行分析。 當(dāng)密封副磨損的痕跡均勻，那么此時(shí)零件間配合性能比較好，也就是說(shuō)傳動(dòng)的同軸度良好，此時(shí)化工機(jī)械的密封泄漏大太可能密封本身造成的。 當(dāng)泄漏量固定，那么不是在兩端面發(fā)生泄漏，而是在其他部位發(fā)生了泄漏。

第三，化工機(jī)械密封由于密封零件失效造成了泄漏。 由于密封零件失效造成的化工機(jī)械密封泄漏， 實(shí)際上是由于輔助密封圈失效造成的或者是由于O 型圈失效產(chǎn)生的。通信情況下，永久性的變形，老化，扭曲，溶脹變形以及擠出損傷等都是O 型圈失效的表現(xiàn)。 基于此，化工機(jī)械密封進(jìn)行O 型圈選擇時(shí)，必須要充分考慮合成橡膠安全使用的溫度，同時(shí)在使用O 型橡膠圈時(shí)，最大可能的使用截面積大的，同時(shí)將O 型圈的硬度適當(dāng)?shù)奶岣?，一般O 型圈的結(jié)構(gòu)采用溝槽式，在選擇O 型圈材料時(shí)，進(jìn)行沉浸實(shí)驗(yàn)， 對(duì)于化工機(jī)械密封要求嚴(yán)格的應(yīng)該采用諸如橡膠包覆聚四氟乙烯等復(fù)合型的材料制成的密封圈。

第四，化工機(jī)械密封由于化學(xué)腐蝕造成的泄露。 當(dāng)在化工機(jī)械密封與腐蝕性介質(zhì)相接觸時(shí)，會(huì)造成密封表面的腐蝕，嚴(yán)重的在接觸表面產(chǎn)生劇烈的腐蝕點(diǎn)，發(fā)生點(diǎn)蝕。 而金屬晶界上的腐蝕會(huì)進(jìn)一步侵入到金屬內(nèi)部，使得破壞加大，嚴(yán)重的甚至?xí)斐蓴嗔?，因此，腐蝕對(duì)于化工機(jī)械密封的影響非常大。 通常情況下，和主機(jī)零件相比，密封件不但要小，同時(shí)更精密，因此，密封件需要選擇比主機(jī)耐腐蝕的材料。 溫度，壓力和滑動(dòng)速度都會(huì)加快腐蝕的速度，隨著溫度的升高，密封件腐蝕率甚至呈指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)。為了盡可能的降低腐蝕對(duì)于密封件造成的影響， 在存在強(qiáng)腐蝕流體的時(shí)候，利用雙端面密封，由于雙端面密封和工藝流體接觸零件數(shù)量相對(duì)來(lái)說(shuō)比較少，因此，利用雙端面密封降低化學(xué)腐蝕的影響。

三、解決化工機(jī)械密封泄漏的措施

實(shí)際上， 化工機(jī)械密封的主要原因是由于機(jī)械密封端面有端面膜的存在，密封最終效果是由于端面膜的形態(tài)所決定的。 由于被密封的流體在處于飽和或者接近飽和時(shí)， 就會(huì)發(fā)生閃蒸或者沸騰，由此，發(fā)生了相變，造成了端面膜相變的產(chǎn)生，所以造成了端面膜不很多形態(tài)。 同時(shí)，端面膜的反壓力也會(huì)產(chǎn)生非常大的變化，從而造成了端面不能夠穩(wěn)定的貼合在一起。 所以，確?；C(jī)械密封的核心就是要 保證端面膜穩(wěn)定膜，換句話說(shuō)，要保證端面膜沒有相變的發(fā)生，或者即使存在相變，但是端面膜的貼合不能收到破壞。 基于此，進(jìn)行化工機(jī)械密封設(shè)計(jì)時(shí)，需要緊密聯(lián)系實(shí)際，盡可能選擇壽命長(zhǎng)的摩擦副材料或者精密封圈材料。 對(duì)于雙端面機(jī)械密封來(lái)說(shuō)，其內(nèi)端面和介質(zhì)接觸，因此必須選擇耐腐蝕性能高的材料，外端面不與介質(zhì)接觸，選擇密封可靠性好的WC 橡膠圈等材料即可。 不必使得 雙端面內(nèi)端面和外端面材料必須一致，這樣一方面能夠滿足化工機(jī)械密封的需要，同時(shí)可以使得成本降低。

結(jié)束語(yǔ)

化工機(jī)械密封有點(diǎn)非常多， 在化工行業(yè)得到了越來(lái)越多的應(yīng)用，然而，由于化工生產(chǎn)的特殊性與復(fù)雜性，化工機(jī)械密封容易發(fā)生泄漏， 化工機(jī)械密封泄漏失效問(wèn)題對(duì)化工機(jī)械密封造成了很大的影響。 因此，必須采取合理的化工機(jī)械密封設(shè)計(jì)，結(jié)合化工過(guò)程生產(chǎn)的實(shí)際情況， 選擇合適的化工機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)和材料，盡可能的延長(zhǎng)化工機(jī)械密封的使用壽命，提高化工機(jī)械密封的性能。 化工機(jī)械密封也正在從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，逐漸向完善方向發(fā)展，因此，在化工機(jī)械密封使用過(guò)程中，基于設(shè)計(jì)，制造以及應(yīng)用等各個(gè)方面，不斷提高化工機(jī)械密封技術(shù)的發(fā)展，從而在某種程度上進(jìn)一步推動(dòng)化工行業(yè)的發(fā)展。