淺談化工機械密封技術(shù)應(yīng)用與分析

吳 凱

（中國石化管道儲運有限公司，江蘇 徐州 221000）

機械密封具有效果明顯、可靠性高、互換性好、結(jié)構(gòu)簡單而緊湊、檢修方便等特點，廣泛應(yīng)用于石油、化工企業(yè)各類機械設(shè)備中。隨著化工企業(yè)流程化、自動化水平的不斷提高，其配套機械設(shè)備的平穩(wěn)運行顯得尤為重要，密封效果的好壞早已成為評定機械產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性的一個重要指標(biāo)。

1 機械密封

機械密封是依靠固定在泵軸上動環(huán)和固定在泵殼上的靜環(huán)，動、靜環(huán)的兩端面間在彈簧力作用下保持緊密貼合接觸，達(dá)到阻漏的密封裝置。在化工行業(yè)多用于各類泵、釜、壓縮機等設(shè)備的旋軸的端面密封。

1.1 機械密封結(jié)構(gòu)組成

機械密封的基本元件是由靜止環(huán)、動環(huán)、壓蓋、推環(huán)、彈簧、定位環(huán)、軸套、動環(huán)的密封、靜止環(huán)的密封等組成。一般機械密封的靜止環(huán)用軟材，動環(huán)用硬材。由單端面機械密封和雙端面機械密封兩種結(jié)構(gòu)形式組成。

1.2 機械密封工作原理

機械密封工作原理是補償彈性構(gòu)件和流體壓力的作用下，在平面摩擦副的貼合面之間形成一層液體薄膜，配以輔助密封達(dá)到端面密封的效果。這層液體薄膜起到了平衡動壓力、靜壓力和潤滑的作用。圖1是機械密封的示意圖。

1.3 機械密封特點

機械密封具有以下工作特點：

（1）基本可以達(dá)到完全密封，在輸送有爆炸危險或有毒介質(zhì)時能保證安全；

（2）機械損失少，大幅提高輸送效率；

（3）安裝面確定后，端面密封裝置能自動調(diào)整，對操作與維護的要求不高；

（4）結(jié)構(gòu)緊湊，外觀尺寸小，特別是在高壓下更為明顯；（5）加工制造精度高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

2 機械密封的泄漏

正常工況條件下，化工機械密封的泄漏量控制在0.2～3mL／min之間。但是大多數(shù)化工機械密封由于各種突發(fā)情況、人為誤操作、沖洗失效、工況改變等不可克服的原因，都可能造成泄漏改變。

2.1 泄漏點的觀察位置

一般出現(xiàn)泄露點位置是：

（1）靜密封環(huán)端面（密封圈）的泄露；

（2）平面摩擦副貼合面的泄露；

（3）動環(huán)與軸套密封的泄露；

（4）壓蓋與殼體接觸面密封圈的泄露；

（5）軸套密封圈的泄露。

2.2 泄漏量的計量判斷

一般來說，泄漏量的大小與機械密封的軸徑成正比。轉(zhuǎn)軸直徑d≦50mm 時，,漏泄量 t≦3mL/min；轉(zhuǎn)軸直徑 50≦d≦120mm,泄漏量 t≦6mL/min。但是在實際工作中，毫升比較抽象，難以計量和判斷的，取而代之的是“每分鐘多少滴”，直觀實用。例如：化工器械密封軸徑對化工輸油泵機械密封，要求高壓端泄漏量t≦30滴／min。

2.3 密封端面對泄漏量的影響

密封端面直接影響著泄漏量的多少，因此其加工工藝、加工質(zhì)量要求非常高。安裝機械密封時務(wù)必嚴(yán)格控制壓緊力，保證其單位面積上受到的壓緊力在規(guī)定的范圍內(nèi)。如若壓緊力過大，泄漏量減少，導(dǎo)致潤滑系統(tǒng)故障，加劇端面磨損；反之則泄漏量加大。

3 機械密封失效的原因分析

3.1 機械原因?qū)е旅芊馐?/h3>

（1）關(guān)鍵件的機加工精度不合格；

（2）泵轉(zhuǎn)軸與軸套之間的配合（過盈或間隙）精度不合格；

（3）安裝聯(lián)軸器時不同心、平行度較差，導(dǎo)致徑向力過大；

（4）軸向力偏大；

（5）其它零部件安裝不合格并產(chǎn)生振動，增大機械密封的振動。

3.2 機械密封磨損超差

（1）密封圈受力不均、厚薄不勻、老化變型或壓偏；

（2）機械密封壓蓋位置偏移，靜環(huán)密封圈損壞；

（3）機械密封彈簧壓力不勻；

（4）機械密封摩擦副端面損傷；

（5）機械密封固定螺釘折彎變形或斷裂失效。

3.3 其它原因

（1）泵入口堵塞，有抽空現(xiàn)象、汽蝕現(xiàn)象嚴(yán)重、泵體長時間憋壓，導(dǎo)致密封破壞；

（2）冷卻水、潤滑油由于冷卻系統(tǒng)管路堵塞、損壞等故障，致使供應(yīng)不足或中斷，從而導(dǎo)致密封破壞；

（3）啟泵前未按照操作規(guī)程將泵體排空、盤車，導(dǎo)致密封破壞；

（4）密封腔內(nèi)有空氣，導(dǎo)致密封破壞；

（5）有化學(xué)腐蝕性強和顆粒介質(zhì)通過吞化系統(tǒng)進入摩擦副，導(dǎo)致動、靜環(huán)的密封端面損壞；

（6）人為操作不當(dāng)、機械故障，其它設(shè)備（例如各種保護）誤動作，導(dǎo)致密封破壞；

（7）突然停電或外因停機，導(dǎo)致密封破壞。

4 優(yōu)化運行提高密封效果

4.1 連續(xù)平穩(wěn)運行

正確的操作和日常維護保證化工企業(yè)設(shè)備在高效工作區(qū)的平穩(wěn)運行，為機械密封提供了良好運行的環(huán)境，做到“一點一案、一點一記”，從而最大限度延長密封壽命。

4.2 觀察泄漏量

定時、定人有針對性的檢查化工機械密封泄漏，并認(rèn)真記錄并分析沖洗介質(zhì)的壓力、流量、溫度等技術(shù)參數(shù)，通過日常積累提高員工的故障預(yù)判能力。

4.3 技術(shù)革新

根據(jù)設(shè)計要求及時新舊密封更新，利用密封拆修的時機組織技術(shù)人員學(xué)習(xí)，積極改良設(shè)備優(yōu)化運行，不斷技術(shù)革新。

4.4 計劃檢修

充分利用每年兩次的春、秋檢，保證機械密封在檢修間隔期內(nèi)的正常運行,實現(xiàn)密封嚴(yán)密可靠,從而能保證化工機械的壽命。

5 結(jié)論

隨著機械產(chǎn)品技術(shù)水平的不斷提高，許多新技術(shù)、新觀念廣泛應(yīng)用于化工企業(yè)的新型設(shè)備之中，機械密封仍然起到舉足輕重的作用，這就要求廣大的企業(yè)員工在日常的使用、維護工作中多檢查、多留意、多分析，本文總結(jié)化工機械密封常見故障原因分析和處理措施，同時通過員工技術(shù)培訓(xùn)、經(jīng)驗交流、實操演練最大限度的保證企業(yè)設(shè)備安全、平穩(wěn)、經(jīng)濟、高效的運行。

［1］陳德才,崔德容.機械密封設(shè)計制造與使用[M].機械工業(yè)出版社,1993.

［2］孫見君.機械密封泄漏預(yù)測理論及其應(yīng)用[M].中國電力出版社,1997.

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［4］孫祖嶺.輸油工藝技術(shù)[M].石油工業(yè)出版社,2005.