石化裝置泵類機(jī)械密封的應(yīng)用分析

蔡培源

（中國石化九江分公司機(jī)動(dòng)處，江西 九江 332004）

石化裝置泵類機(jī)械密封的應(yīng)用分析

蔡培源

（中國石化九江分公司機(jī)動(dòng)處，江西 九江 332004）

石化企業(yè)在近幾年的發(fā)展勢(shì)頭較好，全國各地的石油化工設(shè)備和規(guī)模也得到了一定程度的擴(kuò)大，為了更好更快的順應(yīng)時(shí)代發(fā)展和提高工作效率，越來越多的石化企業(yè)開始注重和應(yīng)用高新技術(shù)。石化企業(yè)的工作和流程隨著高新技術(shù)的應(yīng)用變得越來越科學(xué)化和規(guī)范化，其中機(jī)械密封技術(shù)在石化裝置中的泵送設(shè)備上的應(yīng)用要求非常高。石化裝置中泵類機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造以及安裝材料都影響著其密封性，而機(jī)械的密封性影響著整個(gè)石油化工裝置的安全，一旦機(jī)械密封性出現(xiàn)問題，會(huì)對(duì)環(huán)境和周圍管線以及設(shè)備裝置造成極大的安全隱患，因此加大石化裝置中泵類機(jī)械密封性的安全性是提高石油化工企業(yè)安全性的必要環(huán)節(jié)。本文通過對(duì)泵類機(jī)械密封性進(jìn)行研究和分析，提出提高安全性的措施來增加泵類密封性，從而滿足企業(yè)需求。

石油化工裝置；泵類機(jī)械；機(jī)械密封性研究；安全措施

石化企業(yè)化工產(chǎn)品大多數(shù)都屬于“三易”性，即易燃和易爆以及易毒，因此這些高危害性產(chǎn)品一旦發(fā)生泄漏事件，將造成無法預(yù)估的危險(xiǎn)?？諝獾膫鞑ナ菑V泛而又快速的，一旦石化企業(yè)的危害性產(chǎn)品泄漏則會(huì)直接快速的污染空氣。爆炸和火災(zāi)帶給企業(yè)巨大損失，所以一旦化工產(chǎn)品的易爆問題發(fā)生，將會(huì)直接威脅生命財(cái)產(chǎn)安全，因此石化企業(yè)的泵類機(jī)械密封性和耐腐蝕性是保證機(jī)械安全運(yùn)行的關(guān)鍵，只有做好機(jī)械密封性才能保證石化企業(yè)的安全生產(chǎn)，石化企業(yè)在生產(chǎn)運(yùn)營中要不斷加強(qiáng)機(jī)械安全密封的強(qiáng)化和監(jiān)督，通過科學(xué)技術(shù)和新型材料以及尖端設(shè)備去提高機(jī)械密封性。

1 石化裝置中泵類機(jī)械密封性的重要性和深遠(yuǎn)意義

在石化企業(yè)中石化裝置由于受工作介質(zhì)高溫高壓和高腐蝕性特點(diǎn)的影響，致使石化裝置在工作過程中容易受到較大的損耗，這些運(yùn)行上受到的損耗會(huì)直接影響著裝置的穩(wěn)定性。裝置的穩(wěn)定性一旦出現(xiàn)問題，就會(huì)影響著機(jī)泵的機(jī)械密封性，對(duì)整個(gè)石化裝置的運(yùn)行安全有著巨大的安全隱患。機(jī)泵自身的機(jī)械密封性的安全對(duì)整個(gè)石化裝置有著很大的效率影響，安全隱患的發(fā)生會(huì)造成裝置停工檢修，通常檢修的時(shí)間較長，如此就會(huì)降低企業(yè)生產(chǎn)效率從而影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)機(jī)械密封產(chǎn)生的安全問題還會(huì)因?yàn)樾孤┊a(chǎn)生的介質(zhì)外流而影響生態(tài)環(huán)境和空氣質(zhì)量，其中帶有腐蝕性的介質(zhì)還會(huì)不同程度的腐蝕裝置和管線，從而造成無法預(yù)估的大型安全隱患，這些安全隱患一旦形成事故將造成巨大損失，影響企業(yè)的成本和經(jīng)濟(jì)效益。綜上所述機(jī)械密封不但影響著裝置的安全，還決定著石化企業(yè)的安全，對(duì)石化企業(yè)的生產(chǎn)成本和經(jīng)濟(jì)效益有著直接的影響。因此相關(guān)部門近些年對(duì)石化企業(yè)提高機(jī)泵的機(jī)械密封性有了更多的關(guān)注和重視，泵類機(jī)械的密封性也在不斷的改進(jìn)和創(chuàng)新。

2 石化裝置中的泵類機(jī)械密封性問題原因分析

石化企業(yè)作為高危產(chǎn)品生產(chǎn)的企業(yè)，其密封性直接決定著其安全性。影響機(jī)械密封的有密封表面存在著轉(zhuǎn)動(dòng)和緊定以及滑溝、止推零件質(zhì)量低劣不合格的問題，同時(shí)其作業(yè)安裝人員專業(yè)水平偏低、安裝技術(shù)不過硬和工作責(zé)任心缺乏也是影響機(jī)械密封性的一大因素。機(jī)械密封性還和安全位置以及零件組裝精度和工藝相關(guān)，如果機(jī)械安裝位置不合適且密封零件組裝精度達(dá)不到要求，密封圈出現(xiàn)老化問題都會(huì)導(dǎo)致機(jī)械密封性出現(xiàn)質(zhì)量問題。再者，如果在作業(yè)過程工況隨意頻繁的發(fā)生改變也會(huì)影響著其密封性，這些問題都會(huì)對(duì)泵類機(jī)械密封性有影響，但追求其根本原因，安裝位置和機(jī)械密封零件的組裝以及O型密封圈材質(zhì)是影響機(jī)械密封性的主導(dǎo)因素。

3 提高泵類機(jī)械密封性相關(guān)措施

3.1 機(jī)械密封新材料的研發(fā)和應(yīng)用

機(jī)械密封材料作為影響石化裝置的安全性的重要關(guān)鍵，在近幾年的發(fā)展過越來越多的高新材料不斷出現(xiàn)影響之下，石化裝置中的泵類機(jī)械密封相關(guān)使用的材料范圍也隨之?dāng)U大。就傳統(tǒng)機(jī)械密封材料而言，使用較多的要屬以碳石墨作為基質(zhì)的軟質(zhì)材料和硬質(zhì)合金以及陶瓷為基質(zhì)的硬質(zhì)材料作為摩擦副材料的組對(duì)。機(jī)械密封使用的密封圈通常都是以合成橡膠和聚四氟乙烯作為主要材料生成。而現(xiàn)如今隨著科技的高速發(fā)展，高性能的密封圈材料和自潤滑硬質(zhì)合金等新材料在石化裝置的泵類機(jī)械密封性中的使用越來越廣泛，同時(shí)新型的納米級(jí)復(fù)合密封材料由于在原有機(jī)械密封材料的基礎(chǔ)之上增添了熔點(diǎn)較低而自潤性強(qiáng)大的納米材料致使泵類機(jī)械的密封性得到了很大的提高，正是由于這些新材料的加入使泵類機(jī)械密封性的嚴(yán)密性得到了質(zhì)的飛躍，因此很多企業(yè)已經(jīng)以新材料取代了傳統(tǒng)的老材料。當(dāng)然新涌入的材料遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些，像具有高硬度和高韌性以及高耐熱沖擊性好等優(yōu)點(diǎn)的SiC、ZrO2等燒結(jié)體材料也可以很好的防止介質(zhì)泄漏問題的發(fā)生。除此之外，以碳化硅質(zhì)作為主要成分的陶瓷材料由于不受各種酸堿等物質(zhì)的腐蝕而起到機(jī)械防護(hù)作用的新材料在機(jī)械密封上的使用也是非常之廣泛的。就目前而言碳化硅質(zhì)材料主要表面轉(zhuǎn)換型碳化硅質(zhì)和常壓燒結(jié)型碳化硅質(zhì)以及反應(yīng)燒結(jié)型碳化硅質(zhì)等等。這一系列的新材料的出現(xiàn)和應(yīng)用對(duì)石化裝置的泵類機(jī)械密封性的提高有著很大的促進(jìn)作用，一方面可以提高其密封性，另一方面可以減少安全隱患，避免安全事故的發(fā)生。

3.2 通過新技術(shù)提高機(jī)械密封性

新材料的應(yīng)用提高了機(jī)械的密封性，但是光有材料沒有技術(shù)，或者技術(shù)落后跟不上材料的發(fā)展也是不利于機(jī)械密封性的提高的。因此發(fā)展和應(yīng)用新材料的同時(shí)，其相關(guān)技術(shù)也不可忽視，必須技術(shù)和材料同步發(fā)展應(yīng)用，才可使機(jī)械密封性從全方位的得到提高。機(jī)械密封技術(shù)主要是透過技術(shù)減少產(chǎn)品泄漏和對(duì)環(huán)境的污染，通過技術(shù)將機(jī)械密封設(shè)備的使用壽命延長也是減少泄漏的關(guān)鍵，目前在我國石化企業(yè)中泵類機(jī)械密封性使用較多的技術(shù)主要有四種。

（1）流體回流式機(jī)械密封技術(shù)。所謂流體回流式機(jī)械密封技術(shù)就是通過轉(zhuǎn)變外泄流體的流動(dòng)路徑并將其送回機(jī)械密封腔內(nèi)，從而達(dá)到機(jī)械設(shè)備零泄漏的最終目的。這種技術(shù)具有維護(hù)方便和適用性強(qiáng)以及結(jié)構(gòu)簡單等顯著優(yōu)點(diǎn)，正是由于它的這些優(yōu)點(diǎn)使這類技術(shù)一般都適用于高溫高速高壓下類的高參數(shù)特殊工況之中。（2）非接觸式機(jī)械密封技術(shù)。通過依托流體所產(chǎn)生的動(dòng)壓或者靜壓在密封端面形成一片起到隔離作用的流體膜就是非接觸式機(jī)械密封技術(shù)。這種技術(shù)具有較好的密封性和耐用性，即使在航空航天和能源石化等事業(yè)高速發(fā)展的今天，非接觸式機(jī)械密封技術(shù)也能達(dá)到航空航天和能源石化等在高溫高壓高速下更高的密封性和耐用性的要求。（3）組合式機(jī)械密封技術(shù)。將多種密封技術(shù)進(jìn)行結(jié)合使用乃組合式機(jī)械密封技術(shù)的工作要領(lǐng)。組合式機(jī)械密封技術(shù)可以在發(fā)揮各種密封技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)避免相對(duì)的各種缺點(diǎn)，也就是揚(yáng)長避短，而正是由于其要領(lǐng)，因此可以組合各種形式的密封技術(shù)，其中，最為常見的有接觸式結(jié)合非接觸的密封形式以及接觸式結(jié)合接觸式的密封形式。（4）剖分式機(jī)械密封技術(shù)。部分式機(jī)械密封一端為內(nèi)部具有一個(gè)特定形狀凹槽的連接密封腔，另一端相應(yīng)位置上則為一個(gè)前端帶有相似形狀凸臺(tái)和后部具有連接凹槽的接頭，接頭兩部分外端面由具有環(huán)弧性凸起的結(jié)構(gòu)所組成，在安裝時(shí)將接頭壓入連接密封腔中，達(dá)到密封的目的，并可隨著壓力變化，自動(dòng)調(diào)整密封效果。

3.3 提高相關(guān)技術(shù)人員的專業(yè)技能

材料和技術(shù)得到了突破就預(yù)示著機(jī)械密封性得到了很大的進(jìn)步，人員作為利用這些新材料和新技術(shù)的關(guān)鍵也必須在專業(yè)技能上得到提高，如此才能駕馭新材料和新技術(shù)，將新材料和新技術(shù)的相關(guān)工藝更好的應(yīng)用到工作中，發(fā)揮其最大的作用為機(jī)械密封保駕護(hù)航。因此石化企業(yè)在采用新材料和新設(shè)備的同時(shí)可以邀請(qǐng)廠家技術(shù)人員進(jìn)行工作指導(dǎo)，必要的時(shí)候還可以開展相關(guān)培訓(xùn)，讓內(nèi)部人員通過學(xué)習(xí)去加深和發(fā)揮新材料的最大作用。同時(shí)還可以設(shè)立人才庫，對(duì)外招聘尖端技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，通過尖端技術(shù)人員帶動(dòng)原有技術(shù)人員的技術(shù)，使整個(gè)企業(yè)的技術(shù)從整體上得到提高，也是提高機(jī)械密封性強(qiáng)有力的措施。

3.4 提高安全責(zé)任心、強(qiáng)化安全意識(shí)

安全生產(chǎn)安全作業(yè)人人有責(zé)，只有樹立了安全責(zé)任心，強(qiáng)化了安全意識(shí)，才能避免工作過程中因麻痹大意、玩忽職守而造成的安全隱患，從而減少安全事故的發(fā)生。

4 結(jié)語

安全作業(yè)是保障企業(yè)和個(gè)人生命財(cái)產(chǎn)的有力盾牌，因此石化企業(yè)在石化裝置中的泵類機(jī)械密封性的方面要不斷加強(qiáng)，不可因取得的成績就麻痹大意，安全生產(chǎn)切不可放松警惕，新材料和新技術(shù)以及尖端人才是提高機(jī)械密封性的三部曲，企業(yè)只有加大這三方面的投入，才能為機(jī)械密封性提供更有力的安全保障。

[1]GB50231-2009 《機(jī)械設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收通用規(guī)范》.

[2]國家標(biāo)準(zhǔn)《釜用高壓機(jī)械密封技術(shù)條件》于2010年元旦實(shí)施[J].化學(xué)工程，2010（01）：54-59.

TE65

A

1671-0711（2017）05（上）-0133-02