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(zhàn)

東營科瑞泛能油氣技術(shù)服務(wù)有限公司 山東 東營 257000

引言

對我國整體經(jīng)濟發(fā)展而言，石油化工行業(yè)的發(fā)展起到了非常關(guān)鍵的作用，有利于提升我國居民的生活質(zhì)量。另外，由于社會的加快發(fā)展，石油化工行業(yè)在發(fā)展過程中需要注意的事項更多了，不僅要重視質(zhì)量，而且還要提高對其環(huán)保效果的重視程度，降低對環(huán)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(nèi)關(guān)于泵類機械密封設(shè)計的方式包括以下兩種，其一是標(biāo)準(zhǔn)系列的泵類機械密封設(shè)計，該設(shè)計是由我國自主研發(fā)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(shè)計的內(nèi)容也是不同的。其二為引用國外的泵類機械密封設(shè)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(yīng)用的是旋轉(zhuǎn)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(yè)中，環(huán)保、節(jié)能始終是最重要的發(fā)展方向，行業(yè)在轉(zhuǎn)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(chǎn)時由于石油化工用泵受到各方的力量是不均衡的，從而導(dǎo)致機械外部出現(xiàn)開裂，并最終造成液體出現(xiàn)泄漏的現(xiàn)象。為了對該問題進行有效解決，技術(shù)員應(yīng)該圍繞生產(chǎn)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(xiàn)下降，所以會對化工用泵的受力造成嚴(yán)重的影響，導(dǎo)致用泵機械出現(xiàn)受力不均衡的現(xiàn)象；其二是石油化工用泵外部遭受到腐蝕現(xiàn)象，從而導(dǎo)致機械密封出現(xiàn)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(yīng)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(jù)生產(chǎn)經(jīng)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(chǎn)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(zhì)量的重視程度。在具體生產(chǎn)環(huán)境中，石油化工用泵可能會和環(huán)境產(chǎn)生一些化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致出現(xiàn)一系列的問題，例如變形、振動以及腐蝕等，會對企業(yè)的經(jīng)濟效益造成一定的影響，若情況嚴(yán)重，則有可能會因此發(fā)生火災(zāi)甚至爆炸，嚴(yán)重威脅到相關(guān)員工的生命安全。其二，石油化工用泵機械密封面可能出現(xiàn)一些物理性故障，例如扭曲、擦傷等，由于導(dǎo)致物理性故障的原因具備多樣性，所以我們應(yīng)該和具體生產(chǎn)環(huán)境進行結(jié)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(chǎn)環(huán)境的復(fù)雜性比較高，所以可能會遇到不同的問題，例如動環(huán)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(xì)的檢查，同時還需要及時監(jiān)督其他環(huán)節(jié)的生產(chǎn)狀況?？墒菍芏鄼z修員工而言，由于風(fēng)險意識較低，沒有足夠注重生產(chǎn)環(huán)節(jié)的檢查，所以很多時候都是在出現(xiàn)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(guān)措施

3.1 機械密封新材料的研發(fā)和應(yīng)用 對石化裝置而言，其安全性會受到機械密封材料的嚴(yán)重影響，由于高新材料的快速發(fā)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(tǒng)機械密封材料來說，主要包括軟質(zhì)材料和硬質(zhì)材料，其中，應(yīng)用比較多的是基質(zhì)為碳石墨的軟質(zhì)材料和基質(zhì)為陶瓷、合金的硬質(zhì)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?？墒乾F(xiàn)在，由于科技技術(shù)的發(fā)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(yīng)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(fù)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(fù)合密封材料應(yīng)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(jié)體材料，例如Zr O2和SiC等，它們的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在硬度、耐熱性以及韌性都比較高，能夠?qū)橘|(zhì)泄漏起到有效的預(yù)防作用。同時，由碳化硅質(zhì)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(zhì)并不會對其起到腐蝕作用，所以同樣廣泛應(yīng)用于機械密封領(lǐng)域。

3.2 利用新技術(shù)提高機械密封性 雖然通過利用新材料替代傳統(tǒng)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(shù)，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(yīng)用，同時還需要不斷提高對新技術(shù)的重視程度，應(yīng)該將新材料與新技術(shù)進行有效結(jié)合，才能夠最大程度的提高機械的密封性。利用新技術(shù)不僅可以延長密封設(shè)備的使用壽命、控制產(chǎn)品泄漏，而且還可以降低對環(huán)境造成的污染。現(xiàn)階段，國內(nèi)企業(yè)關(guān)于泵類機械密封性技術(shù)應(yīng)用得比較多的有以下四種:

一是部分式機械密封技術(shù)，一開始主要在大型反應(yīng)釜和大型泵的分體式機械密封封面對其進行應(yīng)用，無論是動環(huán)、傳動環(huán)還是推環(huán)，都由兩個部分組成，動環(huán)被推環(huán)與傳動環(huán)固定，每環(huán)固定都選擇有斜面的兩半夾緊環(huán)；再固定靜環(huán)座、靜環(huán)和壓緊螺母，靜環(huán)座和靜環(huán)也選擇有斜面的兩半夾緊環(huán)。后來越來越多的專家學(xué)者通過有限元計算法進一步研究反應(yīng)釜的剖分式機械密封，提出應(yīng)對輔助密封圈應(yīng)力應(yīng)變進行改進，然后設(shè)計不同的端面，成功設(shè)計出兩項密封技術(shù)，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(shù)，基于對外泄流體流動路徑進行相應(yīng)的轉(zhuǎn)變處理，然后再把它返回機械密封腔中，從而達(dá)到降低機械設(shè)備泄漏的目的。該技術(shù)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面:結(jié)構(gòu)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(fù)雜的工作條件，該技術(shù)也同樣適用。三是組合式機械密封技術(shù)，該技術(shù)是一種綜合性的新型機械密封技術(shù)，通過整合不同的密封技術(shù)而形成的，大多數(shù)情況下，整合的這些技術(shù)的優(yōu)勢都得到了保留并將它們進行結(jié)合，且能夠?qū)Ω骷夹g(shù)的劣勢進行有效刪除。

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

3.4 提高防范意識 對設(shè)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(gòu)建形成一套設(shè)備檢修機制并對其進行不斷健全完善，使其更具科學(xué)性、合理性，能夠有利于降低事故風(fēng)險。

4 結(jié)語

我國經(jīng)濟在發(fā)展的過程中，化工行業(yè)起到的作用越來越突出，通過加快化工行業(yè)的發(fā)展，有利于進一步促進我國經(jīng)濟得到更好的發(fā)展。在化工行業(yè)發(fā)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(yè)發(fā)展的最大因素，同時還會對相關(guān)人員的生命安全造成嚴(yán)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(fā)展。