浅谈化工机械的密封技术

刘 新

（陕西煤业化工集团神木天元化工有限公司，陕西榆林719300）

无论是哪一种密封方式，对密封件的要求都是一样的，那就是密封可靠、严密、泄漏量少，使用寿命长，维修方便，成本低，结构简单紧凑，还有互换性好等。

化工行业对密封件的要求，是由于石化、化工等大多生产材料是有毒的，而且易燃易爆，所以密封一定要可靠且泄漏少，否则造成的经济损失和对人身、环境的危害，都是无法估量的；另一方面，密封要件一定要寿命长，使用期应该至少在一个生产周期以上；再者就是要具有耐腐蚀性，因为腐蚀会减少寿命，还会降低密封件表面的加工精度和密封性能；最后就是密封件要求品种要多样，便于选取，这是为了满足工业对密封件的多种要求。除此之外，跟其他的密封件一样，化工行业的密封进也尽量要求成本低，安装调整方便。

从理论上说，要想让密封永远耐用，那么大多数化工在解析密封时，磨损率较小而且还是在流体动力的条件下运行。但是理论上通行的东西，在实际中却并非如此。化工机械在密封过程中，会经常遇到各种各样的状况，例如解析密封的品质问题、安装的误差、人为的误差、工况急剧波动、冲洗系数失效等等。

1 机械密封中存在的问题

1.1 过热损伤导致密封泄漏

过热产生的后果可能有3个：

（1）引起密封副变形产生磨损；

（2）引起热裂；

（3）引起疱疤。

热裂是因为密封环表面在过大的热力作用下，而出现径向裂纹的现象。热裂出现的原因，是短时间的机械负荷过重，或者是热负荷过大等，冷却系统中断和干摩擦等现象的热裂，会使密封环磨损加剧，泄漏量迅速增长。

掌握好材料的机械-物理性能，可以避免热裂的出现。主要是在设计时，就要预先考虑到热裂现象的出现，然后给定运转条件。有很多的原因都会导致产生过大的摩擦热，例如过载、操作温度高、介质润滑性差、配对材料组合不当，还有线速度过高等。摩擦热一旦过高，而且不能得到及时散发，就会导致热裂纹的产生，最后引起泄漏问题。

1.2 长期磨损导致密封泄漏

机械磨损不仅可能会引起密封副正常配合关系的变动，而且如果端面出现了一定的磨损状况，还会使转动轴每转一转，密封件都要作轴向位移和径向摆动。至于运动和磨损的情况，还有密封泄漏的原因，完全可以通过磨损的痕迹来判断。

比方说若是各零部件的配合都很好，而表现出来的密封副磨损痕迹很均匀的话，我们就可以由此判定出，传动部分的同轴度良好。在这个时候，密封端面依然还有泄漏的现象，就可能并不是密封本身所产生的问题。

如果泄漏为常数，就可以说明泄漏发生在其他的部位上，而不是发生在两个端面之间，可能会发生在静密封处。还有一种现象，就是可能是因为安装不到位，使得防转销松脱或折断，或者是底座的孔径小于密封件的外径，而导致旋转环相对于静止环不旋转或打滑，而且还是在密封开始时就已经泄漏了，还观察不到摩擦端面的磨损痕迹。

1.3 静密封失效使得化工机械失效

如果静密封点发生了泄漏现象，原因大部分是由于密封圈的缺陷造成的。究其主要的原因，可能是密封圈的尺寸差太大，或者是老化变质，还有本身有伤痕等等的。要想防止这种现象的发生，就要求设计正确，仔细检查密封圈，还要仔细安装静密封，如果做到这些就可以保证品质，其实在化工机械国产化的初期，就曾见发生过化工机械失效的事情，原因是由于O型圈选材的失误而导致的。

1.4 动密封点失效而导致的泄漏问题

从理论上来说，可能会引起动密封点失效的原因，主要有：

（1）轴的影响。一方面，如果轴太粗的话，就有可能会使密封面愈宽，就会对垂直偏差敏感，就容易产生泄漏问题；另一方面，轴在运转的过程中，越容易摆震，也就越容易产生泄漏；而轴的转速越高，产生的泄漏也越严重。

（2）介质的影响。粘度低的介质，要比粘度高的介质容易泄漏，而且带颗粒和易结垢的介质，也比干净稳定的介质更容易泄漏；介质的压力，也是影响泄漏问题的一个方面，压力越高，就越容易泄漏。

（3）密封的结构。在这一点上，密封的浮动性是最重要的，浮动性的好坏，影响到密封效果，波纹管的浮动性最好，所以它的密封效果也是最好。四氟塑料密封圈的浮动性很差，所以用这种材料的密封效果是最差的。

（4）密封的端面问题，密封的端面在制造和安装的品质中，最为重要的是密封的平直度与转轴轴线的垂直度。

2 提高化工机械密封效果的措施

2.1 连续冲洗

冲洗包括两个方面的冲洗，即工作介质的自冲洗，以及相对洁净的工艺液的冲洗。在造成化工机械泄漏的重要原因当中，冲洗介质不符合设计要求，是其中的一项。解决这个问题，一方面应该通过有针对性的检查、调整，保证冲洗介质的压力、流量和温度都要符合设计的要求；另一方面就是通过定期的对冲洗液过滤器的清理，和合理地对冲洗管道上的止逆网进行增加的方法，从根本上解决由于冲洗的原因而造成的密封损坏。

2.2 安装

通过大量实例研究说明，要想消除随机的密封失效，可以通过预防随机干扰和改变环境，来达到密封的可靠实现。在这方面，密封件和设备的安装差错，就成了密封失效的主要原因。虽然泵在检修间隔期内的正常运行在目前所用的密封来说足可以保证，但是轴与壳体不合理的相对运动，还有安装误差和对中不良造成的震动，会有害于泵和密封，所以只有保证安装过程的准确细致，才能够减少轴的震动和保证化工机械的寿命。

实现安装过程的有效性，就需要正确的装配公差、轴有合适的表面粗糙度和测量仔细、尺寸正确，还要认真地记录设备安装全过程。除此之外，对检修队伍的培训和素质教育，也可以从技术上保证安装过程的有效性。

2.3 运行平稳

减少化工机械在恶劣的动态工况下损坏，以及突然停车造成的瞬间破坏的情况，就需要一个平稳的运行。对有停车、启动和运行条件变化的工厂运行，要有正常的操作程序，这样为泵的正常运转提供了良好的运行环境等，有利于保护化工机械，增长密封的寿命。

2.4 设备的改良

通过技术的改良，使机泵等设备的机械性能得以保证，改良需要在运行中不断地累积经验。例如，DH302塔的循环水泵，在更换了化工机械后，就曾因为泵壳密封环和叶轮扣环间间隙不足产生摩擦，而造成瞬时密封损坏，使这种现象经常出现，产生的主要原因就是这种摩擦产生不规则的运动而使得泵振动，致使密封损坏，我们在不影响泵的使用性能的前提下，经过加工使口环配合间隙，使之达到了1.4 mm，这样就彻底解决了DH302塔的问题。

3 结束语

机械密封作为一个密封产品，从获得第一项专利开始，已经发展了100多年。从20世纪初开始，其由简单到复杂，在科学技术不断发展的推动下，逐渐趋于完善，而且依然还在一步步的发展中。机械密封技术会随着工艺操作水平的提高、检修质量的改善、备件质量的保证等，更接近于其设计使用寿命。如果突发化工机械意外失效的现象，也会通过员工们扎实的培训基础、熟练的操作能力、丰富的经验积累和操作规程的准确掌握，在最大程度上避免损失。

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