石油化工机械泵类装置的密封问题分析

蒋立文 杨立民 李胜战

东营科瑞泛能油气技术服务有限公司 山东 东营 257000

引言

对我国整体经济发展而言，石油化工行业的发展起到了非常关键的作用，有利于提升我国居民的生活质量。另外，由于社会的加快发展，石油化工行业在发展过程中需要注意的事项更多了，不仅要重视质量，而且还要提高对其环保效果的重视程度，降低对环境造成的污染程度，对地球起到更好的保护作用。本文通过研究分析石化装置泵类机械的密封性，进而提出一些具备针对性的建议，使其密封性得以提高。

1 石油化工机械中泵类机械密封简介

国内关于泵类机械密封设计的方式包括以下两种，其一是标准系列的泵类机械密封设计，该设计是由我国自主研发的，并对该分式进行了划分，主要包括两类，即平衡性和非平衡性，泵类种类不同时，设计的内容也是不同的。其二为引用国外的泵类机械密封设计，该方式对大部分的泵类都适用。在泵类机械密封中，得到最广泛应用的是旋转类型的密封方式，在整个泵类机械密封中的占比非常大，甚至超过了90%。在石油化工行业中，环保、节能始终是最重要的发展方向，行业在转型过程中同样需要充分对其进行充分考虑。

2 石油化工机械中泵类机械密封问题原因分析

2.1 化工用泵机械密封泄漏问题 石油化工用泵机械密封泄漏问题包括以下两种:其一为机械密封开裂，生产时由于石油化工用泵受到各方的力量是不均衡的，从而导致机械外部出现开裂，并最终造成液体出现泄漏的现象。为了对该问题进行有效解决，技术员应该围绕生产中用泵的受力状况展开深入研究，石油化工用泵过程所需要的时间是比较长的，机械能力可能会随着时间的增长而出现下降，所以会对化工用泵的受力造成严重的影响，导致用泵机械出现受力不均衡的现象；其二是石油化工用泵外部遭受到腐蚀现象，从而导致机械密封出现泄漏。

2.2 化工用泵机械密封检修问题 对石油化工用泵而言，其种类具备多样性，在具体应用的过程中，不同种类可能会遇到不同的问题，而机械密封泄漏则是最常见的问题，也是很多种类都会遇到的主要问题。根据生产经验，化工用泵机械密封的检修包括以下三点。其一，由于石油化工生产过程中可能会遇到很多不同的状况，所以我们需要不断提高对用泵质量的重视程度。在具体生产环境中，石油化工用泵可能会和环境产生一些化学反应，从而导致出现一系列的问题，例如变形、振动以及腐蚀等，会对企业的经济效益造成一定的影响，若情况严重，则有可能会因此发生火灾甚至爆炸，严重威胁到相关员工的生命安全。其二，石油化工用泵机械密封面可能出现一些物理性故障，例如扭曲、擦伤等，由于导致物理性故障的原因具备多样性，所以我们应该和具体生产环境进行结合后，再展开具体的分析。其三，石油化工用泵过程所需要的时间是比较长的，且生产环境的复杂性比较高，所以可能会遇到不同的问题，例如动环断裂、密封元件损坏等，检修员工在进行检修的过程中，不仅需要对机械密封面进行仔细的检查，同时还需要及时监督其他环节的生产状况。可是对很多检修员工而言，由于风险意识较低，没有足够注重生产环节的检查，所以很多时候都是在出现故障后，才会对机械进行检修操作。

3 提高石油化工机械中泵类机械密封性相关措施

3.1 机械密封新材料的研发和应用 对石化装置而言，其安全性会受到机械密封材料的严重影响，由于高新材料的快速发展，高新材料的种类越来越多样化，泵类机械密封材料的选择性也越来越多。对于传统机械密封材料来说，主要包括软质材料和硬质材料，其中，应用比较多的是基质为碳石墨的软质材料和基质为陶瓷、合金的硬质材料。机械的密封圈的组成材料主要包括聚四氟乙烯以及合成橡胶等。可是现在，由于科技技术的发展越来越快，为了使泵类机械密封性得到有效提高，对高新材料的应用越来越重视，例如聚四氟乙烯、合成橡胶以及新型纳米级复合密封材料等。其中，因为基于原有密封材料加入纳米材料，而纳米材料不仅具备较强的自润性，且熔点更低，所以通过将新型纳米级复合密封材料应用到泵类机械中，能够有效提高其密封性。新材料还包括烧结体材料，例如Zr O2和SiC等，它们的优势主要体现在硬度、耐热性以及韧性都比较高，能够对介质泄漏起到有效的预防作用。同时，由碳化硅质组成的陶瓷材料也是一种新材料，因为其具备较强的耐腐蚀性，一般的酸碱物质并不会对其起到腐蚀作用，所以同样广泛应用于机械密封领域。

3.2 利用新技术提高机械密封性 虽然通过利用新材料替代传统旧材料，有利于促进机械密封性得到提升，可是如果只有材料却缺乏技术，那么也是无法有效提高机械密封性的。所以，我们不仅要重视新材料的应用，同时还需要不断提高对新技术的重视程度，应该将新材料与新技术进行有效结合，才能够最大程度的提高机械的密封性。利用新技术不仅可以延长密封设备的使用寿命、控制产品泄漏，而且还可以降低对环境造成的污染。现阶段，国内企业关于泵类机械密封性技术应用得比较多的有以下四种:

一是部分式机械密封技术，一开始主要在大型反应釜和大型泵的分体式机械密封封面对其进行应用，无论是动环、传动环还是推环，都由两个部分组成，动环被推环与传动环固定，每环固定都选择有斜面的两半夹紧环；再固定静环座、静环和压紧螺母，静环座和静环也选择有斜面的两半夹紧环。后来越来越多的专家学者通过有限元计算法进一步研究反应釜的剖分式机械密封，提出应对辅助密封圈应力应变进行改进，然后设计不同的端面，成功设计出两项密封技术，即平行端面部分式机械密封以及端面部分式机械密封。二是流体回流式机械密封技术，基于对外泄流体流动路径进行相应的转变处理，然后再把它返回机械密封腔中，从而达到降低机械设备泄漏的目的。该技术的优势主要体现在以下几个方面:结构较为简单、维护难度较低、适用性较高等。另外，对于高压、高温等复杂的工作条件，该技术也同样适用。三是组合式机械密封技术，该技术是一种综合性的新型机械密封技术，通过整合不同的密封技术而形成的，大多数情况下，整合的这些技术的优势都得到了保留并将它们进行结合，且能够对各技术的劣势进行有效删除。

3.3 提高技术人员的专业技能 通过对新技术与新材料的应用能够进一步提高机械密封性，但是，在应用新技术和新材料的过程中，技术人员同样起到了非常重要的作用，只有不断提高技术人员的专业知识和专业技能水平，他们才可以更好的应用新技术和新材料，使新技术和新材料对机械密封性的提高作用得到最大程度的发挥。

3.4 提高防范意识 对设备整个过程都进行全方位的检修，不断强化对机械密封的检修力度，构建形成一套设备检修机制并对其进行不断健全完善，使其更具科学性、合理性，能够有利于降低事故风险。

4 结语

我国经济在发展的过程中，化工行业起到的作用越来越突出，通过加快化工行业的发展，有利于进一步促进我国经济得到更好的发展。在化工行业发展的历程中，化工原料泄露和化工机械密封始终是影响行业发展的最大因素，同时还会对相关人员的生命安全造成严重威胁。在本文中，深入研究分析了化工机械密封存在的问题，并对这些问题提出了一些具备针对性的意见，希望有助于未来的发展。