化工機械密封泄露探究及解決措施

喬楊（遼陽石化分公司煉油廠 遼寧 遼陽111003）

引言

在化工工業為了把原材料加工成成品， 必須經過對原材料的處理，在一系列的化學反應以及分離，精制反應產物的化工過程中使用的機械就是化工機械。 化工機械的密封是通過介質壓力或者彈簧力，利用平直光滑同時具有流體膜的表面實現密封。化工機械密封比填料密封的使用壽命長，密封效果好，功率消耗低，基于此，化工機械密封得到了越來越多的應用。

一、化工機械密封概述

化工機械密封也被叫做端面密封，通常被應用在對壓縮機，泵等設備中的旋轉軸的密封方面。 化工機械的主要部件是靜環和動環，將密封圈作為其輔助密封件，化工機械密封的傳動件是各種螺釘，彈箕座和鍵等，推環和彈簧是化工機械密封的彈力補償機構。 化工機械密封的原理是基于不少于一對的與旋轉軸線垂直的端面，由于流體壓力和補償機構彈力的作用，與輔助密封相配合，從而端面能夠在保持相對滑動的同時，緊密貼合，因此，可以預防流體泄露。

二、化工機械密封存在的問題分析

第一，化工機械密封由于過熱損傷引起泄露問題。 一旦在化工機械密封中出現過熱問題，就會使得密封副變形，從而造成了密封的磨損，嚴重的可能會產生熱裂。 通常情況下，當出現熱應力比較大的情況時， 在化工機械密封環的表面就會產生徑向的裂紋，即熱裂現象。 出現熱裂現象一般是當短時間機械負荷大或者熱負荷大的情況下產生的。 因此，為了能夠對熱裂現象進行有效的規避，進行化工機械密封設計時，首先要把握材料的物理性能，進行密封設計的時候，要對化工機械密封可能會產生的熱裂進行充分的考慮；同時，當操作溫度過高，介質潤滑性能不高，配對的材料組合不匹配時，都會造成摩擦熱過大的現象，當產生的摩擦熱不能及時散發， 那么就會出現熱裂， 由此也可以造成泄漏。

第二，化工機械密封由于長期磨損造成了泄漏。 化工機械長期磨損， 就會使得密封副的正常配合受到破壞， 當端面發生磨損，傳動軸轉動時，密封件都會發生徑向擺動及軸向位移，基于磨損痕跡可以對磨損情況及運動情況進行判斷， 從而對密封泄漏原因進行分析。 當密封副磨損的痕跡均勻，那么此時零件間配合性能比較好，也就是說傳動的同軸度良好，此時化工機械的密封泄漏大太可能密封本身造成的。 當泄漏量固定，那么不是在兩端面發生泄漏，而是在其他部位發生了泄漏。

第三，化工機械密封由于密封零件失效造成了泄漏。 由于密封零件失效造成的化工機械密封泄漏， 實際上是由于輔助密封圈失效造成的或者是由于O 型圈失效產生的。通信情況下，永久性的變形，老化，扭曲，溶脹變形以及擠出損傷等都是O 型圈失效的表現。 基于此，化工機械密封進行O 型圈選擇時，必須要充分考慮合成橡膠安全使用的溫度，同時在使用O 型橡膠圈時，最大可能的使用截面積大的，同時將O 型圈的硬度適當的提高，一般O 型圈的結構采用溝槽式，在選擇O 型圈材料時，進行沉浸實驗， 對于化工機械密封要求嚴格的應該采用諸如橡膠包覆聚四氟乙烯等復合型的材料制成的密封圈。

第四，化工機械密封由于化學腐蝕造成的泄露。 當在化工機械密封與腐蝕性介質相接觸時，會造成密封表面的腐蝕，嚴重的在接觸表面產生劇烈的腐蝕點，發生點蝕。 而金屬晶界上的腐蝕會進一步侵入到金屬內部，使得破壞加大，嚴重的甚至會造成斷裂，因此，腐蝕對于化工機械密封的影響非常大。 通常情況下，和主機零件相比，密封件不但要小，同時更精密，因此，密封件需要選擇比主機耐腐蝕的材料。 溫度，壓力和滑動速度都會加快腐蝕的速度，隨著溫度的升高，密封件腐蝕率甚至呈指數規律增長。為了盡可能的降低腐蝕對于密封件造成的影響， 在存在強腐蝕流體的時候，利用雙端面密封，由于雙端面密封和工藝流體接觸零件數量相對來說比較少，因此，利用雙端面密封降低化學腐蝕的影響。

三、解決化工機械密封泄漏的措施

實際上， 化工機械密封的主要原因是由于機械密封端面有端面膜的存在，密封最終效果是由于端面膜的形態所決定的。 由于被密封的流體在處于飽和或者接近飽和時， 就會發生閃蒸或者沸騰，由此，發生了相變，造成了端面膜相變的產生，所以造成了端面膜不很多形態。 同時，端面膜的反壓力也會產生非常大的變化，從而造成了端面不能夠穩定的貼合在一起。 所以，確?；C械密封的核心就是要 保證端面膜穩定膜，換句話說，要保證端面膜沒有相變的發生，或者即使存在相變，但是端面膜的貼合不能收到破壞。 基于此，進行化工機械密封設計時，需要緊密聯系實際，盡可能選擇壽命長的摩擦副材料或者精密封圈材料。 對于雙端面機械密封來說，其內端面和介質接觸，因此必須選擇耐腐蝕性能高的材料，外端面不與介質接觸，選擇密封可靠性好的WC 橡膠圈等材料即可。 不必使得 雙端面內端面和外端面材料必須一致，這樣一方面能夠滿足化工機械密封的需要，同時可以使得成本降低。

結束語

化工機械密封有點非常多， 在化工行業得到了越來越多的應用，然而，由于化工生產的特殊性與復雜性，化工機械密封容易發生泄漏， 化工機械密封泄漏失效問題對化工機械密封造成了很大的影響。 因此，必須采取合理的化工機械密封設計，結合化工過程生產的實際情況， 選擇合適的化工機械密封的結構和材料，盡可能的延長化工機械密封的使用壽命，提高化工機械密封的性能。 化工機械密封也正在從簡單到復雜，逐漸向完善方向發展，因此，在化工機械密封使用過程中，基于設計，制造以及應用等各個方面，不斷提高化工機械密封技術的發展，從而在某種程度上進一步推動化工行業的發展。