石化裝置泵類機械密封的應用分析

蔡培源

（中國石化九江分公司機動處，江西 九江 332004）

石化裝置泵類機械密封的應用分析

蔡培源

（中國石化九江分公司機動處，江西 九江 332004）

石化企業在近幾年的發展勢頭較好，全國各地的石油化工設備和規模也得到了一定程度的擴大，為了更好更快的順應時代發展和提高工作效率，越來越多的石化企業開始注重和應用高新技術。石化企業的工作和流程隨著高新技術的應用變得越來越科學化和規范化，其中機械密封技術在石化裝置中的泵送設備上的應用要求非常高。石化裝置中泵類機械的設計和制造以及安裝材料都影響著其密封性，而機械的密封性影響著整個石油化工裝置的安全，一旦機械密封性出現問題，會對環境和周圍管線以及設備裝置造成極大的安全隱患，因此加大石化裝置中泵類機械密封性的安全性是提高石油化工企業安全性的必要環節。本文通過對泵類機械密封性進行研究和分析，提出提高安全性的措施來增加泵類密封性，從而滿足企業需求。

石油化工裝置；泵類機械；機械密封性研究；安全措施

石化企業化工產品大多數都屬于“三易”性，即易燃和易爆以及易毒，因此這些高危害性產品一旦發生泄漏事件，將造成無法預估的危險?？諝獾膫鞑ナ菑V泛而又快速的，一旦石化企業的危害性產品泄漏則會直接快速的污染空氣。爆炸和火災帶給企業巨大損失，所以一旦化工產品的易爆問題發生，將會直接威脅生命財產安全，因此石化企業的泵類機械密封性和耐腐蝕性是保證機械安全運行的關鍵，只有做好機械密封性才能保證石化企業的安全生產，石化企業在生產運營中要不斷加強機械安全密封的強化和監督，通過科學技術和新型材料以及尖端設備去提高機械密封性。

1 石化裝置中泵類機械密封性的重要性和深遠意義

在石化企業中石化裝置由于受工作介質高溫高壓和高腐蝕性特點的影響，致使石化裝置在工作過程中容易受到較大的損耗，這些運行上受到的損耗會直接影響著裝置的穩定性。裝置的穩定性一旦出現問題，就會影響著機泵的機械密封性，對整個石化裝置的運行安全有著巨大的安全隱患。機泵自身的機械密封性的安全對整個石化裝置有著很大的效率影響，安全隱患的發生會造成裝置停工檢修，通常檢修的時間較長，如此就會降低企業生產效率從而影響企業經濟效益。同時機械密封產生的安全問題還會因為泄漏產生的介質外流而影響生態環境和空氣質量，其中帶有腐蝕性的介質還會不同程度的腐蝕裝置和管線，從而造成無法預估的大型安全隱患，這些安全隱患一旦形成事故將造成巨大損失，影響企業的成本和經濟效益。綜上所述機械密封不但影響著裝置的安全，還決定著石化企業的安全，對石化企業的生產成本和經濟效益有著直接的影響。因此相關部門近些年對石化企業提高機泵的機械密封性有了更多的關注和重視，泵類機械的密封性也在不斷的改進和創新。

2 石化裝置中的泵類機械密封性問題原因分析

石化企業作為高危產品生產的企業，其密封性直接決定著其安全性。影響機械密封的有密封表面存在著轉動和緊定以及滑溝、止推零件質量低劣不合格的問題，同時其作業安裝人員專業水平偏低、安裝技術不過硬和工作責任心缺乏也是影響機械密封性的一大因素。機械密封性還和安全位置以及零件組裝精度和工藝相關，如果機械安裝位置不合適且密封零件組裝精度達不到要求，密封圈出現老化問題都會導致機械密封性出現質量問題。再者，如果在作業過程工況隨意頻繁的發生改變也會影響著其密封性，這些問題都會對泵類機械密封性有影響，但追求其根本原因，安裝位置和機械密封零件的組裝以及O型密封圈材質是影響機械密封性的主導因素。

3 提高泵類機械密封性相關措施

3.1 機械密封新材料的研發和應用

機械密封材料作為影響石化裝置的安全性的重要關鍵，在近幾年的發展過越來越多的高新材料不斷出現影響之下，石化裝置中的泵類機械密封相關使用的材料范圍也隨之擴大。就傳統機械密封材料而言，使用較多的要屬以碳石墨作為基質的軟質材料和硬質合金以及陶瓷為基質的硬質材料作為摩擦副材料的組對。機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。而現如今隨著科技的高速發展，高性能的密封圈材料和自潤滑硬質合金等新材料在石化裝置的泵類機械密封性中的使用越來越廣泛，同時新型的納米級復合密封材料由于在原有機械密封材料的基礎之上增添了熔點較低而自潤性強大的納米材料致使泵類機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械密封性的嚴密性得到了質的飛躍，因此很多企業已經以新材料取代了傳統的老材料。當然新涌入的材料遠遠不止這些，像具有高硬度和高韌性以及高耐熱沖擊性好等優點的SiC、ZrO2等燒結體材料也可以很好的防止介質泄漏問題的發生。除此之外，以碳化硅質作為主要成分的陶瓷材料由于不受各種酸堿等物質的腐蝕而起到機械防護作用的新材料在機械密封上的使用也是非常之廣泛的。就目前而言碳化硅質材料主要表面轉換型碳化硅質和常壓燒結型碳化硅質以及反應燒結型碳化硅質等等。這一系列的新材料的出現和應用對石化裝置的泵類機械密封性的提高有著很大的促進作用，一方面可以提高其密封性，另一方面可以減少安全隱患，避免安全事故的發生。

3.2 通過新技術提高機械密封性

新材料的應用提高了機械的密封性，但是光有材料沒有技術，或者技術落后跟不上材料的發展也是不利于機械密封性的提高的。因此發展和應用新材料的同時，其相關技術也不可忽視，必須技術和材料同步發展應用，才可使機械密封性從全方位的得到提高。機械密封技術主要是透過技術減少產品泄漏和對環境的污染，通過技術將機械密封設備的使用壽命延長也是減少泄漏的關鍵，目前在我國石化企業中泵類機械密封性使用較多的技術主要有四種。

（1）流體回流式機械密封技術。所謂流體回流式機械密封技術就是通過轉變外泄流體的流動路徑并將其送回機械密封腔內，從而達到機械設備零泄漏的最終目的。這種技術具有維護方便和適用性強以及結構簡單等顯著優點，正是由于它的這些優點使這類技術一般都適用于高溫高速高壓下類的高參數特殊工況之中。（2）非接觸式機械密封技術。通過依托流體所產生的動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械密封技術。這種技術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高速發展的今天，非接觸式機械密封技術也能達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）組合式機械密封技術。將多種密封技術進行結合使用乃組合式機械密封技術的工作要領。組合式機械密封技術可以在發揮各種密封技術優點的同時避免相對的各種缺點，也就是揚長避短，而正是由于其要領，因此可以組合各種形式的密封技術，其中，最為常見的有接觸式結合非接觸的密封形式以及接觸式結合接觸式的密封形式。（4）剖分式機械密封技術。部分式機械密封一端為內部具有一個特定形狀凹槽的連接密封腔，另一端相應位置上則為一個前端帶有相似形狀凸臺和后部具有連接凹槽的接頭，接頭兩部分外端面由具有環弧性凸起的結構所組成，在安裝時將接頭壓入連接密封腔中，達到密封的目的，并可隨著壓力變化，自動調整密封效果。

3.3 提高相關技術人員的專業技能

材料和技術得到了突破就預示著機械密封性得到了很大的進步，人員作為利用這些新材料和新技術的關鍵也必須在專業技能上得到提高，如此才能駕馭新材料和新技術，將新材料和新技術的相關工藝更好的應用到工作中，發揮其最大的作用為機械密封保駕護航。因此石化企業在采用新材料和新設備的同時可以邀請廠家技術人員進行工作指導，必要的時候還可以開展相關培訓，讓內部人員通過學習去加深和發揮新材料的最大作用。同時還可以設立人才庫，對外招聘尖端技術人員進行技術創新，通過尖端技術人員帶動原有技術人員的技術，使整個企業的技術從整體上得到提高，也是提高機械密封性強有力的措施。

3.4 提高安全責任心、強化安全意識

安全生產安全作業人人有責，只有樹立了安全責任心，強化了安全意識，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生。

4 結語

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

[1]GB50231-2009 《機械設備安裝工程施工及驗收通用規范》.

[2]國家標準《釜用高壓機械密封技術條件》于2010年元旦實施[J].化學工程，2010（01）：54-59.

TE65

A

1671-0711（2017）05（上）-0133-02