聚丙烯裝置設(shè)備的3種機械密封形式比較

尹 揚，孫長昕

（中國石油遼陽石化分公司，遼寧遼陽 111003）

1 機械密封工作的原理結(jié)構(gòu)和四大組成部分

聚丙烯裝置機械密封是靠一對垂直滑動的外端面在掩體的壓力下和補償機構(gòu)的相對彈力的作用下能保持并配合輔助密封的機械外端裝置，一般機械密封都有很多部件，如靜密封環(huán)、動密封環(huán)，還有一些關(guān)于輔助密封的部件和固件。

在動靜環(huán)密封里面會形成一些摩擦，他們的表面積一般非常小，因此一定要確保在粘合的條件下最大限度地減少和避免介質(zhì)泄漏。在動靜簧密封圈里面通常都具備有良好的耐磨性，動靜簧不可以縱向靈活移動，但是可以軸向靈活移動，這樣一來可以補償密封面的摩擦，因為密封環(huán)有非常好的緩沖作用，在作用下密封環(huán)可以形成一些好的密封面，他是通過去擠壓靜密封環(huán)，從而在工作中可以達到一個好的粘合，下面來說一下輔助密封器的元件和元件結(jié)構(gòu)。

輔助密封器中的輔助密封元件主要有O 形密封圈、V 形密封圈和其他的密封圈等，它們主要是與設(shè)備之間的靜密封。緊固件一般起到定位動靜密封環(huán)的作用，只要有合理的定位，就可以讓彈性性能正常工作需要得到的伸縮量，在保證動靜密封環(huán)粘合的同時，也不能因為壓力過大而磨損密封面。

機械密封主要分為4 個部分：由機械內(nèi)的動環(huán)和機械內(nèi)的靜環(huán)來組成的主要動密封部分，動環(huán)和泵軸一起旋轉(zhuǎn)，靜環(huán)是一直固定在壓蓋里面的，用防轉(zhuǎn)銷來防止它的移動和轉(zhuǎn)動，用動環(huán)和靜環(huán)的接觸端面在運動中始終粘合，從而實現(xiàn)密封的作用。它由各靜密封點所用的O 形密封圈還有V 形密封圈，還有輔助密封的一些部件，靠彈簧組成一個壓緊的部件，最后用傳動座和固定銷釘來組成的帶動部件和元件。

2 聚丙烯裝置機械密封發(fā)生泄漏的原因

聚丙烯這種機械密封原理其實是一種具有旋轉(zhuǎn)的機械發(fā)生裝置，就比如離心泵、離心機和壓縮機，還有一些相關(guān)的重要設(shè)備，是由于傳動軸貫穿在設(shè)備內(nèi)外，而在軸與設(shè)備之間存在一些縫隙，導(dǎo)致設(shè)備中的一些介質(zhì)通過這個間隙而向外泄漏。

泄漏原因及解決措施根據(jù)聚丙烯裝置機械密封的使用和維修情況，機械密封的泄漏原因主要有5 個。

2.1 軸向力和軸向竄動量的影響

在機械密封的工作過程當中，一定要確定比壓值和軸向竄動量在一個穩(wěn)定的范圍之內(nèi)，軸向竄動量一定要小于等于0.5 mm，這樣才能確保機械密封的一個順利的運轉(zhuǎn)和運行。

如果說平衡裝置的設(shè)計以及選型非常不合理的話，軸向力就不能平衡，或者說軸向竄動量很大的話，也都會影響機械的密封裝置，這樣就會進一步造成聚丙烯裝置的介質(zhì)泄漏。

2.2 輔助設(shè)施出現(xiàn)故障

如果在機械密封摩擦之間如果有顆粒，就非常容易造成表面和溝槽的距離，出現(xiàn)介質(zhì)的嚴重泄漏。如果在工作的當中不能帶走斷面的摩擦熱，就會加快的磨擦和磨損，導(dǎo)致介質(zhì)嚴重泄漏。

2.3 安裝質(zhì)量的相關(guān)問題

安裝環(huán)節(jié)是機械密封的重要環(huán)節(jié)，安裝的質(zhì)量直接關(guān)乎著機械密封的正常運行，安裝的質(zhì)量問題主要出現(xiàn)在動靜環(huán)摩擦、偏斜及輔助密封圈，因此，安裝的技術(shù)人員要特別注意這些環(huán)節(jié)。

2.4 輔助密封圈的壓緊力不當

動靜環(huán)摩擦的偏斜是特別容易出現(xiàn)的問題，這種偏斜常常出現(xiàn)在安裝的過程中，主要是由于接觸面上的壓力不均衡造成的嚴重摩擦，從而破壞了液膜導(dǎo)致了介質(zhì)的嚴重泄漏，因此，這就需要現(xiàn)場的安裝人員一定要嚴格按照安裝流程進行操作，安裝人員還要對安裝中的誤差進行測量，這樣更有利于保證安裝的質(zhì)量。另外一方面，密封圈如果選擇的不合理，也會造成介質(zhì)的泄漏。例如：輔助密封圈表面不完整、有裂紋、大小不適等，都會造成介質(zhì)的泄漏。因此，選擇密封圈時一定要根據(jù)實際情況，如根據(jù)壓力的大小去選擇輔助密封圈的硬度等。

2.5 動、靜環(huán)摩擦副的偏斜

動、靜環(huán)摩擦副的偏斜這種現(xiàn)象會直接導(dǎo)致接觸的地方的壓力會不均勻而產(chǎn)生偏差，這種偏差會損壞液膜，從而導(dǎo)致泄漏。這就要求安裝人員在安裝時，一定要按照標準嚴格的測量垂直度，同時還要注意測量同軸度的誤差測量。

3 聚丙烯裝置3 臺關(guān)鍵設(shè)備的機械密封

機械密封又可分為2 類，分別為端面密封和軸向力的密封。機械密封的基本結(jié)構(gòu)一般分為4 種。

3.1 循環(huán)氣壓縮機干氣密封

聚丙烯裝置3 臺關(guān)鍵設(shè)備機械密封一般分為三級：第一級是隔離反應(yīng)循環(huán)和密封腔，而第二級密封就可以立刻起到密封的作用，避免工藝氣泄漏和介質(zhì)泄漏，第三級密封其實就是迷宮密封，在迷宮密封中射入氮氣，能有效避免軸承箱里的潤滑油進入二級密封，防止二級密封泄漏的工藝軸承箱通過呼吸而排進大氣。

干起密封和普通機械密封的結(jié)構(gòu)基本相同，主要區(qū)別在于一些密封中的動環(huán)加工。在壓縮機運行時，一些介質(zhì)會進入淺槽中、擠壓氣體，這時可以在聚丙烯的機械密封環(huán)的之間慢慢形成一些局部高壓區(qū)，形成密封作用。

正常工況下，主密封氣采用氣相丙烯氣體，在壓力的作用下氣相丙烯會產(chǎn)生細粉和一些催化劑的反應(yīng)，將一級密封逐漸隔離，避免攜帶的樹脂或粉末傷害到機械密封表面，使密封在清潔的環(huán)境下進行。在循環(huán)氣壓縮機運行過程中，一定要保證主密封氣流的穩(wěn)定，否則將密封改變?yōu)楦邏旱木频獨狻?/p>

聚丙烯裝置的循環(huán)氣壓縮機在開機和停止的過程當中，非常容易造成工作中的粉料或其他雜物進入密封面內(nèi)部，還有動靜環(huán)之間的非常猛烈運動也會造成劇烈摩擦，導(dǎo)致裝置密封面嚴重損壞。為了解決這一問題，裝置應(yīng)該制定一些防范和預(yù)防的措施。

（1）嚴格強化壓縮機啟動和停止的操作管理范圍，還要制定嚴格的干氣密封的機械設(shè)備以及切換方案。干氣密封持久保持在大于或等于工藝氣壓力0.2 MPa 以上，才能防止工藝氣中的粉料或雜物進入機械密封面。

（2）為了預(yù)防氣相內(nèi)丙烯發(fā)生液化現(xiàn)象，一定要嚴格檢查管線和電伴熱等。在原有丙烯密封氣里面加一些火柜線，也可以防止丙烯密封氣液化。

（3）要加強聚丙烯機械密封器系統(tǒng)的維修與維護，每過一段時間就要更換密封器的過濾器，保證密封器內(nèi)干凈、清潔。

3.2 丙烯進料汞串聯(lián)機封

聚丙烯裝置的丙烯進料汞采用的是一種大型公司生產(chǎn)的高速汞，在高速汞的一級、二級密封內(nèi)共同完成對汞的一些密封。一級和二級里面形成的密封腔內(nèi)有一些礦物油作為些密封的液體，如果一級的密封慢慢失效，丙烯會沿著密封液的油罐慢慢回流、排入火柜系統(tǒng)中，而密封油罐受到壓力就會產(chǎn)生高報，高速汞就會連鎖停車。如果二級密封也失效時，密封油就會通過二級和三級的密封腔內(nèi)向外泄漏。密封液為白礦物質(zhì)油，可以通過觀察密封油罐液位來確定密封受損情況。還有，三級密封是增速箱密封，增速箱失效時它的顏色會較深，潤滑油會通過二級和三級密封腔內(nèi)快速流出。

在高速汞機封損壞的通常情況下，每一個動靜環(huán)之間會過渡磨損，有一些情況因為O 形密封圈里面的損壞而導(dǎo)致機械密封的泄漏，是因為在高速汞輸送介質(zhì)是易燃易爆的液相丙烯，所以應(yīng)該多加關(guān)注汞的運行情況，平常一定要根據(jù)高速汞的維護周期對機封進行更換，防止出現(xiàn)機封過渡磨損而導(dǎo)致介質(zhì)大量泄漏的現(xiàn)象。

3.3 擠壓機用螺桿密封

聚丙烯裝置采用的是德國公司提供的大型擠壓機。它為雙螺桿同向旋轉(zhuǎn)，螺桿密封位于螺桿動力輸入側(cè)的第一段筒體。為防止筒體內(nèi)的粉料和雜質(zhì)泄漏，采用雙螺面密封結(jié)構(gòu)。

4 結(jié)束語

聚丙烯在市場上的性價比比較高，但其在生產(chǎn)過程中容易發(fā)生介質(zhì)泄漏，污染環(huán)境，甚至發(fā)生爆炸、對人身造成傷害，所以對聚丙烯密封的要求比較嚴格。密封后還要進行二次密封，才能達到完全密封的效果，否則也有可能造成介質(zhì)泄漏。聚丙烯裝置存在軸向力和軸向竄動量的影響、輔助設(shè)施出現(xiàn)的故障、安裝質(zhì)量等問題，解決這些問題就成為了塑料行業(yè)當前所要做的重點。只有解決這些問題，才能更好地推動塑料行業(yè)的發(fā)展，同時推動我國國民經(jīng)濟的發(fā)展。