機(jī)泵機(jī)械密封泄漏的原因及處理方案探討

田成海

（大慶石化公司煉油廠，黑龍江 大慶 163711）

石油化工行業(yè)的飛速發(fā)展推動了生產(chǎn)工藝的革新和設(shè)備的升級換代，作為核心化工設(shè)備的機(jī)泵，在整個石油化工生產(chǎn)體系中有著不可替代的作用，在諸多生產(chǎn)環(huán)節(jié)中都有著機(jī)泵的身影。如果機(jī)泵運(yùn)行發(fā)生故障，那么，石油化工生產(chǎn)鏈條無疑會受到影響，機(jī)械密封是對機(jī)泵的一種動態(tài)保護(hù)，根據(jù)機(jī)械內(nèi)部各個元件之間力的相互作用，實(shí)現(xiàn)機(jī)泵的平衡密封效果，保證機(jī)泵的運(yùn)行安全和穩(wěn)定。但長時(shí)間的負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)以及高腐蝕高壓強(qiáng)的工作環(huán)境，機(jī)泵機(jī)械密封難免會發(fā)生泄漏狀況，各企業(yè)需要高度重視機(jī)泵的機(jī)械密封泄漏原因，并制定針對性的處理方案，做好機(jī)泵的日常維護(hù)和管理工作。

1 機(jī)泵機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)原理分析

機(jī)泵是石油化工生產(chǎn)體系中的核心構(gòu)件，發(fā)揮著重要的動力支持作用，多種類型的機(jī)泵應(yīng)用在了石油化工生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，其運(yùn)轉(zhuǎn)也是維持石油化工生產(chǎn)穩(wěn)定的主要動力來源。機(jī)泵與原油或者其他類型的石油化工產(chǎn)品保持著密切的接觸狀態(tài)，高腐蝕、高溫高壓以及高強(qiáng)度的工作環(huán)境無疑會對機(jī)泵內(nèi)部的運(yùn)行系統(tǒng)造成損害，因此采用機(jī)械密封的方式保護(hù)機(jī)泵內(nèi)部結(jié)構(gòu)。機(jī)械密封是利用力的相互作用平衡原理，讓彈性元件和介質(zhì)之間保持力的平衡狀態(tài)，彈性元件的彈力與介質(zhì)的軸向作用力相互抵消，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)泵的機(jī)械密封效果。隨著機(jī)泵應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，石油化工生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)都需要機(jī)泵的動力支持和保障，機(jī)泵機(jī)械密封的類型也不斷豐富，小彈簧機(jī)械密封和波紋管機(jī)械密封是最主要的機(jī)械密封方式，但隨著機(jī)泵運(yùn)行時(shí)間的增加，機(jī)械密封泄漏也無可避免地發(fā)生，動環(huán)端面位置、靜環(huán)端面位置、動靜環(huán)端面與密封圈位置、軸套與動環(huán)之間等位置是泄漏發(fā)生的高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)，需要重視，對泄漏發(fā)生原因分析，制定針對性的處理方案，保證機(jī)泵運(yùn)行的穩(wěn)定和安全。

本文中的機(jī)泵是石油化工生產(chǎn)體系中加氫裂化裝置中的熱油泵，機(jī)泵長期處于高溫高壓的工作環(huán)境，其運(yùn)行狀況直接影響油氣分離效果以及油氣產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。汽油、柴油和尾油是加氫裂化裝置產(chǎn)生的主要產(chǎn)品，熱油泵在此過程中出現(xiàn)機(jī)械密封泄漏狀況，無疑會影響相應(yīng)油產(chǎn)品的質(zhì)量和油氣生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定，要想保證機(jī)泵機(jī)械的密封效果，就需要根據(jù)相關(guān)的安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，對熱油泵的機(jī)械密封進(jìn)行定期維護(hù)和更換，規(guī)范操作人員的工作流程和行為，降低機(jī)泵機(jī)械密封的發(fā)生率。

2 機(jī)泵機(jī)械密封泄漏的原因分析

本文結(jié)合自身多年的工作經(jīng)驗(yàn)，將機(jī)泵機(jī)械密封泄漏的原因歸納為以下幾方面。

2.1 機(jī)泵機(jī)械密封的設(shè)備質(zhì)量不合格

如果機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量不合格，那么無疑會造成機(jī)泵機(jī)械密封泄漏，進(jìn)而影響石油化工生產(chǎn)活動的順利開展，只有確保機(jī)械設(shè)備自身的質(zhì)量，才能夠有效地降低機(jī)械密封泄漏的發(fā)生概率。智能化和自動化已成為石油化工行業(yè)發(fā)展的主流趨勢，越來越多的機(jī)械設(shè)備應(yīng)用到石油化工生產(chǎn)中，機(jī)泵等機(jī)械設(shè)備類型逐漸多元化，在石油化工生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)都可以看到機(jī)泵的身影，各環(huán)節(jié)的生產(chǎn)活動都依賴機(jī)泵提供的動力，而機(jī)泵運(yùn)行故障大多來源于機(jī)械密封泄漏導(dǎo)致的機(jī)械設(shè)備故障。機(jī)泵機(jī)械設(shè)備質(zhì)量不合格，降低了機(jī)泵對于高溫高壓環(huán)境的抵抗力。機(jī)泵機(jī)械密封設(shè)備制造商的資質(zhì)欠缺、生產(chǎn)工藝水平不足、機(jī)械密封處理材料的質(zhì)量不合格都是造成機(jī)泵機(jī)械密封泄漏的主要原因。

2.2 操作人員的不規(guī)范操作導(dǎo)致的密封泄漏

機(jī)泵作為石油化工生產(chǎn)的動力來源，每次系統(tǒng)的啟動和停止都要嚴(yán)格按照相應(yīng)的生產(chǎn)和操作規(guī)范，避免不規(guī)范操作對機(jī)泵系統(tǒng)造成損害。但隨著石油化工行業(yè)的發(fā)展，諸多崗位上的操作人員缺少足夠的專業(yè)操作經(jīng)驗(yàn)，對于機(jī)泵系統(tǒng)的操作不夠熟練，例如，不規(guī)范的啟動和停止操作給機(jī)泵機(jī)械密封造成了嚴(yán)重的損害，離心力過大或者摩擦過于嚴(yán)重，都會導(dǎo)致機(jī)泵機(jī)械密封泄漏。其他不規(guī)范的操作行為也會對機(jī)泵運(yùn)行的穩(wěn)定和安全造成影響，需要對工作人員的操作行為進(jìn)行嚴(yán)格的規(guī)范。

2.3 缺少完善的檢修和維護(hù)機(jī)制導(dǎo)致的泄漏

石油化工企業(yè)的運(yùn)營時(shí)間較長，社會的生產(chǎn)以及居民的生活對石油化工產(chǎn)品的需求量十分驚人，只有石油化工行業(yè)高負(fù)荷的運(yùn)轉(zhuǎn)生產(chǎn)才能夠滿足社會生產(chǎn)以及居民生活對油氣產(chǎn)品的需求。這一環(huán)境下，石油化工企業(yè)的機(jī)泵長期處于高負(fù)荷高強(qiáng)度的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，只有對機(jī)泵機(jī)械密封裝置和設(shè)備進(jìn)行定期的維護(hù)和檢修，對故障零構(gòu)件進(jìn)行更換以及升級，保證機(jī)泵機(jī)械密封的穩(wěn)定性。但當(dāng)前市場上大多數(shù)的石油化工企業(yè)忽視了對機(jī)泵機(jī)械密封穩(wěn)定性的重視，缺少足夠完善的檢修和維護(hù)機(jī)制，部分企業(yè)甚至從未對機(jī)泵機(jī)械密封狀況進(jìn)行檢修過，只有機(jī)泵故障后才進(jìn)行更換，這無疑造成了油氣資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，同時(shí)降低了石油化工產(chǎn)品的質(zhì)量。

2.4 機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成的磨損導(dǎo)致的泄漏

機(jī)泵屬于石油化工生產(chǎn)體系中的動力設(shè)備，它發(fā)揮著重要的動力支持和能量轉(zhuǎn)化作用，無論是原油的開采，還是油氣的加工生產(chǎn)，都需要借助各種類型的機(jī)泵設(shè)備。機(jī)泵與原油之間的接觸過于密切，同時(shí)機(jī)泵的工作周期較長，貫穿石油化工生產(chǎn)的全過程，在此過程中，機(jī)泵與原油或者其他產(chǎn)品保持著密切的接觸狀態(tài)，機(jī)泵自身的軸承和齒輪、端面發(fā)生高速摩擦，密封圈、動力環(huán)以及軸承等零部件之間發(fā)生的摩擦也會對設(shè)備自身的性能造成影響，而機(jī)泵機(jī)械密封原理是依靠機(jī)械元件和介質(zhì)之間的力的平衡原理，設(shè)備正常的運(yùn)轉(zhuǎn)也會對機(jī)泵機(jī)械密封造成影響，當(dāng)磨損程度超出機(jī)械密封裝置承載極限后，機(jī)泵機(jī)械密封泄漏隨之發(fā)生。機(jī)械裝置磨損導(dǎo)致的密封泄漏是無法避免的，只能通過潤滑劑、化學(xué)藥劑以及零部件更換等方式延長機(jī)泵機(jī)械密封周期。

2.5 熱損傷以及沖洗液溫度過高導(dǎo)致的機(jī)械密封泄漏

以加氫裂化裝置機(jī)泵為例，機(jī)泵機(jī)械密封裝置長期處于高溫高壓的工作環(huán)境下，外部的高溫導(dǎo)致氫元素在機(jī)泵機(jī)械裝置中的反應(yīng)更劇烈，加氫裂化裝置內(nèi)部的損壞程度也不斷提升，機(jī)泵機(jī)械密封泄漏也隨之發(fā)生。在加氫裂化裝置運(yùn)行過程中，石油化工企業(yè)一般采用合成樹脂浸泡石墨環(huán)的方式來降低機(jī)泵機(jī)械密封裝置的損耗，保證機(jī)泵機(jī)械密封效果。但隨著機(jī)泵運(yùn)行時(shí)間的增長和溫度的提升，超過200℃后合成樹脂逐漸分解，石墨環(huán)損傷不斷加劇，導(dǎo)致機(jī)泵機(jī)械密封泄漏。此外，化學(xué)藥劑腐蝕也會導(dǎo)致機(jī)泵機(jī)械密封泄漏，尤其是加氫裂化裝置機(jī)泵，在運(yùn)行過程中氫元素在原油中發(fā)生劇烈反應(yīng)，消除原油中的硫元素和碳元素，一旦遇到腐蝕性介質(zhì)，那么就會對機(jī)械密封裝置造成嚴(yán)重的破壞。另外，則是沖洗液溫度過高，影響加氫裂化裝置的冷卻效果以及加速了石墨環(huán)的分解速度，導(dǎo)致機(jī)泵機(jī)械密封的泄漏。

3 機(jī)泵機(jī)械密封泄漏的處理方案

機(jī)泵機(jī)械密封的穩(wěn)定狀況無疑會對石油化工生產(chǎn)造成影響，為保證石油化工生產(chǎn)的穩(wěn)定和安全，需要根據(jù)機(jī)泵機(jī)械密封泄漏發(fā)生的原因制定針對性的處理方案，降低機(jī)械密封泄漏的發(fā)生率。

3.1 嚴(yán)格把控機(jī)泵機(jī)械密封材料的質(zhì)量審核，保證機(jī)泵機(jī)械密封穩(wěn)定效果

對于機(jī)泵機(jī)械密封裝置而言，密封材料的質(zhì)量會直接影響機(jī)泵的運(yùn)行安全，根據(jù)機(jī)泵運(yùn)輸?shù)慕橘|(zhì)選擇適當(dāng)?shù)拿芊獠牧希梢赃_(dá)到事半功倍的效果，如果密封材料和介質(zhì)之間相互反應(yīng)或者性質(zhì)相互排斥，那么無疑會降低機(jī)泵機(jī)械密封裝置的壽命。對于機(jī)泵機(jī)械密封裝置而言，樹脂石墨、碳化硅以及硬質(zhì)合金是最適當(dāng)?shù)拿芊獠牧希唧w的密封材料需要根據(jù)機(jī)泵的運(yùn)行環(huán)境、溫度壓強(qiáng)、化學(xué)腐蝕元素、材料的抗摩擦抗腐蝕性能、材料的剛度強(qiáng)度以及使用年限等諸多因素來確定。嚴(yán)格把控機(jī)泵機(jī)械密封材料的審核環(huán)節(jié)，進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)M，保證機(jī)泵機(jī)械密封穩(wěn)定效果。在機(jī)泵機(jī)械密封裝置的運(yùn)行過程中做好相應(yīng)的監(jiān)督管理工作，對于彈簧裝置、密封圈和軸承等構(gòu)件的磨損和使用程度進(jìn)行監(jiān)控，評估密封裝置材料的具體性能，并對其進(jìn)行改進(jìn)，不斷完善機(jī)械密封裝置。

3.2 對機(jī)泵機(jī)械密封裝置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，規(guī)范工作人員的操作流程

機(jī)泵機(jī)械密封裝置是石油化工行業(yè)發(fā)展的必然產(chǎn)物，也是保證石油化工生產(chǎn)活動順利開展，提高油氣產(chǎn)品質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。隨著石油化工企業(yè)智能化和自動化程度的不斷提升，機(jī)械設(shè)備在石油化工生產(chǎn)中的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)都體現(xiàn)了機(jī)泵機(jī)械密封裝置的作用，當(dāng)機(jī)泵機(jī)械密封裝置處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，彈簧和介質(zhì)保持相互作用的狀態(tài)，力的相互作用使得機(jī)械密封裝置保持密閉狀態(tài)，動環(huán)和靜環(huán)緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了互補(bǔ)效果。但隨著石油化工行業(yè)的不斷發(fā)展，機(jī)泵機(jī)械密封裝置也需要不斷優(yōu)化，其設(shè)計(jì)會直接影響石油化工生產(chǎn)效果，結(jié)合介質(zhì)以及石油化工企業(yè)的發(fā)展，對裝置進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化完善。同時(shí)，對工作人員的操作進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)范，降低裝置啟停對機(jī)械密封裝置造成的損耗和危害，有效延長機(jī)泵機(jī)械密封裝置的使用壽命。

3.3 制定完善的機(jī)泵機(jī)械密封檢修和養(yǎng)護(hù)機(jī)制，建立機(jī)械密封管理團(tuán)隊(duì)

機(jī)泵作為石油化工生產(chǎn)體系中的重要設(shè)備，其運(yùn)轉(zhuǎn)的安全和穩(wěn)定會直接影響石油化工企業(yè)的效益和產(chǎn)品質(zhì)量，為增強(qiáng)石油化工企業(yè)的綜合實(shí)力，就需要加強(qiáng)石油化工企業(yè)的內(nèi)部管理和控制，特別是完善的機(jī)泵機(jī)械密封裝置檢修維護(hù)機(jī)制的建立，強(qiáng)化機(jī)泵設(shè)備的管理和維護(hù)，降低機(jī)泵機(jī)械密封裝置的損耗和泄漏風(fēng)險(xiǎn)。石油化工企業(yè)管理的信息化水平不斷上升，機(jī)泵機(jī)械密封管理同樣需要借助信息技術(shù)手段開展，圍繞石油化工的生產(chǎn)運(yùn)行構(gòu)建完整的監(jiān)控管理系統(tǒng)，對機(jī)泵機(jī)械密封裝置的運(yùn)行裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督，打造專門的機(jī)泵機(jī)械密封管理團(tuán)隊(duì)，定期對機(jī)泵機(jī)械密封裝置的運(yùn)行狀況進(jìn)行檢修與維護(hù)，更換各種故障的零部件，對重要的零構(gòu)件進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，保證機(jī)泵機(jī)械密封的穩(wěn)定性。

3.4 改進(jìn)機(jī)泵機(jī)械密封裝置的安裝和操作，降低機(jī)械的損耗程度

機(jī)泵機(jī)械密封裝置的安裝和操作也會影響機(jī)泵機(jī)械密封的泄漏發(fā)生概率和穩(wěn)定狀況，因此，需要對機(jī)泵機(jī)械密封裝置的安裝和操作進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，規(guī)范操作和安裝人員的行為，提高機(jī)械密封裝置的穩(wěn)定性，降低泄漏發(fā)生概率。工作人員在進(jìn)行機(jī)泵機(jī)械密封裝置的安裝和 ※※操作時(shí)，需要嚴(yán)格按照相關(guān)的安全生產(chǎn)條例和規(guī)范，保證機(jī)泵機(jī)械密封裝置符合石油化工生產(chǎn)的需求，可以應(yīng)對復(fù)雜的工作環(huán)境。加強(qiáng)對工作人員的專業(yè)培訓(xùn)，確保相關(guān)工作人員掌握機(jī)泵機(jī)械密封裝置的工作原理、安裝和操作的規(guī)范、常見故障的維修和檢修，對機(jī)泵機(jī)械密封裝置進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，保證石油化工企業(yè)的效益。

3.5 改進(jìn)沖洗管理方案，降低化學(xué)藥劑對機(jī)械密封裝置的損耗

機(jī)泵機(jī)械密封泄漏發(fā)生是多方面因素共同導(dǎo)致的結(jié)果，無論是機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量問題、正常運(yùn)轉(zhuǎn)導(dǎo)致的磨損，還是化學(xué)試劑的腐蝕以及操作人員的不規(guī)范操作，都會導(dǎo)致機(jī)泵機(jī)械密封泄漏，影響到石油化工生產(chǎn)的順利進(jìn)行。對于加氫裂化裝置中的熱油泵而言，化學(xué)藥劑的沖洗效果是影響機(jī)泵機(jī)械密封裝置安全和穩(wěn)定的重要因素，因此，需要根據(jù)機(jī)泵中的介質(zhì)以及外部工作環(huán)節(jié)，對現(xiàn)有的沖洗方案進(jìn)行改進(jìn)，合理調(diào)配沖洗液，降低化學(xué)藥劑對機(jī)械密封裝置的損耗和危害，進(jìn)而延長機(jī)泵機(jī)械密封裝置的使用壽命和周期。

4 結(jié)語

機(jī)泵機(jī)械密封泄漏是影響石油化工生產(chǎn)穩(wěn)定的重要因素，隨著石油化工生產(chǎn)智能化和自動化程度的不斷提高，機(jī)泵機(jī)械密封水平也隨之提升，為了降低機(jī)械的密封泄漏發(fā)生概率，保證石油化工生產(chǎn)的穩(wěn)定性，就需要對機(jī)泵機(jī)械密封泄漏原因進(jìn)行詳細(xì)的分析，制定正確的處理方案。做好機(jī)泵機(jī)械密封的日常維護(hù)和檢修工作，規(guī)范操作人員的行為和流程，嚴(yán)格把控機(jī)泵機(jī)械密封裝置的質(zhì)量管理，優(yōu)化機(jī)泵機(jī)械密封裝置安裝操作，對機(jī)械密封進(jìn)行優(yōu)化升級，切實(shí)保證機(jī)泵機(jī)械密封的穩(wěn)定性和安全性。