简析化工机械密封泄漏的原因及其防治

简析化工机械密封泄漏的原因及其防治

王晓旋

山东扬子化工有限公司山东滕州277500

摘要：化工企业日常运行生产需要采用一系列化工机械，据相关统计数据显示，化工设备机械密封泄漏所导致设备的损坏约占到了设备因其它原因引发故障的一半，为了有效确保化工设备的长期有效运行，因此必须确保机械密封的可靠性及耐久性。基于此，本文简述了机械密封的工作原理，对化工机械密封泄漏原因及其防治策略进行了简要分析。

关键词：机械密封；工作原理；化工机械；类型；泄漏原因；防治策略；

1.机械密封的工作原理

机械密封的工作原理主要表现为：轴通过传动座与推环带动动环旋转，静环则保持不动，在弹簧弹力和介质压力共同的作用之下，动静环之间的密封断面紧密配合，从而达到密封包装介质的不泄漏。弹簧的推动能够对摩擦副的磨损产生一定的补偿。动环O型密封圈保障了动环和轴之间介质通过不产生泄漏，而防止介质沿静环与压盖间的泄漏通过静环的O型密封圈来实现。

2.化工企业常用的化工机械设备类型分析

化工企业常用的化工机械设备主要有：

2.1压力容器等静态类设备。压力容器等静态设备是一种在化工企业中常用的设备类型，其主要是静止容器和设备。静态类设备机械运作较少，但是这并不影响其作为化工企业产品机械化运作的主要工作地位。

2.2运转类设备。运转类设备主要是进行运动的机械。目前我国化工机械设备基本已由传统人工操作模式转变为现代远程自动化控制模式，极大的提高了生产效率，有助于化工机械设备的正常稳定运行。

3.化工机械密封泄漏的主要原因分析

3.1安装原因。化工机械在运转时，因为憋压、气蚀以及抽空等异常现象会产生较大的轴向力，进而导致动静环接触面分离；对于安装机械密封时所造成的压缩量较大，也会导致摩擦副端面产生较为严重的损伤和磨损；动环密封圈过紧，弹簧将对动环的轴向浮动量无法进行调整；设计时常会发生选型失误，密封材质的冷压缩较大或者是密封端面比压较低等等；静态密封圈较松。当动环的轴向浮动时，静环就可能会脱离静环座；在工作的介质中，如果有颗粒状态的物质，在运转的过程中就会进入到摩擦副端面上，进而对动静环的密封断面造成损伤。

3.2化学腐蚀原因。化工生产过程中，炼油设备中存在着多种腐蚀物质，密封接触到腐蚀性的介质，就会产生相应的表面上的腐蚀，甚至会在表面的各处产生剧烈的腐蚀点，形成点蚀。在金属的表面所产生腐蚀会深入到金属的内部去，从而加剧破坏，最终导致断裂的出现，可见腐蚀危害的严重性。因为密封件比主机的零件要小得多，并且更加的精密，因此，普遍必须要采用比主机更加具有耐腐蚀的材料。压力、温度以及滑动的速度都能够使得腐蚀的速度加快，密封件的腐蚀率随着温度的升高也会呈现指数规律的增加。处理强腐蚀流体时，要采用双端面的密封。

3.3过热损伤原因。化工机械如果过热可能会导致密封副变形甚至是产生磨损。通常因为过大的热应力所导致的密封环表面出现裂纹，就被称之为热裂。短时间内，在热负荷或者是机械负荷就会出现热烈的现象，例如由于冷却系统中断或者是干摩擦等产生热裂现象时，就会使密封环的磨损加剧，导致泄漏量的迅速增加。为了能够避免出现热裂的情况。就应该要掌握一定的物理和机械性能知识，在对机械密封进行设计的时候，要对可能产生热裂的情况进行综合的考虑，同时要设定其运转的条件。介质的润滑性能较差、操作温度过高、配对材料缎合不当以及过载等不当的组合因素。如果摩擦热不能够及时的散发，就可能会产生热裂纹，导致接卸密封出现泄漏。

3.4长期磨损原因。机械磨损将破坏密封副的正常配合，当端面出现一定的磨损，传动轴每转一转密封件都要作轴向位移和径向摆动。根据磨损痕迹可以判断运动和磨损情况，也可以确定密封泄漏的原因。例如，密封副磨损痕迹均匀，各零件的配合良好，这就说明传动部分的同轴度良好。这时密封端面产生的泄漏，可能不是由密封本身问题引起的。若泄漏量为常数，就意味着泄漏不是发生在两端面之间，有可能发生在其他部位上，如静密封处。再如，密封开始使用时就泄漏，且观察不到摩擦端面磨损痕迹，可能是旋转环相对于静止环不旋转或打滑，其原因可能是防转销松脱或折断，或是底座的孔径小于密封件的外径，由于安装不到位所致。

4.化工机械密封泄漏的防治策略

4.1加强化工机械密封的科学设计。当动环与静环的密封面处于工作状态时，将会持续产生热量，会致使密封装置的温度不断上升，若不能在短时间降低热量，就会导致动环间的液体产生汽化现象，进而引发液膜被破坏并发生磨损。同时，温度的不断升高也会造成密封元件变形以及加速老化，因此密封装置若长时间处于高温状态将会很快失效。为此，必须从源头上对此类现象进行预防，要求设计人员在设计过程中应充分考虑机械密封装置在不同得工作环境中应采取相对适宜的冷却策略。

4.2规范安装控制。通过预防随机干扰和改变环境来保证密封的可靠，消除了随机的密封失效，而密封件和设备的安装差错就很容易产生密封失效。安装过程中要控制误差，避免造成震动，轴和壳体的不合理相对运动就会造成损害，因此必须保证正确的装配公差、轴的合适表面粗糙度、正确的尺寸、仔细的测量等。具体实施过程中首先要，做好安装前准备工作。安装前检查机械密封各元件是否有损坏，特别是动环和静环的密封端面是否碰伤，如发现损坏时，需进行返修或更换新的零件。各密封元件需用汽油或煤油清洗干净，保持各元件表面无灰尘、异物。其次在装配过程中尽量保持清洁，保证密封端面不被划伤，在轴和轴套表面、压盖、密封圈配合面等处涂抹润滑油避免干摩擦，最后注意安装的顺序。

4.3严格操作维护。如化工机械在运转过程中泄露量猛增，应即刻停车检查。检查动环、静环密封端面的磨损情况与表面质量的变化；检查动环、静环的辅助密封圈的安装位置是否正确；检查密封腔体内是否混入固体杂质，传动座内是否充满了杂质，影响动环的轴向浮动和弹簧的补偿；检查紧定螺钉是否松动，是否影响机械密封的正常工作状态；检查固定端盖的螺钉是否松动，而引起密封端盖的偏斜；检查泵的轴向窜动和径向振动是否超过使用的技术要求；若是装轴套的情况，检查轴套与轴之间的密封是否损坏，位置是否正确；检查密封体内有无密封液循环，机械密封是否处于干摩擦状态。

4.4及时检查维修。首先应定期对设备检查监控，并注意装配机械密封时，保证轴向窜动量小于0.1mm，辅助密封与轴的过盈量保持适中，并在径向密封的前提下，保证动环在轴上能灵活移动；其次是始终保持油室腔内润滑油量高于动环与静环的密封面，注意定期检查；第三是必须按照维修标准规程进行维修，避免转子周期性振动现象导致机械密封泄露的发生；最后是确保下端盖、油室的清洁程度，严禁装配不清洁的润滑油，按照不同的使用介质采用相对应的结构机械密封，对于腐蚀性介质，橡胶可采用耐弱酸、弱碱的氟橡胶，机械密封静环须加防转销。

结束语

综上所述，化工生产过程中有一些易腐蚀以及易燃易爆等介质的存在，长期影响着化工机械，并会导致化工机械密封出现泄漏问题，其不但直接影响着机械设备的正常运转，还会引发重大的安全事故，因此为了保障化工机械设备的正常运行，必须加强对化工机械密封泄漏的原因及其防治进行分析。

参考文献：

[1]陈有军.化工机械密封的泄露问题与对策研究[J].科技展望，2016

[2]付明明.化工机械设备检修中的常见问题以及解决措施[J].化工管理，2017

[3]戴思美.简析化工机械密封泄漏的原因及其策略[J].中国化工贸易，2017