化工过程中的机械密封技术与泄漏监测

化工过程中的机械密封技术与泄漏监测

仇传宝

654222199612273910

摘要：化工泵的机械密封部件设计基于两个相对滑动的环形密封面，这对环形密封面包括一个静止的环面和另一个能够均匀旋转的环面，这两个环面能够保持一个连续且稳定的相对运动关系，并通过维持两环之间的轴向缝隙来实现密封功能，这就是所谓的机械密封的工作原理。在常规操作中，为了维护这种密封效果，化工泵的机械密封依赖旋转的动环与静止的静环之间的相对稳定运动，还需要密封部件和压力组件之间的配合工作。

关键词：化工；机械密封技术；泄漏监测

引言

石油化工行业的飞速发展推动了生产工艺的革新和设备的升级换代，作为核心化工设备的机泵，在整个石油化工生产体系中有着不可替代的作用，在诸多生产环节中都有着机泵的身影。如果机泵运行发生故障，那么，石油化工生产链条无疑会受到影响，机械密封是对机泵的一种动态保护，根据机械内部各个元件之间力的相互作用，实现机泵的平衡密封效果，保证机泵的运行安全和稳定。

1机械密封的结构原理分析

机泵是石油化工生产体系中的核心构件，发挥着重要的动力支持作用，多种类型的机泵应用在了石油化工生产的各个环节，其运转也是维持石油化工生产稳定的主要动力来源。机泵与原油或者其他类型的石油化工产品保持着密切的接触状态，高腐蚀、高温高压以及高强度的工作环境无疑会对机泵内部的运行系统造成损害，因此采用机械密封的方式保护机泵内部结构。机械密封是利用力的相互作用平衡原理，让弹性元件和介质之间保持力的平衡状态，弹性元件的弹力与介质的轴向作用力相互抵消，进而实现机泵的机械密封效果。随着机泵应用范围的不断扩大，石油化工生产的各个环节都需要机泵的动力支持和保障，机泵机械密封的类型也不断丰富，小弹簧机械密封和波纹管机械密封是最主要的机械密封方式，但随着机泵运行时间的增加，机械密封泄漏也无可避免地发生，动环端面位置、静环端面位置、动静环端面与密封圈位置、轴套与动环之间等位置是泄漏发生的高风险地区，需要重视，对泄漏发生原因分析，制定针对性的处理方案，保证机泵运行的稳定和安全。

2化工过程中的机械密封技术与泄漏监测

2.1合理选择原材料

在选择化工泵材料时，应优先考虑硫含量较高的类型，同时摩擦副材料需选用硬度和耐磨性卓越的碳化硅或氮化硅，它们的高密度、低热膨胀系数确保长期运作中机械密封的稳定性和耐久性。碳化硅具备的耐磨和耐高温特性使其在极端工况下维持性能，氮化硅则因高热导率和低热膨胀率而优于其他材料，适应快速温度变化及热冲击。选择防腐蚀性更强的金属材料对化工泵的长期耐用性有着决定性影响，合金元素如钛和镍可在材料中形成保护膜，极大提升化学泵的使用寿命。通过对材料耐腐蚀、耐磨和耐温性能的深入分析与测试以及考虑泵输送介质的特性，选择最适宜的原材料对预防泄漏具有直接且显著的效果。

2.2规范工作人员的操作流程

机泵机械密封装置是石油化工行业发展的必然产物，也是保证石油化工生产活动顺利开展，提高油气产品质量的重要环节。随着石油化工企业智能化和自动化程度的不断提升，机械设备在石油化工生产中的应用范围不断扩大，各个生产环节都体现了机泵机械密封装置的作用，当机泵机械密封装置处于运行状态时，弹簧和介质保持相互作用的状态，力的相互作用使得机械密封装置保持密闭状态，动环和静环紧密结合，实现了互补效果。但随着石油化工行业的不断发展，机泵机械密封装置也需要不断优化，其设计会直接影响石油化工生产效果，结合介质以及石油化工企业的发展，对装置进行持续优化完善。同时，对工作人员的操作进行严格规范，降低装置启停对机械密封装置造成的损耗和危害，有效延长机泵机械密封装置的使用寿命。

2.3建立机械密封管理团队

机泵作为石油化工生产体系中的重要设备，其运转的安全和稳定会直接影响石油化工企业的效益和产品质量，为增强石油化工企业的综合实力，就需要加强石油化工企业的内部管理和控制，特别是完善的机泵机械密封装置检修维护机制的建立，强化机泵设备的管理和维护，降低机泵机械密封装置的损耗和泄漏风险。石油化工企业管理的信息化水平不断上升，机泵机械密封管理同样需要借助信息技术手段开展，围绕石油化工的生产运行构建完整的监控管理系统，对机泵机械密封装置的运行装置进行实时监督，打造专门的机泵机械密封管理团队，定期对机泵机械密封装置的运行状况进行检修与维护，更换各种故障的零部件，对重要的零构件进行养护，保证机泵机械密封的稳定性。

2.4严格使用先进的检修技术

要预防化工泵机械发生密封泄漏，关键在于使用先进的检修技术。利用现代化的检测工具，比如激光扫描、红外热像技术、声波监测等，能够及时准确地识别出机械密封的微小缺陷和隐藏的故障点。通过实时监控设备运行状况，这些技术可以在问题出现时就发出预警，从而避免密封失效导致的泄漏。在维护过程中，运用高精度的对准设备确保机械密封部件的正确安装位置，减少由于安装误差造成的非正常磨损。数字化管理系统，如CMMS或PdM，为检修人员提供准确的维护计划和历史数据分析，从而优化检修周期和提升维护决策的精准性。这些先进技术的运用，不仅提高了检修效率和质量，还极大地增强了机械密封的稳定性和使用寿命。

2.5避开检修误区

通常在检修工作中，维修人员容易有以下的误解：第一，他们往往以为弹簧的压缩力度越大，密封效果就越显著，但实际上并非如此。弹簧如果被压缩过度，不仅会加剧设备的摩擦磨损，而且在设备运转中，摩擦力的突然增强可能会损坏弹簧，进而影响密封功能。长期过度压缩的弹簧会失去其调整弹性，无法对设备的其他部分，比如动环端面进行适当的调节，进而影响整体的密封效能。第二，有些维修人员认为动环密封圈越紧越能保证密封效果。然而密封圈过紧会增大与轴套的接触压力，这不仅会加速磨损而引起泄漏，还会增加阻力，使动环密封圈不能灵活调整和移动。在工况变化时，不能及时调整会影响工作效果；长期紧绷状态下的密封圈也易变形，从而损害密封性能。第三，静环密封圈在化工泵的机械密封中同样占有举足轻重的地位，但是很多检修人员在维护时也会存在误解。由于静环密封圈是固定不动的，其紧密程度直接关联到密封效果。如果静环密封圈太紧，会因变形而损害其密封效果。由于静环密封圈多数采用石墨这种易碎的材料，长期的过多压力会使其破损，破损的静环密封圈会直接导致化工泵出现压力泄漏。

结语

机械密封作为泵类设备最常见的轴端密封部件，因其密封性能好、使用寿命长、泄漏量少等优点而得到广泛应用。但由于机械密封是借助于动环和静环的密封面配合进行密封的，动环又与转子一起高速旋转，这就对机械密封的加工精度和使用环境提出了较高要求，因此机械密封在运行过程中必须使用冲洗介质对动环和静环密封面进行冷却和冲洗，使动环和静环之间产生一层液膜，以减小动环与静环之间的摩擦系数并带走摩擦产生的热量，这样才能保证机械密封的长周期运行。

参考文献

[1]吴威.化工用泵机械密封泄漏与检修问题[J].设备管理与维修，2021(10):148-149.

[2]陈清辉.对化工泵机械密封泄漏的分析及检修措施[J].化工管理，2020(04):148-149.

[3]慈航，郑策.浅析化工用离心泵机械密封的常见故障与管理措施[J].中国化工贸易，2018,10(26):198.