化工機(jī)械密封故障原因及解決策略

王志躍

摘 要：隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，在化工企業(yè)的發(fā)展過程中，一定要做好特殊物質(zhì)的密封處理，加強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)備的密封管理。在當(dāng)前的石油化工企業(yè)中，主要使用磁力泵和屏蔽泵進(jìn)行密封處理，但是這兩種機(jī)械設(shè)備在使用過程中，還存在一些影響因素，容易引發(fā)泄漏事故，一定要及時(shí)維修，進(jìn)行有效處理。

關(guān)鍵詞：化工機(jī)械;密封故障;原因;解決策略

化工機(jī)械設(shè)備如果出現(xiàn)密封失效后其他異常問題，將直接導(dǎo)致設(shè)備損壞，進(jìn)而對(duì)后續(xù)的生產(chǎn)作業(yè)過程帶來嚴(yán)重的負(fù)面影響。鑒于此，要保證化工設(shè)備的正常有序運(yùn)行，就必須加強(qiáng)對(duì)機(jī)械密封質(zhì)量的控制，確保機(jī)械密封的可靠性和持久性。

1 機(jī)械密封技術(shù)概述

1.1 機(jī)械密封技術(shù)

機(jī)械密封技術(shù)，是指對(duì)機(jī)械裝置開展的密封技術(shù)，其密封對(duì)象尤以旋轉(zhuǎn)機(jī)械為主。對(duì)于旋轉(zhuǎn)機(jī)械的組成結(jié)構(gòu)而言，傳動(dòng)軸是其中至關(guān)重要的一項(xiàng)構(gòu)成原件。然而，因?yàn)閭鲃?dòng)軸屬于是一種滾動(dòng)裝置，因此傳動(dòng)軸與設(shè)備相互間會(huì)產(chǎn)生空隙，同時(shí)，為了減少摩擦力提升功率，還要借助機(jī)油等流通介質(zhì)進(jìn)行潤(rùn)滑。而密封環(huán)則可主用于對(duì)傳動(dòng)軸與設(shè)備相互間的潤(rùn)滑介質(zhì)進(jìn)行有效密封，并且密封環(huán)要在流體介質(zhì)壓力與裝置壓力下保持有效貼合，以此一方面避免流體介質(zhì)流出，另一方面，確保機(jī)械裝置的有序運(yùn)行。通常情況下，密封環(huán)主要由動(dòng)環(huán)、靜環(huán)組成。其中，在壓力的影響下，動(dòng)環(huán)會(huì)不斷向靜環(huán)靠近，不過動(dòng)環(huán)與靜環(huán)相互間要保持必要的壓力以保障流體介質(zhì)的正常工作。因此，對(duì)動(dòng)環(huán)、靜環(huán)的材質(zhì)提出了較為嚴(yán)格的要求，它們不僅要耐壓耐熱，具備一定的延展性，還要保證彼此間不會(huì)產(chǎn)生過大的摩擦力，如此方可保障機(jī)械的有序運(yùn)行。

1.2 機(jī)械密封技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

對(duì)于機(jī)械密封技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)而言，機(jī)械密封技術(shù)應(yīng)用范圍十分廣泛，一方面，機(jī)械密封技術(shù)的種類眾多，可應(yīng)對(duì)多種不同的情況，比如在高溫情況下，可選取石墨作為機(jī)械密封技術(shù)的應(yīng)用材料，由于該種材料有著極佳的耐熱性。又如，在外力極大的情況下，可選取鋼類材料制成密封環(huán)，鋼類材料憑借其可靠的延展性，在外力沖擊下，不易于發(fā)生折斷情況。由此表明，在面臨各式各樣的特殊情況時(shí)，機(jī)械密封技術(shù)可實(shí)現(xiàn)有效可靠的應(yīng)對(duì)。另一方面，在諸如水、油等特殊環(huán)境下，機(jī)械密封可持續(xù)成效很長(zhǎng)一段時(shí)間，并且即便是在一些化學(xué)性的腐蝕性物質(zhì)中，也可維持發(fā)揮數(shù)個(gè)月的效果。在保證長(zhǎng)效的同時(shí)，機(jī)械密封效果并不會(huì)出現(xiàn)減弱情況，可始終保持一個(gè)理想的水平上。最后，機(jī)械密封還有著十分長(zhǎng)久的“保質(zhì)期”，相關(guān)人員不需要擔(dān)心機(jī)械密封會(huì)受到外部環(huán)境的影響，以此可極大地減少了人力物力的投入。對(duì)于機(jī)械密封技術(shù)的缺點(diǎn)而言，雖然該項(xiàng)技術(shù)近年來實(shí)現(xiàn)了不斷發(fā)展，然而，依然難以緊隨現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展腳步，伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械密封技術(shù)已難以滿足人們的多元需求，受密封環(huán)限制影響，設(shè)備與轉(zhuǎn)動(dòng)軸相互間的流體介質(zhì)不會(huì)外泄，但密封環(huán)受長(zhǎng)期磨損或腐蝕性物質(zhì)腐蝕的影響，也極易出現(xiàn)損壞情況。比如，當(dāng)石墨形成的密封表面遇到溫度超過170℃或過熱情況時(shí)，石墨表面會(huì)發(fā)生腐蝕問題;又如，在腐蝕介質(zhì)的影響下，金屬環(huán)表面也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的腐蝕問題。這一系列因素都會(huì)對(duì)機(jī)械密封的時(shí)間造成不利的影響，進(jìn)而致使可能會(huì)引發(fā)一些意外。為此，必須推進(jìn)機(jī)械密封技術(shù)的不斷發(fā)展完善，使機(jī)械密封技術(shù)具備更可靠的抗性以及更長(zhǎng)久的使用時(shí)間。

2 化學(xué)機(jī)械密封泄漏的主要原因

2.1 摩擦失效導(dǎo)致的泄漏

在化工設(shè)備工作的同時(shí)，其內(nèi)部的動(dòng)環(huán)和靜環(huán)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)摩擦，摩擦所產(chǎn)生的熱量，會(huì)給化工機(jī)械造成較大的影響。首先，這些摩擦?xí)绊憴C(jī)械密封的磨損，影響其正常使用;其次，如果密封副的一端出現(xiàn)磨損，那么，會(huì)使得密封件出現(xiàn)一定程度的松動(dòng)，導(dǎo)致泄漏情況的發(fā)生。因此，相關(guān)企業(yè)可以根據(jù)零件的摩擦狀況，進(jìn)而查找密封泄漏的原因。

2.2 腐蝕原因引發(fā)的泄漏

在化工領(lǐng)域，有相當(dāng)一部分的化學(xué)制品有一定程度的腐蝕性，為此，許多設(shè)備會(huì)被化學(xué)制品腐蝕，大致有三類腐蝕類別：其一，表面腐蝕，這大多是受腐蝕介質(zhì)的作用，導(dǎo)致機(jī)器表面出現(xiàn)腐蝕問題。其二，晶間腐蝕，此是因?yàn)楸砻娓g太嚴(yán)重導(dǎo)致的。其三，點(diǎn)腐蝕，這大多是因?yàn)樘蓟u環(huán)的不銹鋼環(huán)座是采用銅焊的方法相連的，為此較易產(chǎn)生點(diǎn)腐蝕問題。

2.3 過熱損傷造成的泄漏

熱度過高是機(jī)器密封泄漏的一個(gè)重要要素，其不僅會(huì)導(dǎo)致密封機(jī)械形狀發(fā)生變化，還會(huì)致使機(jī)械出現(xiàn)熱裂問題。在一般狀況下，若熱應(yīng)力很大，便會(huì)導(dǎo)致密封的表面產(chǎn)生縱向開裂問題，也就是熱裂。在特定時(shí)期內(nèi)設(shè)備受到熱負(fù)載的影響，也許會(huì)發(fā)生熱裂問題，此外，因?yàn)槭艿嚼鋮s系統(tǒng)中斷、干摩擦等要素的作用，會(huì)對(duì)化工設(shè)備密封的成效造成較大影響。若介質(zhì)潤(rùn)滑度不理想，配對(duì)材料組合不科學(xué)，均會(huì)致使摩擦熱的出現(xiàn)。若摩擦熱無法第一時(shí)間消散，便會(huì)產(chǎn)生熱裂紋問題，致使泄漏故障出現(xiàn)。

2.4 密封零件失效導(dǎo)致的泄漏

在大多數(shù)情況下，化學(xué)機(jī)械密封的零件指的是輔助密封圈的失效。輔助密封圈又叫作O形圈，隨著時(shí)間的推移，O形圈會(huì)出現(xiàn)老化、變形及扭曲等狀況。所以，企業(yè)的相關(guān)部門在應(yīng)該選擇合適的材料，例如，選用耐高溫、硬度較大的橡膠O形圈，并采用溝槽式的裝配方式，在必要的時(shí)候，可以選用復(fù)合材料。

2.5 化學(xué)腐蝕導(dǎo)致的泄漏

在很多情況下，在接觸到腐蝕性的介質(zhì)以后，化學(xué)機(jī)械密封的表面就會(huì)出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，有時(shí)可能會(huì)在表面形成點(diǎn)腐蝕，甚至是晶間腐蝕，進(jìn)而深入到設(shè)備的內(nèi)部，進(jìn)一步破壞而引起金屬斷裂現(xiàn)象。此外，機(jī)械密封所使用的零件一般都非常的精密，但是，由于受壓力、溫度和滑動(dòng)速度等因素的影響，會(huì)使得機(jī)械密封零件腐蝕的速度加快。因此，在處理具有較強(qiáng)腐蝕性的液體時(shí)，相關(guān)部門可以采用雙端面密封的方式，盡可能減輕對(duì)密封件的腐蝕程度。

3 解決化工機(jī)械密封泄漏問題的措施

3.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)

當(dāng)靜環(huán)和動(dòng)環(huán)密封面處在工作狀態(tài)下時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生大量熱量，這就會(huì)導(dǎo)致密封裝置的溫度顯著增高，若這些熱量無法有效排除，將造成動(dòng)環(huán)間的液體出現(xiàn)汽化現(xiàn)象，進(jìn)而破壞液膜，引發(fā)磨損問題，與此同時(shí)，溫度的上升也很容易使密封元件出現(xiàn)變形或者老化等問題，由此可見，機(jī)械密封長(zhǎng)時(shí)間處在高溫環(huán)境下將很容易導(dǎo)致其功能失效，所以要從根本上避免這類問題的發(fā)生，就必須在設(shè)計(jì)的時(shí)候全面考慮到機(jī)械密封裝置在不同工作條件下最應(yīng)當(dāng)采取的冷卻措施，進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

3.2 合理選擇材料

只有科學(xué)合理地選擇原材料，才能確保機(jī)械密封裝置達(dá)到良好的密封效果，同時(shí)這也是延長(zhǎng)設(shè)備使用年限的重要手段。相關(guān)人員在實(shí)際選擇機(jī)械密封裝置材料的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)對(duì)材料強(qiáng)度、導(dǎo)熱性、耐磨性等進(jìn)行全方位考慮，確保其能適應(yīng)復(fù)雜的工作環(huán)境。

3.3 提高安裝的規(guī)范性

若安裝不符合規(guī)范要求，將會(huì)使機(jī)械密封泄漏出現(xiàn)的幾率大幅上升，所以，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格加強(qiáng)對(duì)安裝規(guī)范性的把控。首先，應(yīng)采用科學(xué)合理的機(jī)械密封安裝方法。一般來說，動(dòng)環(huán)密封腔和動(dòng)環(huán)密封圈之間應(yīng)當(dāng)留出3～5mm的空隙，在實(shí)際進(jìn)行靜環(huán)安裝操作的時(shí)候，端面應(yīng)當(dāng)用千分表找正，彈簧壓縮量的誤差應(yīng)當(dāng)控制在上下0.2mm之間，且機(jī)械密封安裝完成之后必須進(jìn)行一天以上的零荷載運(yùn)行。其次，應(yīng)做好機(jī)械密封配合工作。軸和法蘭的垂直度不能高于0.5mm，在進(jìn)行動(dòng)環(huán)密封圈安裝的時(shí)候，應(yīng)對(duì)其軸端部位進(jìn)行修光，加強(qiáng)日常操作維護(hù)，強(qiáng)化設(shè)備安裝質(zhì)量。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著社會(huì)的發(fā)展，化學(xué)機(jī)械密封被廣泛應(yīng)用于化工行業(yè)，然而，化工機(jī)械密封總會(huì)由于各種各樣的原因?qū)е滦孤?，如摩擦、腐蝕、溫度等方面的因素引起的。所以，為保證化工機(jī)械良好的密封效果，本文以化工機(jī)械密封為研究對(duì)象，闡述了其可能會(huì)發(fā)生泄漏的原因，并提出了相應(yīng)的解決措施，進(jìn)而提高了化工機(jī)械密封的性能。

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