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【摘要】在石油化工行业生产运行中，各化工设备承担着非常重要角色，是化工生产运行的重要保障，保证了工业生产的连续及正常运转。化工设备的密封失效、异常会造成设备损坏，对后续的生产作业产生很严重的影响。根据相关统计，化工设备机械密封泄漏造成设备的损坏约占设备由于其它原因出现故障的一半，为保证化工设备长期有效的运行，就必须保证机械密封的长期性和可靠性。本文分析了化工机械密封泄漏的问题，同时指出解决化工机械密封泄漏的措施。
【关键词】化工机械密封；泄漏；措施
【分类号】：TD327.3
引言
化工机械设备对密封性能的要求很高，但是以目前的技术条件而言，要实现化工机械设备的无泄漏还很难，磁力泵隔离套、屏蔽泵屏蔽套的使用寿面、材料的孔蚀、静密封的可靠性等等，均是对化工机械封闭性能产生影响的重要因素。
1、化工机械密封概述
化工机械密封也被叫做端面密封，通常被应用在对压缩机，泵等设备中的旋转轴的密封方面。化工机械的主要部件是静环和动环，将密封圈作为其辅助密封件，化工机械密封的传动件是各种螺钉，弹箕座和键等，推环和弹簧是化工机械密封的弹力补偿机构。化工机械密封的原理是基于不少于一对的与旋转轴线垂直的端面，由于流体压力和补偿机构弹力的作用，与辅助密封相配合，从而端面能够在保持相对滑动的同时，紧密贴合，因此，可以预防流体泄露。
2、机械密封原理分析
机械密封是一种由弹性元件对动环和静环端面密封的预紧和介质压力与弹性元件压力的压紧而达到密封轴向端面的密封装置，又称端面密封。动环和静环等端面密封副压紧元件是机械密封的主要部件，O形、X形、U形、矩形柔性石墨等密封圈是主要的辅助密封件，弹力补偿部件主要有弹簧和推环等部件，除了上述几种部件还有传动件和紧固件，都是机械密封的主要组成部分。
机械密封的原理：轴通过传动座与推环带动动环旋转，静环则保持不动，在弹簧弹力与介质压力的共同作用下动静环之间的密封断面紧密配合，从而形成密封包装介质不泄漏。弹簧的推动可以对摩擦副的磨损形成一定的补偿。动环O型密封圈保证了动环与轴之间介质通过不产生泄漏，而防止介质沿静环和压盖之间的泄漏是通过静环O型密封圈达到。
3、化工设备机械密封泄漏原因
在日常实际生产中， 机械密封常见的故障主要是设备产生振动、发热的的现象，机械密封的轴向泄漏以及端面泄漏等三种。出现这几种泄漏的主要原因有动作性损坏，密封面润滑性破损及密封面平面度损坏等多因素同时出现而造成的泄漏。
3.1 动作性损坏泄漏
静环和动环在轴的快速旋转带动下长久处在往复运动状态，使密封断面产生了变化，这也也使轴向的移动量增加，尤其是在压力与热能变化的长期的作用下，是机械密封的精度逐渐降低，长时间的作用就造成密封轴套、端面、螺栓以及弹簧等部件发生了变形，造成随动性消失，产生了机械密封的泄漏。主要有以下几种原因：
（1）滑动密封面的老化、磨损使轴及轴套损坏，弹簧座弯曲、变形。
（2）含油较高的油类分解焦化及含有碳化物的颗粒附着溶液中析出馏分的结晶造成微量泄漏粘合。
（3）有时堵塞中有异物进入造成弹簧的作用受到限制，使滑动部件的动作失调，密封面表面磨损，破坏了其密封性。即使及时将浆料填积，也会影响到设备机械密封的动作性。
3.2 密封面润滑性损坏泄漏
对于端面的密封不只是依靠端面液膜的密封功能来实现密封的目的，同时还靠面液膜的润滑作用来保证用面的正常运行。
（1）当由于摩擦使温度快速升高时，没有能够及时的消除热积累，造成密封面的密封液蒸发，润滑液蒸发后会产生干摩擦，这样会增加密封的损伤速度，容易产生突发性泄漏，所以我们在日常工作中要按照操作规程，认真严格的检查水冷系统的冷却条件。
（2）端面液膜的损坏会造成密封液膜润滑性破损，导致干摩擦现象的发生，干摩擦会使密封面变得不均匀，也使磨损变快，严重者会造成碳化硅与超硬质合金等耐磨材料产生裂纹。
3.3 密封面平面度损坏的泄漏
产生的不均性滑痕及面部切断痕多是由于密封面度损坏造成的。
（1）如泵密封箱端面和搅拌器头变形、损伤和螺栓连接力不均匀导致静电环密封表面变形引起的泄漏。
（2）在滑块热装时，温度变化过大及热膨胀都会使密封表面发生变形。在高的结构热应力与热变形力同时作用下过大，会使密封性变差导致泄漏。
4、机械密封泄漏处理措施
4.1 合理的设计
动环和静环密封面处于工作状态时，会有热量持续产生，这样会使密封装置的温度不断升高，如果热量不能短时间降低会造成动环间的液体发生汽化现象，导致液膜被破坏发生磨损现象。同时温度的升高也会致使密封元件发生变形及老化，所以密封装置长时间处于高温状态会很快失效。我们应该从源头上预防和解决此类现象的发生，这就要求在设计时充分考虑机械密封装置在不同工作环境下应该采取适宜的冷却措施。
4.2 合理选型
原材料的合理正确的选择是机械密封装置密封效果良好的重要前提，同时也是对化工设备使用寿命延长的保障，在实际工作中硬质合金、碳化硅和浸渍树脂、石墨等材料是构成现阶段动静环的主要原材料。在機械密封装置选材料选择过程中，要考虑原材料主要性能，要保证材料具有良好耐磨性、优质导热性、较高的强度，同时还要求能够具备弹簧、密封圈的材质以及应用环境等诸多因素。
4.3 规范安装
在设备安装过程中能够实现良好密封主要取决于是否能够按照标准规范的安装机械密封。如果安装不符合要求会使机械密封引起泄漏，因此在安装机械密封是应当注意合理选择配合尺寸，并进行有针对性的合理调整。 （1）做好机械密封配合。在安装机械密封部位的轴制造公差为h8，表面粗糙度为1.6μm。安装动环密封圈的轴端部位应倒角并修光，轴的轴向窜动量不得大于0.5mm，轴的静环下的径向摆动不得大于0.5mm。轴与法兰的垂直度不得大于0.5mm。
（2）规范机械密封安装方法。平衡型机械密封动环密封圈与动环密封腔应该有3-5mm的间隙。在安装静环时候，端面应用千分表找正并保证端面正面与轴线下垂直度允许0.5mm。弹簧的压缩量要求允许误差±0.2mm。机械密封安装后应有24h以上的无载荷的运转。
5、结束语
化工机械密封有点非常多， 在化工行业得到了越来越多的应用，然而，由于化工生产的特殊性与复杂性，化工机械密封容易发生泄漏， 化工机械密封泄漏失效问题对化工机械密封造成了很大的影响。因此，必须采取合理的化工机械密封设计，结合化工过程生产的实际情况， 选择合适的化工机械密封的结构和材料，尽可能的延长化工机械密封的使用寿命，提高化工机械密封的性能。化工机械密封也正在从简单到复杂，逐渐向完善方向发展，因此，在化工机械密封使用过程中，基于设计，制造以及应用等各个方面，不断提高化工机械密封技术的发展，从而在某种程度上进一步推动化工行业的发展。
参考文献
[1] 刘香正. 处理化工机械密封泄漏方法谈[J]. 黑龙江科技信息. 2011（31）
[2] 耿鹏照. 化工机械密封的泄漏问题与对策[J]. 黑龙江科技信息. 2011（03）
[3] 陈晓颖，刘兴刚. 化工机械密封的泄漏问题与对策[J]. 科技创新导报. 2008（31）
[4] 龚洪祥，贾晓灵. 离心泵机械密封泄漏现象及对策[J]. 聚酯工业.2009（05）
[5] 尹大志，刘秀枝. 机械密封技术在化工企业的应用[J]. 当代化工.2003（02）
[6] 鲁洪涛. 机械密封泄漏与对策[ J ] . 化学工程与装备.2010（09）
[7] 惠作勤. 浅谈机械密封在石化行业的使用[J]. 石油化工應用.2006（05）
作者简介：邵振江（1973一），男，天津市，机械工程师，大学本科，一直从事于半导体机械设备的研发、制造与维修工作。
【关键词】化工机械密封；泄漏；措施
【分类号】：TD327.3
引言
化工机械设备对密封性能的要求很高，但是以目前的技术条件而言，要实现化工机械设备的无泄漏还很难，磁力泵隔离套、屏蔽泵屏蔽套的使用寿面、材料的孔蚀、静密封的可靠性等等，均是对化工机械封闭性能产生影响的重要因素。
1、化工机械密封概述
化工机械密封也被叫做端面密封，通常被应用在对压缩机，泵等设备中的旋转轴的密封方面。化工机械的主要部件是静环和动环，将密封圈作为其辅助密封件，化工机械密封的传动件是各种螺钉，弹箕座和键等，推环和弹簧是化工机械密封的弹力补偿机构。化工机械密封的原理是基于不少于一对的与旋转轴线垂直的端面，由于流体压力和补偿机构弹力的作用，与辅助密封相配合，从而端面能够在保持相对滑动的同时，紧密贴合，因此，可以预防流体泄露。
2、机械密封原理分析
机械密封是一种由弹性元件对动环和静环端面密封的预紧和介质压力与弹性元件压力的压紧而达到密封轴向端面的密封装置，又称端面密封。动环和静环等端面密封副压紧元件是机械密封的主要部件，O形、X形、U形、矩形柔性石墨等密封圈是主要的辅助密封件，弹力补偿部件主要有弹簧和推环等部件，除了上述几种部件还有传动件和紧固件，都是机械密封的主要组成部分。
机械密封的原理：轴通过传动座与推环带动动环旋转，静环则保持不动，在弹簧弹力与介质压力的共同作用下动静环之间的密封断面紧密配合，从而形成密封包装介质不泄漏。弹簧的推动可以对摩擦副的磨损形成一定的补偿。动环O型密封圈保证了动环与轴之间介质通过不产生泄漏，而防止介质沿静环和压盖之间的泄漏是通过静环O型密封圈达到。
3、化工设备机械密封泄漏原因
在日常实际生产中， 机械密封常见的故障主要是设备产生振动、发热的的现象，机械密封的轴向泄漏以及端面泄漏等三种。出现这几种泄漏的主要原因有动作性损坏，密封面润滑性破损及密封面平面度损坏等多因素同时出现而造成的泄漏。
3.1 动作性损坏泄漏
静环和动环在轴的快速旋转带动下长久处在往复运动状态，使密封断面产生了变化，这也也使轴向的移动量增加，尤其是在压力与热能变化的长期的作用下，是机械密封的精度逐渐降低，长时间的作用就造成密封轴套、端面、螺栓以及弹簧等部件发生了变形，造成随动性消失，产生了机械密封的泄漏。主要有以下几种原因：
（1）滑动密封面的老化、磨损使轴及轴套损坏，弹簧座弯曲、变形。
（2）含油较高的油类分解焦化及含有碳化物的颗粒附着溶液中析出馏分的结晶造成微量泄漏粘合。
（3）有时堵塞中有异物进入造成弹簧的作用受到限制，使滑动部件的动作失调，密封面表面磨损，破坏了其密封性。即使及时将浆料填积，也会影响到设备机械密封的动作性。
3.2 密封面润滑性损坏泄漏
对于端面的密封不只是依靠端面液膜的密封功能来实现密封的目的，同时还靠面液膜的润滑作用来保证用面的正常运行。
（1）当由于摩擦使温度快速升高时，没有能够及时的消除热积累，造成密封面的密封液蒸发，润滑液蒸发后会产生干摩擦，这样会增加密封的损伤速度，容易产生突发性泄漏，所以我们在日常工作中要按照操作规程，认真严格的检查水冷系统的冷却条件。
（2）端面液膜的损坏会造成密封液膜润滑性破损，导致干摩擦现象的发生，干摩擦会使密封面变得不均匀，也使磨损变快，严重者会造成碳化硅与超硬质合金等耐磨材料产生裂纹。
3.3 密封面平面度损坏的泄漏
产生的不均性滑痕及面部切断痕多是由于密封面度损坏造成的。
（1）如泵密封箱端面和搅拌器头变形、损伤和螺栓连接力不均匀导致静电环密封表面变形引起的泄漏。
（2）在滑块热装时，温度变化过大及热膨胀都会使密封表面发生变形。在高的结构热应力与热变形力同时作用下过大，会使密封性变差导致泄漏。
4、机械密封泄漏处理措施
4.1 合理的设计
动环和静环密封面处于工作状态时，会有热量持续产生，这样会使密封装置的温度不断升高，如果热量不能短时间降低会造成动环间的液体发生汽化现象，导致液膜被破坏发生磨损现象。同时温度的升高也会致使密封元件发生变形及老化，所以密封装置长时间处于高温状态会很快失效。我们应该从源头上预防和解决此类现象的发生，这就要求在设计时充分考虑机械密封装置在不同工作环境下应该采取适宜的冷却措施。
4.2 合理选型
原材料的合理正确的选择是机械密封装置密封效果良好的重要前提，同时也是对化工设备使用寿命延长的保障，在实际工作中硬质合金、碳化硅和浸渍树脂、石墨等材料是构成现阶段动静环的主要原材料。在機械密封装置选材料选择过程中，要考虑原材料主要性能，要保证材料具有良好耐磨性、优质导热性、较高的强度，同时还要求能够具备弹簧、密封圈的材质以及应用环境等诸多因素。
4.3 规范安装
在设备安装过程中能够实现良好密封主要取决于是否能够按照标准规范的安装机械密封。如果安装不符合要求会使机械密封引起泄漏，因此在安装机械密封是应当注意合理选择配合尺寸，并进行有针对性的合理调整。 （1）做好机械密封配合。在安装机械密封部位的轴制造公差为h8，表面粗糙度为1.6μm。安装动环密封圈的轴端部位应倒角并修光，轴的轴向窜动量不得大于0.5mm，轴的静环下的径向摆动不得大于0.5mm。轴与法兰的垂直度不得大于0.5mm。
（2）规范机械密封安装方法。平衡型机械密封动环密封圈与动环密封腔应该有3-5mm的间隙。在安装静环时候，端面应用千分表找正并保证端面正面与轴线下垂直度允许0.5mm。弹簧的压缩量要求允许误差±0.2mm。机械密封安装后应有24h以上的无载荷的运转。
5、结束语
化工机械密封有点非常多， 在化工行业得到了越来越多的应用，然而，由于化工生产的特殊性与复杂性，化工机械密封容易发生泄漏， 化工机械密封泄漏失效问题对化工机械密封造成了很大的影响。因此，必须采取合理的化工机械密封设计，结合化工过程生产的实际情况， 选择合适的化工机械密封的结构和材料，尽可能的延长化工机械密封的使用寿命，提高化工机械密封的性能。化工机械密封也正在从简单到复杂，逐渐向完善方向发展，因此，在化工机械密封使用过程中，基于设计，制造以及应用等各个方面，不断提高化工机械密封技术的发展，从而在某种程度上进一步推动化工行业的发展。
参考文献
[1] 刘香正. 处理化工机械密封泄漏方法谈[J]. 黑龙江科技信息. 2011（31）
[2] 耿鹏照. 化工机械密封的泄漏问题与对策[J]. 黑龙江科技信息. 2011（03）
[3] 陈晓颖，刘兴刚. 化工机械密封的泄漏问题与对策[J]. 科技创新导报. 2008（31）
[4] 龚洪祥，贾晓灵. 离心泵机械密封泄漏现象及对策[J]. 聚酯工业.2009（05）
[5] 尹大志，刘秀枝. 机械密封技术在化工企业的应用[J]. 当代化工.2003（02）
[6] 鲁洪涛. 机械密封泄漏与对策[ J ] . 化学工程与装备.2010（09）
[7] 惠作勤. 浅谈机械密封在石化行业的使用[J]. 石油化工應用.2006（05）
作者简介：邵振江（1973一），男，天津市，机械工程师，大学本科，一直从事于半导体机械设备的研发、制造与维修工作。