韓廣玲

摘 要：釜用機械密封是解決攪拌軸密封的一種理想方式，而泄露則是石化釜用機械密封失效的主要形式。該研究將主要對釜用機械密封失效的形式、密封失效的原因以及解決密封失效性的方法進行分析和探討。

關(guān)鍵詞：釜用機械 密封失效 原因分析 對策

中圖分類號：TQ050 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）05（b）-0098-01

生產(chǎn)企業(yè)通常都會采用內(nèi)裝式的釜用機械密封，這對工作的開展和研究造成一定的困難。對釜用機械的密封失效問題進行分析和探討，能夠有效幫助石化企業(yè)提高應(yīng)用機械密封技術(shù)的水平，優(yōu)化其設(shè)計結(jié)構(gòu)，減少機械故障的發(fā)生。

1 釜用機械密封失效的簡要介紹

在釜類反應(yīng)的設(shè)備中，機械密封屬于精密的零件部件。釜用機械密封是解決攪拌軸密封的一種理想方式，其類型根據(jù)密封面的對數(shù)，可以分為單端面機械密封和雙端面機械密封兩種。依據(jù)統(tǒng)計的釜用機械密封研究資料說明，大約有50%釜維修的原因是機械密封。將近有一半的釜在經(jīng)過長達半年的運行時間后，就會發(fā)生機械密封失效的問題。雖然這些統(tǒng)計數(shù)據(jù)的準確性和有效性無從考察，但是這也同樣能夠說明密封是易損件的重要特征。在釜用機械密封失效的問題上，應(yīng)該充分結(jié)合實際情況，認真分析密封失效現(xiàn)象產(chǎn)生的具體原因，并總結(jié)出相應(yīng)的解決方法，從而確保釜用機械密封的穩(wěn)定性。

2 釜用機械密封失效形式的分析

石化釜用機械的失效形式有很多種，現(xiàn)對以下五種主要的密封失效形式進行探討。

2.1 摩擦副端面之間產(chǎn)生的泄露

摩擦端面之間產(chǎn)生的密封泄露大致可以分為三方面。第一，端面之間產(chǎn)生了異物。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的最主要原因是未能完清除端面之間的污物，裝配過程中為進行充分的清洗。這種情況發(fā)生時需要將端面上的污物及時清除并重新組織裝配。第二，端面不夠平整。若端面的粗糙度和平面度沒有達到規(guī)定的要求，或端面在使用前就已發(fā)生損壞，就會導(dǎo)致泄露。更換新的密封環(huán)或者對密封環(huán)重新進行拋光是解決該問題的有效措施。第三，安裝錯誤。非補償環(huán)在安裝時要保持傾斜，對于安裝壓蓋出現(xiàn)傾斜的現(xiàn)象，應(yīng)重新進行安裝。安裝的設(shè)計尺寸不能達到設(shè)計圖紙要求時，也應(yīng)該及時按照安裝說明予以重新調(diào)整。

2.2 底座與箱體結(jié)合面之間產(chǎn)生的泄露

底座與箱體結(jié)合面之間產(chǎn)生的摩擦是釜用機械密封失效的形式之一。以下幾種是具體的失效情況以及對應(yīng)的解決方法。

若密封圈或墊片受到損傷，應(yīng)該進行更換或修復(fù)；當螺栓的力不足，密封圈或壓縮片不能將接觸面上不平整的凹坑填滿時，需要加大螺栓的力或者改用較軟的墊片，原因是內(nèi)壓總會使密封底座與箱體的端面處于趨于分離的狀態(tài)。因此通常采用厚度小于1mm的聚四氟乙烯墊片，假若螺栓的受力不均與，座底單邊鎖緊，應(yīng)該重新調(diào)整螺栓的力；當安裝時由于未清潔而導(dǎo)致異物進入，則應(yīng)該及時清除異物并更換受損的密封圈和密封墊片；當?shù)鬃拖潴w配的端面存在缺陷時，例如刻痕，凹痕等，應(yīng)及時采取修正或涂步液體密封膠的措施；當?shù)鬃l(fā)生因剛度不夠而發(fā)生變形時，則需要更換剛度符合要求的底座。

2.3 補償環(huán)輔助密封圈處出現(xiàn)的泄露

補償環(huán)輔助密封圈處出現(xiàn)的泄露是釜用機械密封失效比較常見的形式。首先，密封圈安裝過程中出現(xiàn)的損傷，如橡膠質(zhì)件表面的劃痕，V型圈安裝時劃傷的唇口都是密封失效問題產(chǎn)生的具體原因。此外，軸上的鏈槽也會對密封圈造成一定的損傷。因此，安裝密封圈時應(yīng)該使用專業(yè)的工具，防治其遭到損壞。其次是輔助密封圈產(chǎn)生的質(zhì)量問題。當橡膠密封圈的壓縮率不符合規(guī)定的要求或者端面出現(xiàn)超差尺寸時，會產(chǎn)生過度修邊，縮裂，留痕等一系列質(zhì)量問題，需要更換合格的產(chǎn)品[1]。最后是軸表面存在缺陷或具有腐蝕、麻點等現(xiàn)象，這時需要及時更換陶瓷等材料。

2.4 非補償環(huán)輔助密封圈處出現(xiàn)的泄露

非補償環(huán)輔助密封圈處出現(xiàn)的泄露具體可以分為四方面的原因。第一，安裝方面出現(xiàn)的錯誤。如在V形圈的安裝過程中，其凹面應(yīng)當保持在介質(zhì)一端，若方向裝反，則會發(fā)生泄漏。第二，當密封圈的材料與介質(zhì)不能很好地相容時，應(yīng)該選擇合適的密封圈。第三，若底座的公差尺寸未能達到設(shè)計的要求時，需要及時更換。第四，密封的質(zhì)量不達標時，選擇更換成合格的產(chǎn)品。

2.5 軸套與軸之間產(chǎn)生的泄露

軸套處的泄漏量與其他通道處泄漏量最大的區(qū)別是其具有穩(wěn)定性。軸套與軸之間產(chǎn)生的泄露，一般是由于密封圈和墊片質(zhì)量不合格或發(fā)生損傷，安裝不當?shù)仍蛟斐傻摹?/p>

3 密封失效的原因分析及解決方法

3.1 腐蝕引起的危害

化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕對機械密封件的使用壽命會造成嚴重的威脅。腐蝕對密封件的的使用功能造成直接的破壞。大量實踐證明，壓力，溫度以及速度都會加大密封件腐蝕的程度，密封件的腐蝕速度會隨著溫度的上升而逐漸加快?；じ脵C械的密封件尺寸較小，精密程度較高，因此通常需要選擇更加抗腐蝕的材質(zhì)[2]。對于直接與介質(zhì)進行接觸的密封件，則應(yīng)該根據(jù)化工機械密封系統(tǒng)的具體使用要求來選擇，因為先關(guān)腐蝕手冊中的材料數(shù)據(jù)往往都是靜態(tài)的，而對于化工機械來說，其工藝操作過程中介質(zhì)是相當復(fù)雜的。除此之外，在對強腐蝕性的液體進行處理時，采用密封雙端面能夠有效降低腐蝕對密封件的損害。

3.2 熱負荷對材料的損傷

當機械密封發(fā)生失效時，摩擦副的端面往往會產(chǎn)生極其系的徑向裂紋，這種徑向裂紋在出現(xiàn)水泡痕跡時甚至?xí)?dǎo)致龜裂現(xiàn)象的產(chǎn)生。其實，造成這種情況最主要的原因是熱負荷對密封材料造成了一定的損傷，特別是對于以陶瓷或者硬質(zhì)合金為材質(zhì)的密封面來說，更容易導(dǎo)致徑向裂紋和龜裂現(xiàn)象的發(fā)生。造成較大摩擦熱的因素有很多，包括較高的操作溫度，介質(zhì)表現(xiàn)出較差的潤滑性，組合材料不恰當?shù)呐鋵M合等?；じ脵C械在使用中若不能及時地散發(fā)摩擦產(chǎn)生的熱量，就很有可能導(dǎo)致熱裂紋的產(chǎn)生。減少摩擦熱負荷對化工釜用機械密封件的損失，則可以從降低荷載，改變端面面積比例，利用靜止類型的密封添加倒流套，強制性對循環(huán)流體進行冷卻以及在密封端面上設(shè)計動力流體槽等方面進行解決。

3.3 磨損產(chǎn)生的痕跡

磨損過程中產(chǎn)生的痕跡能夠準確地體現(xiàn)運動與磨損之間的具體聯(lián)系。比如說，磨損產(chǎn)生的痕跡均正常，且好各個零件之間配合良好，則說明傳動部分具有良好的同軸度。在這種情況下，若密封端面依然出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，則極有可能是密封自身原因造成的。若泄漏量是穩(wěn)定的，則基本就可以證明泄漏并未發(fā)生在兩個端面之間，而是發(fā)生在其他部位。端面產(chǎn)生的磨損越寬，就表示傳動部分的同軸度越差?；じ脵C械設(shè)備密封在運行一段時間以后，摩擦端面未產(chǎn)生摩擦現(xiàn)象，則基本可以說明密封在剛開始使用時就已經(jīng)發(fā)生了密封失效。不良的同軸度和不好的浮動性會導(dǎo)致硬質(zhì)端面出現(xiàn)比較深的溝槽。當震動一旦引起密封端面出現(xiàn)分離時，就會導(dǎo)致侵入的顆粒嵌入碳質(zhì)端面較軟部分，從而造成對硬質(zhì)端面的磨削，最終使其發(fā)生嚴重的磨損。由此可見，若使釜用化工機械密封以及配置材料在介質(zhì)材料中工作，則需要選擇硬質(zhì)端面。

4 結(jié)語

以上內(nèi)容主要通過對機械密封失效的簡介以及對密封失效形式的詳細分析，總結(jié)出了密封失效的具體原因和對應(yīng)的解決方法。對石油化工釜用機械密封失效問題的探討，對幫助石化企業(yè)提高應(yīng)用機械密封技術(shù)的水平，優(yōu)化其設(shè)計結(jié)構(gòu)，減少機械故障的發(fā)生有著十分重要的意義和價值。

參考文獻

[1] 高武民.機械密封的失效原因分析及實際應(yīng)用[J].石油化工設(shè)備技術(shù)，2002（2）：53-56.

[2] 劉春榮.淺談化工機械密封的故障原因與解決方法[J].中國科技博覽，2011（33）：342.