韓廣玲

摘 要：釜用機(jī)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(jī)械密封失效的主要形式。該研究將主要對(duì)釜用機(jī)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(jìn)行分析和探討。

關(guān)鍵詞：釜用機(jī)械 密封失效 原因分析 對(duì)策

中圖分類號(hào)：TQ050 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）05（b）-0098-01

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

1 釜用機(jī)械密封失效的簡要介紹

在釜類反應(yīng)的設(shè)備中，機(jī)械密封屬于精密的零件部件。釜用機(jī)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(duì)數(shù)，可以分為單端面機(jī)械密封和雙端面機(jī)械密封兩種。依據(jù)統(tǒng)計(jì)的釜用機(jī)械密封研究資料說明，大約有50%釜維修的原因是機(jī)械密封。將近有一半的釜在經(jīng)過長達(dá)半年的運(yùn)行時(shí)間后，就會(huì)發(fā)生機(jī)械密封失效的問題。雖然這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)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(jī)械密封失效的問題上，應(yīng)該充分結(jié)合實(shí)際情況，認(rèn)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(jī)械密封的穩(wěn)定性。

2 釜用機(jī)械密封失效形式的分析

石化釜用機(jī)械的失效形式有很多種，現(xiàn)對(duì)以下五種主要的密封失效形式進(jìn)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(jìn)行充分的清洗。這種情況發(fā)生時(shí)需要將端面上的污物及時(shí)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(dá)到規(guī)定的要求，或端面在使用前就已發(fā)生損壞，就會(huì)導(dǎo)致泄露。更換新的密封環(huán)或者對(duì)密封環(huán)重新進(jìn)行拋光是解決該問題的有效措施。第三，安裝錯(cuò)誤。非補(bǔ)償環(huán)在安裝時(shí)要保持傾斜，對(duì)于安裝壓蓋出現(xiàn)傾斜的現(xiàn)象，應(yīng)重新進(jìn)行安裝。安裝的設(shè)計(jì)尺寸不能達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙要求時(shí)，也應(yīng)該及時(shí)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(jī)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(duì)應(yīng)的解決方法。

若密封圈或墊片受到損傷，應(yīng)該進(jìn)行更換或修復(fù)；當(dāng)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(shí)，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(huì)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(dāng)安裝時(shí)由于未清潔而導(dǎo)致異物進(jìn)入，則應(yīng)該及時(shí)清除異物并更換受損的密封圈和密封墊片；當(dāng)?shù)鬃拖潴w配的端面存在缺陷時(shí)，例如刻痕，凹痕等，應(yīng)及時(shí)采取修正或涂步液體密封膠的措施；當(dāng)?shù)鬃l(fā)生因剛度不夠而發(fā)生變形時(shí)，則需要更換剛度符合要求的底座。

2.3 補(bǔ)償環(huán)輔助密封圈處出現(xiàn)的泄露

補(bǔ)償環(huán)輔助密封圈處出現(xiàn)的泄露是釜用機(jī)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(shí)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(huì)對(duì)密封圈造成一定的損傷。因此，安裝密封圈時(shí)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(dāng)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(shí)，會(huì)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(diǎn)等現(xiàn)象，這時(shí)需要及時(shí)更換陶瓷等材料。

2.4 非補(bǔ)償環(huán)輔助密封圈處出現(xiàn)的泄露

非補(bǔ)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(cuò)誤。如在V形圈的安裝過程中，其凹面應(yīng)當(dāng)保持在介質(zhì)一端，若方向裝反，則會(huì)發(fā)生泄漏。第二，當(dāng)密封圈的材料與介質(zhì)不能很好地相容時(shí)，應(yīng)該選擇合適的密封圈。第三，若底座的公差尺寸未能達(dá)到設(shè)計(jì)的要求時(shí)，需要及時(shí)更換。第四，密封的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)時(shí)，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(dāng)?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(duì)機(jī)械密封件的使用壽命會(huì)造成嚴(yán)重的威脅。腐蝕對(duì)密封件的的使用功能造成直接的破壞。大量實(shí)踐證明，壓力，溫度以及速度都會(huì)加大密封件腐蝕的程度，密封件的腐蝕速度會(huì)隨著溫度的上升而逐漸加快。化工釜用機(jī)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(duì)于直接與介質(zhì)進(jìn)行接觸的密封件，則應(yīng)該根據(jù)化工機(jī)械密封系統(tǒng)的具體使用要求來選擇，因?yàn)橄汝P(guān)腐蝕手冊(cè)中的材料數(shù)據(jù)往往都是靜態(tài)的，而對(duì)于化工機(jī)械來說，其工藝操作過程中介質(zhì)是相當(dāng)復(fù)雜的。除此之外，在對(duì)強(qiáng)腐蝕性的液體進(jìn)行處理時(shí)，采用密封雙端面能夠有效降低腐蝕對(duì)密封件的損害。

3.2 熱負(fù)荷對(duì)材料的損傷

當(dāng)機(jī)械密封發(fā)生失效時(shí)，摩擦副的端面往往會(huì)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(shí)甚至?xí)?dǎo)致龜裂現(xiàn)象的產(chǎn)生。其實(shí)，造成這種情況最主要的原因是熱負(fù)荷對(duì)密封材料造成了一定的損傷，特別是對(duì)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(dāng)?shù)呐鋵?duì)組合等。化工釜用機(jī)械在使用中若不能及時(shí)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(fù)荷對(duì)化工釜用機(jī)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(qiáng)制性對(duì)循環(huán)流體進(jìn)行冷卻以及在密封端面上設(shè)計(jì)動(dòng)力流體槽等方面進(jìn)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(zhǔn)確地體現(xiàn)運(yùn)動(dòng)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(gè)零件之間配合良好，則說明傳動(dòng)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(gè)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(dòng)部分的同軸度越差。化工釜用機(jī)械設(shè)備密封在運(yùn)行一段時(shí)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(shí)就已經(jīng)發(fā)生了密封失效。不良的同軸度和不好的浮動(dòng)性會(huì)導(dǎo)致硬質(zhì)端面出現(xiàn)比較深的溝槽。當(dāng)震動(dòng)一旦引起密封端面出現(xiàn)分離時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致侵入的顆粒嵌入碳質(zhì)端面較軟部分，從而造成對(duì)硬質(zhì)端面的磨削，最終使其發(fā)生嚴(yán)重的磨損。由此可見，若使釜用化工機(jī)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(duì)機(jī)械密封失效的簡介以及對(duì)密封失效形式的詳細(xì)分析，總結(jié)出了密封失效的具體原因和對(duì)應(yīng)的解決方法。對(duì)石油化工釜用機(jī)械密封失效問題的探討，對(duì)幫助石化企業(yè)提高應(yīng)用機(jī)械密封技術(shù)的水平，優(yōu)化其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，減少機(jī)械故障的發(fā)生有著十分重要的意義和價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 高武民.機(jī)械密封的失效原因分析及實(shí)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(jī)械密封的故障原因與解決方法[J].中國科技博覽，2011（33）：342.