張鵬

（中國石油天然氣大慶煉化分公司，黑龍江 大慶 161000）

在化工事業(yè)持續(xù)發(fā)展的背景下，由于化工機械設(shè)施能夠?qū)どa(chǎn)效益產(chǎn)生直接影響，故而其逐漸受到社會關(guān)注。在化工機械運行過程中，為確保其具有良好的運行狀況，必須采取有效的密封措施，以降低設(shè)施能量消耗，保障化工生產(chǎn)效益。但化工機械密封極易出現(xiàn)故障問題，導致物料泄漏風險增加，致使設(shè)備使用壽命縮減。因此必須掌握導致化工機械密封出現(xiàn)故障的原因，并采取解決措施，該點對促進化工行業(yè)健康發(fā)展具有重要意義。

1 化工機械密封相關(guān)概念

1.1 由來及結(jié)構(gòu)

針對機械密封而言，部分學者將其稱作端面密封。機械密封屬于高科技機工產(chǎn)品，目前已被廣泛應用在液壓傳動及相關(guān)設(shè)備的旋轉(zhuǎn)裝置密封中，并成功取得良好成效。在現(xiàn)代科學技術(shù)持續(xù)發(fā)展的背景下，科研人員相繼展開對密封材料與加工手段的研究。在此基礎(chǔ)上，機械密封與密封手段發(fā)展水平正在持續(xù)提高，且已趨向于成熟。通過調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，化工機械密封相關(guān)理論呈現(xiàn)多樣化，主要有密封原理、密封摩擦與潤滑及密封動力學理論等。密封構(gòu)造組成主要包括雙端面密封與多斷面密封及多彈簧與單彈簧等。

1.2 組成

通過對機械密封進行深入分析，可發(fā)現(xiàn)其組成方面具有較強的多樣性，而對其進行區(qū)分時，應將彈簧元件作為重要參考依據(jù)。目前常見的兩種類型分別是靜止型與旋轉(zhuǎn)型，兩種類型均具有不同的優(yōu)勢與缺陷，例如旋轉(zhuǎn)型的腐蝕性相對較強，而靜止型不存在該缺陷。彈簧元件在機械密封中具有重要地位，其能夠?qū)γ芊赓|(zhì)量產(chǎn)生直接影響，因此在開展加工操作時，必須不斷對密封不同指標進行優(yōu)化。此外，在使用過程中，密封介質(zhì)泄漏方向可根據(jù)不同性質(zhì)劃分為外流式與內(nèi)流式。

2 化工機械密封故障形成原因

導致化工機械密封出現(xiàn)故障問題的原因呈現(xiàn)多樣化，而為提高化工機械密封可靠性，確保故障處理工作順利進行，有必要明確導致機械密封出現(xiàn)故障的原因，以此為后續(xù)工作順利開展提供可靠依據(jù)。針對化工機械密封故障形成原因而言，其具體內(nèi)容如下。

2.1 磨損

機械設(shè)施在運行過程中極有可能出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，而磨損是導致化工機械密封出現(xiàn)故障的主要原因。在磨損現(xiàn)象發(fā)生的情況下，密封環(huán)正常組合必將受到嚴重破壞，且機械密封性能將明顯降低，進而造成惡劣后果。發(fā)生率相對較高的磨損現(xiàn)象主要包括以下幾種：在泵實際運轉(zhuǎn)過程中，由于泵腔內(nèi)部具有一定程度的氣體，故而機械密封高速運轉(zhuǎn)過程中形成的高溫將無法得到有效控制，致使溫度持續(xù)增加，進而造成密封面出現(xiàn)磨損燒焦現(xiàn)象；通過對輸送的流體介質(zhì)進行分析，可發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部具有一定程度的雜質(zhì)顆粒，此類顆粒硬度相對較大，且極有可能在機械密封高速旋轉(zhuǎn)的情況下，使其出現(xiàn)相應的異響，導致密封面受到磨損，從而失效；工作人員在開展機械密封安裝作業(yè)的過程中，若未結(jié)合規(guī)范要求對各項安裝環(huán)節(jié)進行嚴格把控，導致安裝質(zhì)量明顯降低，致使密封面配合松緊程度與規(guī)范標準不符，極有可能造成磨損失效現(xiàn)象發(fā)生；對密封面進行加工時，若未嚴格控制其精準度，極有可能引發(fā)磨損現(xiàn)象，致使故障問題形成。

2.2 過熱損傷

從實際出發(fā)，可發(fā)現(xiàn)過熱損傷現(xiàn)象極有可能導致機械密封出現(xiàn)故障問題，進而造成惡劣后果。在過熱損傷發(fā)生的情況下，不僅密封副變形將受到一定程度的磨損，而且熱裂與皰疤現(xiàn)象出現(xiàn)的可能性將顯著提高。熱裂現(xiàn)象主要指熱應力明顯超出相關(guān)標準，導致密封環(huán)表面出現(xiàn)相應的徑向裂紋。在通常情況下，該種現(xiàn)象多是在短期熱負荷或機械負荷中形成，例如因冷卻系統(tǒng)中斷及干摩擦等現(xiàn)象引發(fā)的泄漏量增加等。在實際工作中，為避免上述現(xiàn)象形成，必須正確認識到機械物理性能的重要性，對其開展相應的調(diào)查工作，并對熱裂現(xiàn)象進行綜合考量，進而實現(xiàn)對運轉(zhuǎn)條件進行合理制定。通過實際調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，在機械運轉(zhuǎn)過程中導致摩擦熱形成的主要原因是介質(zhì)不具有良好的潤滑性及操作溫度超出相關(guān)標準等。在上述幾項影響因素出現(xiàn)疊加現(xiàn)象時，摩擦熱將明顯增大，若工作人員未及時對其采取散發(fā)處理措施，必將導致熱裂紋出現(xiàn)的可能性提高，造成泄漏問題發(fā)生。

2.3 振動

振動因素極有可能導致機械密封動靜環(huán)摩擦表面無法進行平穩(wěn)貼合，致使密封面出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，其具體表現(xiàn)是對蒸汽冷凝液進行輸送的離心泵在實際輸送過程中，由于冷凝液內(nèi)部存在一定程度的蒸汽，故而泵體內(nèi)部將形成氣蝕，導致噪聲與振動現(xiàn)象形成。在振動傳遞到機械密封的情況下，動靜環(huán)之間將出現(xiàn)相應的竄動現(xiàn)象，進而造成密封磨損失效，導致泄漏風險性增加。

2.4 輔助沖洗系統(tǒng)欠佳

輔助沖洗系統(tǒng)具有重要地位，在該系統(tǒng)具備合理性的情況下，密封面將得到有效保障，且具備的潤滑與冷卻需要將得到滿足。但在實際生產(chǎn)過程中，該系統(tǒng)極有可能出現(xiàn)沖洗雜質(zhì)與規(guī)范標準不符、含有一定雜質(zhì)及壓力無法滿足需求等多種不良現(xiàn)象，致使化工機械密封性受到直接影響，在情況嚴重時，甚至將導致沖洗介質(zhì)出現(xiàn)壓力降低的現(xiàn)象，造成輸送介質(zhì)發(fā)生泄漏，并進入到?jīng)_洗介質(zhì)中。在此基礎(chǔ)上，若沖洗介質(zhì)未用于密封循環(huán)方面，極有可能導致其他系統(tǒng)出現(xiàn)污染現(xiàn)象，進而造成惡劣后果。

2.5 機械密封選型欠佳

在實際工作中，若未結(jié)合規(guī)范要求對機械密封進行選型，必將對密封性能與效果產(chǎn)生嚴重影響，導致泄漏風險性增加。例如若輸送粉體的普通化工機械密封選型與規(guī)范標準不符，受到密封結(jié)構(gòu)方面的影響，其對粉體進行輸送的過程中，極有可能出現(xiàn)機械密封區(qū)域泄漏現(xiàn)象，導致阻漏效果明顯降低。在此基礎(chǔ)上，不僅生態(tài)環(huán)境將受到破壞，而且還將形成相應的安全隱患，導致整體效益下滑。

2.6 腐蝕

腐蝕因素是引發(fā)機械密封故障問題的主要原因，該種因素可根據(jù)不同性質(zhì)劃分為四種類型，分別是應力腐蝕、晶間腐蝕、點腐蝕及表面腐蝕。其中，表面腐蝕主要指機械密封表面受到多方面因素的影響，從而出現(xiàn)的腐蝕現(xiàn)象，該種腐蝕類型的發(fā)生率相對較高，在情況嚴重時甚至將引發(fā)穿孔，進而造成惡劣后果；晶間腐蝕主要是銅焊在實際運行過程中將形成相應的敏化作用，造成不銹鋼座發(fā)生晶間腐蝕，進而影響機械密封，導致其出現(xiàn)故障的可能性增加；點腐蝕主要指彈簧套在實際使用中出現(xiàn)的點蝕現(xiàn)象，該種類型的腐蝕極有可能造成穿孔現(xiàn)象形成。雖然穿孔現(xiàn)象具有較強的嚴重性，但其對密封應用方面造成的影響較弱；應力腐蝕主要指波紋管與彈簧受到介質(zhì)腐蝕與應力的影響，從而出現(xiàn)的斷裂現(xiàn)象，導致密封方面失效，進而造成惡劣后果。

2.7 人為操作

在工作人員對機械設(shè)備實施操作的過程中，若未嚴格依照規(guī)范標準，存在操作不當現(xiàn)象，極有可能導致機械動靜環(huán)出現(xiàn)異常，造成機械密封方面受到嚴重影響。在實際工作中，若未針對機械壓縮量采取有效的控制措施，極有可能導致機械的磨損程度增加，進而引發(fā)故障問題。此外，在機械實際運行過程中，若工作人員未對設(shè)備采取有效的防護措施，導致雜物進入到設(shè)備內(nèi)部，極有可能引發(fā)機械運轉(zhuǎn)失?；?qū)е缕涑霈F(xiàn)摩擦損傷現(xiàn)象，進而對機械密封性造成不良影響。

2.8 密封零件失效

密封零件在機械密封中具有重要作用，其與機械密封可靠性具有直接關(guān)系。但機械密封零件在使用過程中極有可能出現(xiàn)失效現(xiàn)象，而造成該現(xiàn)象形成的主要原因是輔助密封圈失靈。在密封圈的圓形圈存在扭曲、老化或變形等不良現(xiàn)象時，機械密封性必將受到直接影響。因此為防止上述現(xiàn)象發(fā)生，在選擇圓形圈的過程中，應做好合成橡膠使用溫度方面的分析工作，確保采用的橡膠材質(zhì)具有良好的硬度與截面積。

3 機械密封故障解決措施

3.1 設(shè)備設(shè)計與改良

在開展化工機械密封的設(shè)計工作時，必須對化工實際生產(chǎn)狀況及存在的需要進行綜合考量，確保采用的摩擦副材料與O型圈具有良好的密封性能，且使用壽命相對較長。此外，應對腐蝕與高低溫實際狀況進行充分結(jié)合，以開展對材料的選擇工作。正式開展工作時，工作人員必須積極進行學習，不斷對相關(guān)經(jīng)驗進行積累，做好對經(jīng)驗與知識內(nèi)容的總結(jié)與歸納，明確化工機械密封方面存在的問題，并結(jié)合規(guī)范要求，及時對存在問題的密封圈進行更換。若發(fā)現(xiàn)密封件出現(xiàn)故障問題的頻率較高，必須對導致其出現(xiàn)損壞現(xiàn)象的原因進行掌握，并以此為基礎(chǔ)制定與落實相應的處理措施。

3.2 機械設(shè)備安裝與維護

在開展化工機械設(shè)備安裝作業(yè)的過程中，必須結(jié)合具體情況及規(guī)范要求，對安裝方法進行選擇，采取相應措施，促使軸形成的震動能夠明顯減少，盡可能延長機械的實際使用壽命，并通過預防隨機干擾與環(huán)境轉(zhuǎn)變，提升機械密封方面的科學性與合理性，進而防止隨機性機械密封失效現(xiàn)象發(fā)生。在實際工作中，應適當參考以下幾項內(nèi)容：（1）正式對化工機械設(shè)備進行安裝時，為全面提高安裝作業(yè)的精準性，必須嚴格落實軸表面粗糙度及機械配公差等方面的測量工作，深入分析不同密封元器件的完整性與性能，尤其針對靜環(huán)與動環(huán)的密封端面而言，應將其作為重點檢查內(nèi)容，進而為機械密封性提供保障。（2）對機械進行裝配時，必須嚴格做好對機械的清潔工作，防止密封端面受到多項因素的影響，從而出現(xiàn)損傷現(xiàn)象。應將潤滑油涂抹在密封圈配合面及軸套與軸的表面等區(qū)域，以避免干摩擦現(xiàn)象形成。（3）在開展安裝工作時，必須對安裝流程進行充分結(jié)合，并在后期操作中嚴格落實設(shè)備維護與管理工作，若泄漏出現(xiàn)增加狀況，必須立即停止生產(chǎn)，開展相應的檢測工作，以防止對整體效益造成不良影響。

3.3 嚴格管理沖洗過程

考慮到?jīng)_洗介質(zhì)與規(guī)范標準不符是導致機械密封失效的主要原因，故而在正式開展機械設(shè)備沖洗操作前，工作人員必須深入分析沖洗介質(zhì)，掌握其各項信息，并采取有效的調(diào)整工作，確保沖洗介質(zhì)在溫度、流量及壓力等方面均與規(guī)范要求相匹配。工作人員應正確認識到清洗沖洗液過濾裝置的重要性，并定期開展對該裝置的清理工作，以防止雜質(zhì)進入到?jīng)_洗液內(nèi)部，從而對沖洗效果產(chǎn)生影響。在此基礎(chǔ)上，將實現(xiàn)從根源上防止沖洗方面引發(fā)密封失效問題。

3.4 動態(tài)化監(jiān)控與診斷

為確?；C械密封符合規(guī)范要求，工作人員應對化工機械設(shè)備密封性實施動態(tài)化監(jiān)測措施，目前常見的監(jiān)測方法主要包括以下兩種：（1）工作人員應在日常工作中落實機械設(shè)備密封方面的檢查與觀測工作，并結(jié)合檢測結(jié)果采取相應措施。（2）應靈活運用計算機技術(shù)手段，以此檢測化工機械不同部位及特殊點的密封性能。從現(xiàn)實角度出發(fā)，可發(fā)現(xiàn)在社會經(jīng)濟與現(xiàn)代科學技術(shù)持續(xù)發(fā)展的背景下，人機結(jié)合監(jiān)測方法的應用率正在不斷增加。因此為適應時代發(fā)展，化工企業(yè)應加強專業(yè)監(jiān)測人員培訓力度，不斷對監(jiān)測軟件進行研究與開發(fā)，以保障監(jiān)測設(shè)備與工作人員的有效結(jié)合。在科學利用人機結(jié)合監(jiān)測方法的情況下，化工機械密封方面存在的故障問題將得到及時發(fā)現(xiàn)與解決，該點不僅對提高化工機械密封可靠性具有重要意義，而且還能對化工企業(yè)整體效益產(chǎn)生積極影響，因此企業(yè)應對該項措施給予重視。

4 結(jié)語

綜上所述，化工機械密封故障能夠直接影響化工生產(chǎn)效益，因此為提高化工機械密封可靠性，確保化工生產(chǎn)作業(yè)順利進行，必須從多個角度出發(fā)，并對化工機械密封實施動態(tài)化監(jiān)管措施，定期開展維護與檢修工作，規(guī)范人員行為，以此對化工機械密封故障進行有效預防與處理?；诖?，化工行業(yè)健康發(fā)展將得到保障。