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機械化施工化工機械密封泄露問題與維修

2020-04-15
劉健
  摘 要:對于化工行業來講,機械密封則是最為重要的根本。本文通過主要介紹化工行業當中的機械密封,并重點分析其泄漏的主要原因,從而提出相應的解決措施。
  關鍵詞:化工機械;機械密封;問題措施
  前言
  化工機械密封也被叫做端面密封,通常被應用在對壓縮機,泵等設備中的旋轉軸的密封方面?;C械的主要部件是靜環和動環,將密封圈作為其輔助密封件,化工機械密封的傳動件是各種螺釘,彈箕座和鍵等,推環和彈簧是化工機械密封的彈力補償機構?;C械密封的原理是基于不少于一對的與旋轉軸線垂直的端面,由于流體壓力和補償機構彈力的作用,與輔助密封相配合,從而端面能夠在保持相對滑動的同時,緊密貼合,因此,可以預防流體泄露。
  一、化工機械密封的組成
  化工機械密封,可以按照不同的標準來進行分類:按照彈簧的元件旋轉或者靜止,可以分為旋轉型以及靜止型。旋轉型的密封,在高速運轉的時侯,其介質中的彈簧本身受到離心力影響很容易發生變形,而強腐蝕性的介質在彈簧的強烈攪動下會顯得更加不利,但是靜止型就沒有這一種缺點。無論是旋轉型還是靜止型都是機械密封中最為主要的零配件,其性能的好壞可以說直接的關系到密封的效果以及壽命,正是因為這樣,對于密封環的材料、結構、形狀、尺寸以及表面加工的質量等等都必須有比較高的要求:按照密封的介質泄漏方向,則可以分為內流失以及外流式;按照介質在端面所引起的卸載情況可以分為平衡式以及非平衡式:按照靜環位于密封端面內側還是外側,可以分為內裝式以及外裝式:按照密封腔內的溫度可以分為高溫密封、中溫密封、普溫密封以及低溫密封;按照密封腔內的壓力可以分為超高壓機械密封、高壓機械密封、中壓機械密封以及低壓機械密封;按照彈簧的個數可以分為單彈簧式以及多彈簧式等等。無論何種密封,對密封件都有一個共同的要求,即:嚴密、泄漏量少;使用壽命長結構簡單而緊湊:維修方便、成本低、價格便宜、互換性好。對于化工解析密封來說,泄漏量一般可控制在0.2~3mL;使用壽命一般可達一年以上。
  二、機械密封泄露的主要原因
  1、摩擦失效。由于化工機械本身的工作特點,動環和靜環端面的相互摩擦,將不斷產生摩擦熱,使摩擦副內溫度升高,給化工機械造成影響。機械磨損不僅引起了密封副的正常配合,如果在一端出現磨損,還使得密封件在軸向和徑向出現一定程度的擺動。在實際的生產中可以通過磨損的痕跡來判斷具體的磨損情況和密封泄漏的原因。
  2、腐蝕因素。在化工行業當中,主要的腐蝕類型分為幾種:表面腐蝕。因為受到了腐蝕介質作用的侵蝕,所以會導致在機械密封的表面發生腐蝕,嚴重時則可以發生穿孔:晶間腐蝕。由于碳化鎢環的不銹鋼環座主要是以銅焊進行連接的,所以很容易出現品間的腐蝕影響:點腐蝕。因為彈簧套時常會出現點蝕以及區域性的點蝕,從而也就導致了穿孔現象。
  3、過熱損傷。過熱不僅引起密封副變形產生磨損,還可能引起熱裂和皰疤。通常,在過大的熱應力作用下密封環表面上出現徑向裂紋,稱為熱裂。在短時間的機械負荷或熱負荷作用下會出現熱裂,例如由于干摩擦、冷卻系統中斷等熱裂時密封環磨損加劇泄漏量迅速增長。介質潤滑性差、過載、操作溫度高、線速度高、配對材料組合不當等因素,或者是以上幾種因素的疊加,都可以產生過大的摩擦熱,若摩擦熱不能及時散發,就會產生熱裂紋,從而引起泄漏。
  4、密封零件失效。機械密封零件失效大部分是輔助密封圈失效,機械密封由于泄漏而不能正常工作的一個主要原因也是因為O形圈失效引起的。O形圈失效的表現為老化、永久性變形、溶脹變形、扭曲及擠出損傷。因此,在選用O形圈時應考慮合成橡膠的安全使用溫度,盡可能地選用截面較大的橡膠O形圈,適當提高硬度,采用溝槽式的裝配結構,通過沉浸試驗合理選材,必要時選用復合材料,如橡膠包覆聚四氟乙烯密封圈。
  5、化學腐蝕。由于密封接觸腐蝕性介質就會產生表面腐蝕,甚至在表面各處產生劇烈腐蝕點而形成點蝕。在金屬的晶界上產生的晶間腐蝕,會深入到金屬的內部,并進一步破壞而引起斷裂。腐蝕的性能影響很大。由于密封件比主機的零件小,而且更精密,通常要選用比主機更耐腐蝕的材料。經驗表明,壓力、溫度和滑動速度都能使腐蝕加速。密封件的腐蝕率隨溫度升高呈指數規律增加。處理強腐蝕流體時,采用雙端面密封,可以最大限度減輕腐蝕對密封件的影響,因為它與工藝流體相接觸的零件數量少。這也是在強腐蝕條件下,選擇密封結構的一條最重要的原則。
  三、解決化工機械密封泄漏問題的措施
  在根據幾方面的因素總結后由于機械密封在造型和設計方面必須要結合在實際的生產情況當中,必須要應用具有可靠密封性,并且具有較長壽命的摩擦材料、良好的密封圈材料等。例如,對于雙端面的機械密封在內端所接觸到的介質,必須要應用可以耐腐蝕的材料。對于外端接觸不到的介質,則可以應用具有良好可靠性的密封材料,并非必須內外端的材料是一致的,選用這種材料可以減少成本,也可以提高密封的可靠性,是經濟實用的。所以在加工化工機械的密封零件時,對其質量必須要嚴格要求,對于檢修的規程也應嚴格設定,安裝技術必須達到標準要求等。
  1、設備平穩運行。當工廠運行日趨穩定時,即很少有停車、啟動和運行條件的變化,正常的操作程序為泵的運轉提供了良好運行的環境,化工機械減少了在惡劣的動態工況下的損壞以及突然停車造成的瞬間破壞的可能,因而密封壽命大大增長。
  2、沖洗過程保證。沖洗介質不符合設計要求是造成機械密封的一個重要因素,針對沖洗做好檢查、調整,使沖洗介質的壓力、流量、溫度都達到設計要求,并且需要進行定期的清洗沖洗液的過濾裝置,減少沖洗液中的雜質,保證沖洗的質量。合理的增加沖洗官道上的止回閥等,從根本上解決因為沖洗帶來的密封損壞。
  3、加強設備檢查。在運轉的過程當中如果泄露量有過多的現象時,必須要立即停車并進行檢查著重檢查在動環、靜環密封的端面所出現的磨損情況,以及其表面的變化等。此外,也應及時的檢查動環與靜環它們輔助密封圈在安裝時的主要位置是否達到標準,還應檢查是否混入了顆粒雜質,如果含有雜質,則會影響到動環軸向的浮動以及彈簧等。還應仔細檢查是否存在緊定螺釘有松動的現象,這會直接影響到正常的密封工作狀態。對于固定的端蓋是否存在螺釘有松動的現象,以免造成端蓋的偏斜。對于軸套以及軸之間的密封也應做好檢查,是否存在損壞的現象。
  4、加強操作維護。保證安裝過程的準確就可以很好的減少軸的震動,保證化工機械的使用壽命。通過預防隨機干擾和改變環境來保證密封的可靠,消除了隨機的密封失效,而密封件和設備的安裝差錯就很容易產生密封失效。安裝過程中的誤差和對中達不到要要求就會造成震動,軸和殼體的不合理相對運動就會造成損害,因此必須保證正確的裝配公差、軸的合適表面粗糙度、正確的尺寸、仔細的測量等。具體實施過程中首先要做好安裝前的準備工作,檢查各個密封元器件是否損壞,特別是動環和靜環的密封端面。且做好相應的清理工作。其次在裝配過程中盡量保持清潔,保證密封端面不被劃傷,在軸和軸套表面、壓蓋、密封圈配合面等處涂抹潤滑油避免干摩擦,最后注意安裝的順序。
  結語
  化工機械密封有點非常多,在化工行業得到了越來越多的應用,然而,由于化工生產的特殊性與復雜性,化工機械密封容易發生泄漏,化工機械密封泄漏失效問題對化工機械密封造成了很大的影響。因此,必須采取合理的化工機械密封設計,結合化工過程生產的實際情況,選擇合適的化工機械密封的結構和材料,盡可能的延長化工機械密封的使用壽命,提高化工機械密封的性能。
  參考文獻:
  [1]耿鵬照.化工機械密封的泄漏問題與對策[J].黑龍江科技信息.2011(03)
  [2]陳曉穎:劉興剛.化工機械密封的泄漏問題與對策[J].科技創新導報.2008(31)
來源:《都市生活》2019年4期