摘要：随着国务院正式印发了《中国制造2025》，智能制造数字化、网络化、智能化不断推进，对化工设备的智能运行提出了更高的要求，然而化工设备普遍存在的泄漏问题困扰着设备高效、安全、可靠的连续运行，未来化工设备密封技术的发展显得尤为重要，本文系统的介绍了常用的密封技术主要内容和最新进展。
关键词：化工设备；密封技术；垫片密封；填料密封；机械密封；非接触型密封；注剂式带压堵漏；泄漏检测技术
过程工业中使用的机器设备普遍存在着泄漏问题，密封装置的泄漏只是或多或少，或轻或重。泄漏会造成能源浪费、物料的流失、产品质量的下降、设备的损坏、环境的污染，从而损害工作人员的健康，甚至会酿成火灾、引起爆炸、造成停产、直接危及人身安全，带来巨大的经济损失。在日常的设备使用和维修中，对于机泵几乎40%-50%的工作量是用于轴封维修；在生产事故中，化工企业出现的事故表现为泄漏形式的占55%，可见化工设备密封技术在化工企业中的重要性，对未来发展密封技术及培养密封技术工程技术人员显得迫在眉睫，解决生产上出现的有关密封问题将成为为一项专门的技术来探究。
1化工设备中常用的几种密封技术
一般来说，密封种类很多，工作原理各不相同，大致分为两类：静密封和动密封。静密封主要有垫片密封、直接接触密封和胶密封三大类。动密封根据运动件相对机体的运动方式分为往复密封和旋转密封两种基本类型。按密封件与其作相对运动的零部件是否接触，可分为接触型和非接触型密封两大类。
1.1垫片密封
垫片密封是静密封最主要形式，用于过程工业装置中化工设备可拆卸连接处。体现在法兰连接、泵轴、阀杆、搅拌器等。垫片密封是靠外力压紧密封垫片，使其本身发生弹性或塑性变形，以填满密封面上的微观凹凸不平来实现密封。常用的垫片主要材料有非金属垫片（橡胶垫、石棉垫、石棉橡胶垫、柔性石墨垫和聚四氟乙烯垫等）、半金属（金属包覆垫片、金属缠绕垫片、金属波纹复合垫片、金属齿形复合垫片等）和金属垫片（截面形状有平形、波形、齿形、八角形、透镜形等）。
高压设备的密封在化工行业中应用较广，其结构复杂，制造要求高，主要分为强制式密封（平垫密封、卡扎里密封）、半自紧式密封和自紧式密封（双锥环密封、伍德密封、“C”形环密封、“O”形环密封、三角垫密封等）三种结构；高压管道密封通常为强制密封，常用的有透镜垫密封、八角环、椭圆环密封，齿形垫片密封等。
1.2填料密封
填料密封是在轴与壳体之间用弹、塑性材料或具有弹性结构的元件堵塞泄漏通道的密封装置。按其结构特点，可分为软填料密封、硬填料密封、成型填料密封及油封。
软填料密封通常用于化工行业设备中的离心泵、转子泵、往复泵、搅拌机和反应釜的轴封，阀门的阀杆密封，管线膨胀节、换热器浮头及其他设备，适用于各种旋转运动、往复运动和螺旋运动的元件密封；硬填料密封常用于蒸汽机、内燃机、活塞式压缩机、汽轮机等，依靠填料的弹性结构和流体压力作用，使密封环与轴紧密贴合，以达到节流阻漏的目的，主要分为平面填料和锥面填料两类；成型填料密封泛指用橡胶、塑料、皮革及金属材料经模压或车削加工成型的环状密封圈，依靠填料本身受到机械压紧力或同时受到介质压力的自紧作用下产生的塑性变形而堵塞流体泄漏通道的，结构简单紧凑，密封性能良好，品种规格多，工业参数范围广，例如油封。
1.3机械密封
近几十年，机械密封技术有了很大发展，在化工工业中也获得了广泛的应用，80%-90%的离心泵采用了机械密封。它是由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏装置。与其他形式的密封相比，密封性好，使用寿命长，运转中不用调整，功率损耗小，轴或轴套表面不易磨损，耐振性强，密封参数高，使用范围广。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆机械密封在失效典型实例中，表现为闪蒸引起的密封端面破坏、干运转、疱疤、黏结、磨粒磨损、冲刷磨损、密封面变形、结焦、结晶、阻碍滑动件补偿的轴套损坏、弹簧变形和断裂、O型圈过热、O型圈挤出、O形圈不合格。
1.4非接触型密封
非接触型密封结构简单，耐用、运行可靠，它是通过被密封的流体中产生的压力降来达到密封，且允许通过一定间隙产生一最小泄露量，不影响系统中运动件的运动，分为流体静压（流阻）型和流体动压（反输）型两类，典型的结构形式有间隙密封、浮环密封、迷宫密封、离心密封、螺旋密封等。
1.5注剂式带压堵漏
过程工业生产系统中各种设备、管道、阀门、法兰、换热器、透平、管接头、铆合接头、螺纹接头及焊缝等发生介质（如蒸汽、空气、煤气、水、酸液、碱液及其他介质）泄露时经常出现，造成能源浪费、环境污染，危及生产和造成人身伤害事故，采用打卡子、压铅、补焊等方法有很大局限性，开发带压堵漏（不停车堵漏），具有更加现实价值，给企业带来更为可观的经济效益。
注剂式带压堵漏主要特点是必要的专业施工人员不多，两三人一组即可，而且使用的工具设备简单，施工较为灵活。按照要求设计并加工制造出适合与密封堵漏的卡具（围带、金属丝或条、金属环卡具），且安装于泄露部位，然后以专用的密封工具，向已装好密封卡具的泄漏处机械注入法注入密封剂（热固化型与非固化型）。
2泄漏检测技术方法及选择
过程装置在制造或运转过程中，不但需要知道有无泄露，而且还要知道泄漏率的大小。检漏就是用一定手段将示漏物质加到被检设备或密封装置器壁的一侧，用仪器或某一方法在另一侧怀疑有泄露的地方检测通过漏孔漏出的示漏物质，从而达到检测的目的。
检漏方法和仪器很多，根据使用设备可分为氦质谱检漏法、卤素检漏法、真空计检漏法等；按照采用的检漏方法所能检测出泄露大小可分为定量检漏法和定性检漏法；根据被检测的设备所处的状态可分为检漏法和真空检漏法。常用的检漏方法有：压力检漏法（水压法、压降法、听音法、超声波法、气泡检漏法、皂泡法、集漏孔腔增压法、氨气检漏法、卤素检漏法、放射性同位素法氦质谱检漏法）和真空检漏法（静态升压法、液体涂敷法、放电管法、真空计法、卤素检漏法、氦质谱检漏法）。
在选择检漏方法时，要根据检漏要求、检漏环境等选择合适的检漏方法，主要考虑以下因素：检漏原理、灵敏度、响应时间、泄漏点的判断、一致性、稳定性、可靠性和经济性。除了考虑经济性外，还要考虑对灵敏度、响应时间、检测要求等做出全面评价，使选择的检漏方法既满足检漏要求又经济合理。
3结束语
我国在密封技术领域研发还待加强，特别是在新技术、新概念、新产品、新材料、新工艺和新标准的不断涌出，高性能、高参数和高水平的产品大量研制出来，向更广、更深发展，密封技术的使用也越来越广泛，企业对操作员工的技术培训也是非常有必要的，员工扎实的理论基础，纯熟的技术操作、丰富的实践经验能最大程度上减少甚至避免密封失效情况的出现，随着新技术、新工艺、新材料和密封机构改进，从而提高密封的可靠性，让各类密封形式达到预想的设计寿命的。
未来，密封技术研发需要在密封材料和密封结构上作为出发点，让密封材料在不同工艺、不同密封介质等条件下，达到密封的低摩擦、高耐磨和零（低）泄漏状态，深层次开展密封材料设计，研发绿色环保密封材料；根据密封失效原因分析，采用现代数值模拟仿真集合试验结果指导结构设计，实现密封的高稳定性、高可靠性、强迫随能力和优良密封性。
参考文献：
[1]密封技术.魏龙.北京化学工业出版社.2004
[2]堵漏技术.胡忆沩.化学工业出版社 2003
[3]JB/T1472-2011《泵用机械密封》
[4]机械密封实用技术.顾永泉.机械工业出版社2001
[5]新世纪密封技术面临的问题及发展趋势。黄兴。林原 2002
论文作者:马加朋
论文发表刊物:《基层建设》2018年第12期
论文发表时间:2018/6/14
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