摘要：结合实践来看，化工机泵机械密封是否良好对企业高效安全生产有着十分密切的关联。为此，文章基于对化工机泵机械密封主要结构以及当前导致机械密封失效的主要原因进行分析，探讨了提高化工机泵机械密封性能的有效措施，以期能够为提升化工机泵运行效率提供有效参考。
关键词:机械密封；化工机泵；结构；石墨环
对于化工企业生产的动力装置以及流体机械系统而言，机械密封是其中较为关键的零部件，在确保动力设备运行高效、安全方面有着重要的现实意义。特别是在对高危险性化学产品的生产过程中，由于生产的流体普遍具备易燃易爆、易腐蚀、有毒等特性，若是机械密封失效导致流体出现外泄，必将会对人们的生命财产安全以及周边的生态环境造成严重威胁。所以，加强对机械密封结构及密封失效原因深入分析，探讨有效的解决密封失效，提高化工机泵密封性能对于化工企业而言极为重要。
一、化工机泵机械密封结构
密封性能高、泄露小以及寿命长是机械密封的显著特点，也因此在化学机泵中有着较为广泛的应用。同时，绩效密封在机械设备生产使用过程中充当关键的辅助角色。随着科学技术水平的不断提升，机械密封的主要结构也得到了进一步发展，发展成为了当前几种较为主要的结构形式。
（一）波纹管型机械密封
这种密封结构的主要元器件包括有转矩传动、弹性元件、辅助性密封材料等，在传统密封结构基础上进行了优化，特别是减少对弹簧机在密封方面的辅助使用，对结构进行了简化构造。当前，焊接金属波纹管与成型金属波纹管是当前较为主流的两种波纹管型机械密封形式。
（二）窄环刃边型机械密封
这种密封结构动环密封面经过窄处理，形成宽度较窄刃边型密封结构。这种机械密封结构的密封元件具备较窄密封面，在密封元件平衡比控制方面能够严格控制在0.5之内，宽度控制在0.4~0.5mm范围内，可以有效避免灰尘、杂质进入密封件内，这对于少量进入密封件中的灰尘杂质，也会通过刀刃切断排出外面。近几年，在技术不断进步地推动下窄环刃边型结构的机械密封元件获得了优化完善，尤其是在抗高压与冷却方面有了明显的改善，还实现了对密封元件的径向变形的有效控制。
（三）集装式机械密封
轴套与密封端盖是集装式机械密封结构的主要元器件，也是基于传统机械密封形成的一种密封结构，主要在三个方面进行了优化。首先，集装式机械密封实现了轴套与端盖结构一体化，弥补了传统机械密封机、封分离无法进行密封预调的不足，在实际使用中获得不断完善。其次，集装式机械密封是以经过性能等合格检测的安装状态的形式出厂，使用时只需要进行简单的安装即可,不但不需要像传统机械密封一样需要组装，缩短了设备安装时间，而且有效地保障了密封质量。再者，相对于传统机械密封已经固定了的规格，集装式机械密封可以结合生产需要，拓展、改变冷却与冲洗结构，配合其他辅助设备，更好地提升生产效率。
二、化工机泵机械密封应用实效原因分析
（一）机械密封损坏或弹性材料性能下降
机械密封损坏，材料弹性失效等是机械密封失效的常见原因，特别是在经过较长时间使用密封元件会逐渐老化，弹性性能下降。一般来说，机械密封元件达到20%以上的失弹率就会发生渗漏问题。当其使用温度达到350℃时，密封弹性材料会迅速失弹，降低了密封组件的弹力高度，进而导致密封泄漏。所以，密封元件在受到长期载荷作用，或者在高温情况下运行，会导致其出现弹性松弛，或者是密封装置变形，严重时还会出现机械密封断裂问题。
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（二）石墨环应用出现严重磨损
机械密封主要是依据压力变化情况对直径进行调整发挥密封作用。而机械密封断面之间产生的互相作用，会对密封装置直径产生比压之间的关系变化，在受到外部压力作用下直径逐渐均匀变小才能确保良好的密封效果。然而，实际上机械密封装置中产生效用的直径会随着压力的变大而变大，导致波纹管受压过大而产生超负荷摩擦损伤石墨环，使机械密封失效。
（三）硬质合金环产受热过度产生裂纹
超负荷运行的机械密封环境温度升高，过高的温度会使硬质合金环由内而外的出现许多裂纹，造成了密封泄露现象。这种现象称为热裂现象。热裂现象主要是因为局部受热过大的原因导致的，但是对密封进行冲洗时采用的流量、方式等在一定程度上也会造成机封硬质合金环出现裂纹。
三、增强化工机泵机械密封性能对策
（一）合理地选择机械密封结构
现阶段，机械密封结构主要包括静止与旋转，内流与外流，外装与内装，平衡与非平衡，单端面与双端面，多弹簧与单弹簧等形式结构。化工企业必须结合自身生产实际需要，对机械密封结构进行合理选择机封结构。比如，若流体具备较强腐蚀性，或者属于颗粒性介质，宜采用内装端面型结构，极为适宜应用在低危险、低压力低环境。若是高速离心泵流体速度与压力都较大，静止型与内流型机密结构则有着较好的应用效果，尤其是可以与离心泵等设备的高速运转相适应。
在科学技术的推动作用下，机械密封装置得到不断优化完善，出现了结合多种结构优势运用密封装置，并在化工生产中获得了较好的应用效果。例如在化工氨生产过程中，以波纹管为一级密封，以BW气体机械密封为二级密封，在旋转、静止面间产生一定压力对流体进行分离，获得了较好的密封效果。
（二）合理地选择密封材料
密封材料在一定程度上决定了机械密封装置性能，为此，必须采用合适的材料才能保障机械密封装置的有效性及较长的使用时间。首先在硬面材料选择方面。常用的有铸铁模具钢等金属材料、工程陶瓷类材料、硬质合金材料三类。金属材料由于对于负荷要求不高常使用在油类液体等流体的密封。陶瓷类材料具备较强耐腐蚀性，但耐热性不强，常见于药液密封。经过升级的碳化硅材料提高了耐热性能后在酸泵密封方面有有着较好的应用效果。合金材料具备较高韧性与耐腐蚀性在化学品密封方面有着较好应用效果。其次在软面材料选择方面。石墨材料由于具备较强化学、物理稳定性，且经济性较好成为当前应用最为广泛的密封软面材料。随着技术水平不断提升，聚四氟乙烯的合成材料在大部分流体密封中也得到了较好应用。
四、结束语
总而言之，机械密封对于化工泵运行的重要性毋容置疑，然而在化工生产过程中密封泄露问题时有发生，对化工生产产生了极大影响。为此，化工企业必须加强对机械密封结构的分析，深入分析密封泄露原因，进而采取有效措施来提高机械密封的应用效果，更好地提升化工生产效益。
参考文献
[1]胡陈春.石油化工机械装置中泵类机械密封的应用与对比[J].科技创新与应用,2017(27):163-163.
[2]高杰.化工用泵机械密封泄漏与检修问题研究[J].工程建设与设计,2019(12):147-148.
[3]马军杰,白凯丰.化工用泵机械密封泄漏与检修问题的探讨[J].化工管理,2015(7):152-152.
[4]黄景云.机泵机械密封泄漏的原因及措施分析[J].化工管理,2017(31):130-131.
论文作者:张石庆
论文发表刊物:《电力设备》2019年第17期
论文发表时间:2019/12/19
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