摘要：机械密封是化工设备中最主要的机械零件，因其不易泄漏，性能优良在泵、反应釜、离心机等化工设备上得到了广泛应用。进入21世纪国家大力发展化工产业，尤其近十年引进了大量国外成套的工艺装备及石油化工装置，随着先进的化工设备也带进了大批先进的机械密封产品，给我国机械密封技术的发展指明了道路。随着国家对环境保护的重视，人们对机械密封性能又提出了新的要求。为此，文章对化工设备检修密封失效原因及维护措施方面进行分析，具有重要的现实意义。
关键词：化工设备；机械密封；失效；维护措施
引言：在实际操作中介质为高温介质或强腐蚀介质时，高温、强腐蚀的工作环境会使得端面液膜汽化、材料发生变质、加剧机械密封产生腐蚀等问题，从而使机械密封失效。为了有效解决机械密封失效问题，文章将围绕机械密封失效原因及维护措施方面进行详细分析。
一、机械密封相关内容简析
（一）机械密封的主要泄漏途径
机械密封的主要泄漏点有以下几种情况，Ⅰ属于动环与静环接触的端面间隙，为主要的密封面，是决定机械密封摩擦、磨损和密封性能的关键；Ⅱ属于静环与压盖之间的辅助密封点；Ⅲ属于动环与轴套之间的辅助密封点；Ⅳ属于压盖与密封腔体之间的密封点；Ⅴ属于轴套与轴之间的密封点。
机械密封示意图：
（二）机械密封的结构形式
机械密封的结构形式主要有弹簧式机械密封和焊接金属波纹管机械密封。弹簧式机械密封具有结构简单、成本较低的优势，但由于本身结构特点，在工作过程中容易出现整体密封失效的问题。焊接金属波纹管机械密封是利用微束等离子焊接制成的一种全封闭结构，由于波片本身波形的存在以及焊接后波距的存在，使得轴向被压缩一定位移后，产生弹性力，致使静环表面始终处于贴合状态；这种密封方式具有优越的追随性、耐高温腐蚀性、良好的平衡性、泄漏点少、抗振性和抗高速性及可降低弹簧比压的特点，提高了泵的密封性能及延长机械密封的使用寿命，被广泛用于机械密封中。
（三）机械密封在化工生产中的应用
机械密封是泵类、釜类使用最为广泛的密封形式，由于具有泄漏量少和寿命长等优点，所以机械密封是化工设备最主要的密封方式。而设备的稳定性在一定程度上取决于机械密封，在石油化工企业中，所涉及的大多是易燃易爆，易腐蚀，工作环境复杂，会经常出现失效或损坏。一旦机械密封失效泄漏，不仅影响正常的生产运行，同时会造成污染环境，而且可能导致火灾、爆炸等重大安全事故。用机械密封是解决跑、冒、滴、漏，改善环境保护，提高生产能力，降低企业成本的有效途径，是实现石油行业工业现代化最重要的手段之一。所以机械密封如何选择好的型式、材质而且做到正确使用是解决问题的关键。机械密封按工作条件和介质性质的不同，耐高温高压、耐腐蚀、耐低温机械密封、耐颗粒介质机械密封和适应易汽化的轻质烃介质的机械密封等，应根据不同的工作环境、介质选取不同结构型式和材料的机械密封。所以选择合适的机械密封在石油化工行业中至关重要。
二、机械密封失效原因
（一）密封材质问题
高温、易腐蚀机械密封材质选择时要求较高，有些生产商为了降低成本，采用性能较差的材质生产机械密封组件。在高温、易腐蚀工作的环境中，这种机械密封使用寿命大打折扣，极易出现机械密封失效的问题。
（二）动环磨损严重
机械密封在经过长时间的高压工作之后，出现端面比压过大的现象，在机械密封结构恒定和密封介质压力不变的情况，密封端面比压过大造成机械密封动环的磨损加剧，使得机械密封失去效果。
（三）冷却水系统出现淤滞
冷却水系统由于长时间未清理，存在污垢淤积的情况，致使冷却水量不足甚至出现无法冷却，密封面间液膜出现汽化，造成密封面磨损加剧、辅助密封圈受热老化等问题，影响机械密封的使用效果。
（四）密封腔温度过高
密封腔中由于长时间工作、冷却效果不佳导致温度过高，动环密封圈受热软化与轴套粘结，造成动环无法沿着轴向自由浮动，动环在没有密封圈的保护下出现大量磨损或位移，从而导致轴封大量泄漏甚至喷溅。
（五）密封面润滑不良泄漏
设备长期、高速的运转导致机械密封的温度上升，其热量未能及时传递出去导致密封端面的润滑剂损失、蒸发，其动环、静环之间的保护膜减少后导致干摩擦．使的密封面磨损加剧，甚至会产生裂纹。缩短了机械密封的使用寿命，极易引发突然的泄漏。
三、机械密封维护措施分析
（一）材料及热处理工艺方面严格规定
按照美国API682及国内行业标准的规定，严格控制密封元件的材料。传统生产商在动环生产中采用常压烧结碳化硅材料，其具有硬度高、耐磨性好的优势，但耐热冲击性比较差，一旦密封面温差发生巨大变化时，就会引起应力集中造成密封面产生裂纹，因此根据公司实际使用环境情况建议将动环的材料改为韧性和刚性较好的碳化钨硬质合金；为进一步保证机械密封的性能，辅助密封圈选择具有弹性好、耐高温、耐腐蚀的O型氟橡胶密封圈；橡胶密封件对设备的有效运行、使用寿命有决定性的影响，橡胶密封件的选择需要综合考虑实际工况、沟槽设计等因素。碳墨具有良好的润滑效果和在腐蚀介质条件下运转的能力，所以将其与硬质合金配合使用，静密封面保留碳石墨、静密封圈采用氟橡胶，产生更好的密封效果。
（二）定期检查机械密封
在保证机械密封材质的基础上，为了最大程度减少机械密封失效问题的出现，需要定期对机械密封进行检查，一旦发现有机械密封失效发生的可能性，及时采取维修、养护等措施，将对正常生产运行的影响降低到最小。
（三）密封面润滑不良泄漏的应对
对于润滑不良造成的干摩擦，要配置完整、成套的的润滑液外，还要对润滑液及时进行补充和更换。要加强机械密封元件的运行管理，实时检查机械密封的各种压力、润滑液流量、温度等变化；这样能有效防止干摩擦的发生。此外。还要定期对密封进行冲洗，清除机械密封处的杂质、降低密封温度、还起到一定的润滑作用。冲洗方式要根据机械密封的形式、种类、适用场合和需要选择，冲洗、冷却要有方案[1]。
（四）防止动静环端面过渡磨损
在检修人员维护、检修时要仔细检查密封端面有无磨损和裂痕，安装时要由经验丰富的人员进行安装或指导。密封安装必须小心、仔细，不可用强力，不可敲击，以保持动环、静环安装的表面精度和光洁度。除此之外，由于一般的机械密封对安装人员要求较高，如果安装不当对密封效果影响很大。所以一般对平面要求高的场合多采用集装机封，这种形式的机械密封对安装人员熟练程度要求不高，只要按图施工就可正确的安装[2]。
结论
简而言之，文章在分析机械密封的主要泄漏途径和结构形式的基础上，对机械密封失效原因进行探究，进而提出对机械密封改进措施，包括材料及热处理工艺方面严格规定、定期清理冷却水室、定期检查机械密封，希望对提升机械密封的效果有所益处[3]。
参考文献：
[1]姚辉波.化工机械密封的故障原因与解决措施[J].制造业自动化，2017（6）：159-162.
[2]迈尔，姚兆生.机械密封[M].化学工业出版社，2018（12）.
[3]李磊，王燕伟.化工机械密封技术应用及分析[J].化工管理，2017（23）：25-26.
论文作者:曹昌平
论文发表刊物:《基层建设》2018年第28期
论文发表时间:2018/11/15
标签：机械论文; 端面论文; 介质论文; 磨损论文; 密封圈论文; 措施论文; 结构论文; 《基层建设》2018年第28期论文;