中盐吉兰泰盐化集团有限公司电石厂 内蒙古 750336
摘要：盐化工机械设备的环境多为高温高压、内部储存载体主要是有毒的、有害的气体或液体。盐化工机械设备密封性好，可有效防止内外介质交换，杜绝有毒物质泄漏。
关键词：盐化工；设备机械；密封泄漏；设计
前言
各行各业的生产与加工均离不开设备。盐及盐化工行业的生产与加工也不例外，由于盐及盐化工行业的生产线较长、生产规模较大、生产时产量也大，甚至原辅材料还有毒有害，不可能手工作业。所以，设备是盐及盐化工企业生产过程中的主要生产要素和必备的物质条件，随着运行时间的推移，成品产量不断增长，设备磨损和消耗也在正向增加。设备磨损和消耗累积到一定程度，如果不进行补偿（维修、改装、更新等），生产将无法维继，至时，只有对生产设备进行科学经济合理的补偿，才能使其恢复以往的生产能力。
1致盐化工机械密封泄露的主要原因
1.1密封面的平面出现破损
在密封面的发生损坏关键原因是表面出现不均匀的划痕以及面部切断痕。出现这样的情况是因为泵的密封箱以及搅拌器的封头位置发生变形或者损坏，还有可能是螺栓松弛等，致使设备密封表面发生变形，引起泄露现象。通过查阅相关文献得知，密封面平面度损坏这种类型的泄漏都是由于密封面受到了损坏，通过一定的化学反应对零部件、密封面等造成损坏，使其密封性下降。
1.2盐化工机械温度过高引起的密封泄露
盐化工机械设备多为高温、高压环境作业。温度过高使得密封副发生变形，从而产生磨损，产生泄露的现象。一般来说，在热应力过大的时候，密封环表面上就会出现一层裂纹。然后随着时间的流逝，不断的进行摩擦，导致裂纹越来越大，最终破损，产生泄露。为了减少这种现象的产生，就必须使用更高质量的材料，同时，掌握所使用到的材料的机械物理性能，在使用时，有针对性的对其进行调整。加上一些润滑剂，减少机械之间的摩擦作用。
1.3机械内部磨损引起的密封磨损
盐化工机械密封的应用中，长期磨损造成泄漏质量问题也比较突出。在盐化工机械密封设备的应用中，由于机械的磨损就会造成密封副正常配合关系发生变动，端面出现了相应磨损。还有是静密封失效，造成了盐化工机械密封设备的失效问题，主要是密封圈尺寸差比较大，或是出现了老化变质的情况，这些都会影响机械密封性能。
1.4其它相关原因
我们都知道，密封的产品种类很多，有的可能就是一些化学产品，腐蚀性能很强。当密封表面接触到这些物质时，就会产生表面腐蚀，然后慢慢的引起整个密封装置的破损。所以，在选择密封材料时，也应该考虑到这一点，选择抗腐蚀的材料。其次是密封零件的失效，当密封装置所涉及到的零件失效的时候，也会造成密封失效。实践经验发现，机械密封零件失效大部分是辅助密封圈失效,也就是说，当O形圈失效的时候，我们的密封装置也会受到影响，最终出现了泄露。检查O形圈是否失效，就要观察它是否发生了变形和老化，出现了任何一种情况，就是失效的表现。
2机械密封的材料的选择
机械密封的密封性能和使用寿命，与各零件的材料有关，尤其是端面密封（摩擦副）的材料，辅助密封的材料和弹簧的材料。
2.1端面密封摩擦副的材料
摩擦副材料有石墨、陶瓷、堆焊硬质合金、碳化钨合金、SiC、填充聚四氟乙烯、锡青铜、钢结硬质合金、不锈钢、酚醛塑料、尼龙等。常用材料的性质如下。
（1）石墨。石墨的优点是耐腐蚀性和自润滑性好，摩擦系数小，耐热冲击性好并容易加工，缺点是机械强度低，有孔隙。石墨的这两个缺点可以用浸渍和渗碳的方法改善。浸渍石墨可分为浸树脂和浸渍金属两种。浸树脂石墨耐腐蚀性好，但不耐高温（耐温约170~200℃）；浸渍金属石墨高温性好（浸青铜、铝、铅等耐高温可达400~500℃），但耐腐蚀性差。石墨是使用最广泛的非金属材料，用作中低转速机械密封的动环和高速机械密封的静环。好的石墨，肉眼看来致密，手指摸上去不大脱粉，不大染黑手指。
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（2）陶瓷。陶瓷的优点是耐腐蚀性好，硬度很高，耐磨性好，缺点是脆性大以及硬度过高而难以加工。应用较多是氧化铝陶瓷，还有金属陶瓷。陶瓷多用于腐蚀性介质、中低速的场合。
（3）堆焊硬质合金。在碳钢、铬钢和铬镍钢的密封面上堆焊硬质合金，优点是硬度高，耐磨性好，耐温性好（500℃以下），耐腐蚀或汽蚀性好，缺点是易产生气孔、夹渣和表面硬度不均匀。
2.2辅助密封圈的材料
对辅助密封材料的要求是弹性好，摩擦系数小，耐磨、耐热和低温性好，抗介质腐蚀、溶解和老化等，此外还要求在压缩后和长期使用中残余变形好。常用的辅助密封圈材料是橡胶和聚四氟乙烯，此外还有软聚氯乙烯。
（1）橡胶。橡胶有较好的弹性、缓冲性、吸振性、耐热性、耐腐蚀性。橡胶密封圈的密封效果好，应用最广泛。常用的橡胶有硅橡胶、丁晴橡胶、氯丁橡胶和氟橡胶等。
（2）聚四氟乙烯。聚四氟乙烯的优点是化学稳定性、耐油、耐溶解、耐湿性优异，摩擦系数低，适用于各种腐蚀介质，缺点是弹性比橡胶差，易产生永久变形。
2.3弹性元件材料
（1）弹簧材料。对弹簧材料的要求是：弹性好、耐介质腐蚀。常用弹簧材料有不锈弹簧钢（1Cr18Ni9Ti等）、铬钢（3Cr13、4Cr13等）、碳素弹簧钢（60Si2Mn等）和磷青铜。
（2）波纹管材料。对波纹管材料的要求是：良好的焊接性能；较大的弹性；一定的耐腐蚀性。常用的波纹管材料有铁基、铜基和镍基合金以及钛材等。一般以铁基中的镍铬奥氏体带材为主，尤以1Cr18Ni125MnMo2Ti用得最多。高镍弹性合金被认为是制作波纹管较理想的材料，含铝的材料用一般焊接技术时会遇到困难。目前国外用得最多的波纹管材料有AM350（近似Cr16Ni45MnMo3N）属于固溶体、低强度、低硬度、高延伸率。
3机械密封防腐设计
3.1结构设计
机械产品密封在整体布置上要考虑防止腐蚀介质的积聚，尽量避免封闭区域，或保持封闭系统通风和排水良好，在外形设计上注意防护，避免积存水汽和尘土。
3.2在设计中尽量采用圆角或在可能时规定磨圆拐角，整个设计都应考虑到便于对拐角处的打磨。
3.3由于表面灰尘会引起金属的腐蚀，因此应避免装配后工件表面积存灰尘。
3.4对于外露面或可以进入风雨的部位，尽量不采用点焊，而应该采用连续焊，不仅美观，而且防腐蚀效果好，能防止缝隙腐蚀的发生。而且，对于表面形状来说，对接的防腐蚀性能比搭接要好。
3.5焊缝经过打磨和清理，会大大改善表面状态，提高密封防腐蚀能力。而且，对工件表面尽可能要求清理，使表面无焊渣、焊疤、焊瘤等表面缺陷。
4提高机械密封设计质量的措施
4.1密封系统中的密封件之间功能要分别做出规定，其中每一种功能都要满足机器密封部件提出的要求；并保证其密封功能。
4.2从结构上采取措施。消除和减少某些使用中有害因素的影响。
4.3在密封连接处，减少生成热。例如，采用非接触密封代替接触密封；改善接触零件的耐磨性质等方法；同时，建议缩短密封周边，以及尽量减少连接密封，用钎焊和焊接代替可卸连接。
结束语
盐化工机械密封的应用在盐化工产业发展中发挥着重要作用，而保障机械密封的科学应用，保障其技术应用质量就显得比较重要。在对机械密封技术的应用研究下，希望有助于实际技术的科学应用，进一步提高应用价值。
参考文献
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[2]张弓达,王培中,李建业,刘秀珍.盐化工机械密封的泄漏原因及对策[J].科学中国人,2017(19):111-115.
论文作者:谢月
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/16
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