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轴承知识

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机械化施工化工机械密封泄露问题与维修

2020-04-15
刘健
  摘 要:对于化工行业来讲,机械密封则是最为重要的根本。本文通过主要介绍化工行业当中的机械密封,并重點分析其泄漏的主要原因,从而提出相应的解决措施。
  关键词:化工机械;机械密封;问题措施
  前言
  化工机械密封也被叫做端面密封,通常被应用在对压缩机,泵等设备中的旋转轴的密封方面。化工机械的主要部件是静环和动环,将密封圈作为其辅助密封件,化工机械密封的传动件是各种螺钉,弹箕座和键等,推环和弹簧是化工机械密封的弹力补偿机构。化工机械密封的原理是基于不少于一对的与旋转轴线垂直的端面,由于流体压力和补偿机构弹力的作用,与辅助密封相配合,从而端面能够在保持相对滑动的同时,紧密贴合,因此,可以预防流体泄露。
  一、化工机械密封的组成
  化工机械密封,可以按照不同的标准来进行分类:按照弹簧的元件旋转或者静止,可以分为旋转型以及静止型。旋转型的密封,在高速运转的时侯,其介质中的弹簧本身受到离心力影响很容易发生变形,而强腐蚀性的介质在弹簧的强烈搅动下会显得更加不利,但是静止型就没有这一种缺点。无论是旋转型还是静止型都是机械密封中最为主要的零配件,其性能的好坏可以说直接的关系到密封的效果以及寿命,正是因为这样,对于密封环的材料、结构、形状、尺寸以及表面加工的质量等等都必须有比较高的要求:按照密封的介质泄漏方向,则可以分为内流失以及外流式;按照介质在端面所引起的卸载情况可以分为平衡式以及非平衡式:按照静环位于密封端面内侧还是外侧,可以分为内装式以及外装式:按照密封腔内的温度可以分为高温密封、中温密封、普温密封以及低温密封;按照密封腔内的压力可以分为超高压机械密封、高压机械密封、中压机械密封以及低压机械密封;按照弹簧的个数可以分为单弹簧式以及多弹簧式等等。无论何种密封,对密封件都有一个共同的要求,即:严密、泄漏量少;使用寿命长结构简单而紧凑:维修方便、成本低、价格便宜、互换性好。对于化工解析密封来说,泄漏量一般可控制在0.2~3mL;使用寿命一般可达一年以上。
  二、机械密封泄露的主要原因
  1、摩擦失效。由于化工机械本身的工作特点,动环和静环端面的相互摩擦,将不断产生摩擦热,使摩擦副内温度升高,给化工机械造成影响。机械磨损不仅引起了密封副的正常配合,如果在一端出现磨损,还使得密封件在轴向和径向出现一定程度的摆动。在实际的生产中可以通过磨损的痕迹来判断具体的磨损情况和密封泄漏的原因。
  2、腐蚀因素。在化工行业当中,主要的腐蚀类型分为几种:表面腐蚀。因为受到了腐蚀介质作用的侵蚀,所以会导致在机械密封的表面发生腐蚀,严重时则可以发生穿孔:晶间腐蚀。由于碳化钨环的不锈钢环座主要是以铜焊进行连接的,所以很容易出现品间的腐蚀影响:点腐蚀。因为弹簧套时常会出现点蚀以及区域性的点蚀,从而也就导致了穿孔现象。
  3、过热损伤。过热不仅引起密封副变形产生磨损,还可能引起热裂和疱疤。通常,在过大的热应力作用下密封环表面上出现径向裂纹,称为热裂。在短时间的机械负荷或热负荷作用下会出现热裂,例如由于干摩擦、冷却系统中断等热裂时密封环磨损加剧泄漏量迅速增长。介质润滑性差、过载、操作温度高、线速度高、配对材料组合不当等因素,或者是以上几种因素的叠加,都可以产生过大的摩擦热,若摩擦热不能及时散发,就会产生热裂纹,从而引起泄漏。
  4、密封零件失效。机械密封零件失效大部分是辅助密封圈失效,机械密封由于泄漏而不能正常工作的一个主要原因也是因为O形圈失效引起的。O形圈失效的表现为老化、永久性变形、溶胀变形、扭曲及挤出损伤。因此,在选用O形圈时应考虑合成橡胶的安全使用温度,尽可能地选用截面较大的橡胶O形圈,适当提高硬度,采用沟槽式的装配结构,通过沉浸试验合理选材,必要时选用复合材料,如橡胶包覆聚四氟乙烯密封圈。
  5、化学腐蚀。由于密封接触腐蚀性介质就会产生表面腐蚀,甚至在表面各处产生剧烈腐蚀点而形成点蚀。在金属的晶界上产生的晶间腐蚀,会深入到金属的内部,并进一步破坏而引起断裂。腐蚀的性能影响很大。由于密封件比主机的零件小,而且更精密,通常要选用比主机更耐腐蚀的材料。经验表明,压力、温度和滑动速度都能使腐蚀加速。密封件的腐蚀率随温度升高呈指数规律增加。处理强腐蚀流体时,采用双端面密封,可以最大限度减轻腐蚀对密封件的影响,因为它与工艺流体相接触的零件数量少。这也是在强腐蚀条件下,选择密封结构的一条最重要的原则。
  三、解决化工机械密封泄漏问题的措施
  在根据几方面的因素总结后由于机械密封在造型和设计方面必须要结合在实际的生产情况当中,必须要应用具有可靠密封性,并且具有较长寿命的摩擦材料、良好的密封圈材料等。例如,对于双端面的机械密封在内端所接触到的介质,必须要应用可以耐腐蚀的材料。对于外端接触不到的介质,则可以应用具有良好可靠性的密封材料,并非必须内外端的材料是一致的,选用这种材料可以减少成本,也可以提高密封的可靠性,是经济实用的。所以在加工化工机械的密封零件时,对其质量必须要严格要求,对于检修的规程也应严格设定,安装技术必须达到标准要求等。
  1、设备平稳运行。当工厂运行日趋稳定时,即很少有停车、启动和运行条件的变化,正常的操作程序为泵的运转提供了良好运行的环境,化工机械减少了在恶劣的动态工况下的损坏以及突然停车造成的瞬间破坏的可能,因而密封寿命大大增长。
  2、冲洗过程保证。冲洗介质不符合设计要求是造成机械密封的一个重要因素,针对冲洗做好检查、调整,使冲洗介质的压力、流量、温度都达到设计要求,并且需要进行定期的清洗冲洗液的过滤装置,减少冲洗液中的杂质,保证冲洗的质量。合理的增加冲洗官道上的止回阀等,从根本上解决因为冲洗带来的密封损坏。
  3、加强设备检查。在运转的过程当中如果泄露量有过多的现象时,必须要立即停车并进行检查着重检查在动环、静环密封的端面所出现的磨损情况,以及其表面的变化等。此外,也应及时的检查动环与静环它们辅助密封圈在安装时的主要位置是否达到标准,还应检查是否混入了颗粒杂质,如果含有杂质,则会影响到动环轴向的浮动以及弹簧等。还应仔细检查是否存在紧定螺钉有松动的现象,这会直接影响到正常的密封工作状态。对于固定的端盖是否存在螺钉有松动的现象,以免造成端盖的偏斜。对于轴套以及轴之间的密封也应做好检查,是否存在损坏的现象。
  4、加强操作维护。保证安装过程的准确就可以很好的减少轴的震动,保证化工机械的使用寿命。通过预防随机干扰和改变环境来保证密封的可靠,消除了随机的密封失效,而密封件和设备的安装差错就很容易产生密封失效。安装过程中的误差和对中达不到要要求就会造成震动,轴和壳体的不合理相对运动就会造成损害,因此必须保证正确的装配公差、轴的合适表面粗糙度、正确的尺寸、仔细的测量等。具体实施过程中首先要做好安装前的准备工作,检查各个密封元器件是否损坏,特别是动环和静环的密封端面。且做好相应的清理工作。其次在装配过程中尽量保持清洁,保证密封端面不被划伤,在轴和轴套表面、压盖、密封圈配合面等处涂抹润滑油避免干摩擦,最后注意安装的顺序。
  结语
  化工机械密封有点非常多,在化工行业得到了越来越多的应用,然而,由于化工生产的特殊性与复杂性,化工机械密封容易发生泄漏,化工机械密封泄漏失效问题对化工机械密封造成了很大的影响。因此,必须采取合理的化工机械密封设计,结合化工过程生产的实际情况,选择合适的化工机械密封的结构和材料,尽可能的延长化工机械密封的使用寿命,提高化工机械密封的性能。
  参考文献:
  [1]耿鹏照.化工机械密封的泄漏问题与对策[J].黑龙江科技信息.2011(03)
  [2]陈晓颖:刘兴刚.化工机械密封的泄漏问题与对策[J].科技创新导报.2008(31)
来源:《都市生活》2019年4期
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