化工產品大多為有毒、易燃、易爆產品，一旦發生產品泄露，除了造成一定的經濟損失，必然會對環境造成污染，甚至對人員造成危害，由于以上化工行業的特點，化工設備中的密封必須可靠，且具有一定的耐腐蝕性，保證長久使用，為滿足實際水泵機械密封應用中的復雜環境，因此多結構、多材料以及多組合的密封件在化工行業中大量應用，根據現場要求，新工藝、新概念、新標準不斷涌現。目前機械密封在石油相關產品中的應用非常廣泛，而隨著產品技術水平的提高和節約能源的要求，機械密封的應用前景將更加廣泛。

 

 

在石油化工行業中，由于流體成機械密封分相當復雜，在化工設備中液體的溫度、壓力、軸頸以及設備轉速各有不同，因此要從結構、材料以及附屬設備等多方面考慮，比如石油化工裝置各轉動設備中 (如泵、壓縮機、攪拌釜等)，工作條件最苛刻的部件要算機械密封。像推力軸承那樣承受軸向力，像換熱器那樣把產生的熱量導出。在高溫、高壓、易腐蝕等部位實現靜密封已經比較困難，要求在旋轉中，在幾毫米寬的密封端面上實現動密封就更困難了。下面根據不同的環境介紹機械密封。

 

1.1 高溫

 

在高溫環境下的機械密封，當溫度超過 200°的時候，一般的橡膠等非金屬材料不能作為密封使用，這時考慮熱變化的影響，要對密封件做穩定性熱處理，在同一結構中的密封件熱膨脹系數近乎相等，要采用沖壓成型或者焊接式的金屬波紋管結構。

 

1.2 低溫

 

流體在低溫條件下，一般材料會發生冷脆現象，一般要考慮疲勞強度、沖擊、膨脹系數等因素，低溫還會促使襯墊類的輔助密封圈產生老化，使密封圈失去彈性，從而造成流體外泄，低溫條件下的密封一般要考慮以下幾個方面：
1 ) 用金屬波紋管代替輔助密封圈，在超低溫的條件下常采用不銹鋼材料的金屬波紋管，不僅僅能保持優異的彈性補償，還能消除因各種因素引起的機械振動，使密封貼合保持良好的運動狀態;
2 ) 防止波紋管疲勞，在超低溫的條件下，塑性也有一定的降低，但硬度會增加，若把波紋管置于旋轉運動中，則會加速疲勞，使機械的密封周期大大縮短，因此在超低溫情況下要采用靜止式結構;
3 ) 與大氣隔絕，密封腔與大氣隔絕能減少冷損，提高抗汽蝕性能，隔絕的另一個作用是防止摩擦面上產生水蒸汽加速端面的磨損

 

1.3 高壓

 

由高壓介質引起的端面比壓如果超過其適應范圍會導致液膜破壞，引起發熱和磨損，高壓易使摩擦副變形及碎裂，從而使機械密封失效，因此對解決高壓介質的密封，必須從結構形式，材質，冷卻與潤滑等方面作合適的選擇。1 ) 平衡系數β 值的選擇，端面比壓是考核密封性能和耐磨性能的重要指標，選用密封所允許的最小端面比壓對提高使用壽命有利;2 ) 多端面密封，多端面是一種串聯式的密封裝置，利用前后密封腔的壓力降，以減少每一密封面所承受的壓力，采用這樣的減壓方式，對于高壓流體的密封是完全可能的，但是在實際工作需要有壓力控制和潤滑系統等輔助裝置，這些密封還有一些困難。3 ) 采用平衡式，對于具有軸向力平衡盤的泵類設備的高壓機械密封，可利用平衡盤進行節流，使少量高壓流體流過平衡盤間隙壓力下降后進入平衡盤間隙壓力下降后進入平衡室再與密封件接觸，平衡室內有平衡管與泵的路口相連，進入平衡室的流體即被抽送至泵的入口，此時平衡室的流體壓力下降到近似于泵的入口壓力，這樣密封問題就很容易處理。

 

 

2.1 零逸出密封技術

 

所謂零逸出密封技術，就是指工藝設備內的工藝流體泄漏量和逸出量等于零，也就是無工藝流體逸出，研究零逸出的密封技術就是零逸出密封技術。一般零逸出密封采用干運轉密封，它可以有接觸式干運轉密封或非接觸式干運轉密封，通常情況下，零逸出密封有一定的輔助措施，包括控制和計量儀表、各種閥門，主密封泄漏量監控和報警等裝置。

 

在零逸出密封系統中采用流體阻塞系統，流體阻塞系統中利用壓力大于工藝流體壓力和大氣壓力的阻塞流體注入密封室中，由于阻塞流體壓力稍大于工藝流體壓力，允許少量阻塞流體通過內密封漏入工藝流體側，同時也可能有少量阻塞流體通過外密封漏到大氣中。

 

為了達到零逸出，對于有害介質和有危險性的介質，必須使用氣體阻塞系統或氣體緩沖系統，因此，要求密封能在氣體阻塞系或氣體緩沖系統中干運轉的密封作為零逸出密封。

 

如果介質是無害的或無危險性的惰性氣體或空氣，則可采用單密封，然而，對于有害介質或危險性介質，則采用雙密封、串級密封或多機密封，才能達到零逸出。

 

2.2 集裝箱式密封

 

利用運輸中的集裝箱概念，產生了集裝箱式密封，這種密封的旋轉和靜止部分在安裝前預裝成一個整體，經檢查和試壓合格后套裝在軸封箱內軸上，用緊定螺釘固定在軸上，上緊壓蓋螺栓，拆除集裝定位片，機械密封就可以處于平面行工作狀態。

 

3 小結

 

石化行業中很多設備采用機械密封，使用機械密封是解決跑、冒、滴、漏，改善環境保護，提高工作效率，降低生產成本的有效途徑，是實現石油行業工業現代化必不可少的手段之一，而新技術新標準的應用，為企業帶來了不僅是經濟效益，為周邊環境、環保作出了新的貢獻。本文根據化工行業的特殊要求，闡述了在不同的工作狀態下的機械密封，并根據實際應用，提出了機械密封的新技術，對機械密封技術的研究有一定的指導意義。