董池

摘 要：石油長(zhǎng)期以來的需求在不斷的增加，對(duì)石油煉廠的煉制工程量和煉制質(zhì)量都有很高的要求，其中常見的泵用機(jī)械密封設(shè)計(jì)也十分重要。但在煉制中，泵用機(jī)械密封常常會(huì)出現(xiàn)一些問題影響煉制過程進(jìn)而會(huì)產(chǎn)生較大的事故，因此對(duì)常見泵用機(jī)械的設(shè)計(jì)及應(yīng)用探究就需要更加嚴(yán)謹(jǐn)。

關(guān)鍵詞：石油煉廠;泵用機(jī)械;密封

引言

機(jī)械密封在石油煉制中是極其重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，這不僅僅是對(duì)工程的機(jī)械運(yùn)行有影響，更大的隱患在于工廠的安全問題。而在石油煉制的過程中，普遍是流體機(jī)械的應(yīng)用因此對(duì)機(jī)械密封的要求就更加嚴(yán)格。針對(duì)石油煉廠常見的泵用機(jī)械密封的設(shè)計(jì)情況再做以更加具體的分析談?wù)摗?/p>

1 原理概述

機(jī)械密封常用與流體介質(zhì)的密封實(shí)用中。在運(yùn)用過程中是利用至少一對(duì)的垂直于軸作為相對(duì)滑動(dòng)的端面與流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的彈力作用下進(jìn)行貼合并配以輔助密封而祈禱阻止流漏的一個(gè)密封裝置[1]。而泵用機(jī)械密封是安裝在泵類設(shè)施中的機(jī)械密封裝置，其常用密封環(huán)材料為石墨、碳化硅、硬質(zhì)合金等，輔助密封材料為氟橡膠、乙丙橡膠、全氟醚橡膠等，金屬件材料為304、316、2205、2Cr13等等。

2 常見泵用機(jī)械密封設(shè)計(jì)

2.1EX型密封

這個(gè)類型的密封我國(guó)在S150-50A泵上已經(jīng)進(jìn)行使用，一般適合環(huán)境壓力低和軸徑小一點(diǎn)的設(shè)備，其軸向尺寸比較小，對(duì)泵用機(jī)械的尺寸要求也較低，經(jīng)濟(jì)性比較高，但由于使用周期較短所以對(duì)此類型的密封進(jìn)行進(jìn)一步改善，以求在使用中才發(fā)揮出更佳的效益。針對(duì)于此類型密封的改善，可以在設(shè)計(jì)時(shí)增加彈簧輔助，就可以有效改善其問題缺點(diǎn)，進(jìn)而幫助完善密封效果。

2.2 GX型密封

此類密封屬于單彈簧、套傳動(dòng)、平衡型結(jié)構(gòu)，由于其徑向尺寸較小，可以增加運(yùn)行的穩(wěn)定性。與EX型密封相較而言，此類型密封的徑向尺寸較大，且比較難以縮小，因此實(shí)施難度有所增加。其運(yùn)行的原理是依靠傳動(dòng)套后方的爪來傳遞扭矩，因此對(duì)密封軸的尺寸有較大的限制。通常軸徑尺寸不超過100毫米，否則會(huì)出現(xiàn)爪劈或爪斷的問題，進(jìn)而對(duì)設(shè)備的使用效果產(chǎn)生直接影響。因此，必須對(duì)這一問題進(jìn)行優(yōu)化解決[2]。實(shí)踐表明，將傳動(dòng)套底部增加4-5毫米時(shí)可以有效提升使用壽命，如圖1。因此對(duì)于大批量生產(chǎn)的廠家而言可以針對(duì)傳動(dòng)套底部爪根部進(jìn)行一定程度的加固，這樣就可以有效改善之前出現(xiàn)的問題。

2.3 8B1D型密封

此類型的密封在實(shí)際的應(yīng)用中經(jīng)常出現(xiàn)問題主要由于其常用動(dòng)環(huán)材料是浸呋喃樹脂碳石墨，密封材料不耐高溫，很容易產(chǎn)生嚴(yán)重磨損導(dǎo)致泄漏。現(xiàn)場(chǎng)使用表明，當(dāng)密封溫度處于160度左右高溫時(shí)運(yùn)行的時(shí)間通常只能維持?jǐn)?shù)天，極限不超過兩個(gè)月。因此該類型密封的設(shè)計(jì)必須要合理考慮冷卻方案，并對(duì)密封細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)作出調(diào)整和改變。測(cè)試表明，調(diào)整水槽的深淺及寬度，上述問題就能有明顯的改善。

2.4 碳石墨環(huán)選擇

碳石墨環(huán)是機(jī)械密封最常用的一種密封材料，它具有摩擦力小、潤(rùn)滑性佳、導(dǎo)熱性好和耐腐蝕耐高溫等眾多特點(diǎn)。密封環(huán)常用的有浸樹脂和浸金屬兩大類，具體不同的基材和樹脂、金屬的組合在眾多的實(shí)際中有很大的應(yīng)用范圍。石墨材料的合理選擇是密封壽命的關(guān)鍵因素。目前我國(guó)的石墨產(chǎn)品綜合性能相比國(guó)外還有一定的差距，還有較大的完善和改進(jìn)空間。

3 應(yīng)用

3.1 合理選擇密封使用類型

依據(jù)不同的工作環(huán)境的要求，再結(jié)合機(jī)械密封對(duì)高溫耐受情況、高壓耐受情況和耐腐蝕的性能差距的不同在現(xiàn)實(shí)的運(yùn)用中，綜合實(shí)際情況進(jìn)行選擇。泵用機(jī)械密封在選擇時(shí)還要考慮機(jī)械密封類別的差異：符合API標(biāo)準(zhǔn)的有一類密封、二類密封和三類密封，其對(duì)應(yīng)的密封外形尺寸、運(yùn)行溫度和使用壓力都有區(qū)別;再有就是靜止式與旋轉(zhuǎn)式、單彈簧與多彈簧密封的選擇;最后就是輔助沖洗方案的選擇。每種選擇都要依據(jù)相應(yīng)的條件和要求進(jìn)行判定，只有選擇最適宜的類型進(jìn)行使用時(shí)才能最大化的避免問題的產(chǎn)生。

3.2嚴(yán)格把控訂貨與驗(yàn)收過程

在做好類型的選擇后，對(duì)于訂貨和驗(yàn)收環(huán)節(jié)也有必要進(jìn)行仔細(xì)的確認(rèn)。訂貨時(shí)要對(duì)廠家提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的比對(duì)，再結(jié)合需要的訂貨數(shù)量進(jìn)行下單[3]。驗(yàn)收時(shí)集裝密封應(yīng)對(duì)其進(jìn)行靜壓測(cè)試，性能合格方能入庫(kù);對(duì)于零散部件如動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、密封圈、等都要進(jìn)行詳細(xì)的檢查和比對(duì)，確保萬(wàn)無一失。一個(gè)大型的工作設(shè)備中，再小的零部件都起著極其重要的作用。在驗(yàn)收過程中，每一個(gè)零件都要確保質(zhì)量的過關(guān)情況，從而有效避免后續(xù)使用過程出現(xiàn)問題，節(jié)約維護(hù)成本。

3.3 做好填料密封的改造工作

填料密封主要用于清水泵等低粘度液體泵，對(duì)于易燃、易爆、貴重或有毒的液體不宜采用。填料密封主要用于往復(fù)泵，以及部分離心泵。填料密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作維修方便，成本低廉，因此在不少老舊設(shè)備中仍大量使用。但填料密封的泄漏量較大，隨著環(huán)保要求的提升，填料密封將逐步被機(jī)械密封所替換取代。在對(duì)其進(jìn)行改造時(shí)，需做好改造空間校對(duì)工作，實(shí)際考察確定尺寸空間，合理選擇密封替換方案，確保改造的準(zhǔn)確性。

3.4 做好密封安裝與維護(hù)工作

不同類型和結(jié)構(gòu)的密封安裝過程中有不同的具體要求。在安裝前要確定設(shè)備的具體情況，包括設(shè)備旋向、軸徑尺寸、設(shè)備精度和密封腔的尺寸大小等等，檢查機(jī)械密封的對(duì)應(yīng)的連接尺寸，必要時(shí)對(duì)其進(jìn)行靜壓測(cè)試。安裝時(shí)要確認(rèn)介質(zhì)壓力、介質(zhì)狀態(tài)、介質(zhì)溫度、所含顆粒大小、顆粒情況等等，確保在后續(xù)的使用中不出現(xiàn)問題。為減少摩擦可以在輔助密封圈等位置上使用薄油使之潤(rùn)滑，安裝結(jié)束后針對(duì)零件是否出現(xiàn)遺漏以及安裝各個(gè)環(huán)節(jié)的銜接是否做得完整也需要做一系列檢查工作。最后進(jìn)行密封性檢查，若發(fā)現(xiàn)有泄漏現(xiàn)象及時(shí)進(jìn)行分析處理[4]。

最后，在使用的過程中也要做好維護(hù)與檢查，避免設(shè)備的超負(fù)荷使用，及時(shí)糾正使用過程種的不合理操作，從而有益于設(shè)備的長(zhǎng)期使用。平時(shí)使用過程中對(duì)出現(xiàn)的問題采取及時(shí)的措施進(jìn)行修理，避免問題的累積最后影響正常的工作進(jìn)程。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，對(duì)泵用機(jī)械密封的性能要求也不斷地在提高。面對(duì)泵用機(jī)械密封在使用過程中出現(xiàn)的問題和故障，各煉廠已經(jīng)引起高度的重視，并不斷與廠家聯(lián)合采取措施進(jìn)行優(yōu)化。相信經(jīng)過不斷的努力和改善，石油煉廠泵用機(jī)械密封的技術(shù)將不斷進(jìn)步，問題故障會(huì)越來越少，使用情況會(huì)更加可觀。

參考文獻(xiàn)：

[1]奚麗麗.石油煉廠常見泵用機(jī)械密封的設(shè)計(jì)改進(jìn)與應(yīng)用[J].化工管理，2019（22）：168-169.

[2]史龍飛，黃旭燦.石油化工機(jī)械裝置中泵類機(jī)械密封的應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2019，000（002）：91，93.

[3]王晶.提高泵用機(jī)械密封有效性的方法探究[J].中國(guó)化工貿(mào)易，2019，011（020）：198.

[4]吳金松.石油化工機(jī)械中的泵類機(jī)械密封效果對(duì)比[J].化工管理，2019（22）.

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