石化装置泵类机械密封的应用分析

蔡培源

（中国石化九江分公司机动处，江西 九江 332004）

石化装置泵类机械密封的应用分析

蔡培源

（中国石化九江分公司机动处，江西 九江 332004）

石化企业在近几年的发展势头较好，全国各地的石油化工设备和规模也得到了一定程度的扩大，为了更好更快的顺应时代发展和提高工作效率，越来越多的石化企业开始注重和应用高新技术。石化企业的工作和流程随着高新技术的应用变得越来越科学化和规范化，其中机械密封技术在石化装置中的泵送设备上的应用要求非常高。石化装置中泵类机械的设计和制造以及安装材料都影响着其密封性，而机械的密封性影响着整个石油化工装置的安全，一旦机械密封性出现问题，会对环境和周围管线以及设备装置造成极大的安全隐患，因此加大石化装置中泵类机械密封性的安全性是提高石油化工企业安全性的必要环节。本文通过对泵类机械密封性进行研究和分析，提出提高安全性的措施来增加泵类密封性，从而满足企业需求。

石油化工装置；泵类机械；机械密封性研究；安全措施

石化企业化工产品大多数都属于“三易”性，即易燃和易爆以及易毒，因此这些高危害性产品一旦发生泄漏事件，将造成无法预估的危险。空气的传播是广泛而又快速的，一旦石化企业的危害性产品泄漏则会直接快速的污染空气。爆炸和火灾带给企业巨大损失，所以一旦化工产品的易爆问题发生，将会直接威胁生命财产安全，因此石化企业的泵类机械密封性和耐腐蚀性是保证机械安全运行的关键，只有做好机械密封性才能保证石化企业的安全生产，石化企业在生产运营中要不断加强机械安全密封的强化和监督，通过科学技术和新型材料以及尖端设备去提高机械密封性。

1 石化装置中泵类机械密封性的重要性和深远意义

在石化企业中石化装置由于受工作介质高温高压和高腐蚀性特点的影响，致使石化装置在工作过程中容易受到较大的损耗，这些运行上受到的损耗会直接影响着装置的稳定性。装置的稳定性一旦出现问题，就会影响着机泵的机械密封性，对整个石化装置的运行安全有着巨大的安全隐患。机泵自身的机械密封性的安全对整个石化装置有着很大的效率影响，安全隐患的发生会造成装置停工检修，通常检修的时间较长，如此就会降低企业生产效率从而影响企业经济效益。同时机械密封产生的安全问题还会因为泄漏产生的介质外流而影响生态环境和空气质量，其中带有腐蚀性的介质还会不同程度的腐蚀装置和管线，从而造成无法预估的大型安全隐患，这些安全隐患一旦形成事故将造成巨大损失，影响企业的成本和经济效益。综上所述机械密封不但影响着装置的安全，还决定着石化企业的安全，对石化企业的生产成本和经济效益有着直接的影响。因此相关部门近些年对石化企业提高机泵的机械密封性有了更多的关注和重视，泵类机械的密封性也在不断的改进和创新。

2 石化装置中的泵类机械密封性问题原因分析

石化企业作为高危产品生产的企业，其密封性直接决定着其安全性。影响机械密封的有密封表面存在着转动和紧定以及滑沟、止推零件质量低劣不合格的问题，同时其作业安装人员专业水平偏低、安装技术不过硬和工作责任心缺乏也是影响机械密封性的一大因素。机械密封性还和安全位置以及零件组装精度和工艺相关，如果机械安装位置不合适且密封零件组装精度达不到要求，密封圈出现老化问题都会导致机械密封性出现质量问题。再者，如果在作业过程工况随意频繁的发生改变也会影响着其密封性，这些问题都会对泵类机械密封性有影响，但追求其根本原因，安装位置和机械密封零件的组装以及O型密封圈材质是影响机械密封性的主导因素。

3 提高泵类机械密封性相关措施

3.1 机械密封新材料的研发和应用

机械密封材料作为影响石化装置的安全性的重要关键，在近几年的发展过越来越多的高新材料不断出现影响之下，石化装置中的泵类机械密封相关使用的材料范围也随之扩大。就传统机械密封材料而言，使用较多的要属以碳石墨作为基质的软质材料和硬质合金以及陶瓷为基质的硬质材料作为摩擦副材料的组对。机械密封使用的密封圈通常都是以合成橡胶和聚四氟乙烯作为主要材料生成。而现如今随着科技的高速发展，高性能的密封圈材料和自润滑硬质合金等新材料在石化装置的泵类机械密封性中的使用越来越广泛，同时新型的纳米级复合密封材料由于在原有机械密封材料的基础之上增添了熔点较低而自润性强大的纳米材料致使泵类机械的密封性得到了很大的提高，正是由于这些新材料的加入使泵类机械密封性的严密性得到了质的飞跃，因此很多企业已经以新材料取代了传统的老材料。当然新涌入的材料远远不止这些，像具有高硬度和高韧性以及高耐热冲击性好等优点的SiC、ZrO2等烧结体材料也可以很好的防止介质泄漏问题的发生。除此之外，以碳化硅质作为主要成分的陶瓷材料由于不受各种酸碱等物质的腐蚀而起到机械防护作用的新材料在机械密封上的使用也是非常之广泛的。就目前而言碳化硅质材料主要表面转换型碳化硅质和常压烧结型碳化硅质以及反应烧结型碳化硅质等等。这一系列的新材料的出现和应用对石化装置的泵类机械密封性的提高有着很大的促进作用，一方面可以提高其密封性，另一方面可以减少安全隐患，避免安全事故的发生。

3.2 通过新技术提高机械密封性

新材料的应用提高了机械的密封性，但是光有材料没有技术，或者技术落后跟不上材料的发展也是不利于机械密封性的提高的。因此发展和应用新材料的同时，其相关技术也不可忽视，必须技术和材料同步发展应用，才可使机械密封性从全方位的得到提高。机械密封技术主要是透过技术减少产品泄漏和对环境的污染，通过技术将机械密封设备的使用寿命延长也是减少泄漏的关键，目前在我国石化企业中泵类机械密封性使用较多的技术主要有四种。

（1）流体回流式机械密封技术。所谓流体回流式机械密封技术就是通过转变外泄流体的流动路径并将其送回机械密封腔内，从而达到机械设备零泄漏的最终目的。这种技术具有维护方便和适用性强以及结构简单等显著优点，正是由于它的这些优点使这类技术一般都适用于高温高速高压下类的高参数特殊工况之中。（2）非接触式机械密封技术。通过依托流体所产生的动压或者静压在密封端面形成一片起到隔离作用的流体膜就是非接触式机械密封技术。这种技术具有较好的密封性和耐用性，即使在航空航天和能源石化等事业高速发展的今天，非接触式机械密封技术也能达到航空航天和能源石化等在高温高压高速下更高的密封性和耐用性的要求。（3）组合式机械密封技术。将多种密封技术进行结合使用乃组合式机械密封技术的工作要领。组合式机械密封技术可以在发挥各种密封技术优点的同时避免相对的各种缺点，也就是扬长避短，而正是由于其要领，因此可以组合各种形式的密封技术，其中，最为常见的有接触式结合非接触的密封形式以及接触式结合接触式的密封形式。（4）剖分式机械密封技术。部分式机械密封一端为内部具有一个特定形状凹槽的连接密封腔，另一端相应位置上则为一个前端带有相似形状凸台和后部具有连接凹槽的接头，接头两部分外端面由具有环弧性凸起的结构所组成，在安装时将接头压入连接密封腔中，达到密封的目的，并可随着压力变化，自动调整密封效果。

3.3 提高相关技术人员的专业技能

材料和技术得到了突破就预示着机械密封性得到了很大的进步，人员作为利用这些新材料和新技术的关键也必须在专业技能上得到提高，如此才能驾驭新材料和新技术，将新材料和新技术的相关工艺更好的应用到工作中，发挥其最大的作用为机械密封保驾护航。因此石化企业在采用新材料和新设备的同时可以邀请厂家技术人员进行工作指导，必要的时候还可以开展相关培训，让内部人员通过学习去加深和发挥新材料的最大作用。同时还可以设立人才库，对外招聘尖端技术人员进行技术创新，通过尖端技术人员带动原有技术人员的技术，使整个企业的技术从整体上得到提高，也是提高机械密封性强有力的措施。

3.4 提高安全责任心、强化安全意识

安全生产安全作业人人有责，只有树立了安全责任心，强化了安全意识，才能避免工作过程中因麻痹大意、玩忽职守而造成的安全隐患，从而减少安全事故的发生。

4 结语

安全作业是保障企业和个人生命财产的有力盾牌，因此石化企业在石化装置中的泵类机械密封性的方面要不断加强，不可因取得的成绩就麻痹大意，安全生产切不可放松警惕，新材料和新技术以及尖端人才是提高机械密封性的三部曲，企业只有加大这三方面的投入，才能为机械密封性提供更有力的安全保障。

[1]GB50231-2009 《机械设备安装工程施工及验收通用规范》.

[2]国家标准《釜用高压机械密封技术条件》于2010年元旦实施[J].化学工程，2010（01）：54-59.

TE65

A

1671-0711（2017）05（上）-0133-02