【摘要】石油化工泵的可靠性在很大程度上取決于廣泛采用的機械密封件。 在石化企業中，輸送的流體大多易燃、易爆、有毒。 一旦機械密封失效泄漏，不僅污染環境，危害健康，還極易導致火災、爆炸等重大事故，所以是個熱點問題。 本文對國內外機械密封新技術進行了較全面的闡述，從機械密封的結構、型式、種類、材料和瀏控技術等方面介紹機械密封的發展水平和新進展。
【關鍵詞】機械密封;新技術;進展
一、前言
在石油和石油化工工業中，有近 90%的旋轉設備采用機械密封。 機械密封的第一個專利于 1885 年出現在英國， 1900 年機械密封開始應用于軸承密封， 1913 年有了雙端面機械密封專利，1919 年出現了單端面機械密封專利。 二戰后，機械密封技術在美國得到了迅速發展，英、法等國也開始生產機械密封;摩擦副材料也得到了很大的改進，出現了陶瓷、石墨和硬質合金材料，加工精度也大為提高;同時，在結構上出現了平衡型機械密封、中間環密封等。
1975 年美國 EG&GSealol 公司制造了世界上第一套焊接金屬波紋管機械密封，并應用于宇航中。 近半個世紀以來， 隨著人們對環境保護的日益關注，要求機械密封向零逸漏、高可靠性、長壽命、低磨損的方向發展;同時，計算機技術、材料學、流體動力學和摩擦學的發展，為機械密封的發展提供了理論基礎和設計手段，機械密封技術得到了大發展，出現了許多新技術、新結構、新產品。
二、輕油泵機械密封的選用
1. 多彈簧機械密封靜止結構對該類泵用機械密封采用靜止結構 ( 溫度高于 200℃泵采用波紋管結構)。 其目的一是避免高速攪拌產生熱量;二是防止彈簧傳遞扭矩。
2. 摩擦副材料的選取
摩擦副材料的選取采用 “ WC-C”結構。 在選擇輔助密封材料時要考慮以下幾個因素：
( 1)彈性良好，永久壓縮變形小;
( 2)耐高溫，在高溫下不粘著;
( 3)與介質相容，不易產生溶脹、硬化等現象;
( 4)摩擦系數小，有良好的機械性能。
通過比較， 選擇了耐溫性能高的氟橡膠 ( 溫度范圍-20℃—200℃)。
3. 輔助密封措施
當溫度高于 150℃時輕油泵機械密封輔助冷卻采用了密封腔夾套冷卻、自沖洗及密封無折流板急冷;低于 150℃時只采用自沖洗及密封無折流板急冷。
三、低溫輕烴泵用機械密封的選用
1. 與輕油泵機械密封相同，多彈簧機械密封也采用靜止結構。
2. 對摩擦副材料的選取采用“SiC-C”結構。 輔助密封材料選擇耐低溫的硅橡膠材料。
3. 低溫輕烴泵機械密封輔助措施采用自沖洗及密封無折流板急冷。 通過沖洗來提高密封腔壓力以防止抽空造成的密封干摩擦。
四、高溫熱油泵機械密封的選用
高溫熱油泵主要有常底泵、減底泵、催化油漿泵，該類泵的特點是溫度高 ( 370—400℃)、油品粘度大、塔底有雜質。 我們針對
高溫泵的這些特點采用的是 YH-609 系列機械密封，結構選型主要結合了以下幾個方面。
1. 金屬波紋管旋轉結構
旋轉波紋管密封在旋轉離心力作用下可以自身清洗波紋管，減少波紋管外圍沉積和內側結焦，并能防止因急冷造成的波紋管變形。 我廠泵類設備轉速一般為 2950r/min，機械密封線速度遠小于 25m/s，因此，可以選用旋轉結構。
2. 密封結構形式采用開槽斜面擠緊軸套
這種定位傳動可靠，安裝拆卸方便且不傷軸。
并配置有限位板，便于泵外調整密封的壓縮量。波紋管內徑一側設一 45° 斜角， 以分散應力， 延長波紋管壽命。 輔助密封采用柔性石墨替代合成橡膠，可以承受高達425℃的高溫。
3. 摩擦副材料的選取
對摩擦副材料的選取， 采用 “硬對硬”結構，最初選用 SiC-WC 為動靜環材料， 但是運轉一段時間后發現動環出現啃邊現象。 改用 YG6-YG6之后，設備運轉一直正常。
4. 密封腔夾套冷卻、自沖洗及密封折流板急冷
某廠高溫熱油泵軸封外面夾套冷卻基本上按 API610 標準執行。沖洗方式考慮其經濟性，采用了正壓自沖洗，沖洗壓力一般要求高于密封腔壓力 0. 07—0. 1MPa。
該廠高溫熱油泵采用急冷方式， 急冷液為水， 背冷液流量一般可根據軸徑大小考慮： 軸徑 d≤100mm 時，流量為 0. 2—2L/min; 軸徑 d>100m 時， 流量為 0. 5—3L/min。考慮到本地水質較差、硬度較大，采取了擴大密封壓蓋冷卻進出水孔，增大折流板與靜環間隙等措施，使得急冷液流量增大近 2 倍。 大大改善了密封冷卻效果并有效地防止了密封結垢。密封冷卻水管同時外接蒸汽和循環水， 當泵運轉時循環水供冷卻，泵備用時蒸汽用作保溫。
五、結束語
機械密封自19 世紀末第一項專利開始至今己發展了 100 多年， 機械密封新技術、新概念、新結構、新產品、新材料、新工藝和新標準不斷涌現，并向廣度發展;高性能、高參數和高水平的產品大量研制出來， 并向深度發展，機械密封的使用范圍不斷擴大。隨著人們對環境保護的日益關注，對機械密封的泄漏要求越來越嚴格，因此，機械密封的發展的總體趨勢是利用新概念、新技術、新工藝和新材料，改進機械密封結構，以提高機械密封的可靠性、延長壽命、降低泄漏量和開發出適用于特殊工況下的機械密封產品。 正確合理地選擇機械密封結構及材料并對密封進行合理改造， 對提高機械密封可靠性有著重要意義。 因此，在選用石油化工泵時， 應合理選擇機械密封結構及材料， 將大大減少密封泄漏故障。
【參考文獻】
[1]顧永泉.機械密封實用技術[M].北京::機械工業出版社,2001.
[2]呂康.泵用機械密封的選型研究[J].水泵技術, 1994(3): 20
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