张鹏

（中国石油天然气大庆炼化分公司，黑龙江 大庆 161000）

在化工事业持续发展的背景下，由于化工机械设施能够对化工生产效益产生直接影响，故而其逐渐受到社会关注。在化工机械运行过程中，为确保其具有良好的运行状况，必须采取有效的密封措施，以降低设施能量消耗，保障化工生产效益。但化工机械密封极易出现故障问题，导致物料泄漏风险增加，致使设备使用寿命缩减。因此必须掌握导致化工机械密封出现故障的原因，并采取解决措施，该点对促进化工行业健康发展具有重要意义。

1 化工机械密封相关概念

1.1 由来及结构

针对机械密封而言，部分学者将其称作端面密封。机械密封属于高科技机工产品，目前已被广泛应用在液压传动及相关设备的旋转装置密封中，并成功取得良好成效。在现代科学技术持续发展的背景下，科研人员相继展开对密封材料与加工手段的研究。在此基础上，机械密封与密封手段发展水平正在持续提高，且已趋向于成熟。通过调查可以发现，化工机械密封相关理论呈现多样化，主要有密封原理、密封摩擦与润滑及密封动力学理论等。密封构造组成主要包括双端面密封与多断面密封及多弹簧与单弹簧等。

1.2 组成

通过对机械密封进行深入分析，可发现其组成方面具有较强的多样性，而对其进行区分时，应将弹簧元件作为重要参考依据。目前常见的两种类型分别是静止型与旋转型，两种类型均具有不同的优势与缺陷，例如旋转型的腐蚀性相对较强，而静止型不存在该缺陷。弹簧元件在机械密封中具有重要地位，其能够对密封质量产生直接影响，因此在开展加工操作时，必须不断对密封不同指标进行优化。此外，在使用过程中，密封介质泄漏方向可根据不同性质划分为外流式与内流式。

2 化工机械密封故障形成原因

导致化工机械密封出现故障问题的原因呈现多样化，而为提高化工机械密封可靠性，确保故障处理工作顺利进行，有必要明确导致机械密封出现故障的原因，以此为后续工作顺利开展提供可靠依据。针对化工机械密封故障形成原因而言，其具体内容如下。

2.1 磨损

机械设施在运行过程中极有可能出现磨损现象，而磨损是导致化工机械密封出现故障的主要原因。在磨损现象发生的情况下，密封环正常组合必将受到严重破坏，且机械密封性能将明显降低，进而造成恶劣后果。发生率相对较高的磨损现象主要包括以下几种：在泵实际运转过程中，由于泵腔内部具有一定程度的气体，故而机械密封高速运转过程中形成的高温将无法得到有效控制，致使温度持续增加，进而造成密封面出现磨损烧焦现象；通过对输送的流体介质进行分析，可发现其内部具有一定程度的杂质颗粒，此类颗粒硬度相对较大，且极有可能在机械密封高速旋转的情况下，使其出现相应的异响，导致密封面受到磨损，从而失效；工作人员在开展机械密封安装作业的过程中，若未结合规范要求对各项安装环节进行严格把控，导致安装质量明显降低，致使密封面配合松紧程度与规范标准不符，极有可能造成磨损失效现象发生；对密封面进行加工时，若未严格控制其精准度，极有可能引发磨损现象，致使故障问题形成。

2.2 过热损伤

从实际出发，可发现过热损伤现象极有可能导致机械密封出现故障问题，进而造成恶劣后果。在过热损伤发生的情况下，不仅密封副变形将受到一定程度的磨损，而且热裂与疱疤现象出现的可能性将显著提高。热裂现象主要指热应力明显超出相关标准，导致密封环表面出现相应的径向裂纹。在通常情况下，该种现象多是在短期热负荷或机械负荷中形成，例如因冷却系统中断及干摩擦等现象引发的泄漏量增加等。在实际工作中，为避免上述现象形成，必须正确认识到机械物理性能的重要性，对其开展相应的调查工作，并对热裂现象进行综合考量，进而实现对运转条件进行合理制定。通过实际调查可以发现，在机械运转过程中导致摩擦热形成的主要原因是介质不具有良好的润滑性及操作温度超出相关标准等。在上述几项影响因素出现叠加现象时，摩擦热将明显增大，若工作人员未及时对其采取散发处理措施，必将导致热裂纹出现的可能性提高，造成泄漏问题发生。

2.3 振动

振动因素极有可能导致机械密封动静环摩擦表面无法进行平稳贴合，致使密封面出现磨损现象，其具体表现是对蒸汽冷凝液进行输送的离心泵在实际输送过程中，由于冷凝液内部存在一定程度的蒸汽，故而泵体内部将形成气蚀，导致噪声与振动现象形成。在振动传递到机械密封的情况下，动静环之间将出现相应的窜动现象，进而造成密封磨损失效，导致泄漏风险性增加。

2.4 辅助冲洗系统欠佳

辅助冲洗系统具有重要地位，在该系统具备合理性的情况下，密封面将得到有效保障，且具备的润滑与冷却需要将得到满足。但在实际生产过程中，该系统极有可能出现冲洗杂质与规范标准不符、含有一定杂质及压力无法满足需求等多种不良现象，致使化工机械密封性受到直接影响，在情况严重时，甚至将导致冲洗介质出现压力降低的现象，造成输送介质发生泄漏，并进入到冲洗介质中。在此基础上，若冲洗介质未用于密封循环方面，极有可能导致其他系统出现污染现象，进而造成恶劣后果。

2.5 机械密封选型欠佳

在实际工作中，若未结合规范要求对机械密封进行选型，必将对密封性能与效果产生严重影响，导致泄漏风险性增加。例如若输送粉体的普通化工机械密封选型与规范标准不符，受到密封结构方面的影响，其对粉体进行输送的过程中，极有可能出现机械密封区域泄漏现象，导致阻漏效果明显降低。在此基础上，不仅生态环境将受到破坏，而且还将形成相应的安全隐患，导致整体效益下滑。

2.6 腐蚀

腐蚀因素是引发机械密封故障问题的主要原因，该种因素可根据不同性质划分为四种类型，分别是应力腐蚀、晶间腐蚀、点腐蚀及表面腐蚀。其中，表面腐蚀主要指机械密封表面受到多方面因素的影响，从而出现的腐蚀现象，该种腐蚀类型的发生率相对较高，在情况严重时甚至将引发穿孔，进而造成恶劣后果；晶间腐蚀主要是铜焊在实际运行过程中将形成相应的敏化作用，造成不锈钢座发生晶间腐蚀，进而影响机械密封，导致其出现故障的可能性增加；点腐蚀主要指弹簧套在实际使用中出现的点蚀现象，该种类型的腐蚀极有可能造成穿孔现象形成。虽然穿孔现象具有较强的严重性，但其对密封应用方面造成的影响较弱；应力腐蚀主要指波纹管与弹簧受到介质腐蚀与应力的影响，从而出现的断裂现象，导致密封方面失效，进而造成恶劣后果。

2.7 人为操作

在工作人员对机械设备实施操作的过程中，若未严格依照规范标准，存在操作不当现象，极有可能导致机械动静环出现异常，造成机械密封方面受到严重影响。在实际工作中，若未针对机械压缩量采取有效的控制措施，极有可能导致机械的磨损程度增加，进而引发故障问题。此外，在机械实际运行过程中，若工作人员未对设备采取有效的防护措施，导致杂物进入到设备内部，极有可能引发机械运转失常或导致其出现摩擦损伤现象，进而对机械密封性造成不良影响。

2.8 密封零件失效

密封零件在机械密封中具有重要作用，其与机械密封可靠性具有直接关系。但机械密封零件在使用过程中极有可能出现失效现象，而造成该现象形成的主要原因是辅助密封圈失灵。在密封圈的圆形圈存在扭曲、老化或变形等不良现象时，机械密封性必将受到直接影响。因此为防止上述现象发生，在选择圆形圈的过程中，应做好合成橡胶使用温度方面的分析工作，确保采用的橡胶材质具有良好的硬度与截面积。

3 机械密封故障解决措施

3.1 设备设计与改良

在开展化工机械密封的设计工作时，必须对化工实际生产状况及存在的需要进行综合考量，确保采用的摩擦副材料与O型圈具有良好的密封性能，且使用寿命相对较长。此外，应对腐蚀与高低温实际状况进行充分结合，以开展对材料的选择工作。正式开展工作时，工作人员必须积极进行学习，不断对相关经验进行积累，做好对经验与知识内容的总结与归纳，明确化工机械密封方面存在的问题，并结合规范要求，及时对存在问题的密封圈进行更换。若发现密封件出现故障问题的频率较高，必须对导致其出现损坏现象的原因进行掌握，并以此为基础制定与落实相应的处理措施。

3.2 机械设备安装与维护

在开展化工机械设备安装作业的过程中，必须结合具体情况及规范要求，对安装方法进行选择，采取相应措施，促使轴形成的震动能够明显减少，尽可能延长机械的实际使用寿命，并通过预防随机干扰与环境转变，提升机械密封方面的科学性与合理性，进而防止随机性机械密封失效现象发生。在实际工作中，应适当参考以下几项内容：（1）正式对化工机械设备进行安装时，为全面提高安装作业的精准性，必须严格落实轴表面粗糙度及机械配公差等方面的测量工作，深入分析不同密封元器件的完整性与性能，尤其针对静环与动环的密封端面而言，应将其作为重点检查内容，进而为机械密封性提供保障。（2）对机械进行装配时，必须严格做好对机械的清洁工作，防止密封端面受到多项因素的影响，从而出现损伤现象。应将润滑油涂抹在密封圈配合面及轴套与轴的表面等区域，以避免干摩擦现象形成。（3）在开展安装工作时，必须对安装流程进行充分结合，并在后期操作中严格落实设备维护与管理工作，若泄漏出现增加状况，必须立即停止生产，开展相应的检测工作，以防止对整体效益造成不良影响。

3.3 严格管理冲洗过程

考虑到冲洗介质与规范标准不符是导致机械密封失效的主要原因，故而在正式开展机械设备冲洗操作前，工作人员必须深入分析冲洗介质，掌握其各项信息，并采取有效的调整工作，确保冲洗介质在温度、流量及压力等方面均与规范要求相匹配。工作人员应正确认识到清洗冲洗液过滤装置的重要性，并定期开展对该装置的清理工作，以防止杂质进入到冲洗液内部，从而对冲洗效果产生影响。在此基础上，将实现从根源上防止冲洗方面引发密封失效问题。

3.4 动态化监控与诊断

为确保化工机械密封符合规范要求，工作人员应对化工机械设备密封性实施动态化监测措施，目前常见的监测方法主要包括以下两种：（1）工作人员应在日常工作中落实机械设备密封方面的检查与观测工作，并结合检测结果采取相应措施。（2）应灵活运用计算机技术手段，以此检测化工机械不同部位及特殊点的密封性能。从现实角度出发，可发现在社会经济与现代科学技术持续发展的背景下，人机结合监测方法的应用率正在不断增加。因此为适应时代发展，化工企业应加强专业监测人员培训力度，不断对监测软件进行研究与开发，以保障监测设备与工作人员的有效结合。在科学利用人机结合监测方法的情况下，化工机械密封方面存在的故障问题将得到及时发现与解决，该点不仅对提高化工机械密封可靠性具有重要意义，而且还能对化工企业整体效益产生积极影响，因此企业应对该项措施给予重视。

4 结语

综上所述，化工机械密封故障能够直接影响化工生产效益，因此为提高化工机械密封可靠性，确保化工生产作业顺利进行，必须从多个角度出发，并对化工机械密封实施动态化监管措施，定期开展维护与检修工作，规范人员行为，以此对化工机械密封故障进行有效预防与处理。基于此，化工行业健康发展将得到保障。