时间：2021-04-10 10:56:53 所属分类：机械 浏览量:
氯碱机械是利用NaOH、Cl2和H2等原料进行化工生产的机械设备。为满足化工生产需要，通常需借助泵类设备完成化学流体的运送。泵类设备在工作过程中极易因泵密封不良引发泵内压力不足、有毒化学流体泄漏和气体输送不到位等问题，对化工生产质量及人员生命健康构
氯碱机械是利用NaOH、Cl2和H2等原料进行化工生产的机械设备。为满足化工生产需要，通常需借助泵类设备完成化学流体的运送。泵类设备在工作过程中极易因泵密封不良引发泵内压力不足、有毒化学流体泄漏和气体输送不到位等问题，对化工生产质量及人员生命健康构成威胁，因此需科学利用泵密封技术。
1氯碱化工机械运行常见故障
1.1摩擦失效
氯碱化工机械运转过程主要依靠动环端面与静环端面的相互摩擦控制设备进行工业生产。当设备长期处于运转状态时，两者摩擦将使两端面间的温度持续升高，在温升超出限值后会引发摩擦失效问题，致使设备的密封件发生偏移，发生化学流体泄漏[1]。为避免因摩擦失效引发的设备故障问题，工作人员需做好氯碱机械设备两端面的防护处理，控制两端面的相对位置与距离保持不变，并通过增设防护层来拦截泄漏的化学流体，进而保障工作人员的生命安全。
1.2过热损伤
氯碱机械在运行过程中受原料反应和摩擦生热等因素的影响，会使设备内部温度持续升高。冷却系统因热力作用而受到干扰，导致其受热开裂，破坏设备原有的密封性并引发化学流体泄漏等问题。设备内部温升还有可能导致其内部组件变形，造成不可逆损伤，缩短设备使用寿命，影响工业生产。
1.3密封失效
为解决因摩擦生热引发的密封失效问题，通常选用清洗设备和向密封面或零部件之间添加润滑剂的方式进行防护处理，从而减少部件间的摩擦阻力并降低升温速率。然而，在清洗设备的过程中，若清洗剂或润滑剂中掺杂有一定量的杂质，会使密封面或部件连接节点处形成杂质堆，严重影响设备的运行状况与密封性能，最终导致设备密封失效。
1.4零件腐蚀
泵设备在化工生产过程中承担运输流体介质的功能。此类化学流体介质带有较强的腐蚀性，长期运行将导致设备内部零件受损而影响化工生产的效率。密封零件被腐蚀会导致化学流体泄漏，严重威胁相关人员的安全。为解决零件腐蚀问题，一方面需及时更换受损零件，另一方面需引入泵密封技术增强机械设备的密封性能，并利用具有良好抗腐蚀性能的材料为设备提供防护，从而有效延长设备使用寿命并提高设备运行性能。
2泵密封技术类型与具体应用要点
2.1泵密封技术应用类型与要点
2.1.1干气密封干气密封技术具有成本低、操作简单和性能稳定等应用优势。使用该技术时无需与密封面直接接触，其能有效克服摩擦阻力、延缓升温速率和延长设备使用寿命。两密封面间隙较小，有助于提高气膜的凝实度，优化密封效果，为泵类设备的密封处理提供技术支持。在实际应用干气密封技术时，研发人员要合理设计螺旋槽的槽型。当化学气体和流体在设备内部经过动环、静环接触面时，位于接触面上的螺旋槽将直接影响密封效果，因此需保证槽内存在高压气体区，以提高气膜的强度。气膜施加的压力会增加动环和静环两接触面间连接的紧密度，由此保持设备良好的密封性能。另外，需完善干气密封的布置工作，例如采用外压式双端面干气密封方式进行泵设备的密封处理，选取两同等规格的干气密封设备以背靠背相对的形式布置，借此可在设备灌入氮气时保持较大的气阻，生成气压约为0.2MPa的气膜，利用较高压力起到阻止内外互通的效果，从而有效发挥隔离作用[2]。2.1.2物理密封物理密封技术具有成本低和操作便捷等特点，适用于密封性要求较低且体积较小的情况。物理材料的质量直接影响该技术的应用效果。目前，物理密封方式主要应用的材料包括O型橡胶圈、填料和毛毡等。另外，密封材料大小的选择需结合氯碱机械的规格和体积，并按顺序将材料覆盖在设备外侧。该方法仅适用于保障生产现场其他设备的安全，无法发挥对设备自身密封性能的改善作用，因此不具备消除缺陷的功能。2.1.3离心力密封离心力密封是在设备滑动轴承连接部位喷洒润滑油，并在泵管中增设挡油环，同时沿流体流向路径安装离心叶片，从而整体协作控制流体在泵内的流向，促使泵内流体始终向正确的方向流动。部分流体流向离心叶片方向时，会在接触到离心叶片后受叶片旋转产生的离心力影响而回流，由此循环即可保证泵内流体始终沿正确的路径流动，避免出现化学流体泄漏的问题。此外，添加润滑油来减小轴承连接部位的摩擦损耗或升温问题，以保持较小的间隙，优化密封效果。在使用离心力密封方式时，旋转轴密封的选型需结合设备规格和型号。常见的密封形式包含以下3种。第一，接触式密封形式。该形式利用物理密封方式中选用的O型橡胶圈、填料和毛毡等原材料，与离心力密封方式中应用的离心叶片进行组合，既保障了正常运行环境下较好的密封效果，又进行了设备整体的密封处理，延长了设备的使用寿命，提高了密封的可靠性。第二，非接触式密封形式。这种形式是离心力密封技术中的常用形式。在密封舱内采用径向、轴向迷宫与油沟3种设计方式来降低流速，并在流体流动路径的终点位置增设离心叶片来进一步降低流动速度。但是，增设离心叶片的技术在应用中涉及能耗问题，并且无法实现精确控制与调节泵内流体流速。另外，离心叶片转速过低将无法有效规避密封泄漏问题，因此需保障电能的充足供应，使离心叶片维持较高的转速。第三，联合密封形式。这种形式是接触式和非接触式两种形式的结合，利用O型密封圈、轴向迷宫与离心叶片配合进行密封处理。该密封形式可适当降低对能耗的要求，且密封效果明显优于其他两种形式，具备较好的适用价值。
2.2泵密封技术在设备运维中的应用
2.2.1机械密封设计改良氯碱化工设备自身的机械性能是影响密封效果的先决条件，因此需结合化工产品生产需求改良机械密封设备。在原料选择环节，研发人员应选取密封效果好和使用寿命长的O型橡胶圈、摩擦副等作为密封件材料，并结合机械设备运行过程中的温度条件和腐蚀情况等，总结分析影响密封效果的因素与工况条件，以优化密封件的材料性能。在设备运行过程中，操作人员应及时检查内部零件状态，若密封圈等材料出现磨损和失效等问题时，需及时进行更换处理。2.2.2冲洗介质控制在泵体设备运行过程中需使用清洗剂冲洗设备。冲洗介质与冲洗方式将影响泵体的密封效果。在冲洗过程中常采用两种方式：一种是自冲洗方式，属于工作介质;另一种是工艺液冲洗方式，属于相对洁净的方式[3]。在针对泵密封件进行冲洗时，操作人员需合理控制冲洗介质的流量、温度与压力等指标，并结合冲洗情况进行动态调整，同时增设冲洗液过滤装置用于滤除冲洗介质中的杂质，并且在冲洗管道处增设止回阀，防止冲洗带密封损坏引发流体泄漏问题，从而保证冲洗质量。2.2.3安装与操作维护为保证氯碱化工机械设备的使用寿命与性能，操作人员需重视设备的安装。首先，操作人员需综合考虑外部环境并做好防范措施，在稳定的作业环境下进行机械设备与密封件的安装，从而保证密封件性能的发挥。其次，操作人员要调节好安装误差，在安装前明确装配公差、轴表面粗糙度、测量指标和尺寸精确度等参数，及时查看元器件的工况，重点检查动环和静环两端面的表面质量，确保密封端面的平整度与清洁度。再次，操作人员在安装环节要做好轴和壳体等不同零部件的定位，避免因零部件松动产生磨损和变形等问题，并通过适量添加润滑油减小零部件的摩擦。最后，在维护作业环节，当操作人员在检查中发现设备存在泄漏现象时，需及时停止泵体设备的运转，查明引发密封失效的原因与具体部位，并采取有效措施检修设备，保证装置安全稳定运行。
3结语
泵设备密封性能直接影响化工生产的质量，因此需深入分析各类常见故障的原因，在此基础上运用干气、物理和离心力等密封技术手段优化设备密封性能，并结合机械生产要求进行设备改良，提升冲洗介质质量和密封安装工艺水平，保证氯碱化工机械的正常生产以提高效益。
参考文献
[1]杨杰.化工机械密封技术应用研究[J].中国化工贸易，2018(10)：112.
[2]李玉君，杜博然，姜继海.机械密封技术在煤油泵方面的应用现状与分析[J].机床与液压，2018(12)：51-57.
[3]田鑫.液压及密封技术在石油机械中的应用探析[J].汽车世界，2019(8)：93.
《探析氯碱化工机械设备中泵密封技术的应用》来源：《现代制造技术与装备》，作者：陈小虎 万智红
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