摘要：由于过热损伤、静密封失效、磨损因素、动密封点失效、冲洗系统失效、弹簧失效以及人为误差和安装误差等多方面的原因，导致化工设备机械密封泄漏，为此进行了化工设备机械密封泄漏及其维修要点探究。确定化工设备机械密封泄露点，分析机械密封泄漏量与液膜厚度之间关系，从而确定化工设备机械密封泄漏原因。在化工设备机械密封结构维修过程中冲洗密封层，并将下泻流过滤器作为前置过滤器，更换注入水过滤器细滤网，确保机械密封效果。采用实例分析，验证了该方法的化工设备机械密封泄漏分析与维修效果更佳，能够广泛应用于实际生活中。

       关键词：化工设备；机械密封；密封结构；泄漏；维修要点

　　0引言

　　化工设备属于是一类部件静止的机械，能够在化工生产中完成各类化学反应，确保化工生产的安全性。机械密封是一种轴封装置，通过流体压力与辅助密封，能够防止流体泄漏，是化工设备的主要部件。在化工设备使用的过程中，受到各种原因的影响，出现密封端面之间间隙增大的问题，导致密封失效，不仅造成了资源浪费，还会对设备的安全生产造成影响。针对此类问题，研发了多种泄漏分析与维修方法。

　　其中，基于Newmark-β法的化工设备机械密封泄漏维修方法，引入Newmark-β法，模拟化工机械密封在不同工况下的动态行为，预测密封面的变形、应力分布及泄漏量等关键参数，从而制定针对性的维修策略[1]。但是，该方法高度依赖仿真模型的准确性，模型与实际工况存在偏差，则会影响维修效果。基于时变分形参数的化工设备机械密封泄漏维修方法，主要是利用时变分形理论，分析密封面随时间变化的形貌特征，定量描述密封面的损伤程度和泄漏趋势[2]。根据时变分形模型的分析结果，制定针对性的维修策略。但是，时变分形模型的构建和求解过程相对复杂，存在泄露点分析失误的情况，影响后续维修质量。因此，本文研究了化工设备机械密封泄漏及其维修要点这一课题。

　　1化工设备机械密封泄漏及其维修方法设计

　　1.1确定化工设备机械密封泄露点

　　化工设备机械密封泄漏原因与设计、使用、机械密封本体、辅助密封冲洗系统有关[3]。分析机械密封泄漏量与液膜厚度之间关系，找出化工设备机械密封泄漏原因。机械密封泄漏量与液膜厚度之间的关系表示为式（1）：

　　Qs=πdm（p1-p2）·h03/12μλ.（1）

　　式中：Qs为密封面泄漏量；dm为泄漏范围；p1为被密封介质的压强；p2为外介质的压强；h0为密封缝隙中润滑膜的厚度；μ为动力黏度；λ为密封环的有效密封宽度。在Qs已知的条件下，将机械密封泄漏问题归纳为设计、使用、本体、冲洗等方面[4]。在设计方面，压盖不规范、密封点设计不规范、摩擦副材料不规范，导致的弹簧失效、密封腔杂质积聚、密封面磨损等故障，泄露点包括动环和静环密封面、密封腔等位置。在使用方面，入口堵塞、管与轴之间间隙过小、密封圈材料选择失误等，导致密封圈老化、轴套磨损、动静环配合间隙调整等问题。机械密封结构如图1所示。

　　式中：K为密封管弹率；n为密封管层数；E为密封管材料的弹性模量；t为管片厚度；F为密封管承受最大压缩量时所受的弹力；Δt为最大压缩量。根据化工设备的实际运行情况，设定一个阈值K′。当K＞K′时，密封管弹率较高，弹簧未失效，不属于泄露点；反之，弹簧失效，属于泄露点。动、静环为泄漏点的判断公式表示为式（4）、式（5）：

　　h1=Δt-rtanθ.（4）

　　h2=Δt+rtanθ.（5）

       式中：h1为动环的相对转动；r为转动半径；θ为转动角度；h2为静环的相对转动。当h1＞h2或h1＜h2时，动环与静环之间的间隙较大，动环、静环属于泄露点；当h1=h2时，密封良好，不属于泄露点。根据Qs、K、F、h1、h2的变化情况，确定机械密封泄露点，确保泄漏分析的全面性。

　　1.2维修化工设备机械密封结构

　　根据泄漏点，确定机械密封泄漏原因，并准备合适的扳手、螺丝刀、卡簧钳、专用拆卸工具，准备新的动环、静环、弹性元件、辅助密封圈等机械密封组件。准备清洗剂和润滑剂，用于清洗和润滑密封面[6]。关闭设备的电源或气源，确保设备处于停机状态。排空设备内的介质，避免在拆卸过程中发生泄漏或污染。使用清洗剂彻底清洗密封面和密封组件，去除污垢、油渍和腐蚀物。冲洗介质物理参数见表1。

　　由表1可知，水冷系统的冷却水流速设定为3 m/s，冲洗压力为0.2 MPa。冲洗柴油的流速为3 m/s，冲洗压力为0.4 MPa。白油的流速为3 m/s，冲洗压力为0.5 MPa。冲洗密封层，并将下泻流过滤器作为前置过滤器，更换注入水过滤器细滤网，冷却剂系统中的杂质含量显著降低，有效地维修了冷却系统故障导致的机械密封泄漏问题，确保机械密封效果[7]。机械密封结构结构维修情况见表2。

　　由表2可知，通过更换动环、静环、弹簧、密封圈、密封腔、轴套、密封面、动静环、压力控制系统、冷却系统、机械密封组件等密封结构，减少泄漏量，确保化工设备的运行安全性。

　　2实例分析

　　2.1设备概况

　　为了验证本文设计的方法，是否满足化工设备机械密封泄漏及维修需求，本文以常压塔底渣油泵为例，分析上述方法的维修效果。常压塔底渣油泵作为常减压装置的关键设备，能够为常压塔底渣油输送动力，是关键的化学设备。渣油易结焦，含硫量较高，容易腐蚀，渣油泵经常出现渗漏或滴漏的问题，最终导致泄漏量增加，影响渣油泵的使用寿命。渣油泵结构如图2所示。

　　由图2可知，叶轮、护板之间的界面需要机械密封，能够防止叶轮旋转时，流体进入静止部件，形成间隙泄漏的问题。渣油泵工作参数见表3。

　　如表3所示，常压渣油通过原油加热蒸馏得到，含有硫、氮，质地黏稠，黏度约为13.57 mm2/s，密度约为927.2 kg/m3。

　　2.2应用结果

　　在上述条件下，本文随机选取出了多种泄漏类别，分别分析了初始泄漏量、标准值、泄露点、维修后泄漏量等指标，判断机械密封泄漏维修效果。在其他条件均已知的情况下，使用本文设计的化工设备机械密封泄漏及其维修方法之后，应用结果见表4。

　　由表4可知，轻微泄漏、滴漏场景下，维修后的泄漏量符合标准。喷射状泄漏、间歇式泄漏场景下，维修后泄漏量显著减少。泡沫状泄漏场景下，泡沫生成减少，维修后泄漏量接近标准，需持续观察。使用本文设计的化工设备机械密封泄漏及其维修方法之后，化工设备机械密封泄露点均被找到并维修，维修后的泄漏量明显减弱，在标准值范围内，能够确保化工设备的安全运行，符合本文研究目的。

　　3结语

　　近些年来，化工行业设备在运行过程中，经常面临着机械密封泄漏的问题，直接影响到设备的密封效果，缩短设备的使用寿命。因此，研究了化工设备机械密封泄漏及其维修要点这一课题。从泄露点确定、密封结构维修等方面，找出机械密封泄漏的原因，并根据泄漏原因维修更换密封结构，从而确保机械密封的安全性，为化工设备的安全运行提供有力支持。

　　参考文献

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