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机械密封新技术和新材料在石化行业中的应用

2013-10-30 11:19:26 来源:中国投资研究网 【字体: 【收藏本页】【打印】【关闭】

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核心提示:自70年代陶瓷材料的推广使用以来,机械密封材料的选择范围也得到了很大的拓展。


关键词: 机械密封

  一、机械密封的新材料

  自70年代陶瓷材料的推广使用以来,机械密封材料的选择范围也得到了很大的拓展。以往进行配对的两种机械密封材料中,一种是基质材料以碳石墨为主的软质材料;另一种是基质材料以陶瓷或硬合金为主的硬质材料。其中,设备辅助密封圈多采用聚四氟乙烯、合成橡胶等材料制作。现如今,众多新型材料涌进了石化行业机械密封应用中,比如自润滑型硬合金、高性能陶瓷以及高性能密封材料等等。除此之外,通过在原有的密封材料里添加强自润滑性、低熔点的纳米材料制作而成的新型密封材料—纳米复合材料,已经在石化行业中广泛推广。然而,通过将碳化硅SiC、氮化硅Si3N4、氧化锆ZrO2等多种物质烧结所生成的新型密封材料在近期亦得到了较为普遍应用。该密封新材料的特点是韧性较好、耐热耐冲击性较好、硬度较高等。由于SiC对各类腐蚀性物质表现出较强耐腐蚀性,因此,SiC材料是目前最为常用的陶瓷材料之一。

  二、机械密封的新技术

  随着科学技术的高速发展以及机械密封新材料的不断涌现,推动了机械密封技术进一步发展。新型机械密封技术的推广与应用旨在减少产品泄露及其对环境的污染,同时延长机械密封装置设备的使用寿命。概括起来,机械密封新技术主要包括以下四种:

  (一)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。根据端面的不同可以将其分为改型端面与平行端面部分式机械密封。

  (二)非接触式机械密封技术。通常情况下,将非接触式机械密封技术定义为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的一种新型机械密封技术。这种密封技术与使用固相、硬性材料进行密封的接触式机械密封存在着很大的差异。由于航空航天、能源以及石化等事业的不断前进,使其对高速、高温、高压、真空等特殊工况下机械设备的密封性、可靠性以及耐用性等各项性能有了更为严格的要求。正是由于非接触式机械密封技术具有的较好密封性与耐用性,使其在石化行业的机械密封技术应用中占有一定的优势。

  (三)流体回流式机械密封技术。流体回流式机械密封技术的基本原理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。并且,流体回流式机械密封技术具有方便维护、适用性强、结构简单等优点,特别适用于各种高参数的特殊工况,比如:高温、高速、高压等等。

  (四)组合式机械密封技术。组合式机械密封技术就是将多种密封技术进行结合使用的一种新型机械密封技术。它能够充分地发挥各种密封技术的优点,有效的避免各自的缺点,因此,组合式机械密封技术是当前密封技术发展的必然趋势。机械密封技术的组合形式多种多样,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。

  三、新技术与新材料在石化机械密封中的应用

  工程科学、材料科学以及计算机技术的深入研发与应用,给机械密封技术的改进与发展奠定了坚固的理论根基,并且,研究石化行业机械密封新技术与新材料高效运用,能够加快推动企业的稳定、快速、可持续发展。

  (一)零泄漏密封。零泄漏密封指的是机械设备中的工艺流体无泄漏,也就是泄漏量为零。零泄漏密封通常使用干运转的密封方式,并且具有相应的辅助设备,比如阀门、计量仪表、密封监控装置以及报警装置等。零泄漏密封系统通过将封堵流体(其中,P封堵流体>P大气、P工艺流体)输送到密封室,来达到将工艺流体与外界大气隔绝的根本目的。

  (二)集装箱式密封。集装箱式密封技术来自于运输集装箱的启发,在进行安装之前,将其静止与旋转部件以整体进行安装,待试压及检查均符合要求后再套装到集装箱的内轴,并用螺钉及螺旋进行紧定,则此密封便可进行平面运作。


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