摘　要：干氣密封是一種磨損量小、泄漏率低和使用壽命長的新型非接觸式機(jī)械密封，正在逐步取代其他形式的機(jī)械密封，本文介紹了干氣密封的結(jié)構(gòu)、基本工作原理及干氣密封的故障分析。
　　關(guān)鍵詞：干氣密封；故障分析
　　在現(xiàn)代石油化工工業(yè)中，有很多易燃、易爆、有毒、有害的介質(zhì)，一旦大量泄漏，后果不堪設(shè)想。干氣密封作為一種新型非接觸型機(jī)械密封，其特點(diǎn)是低磨損、低泄漏和壽命長，所以其應(yīng)用范圍也較為廣泛。
　　1　干氣密封簡介
　　1.1密封結(jié)構(gòu)
　　干氣密封的結(jié)構(gòu)與普通機(jī)械密封基本相同，也由動環(huán)（旋轉(zhuǎn)環(huán)）、靜環(huán)、補(bǔ)償機(jī)構(gòu)、密封圈和軸套等組成。干氣密封的動環(huán)的光潔度及平面度非常高，而且在其端面上加工一些特種槽，主要有圓弧槽、直線槽型和T型槽型等^[1]。
　　1.2干氣密封基本原理
　　當(dāng)設(shè)備旋轉(zhuǎn)時(shí)密封氣體被泵入到動環(huán)密封面所開的槽根部，根部沒有槽的地方為密封壩，由于密封壩的節(jié)流作用，增加進(jìn)入密封面的氣體的壓力，在該氣體膜壓力的作用下，使得動、靜環(huán)密封面脫離，產(chǎn)時(shí)一個(gè)很小的縫隙。當(dāng)氣體壓力、彈簧力形成的閉合力與氣體膜壓力達(dá)到平衡時(shí)。動靜環(huán)密封面處便會形成一層非常穩(wěn)定且厚度一般在3μm左右的氣膜，該氣膜能夠保證密封的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在穩(wěn)定狀態(tài)下，作用在密封面的彈簧力和介質(zhì)壓力之和等于氣體膜壓力，氣膜是在設(shè)計(jì)工作間隙內(nèi)工作。當(dāng)受到外力干擾時(shí)，使得動、靜環(huán)密封面間隙逐漸降低，氣膜的厚度也在減小，與此同時(shí)氣膜的壓力在增加，使得密封端面間隙增大，恢復(fù)到平衡狀態(tài)。反之，密封氣膜厚度再逐漸增大，則氣膜壓力就會變小，密封面間隙恢復(fù)到正常值。由于動、靜環(huán)密封面是分離狀態(tài)沒有接觸，所以不會輕易導(dǎo)致密封損壞。
　　2　干氣密封故障分析
　　干氣密封使用過程中，造成故障的原因很多，大致分為以下幾種：
　　2.1設(shè)備機(jī)械振動引發(fā)干氣密封損壞
　　設(shè)備安裝時(shí)主軸的跳動值，各汽、油封以及軸瓦的間隙值是否合適，設(shè)備操作過程中出現(xiàn)的波動等，都會影響干氣密封體的正常使用，甚至導(dǎo)致密封損壞而泄漏。設(shè)備的推力瓦間隙值應(yīng)小于干氣密封的要求值，否則會造成氣膜間隙不穩(wěn)定或大或小，從而引起密封彈簧力不能夠在正常的范圍內(nèi)工作，導(dǎo)致彈簧斷裂。轉(zhuǎn)子的徑向軸瓦的間隙值的大小也是非常重要的，必須符合設(shè)備檢維修相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求，這樣可保證設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中密封氣膜面積的穩(wěn)定性。另外，干氣密封徑向軸承和機(jī)體腔內(nèi)相連處的迷宮式密封間隙也非常重要，它直接影響到干氣密封體是否能夠形成獨(dú)立的運(yùn)行環(huán)境。
　　2.2干氣密封系統(tǒng)內(nèi)有雜質(zhì)會導(dǎo)致密封損壞
　　由于干氣密封面的工作間隙一般為3μm，所以必須保證干氣密封系統(tǒng)內(nèi)無雜質(zhì)，尤其是次投用密封時(shí)更是非常重要。干氣密封系統(tǒng)的清潔是指流經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的清潔氣體以及整個(gè)本體系統(tǒng)。本體系統(tǒng)一般指機(jī)體上各個(gè)連接管線與密封的連接處以及干氣密封的系統(tǒng)管線。在干氣密封安裝時(shí)和設(shè)備運(yùn)行前，必須對密封腔體及相連的氣孔以及系統(tǒng)管線使用干燥的氮?dú)獯祾吒蓛舸_保整個(gè)密封系統(tǒng)清潔無雜質(zhì)。對于出現(xiàn)的雜質(zhì)用和好面沾凈，最后用白絲布檢查，嚴(yán)禁任何水、油污物和機(jī)械雜質(zhì)存在；密封控制柜和干氣密封體之間的所有系統(tǒng)管線必須使用不銹鋼材質(zhì)，而且要使用清潔劑浸泡或清洗，然后使用氮?dú)獯祾吒蓛簦罱K通過技術(shù)手段檢驗(yàn)系統(tǒng)的清潔度^[2]。
　　2.3工藝參數(shù)的改變引起系統(tǒng)的波動導(dǎo)致密封損壞
　　在設(shè)備整個(gè)工藝流程的操作過程中，偶爾會由于系統(tǒng)上工藝參數(shù)的變化，致使設(shè)備運(yùn)行情況發(fā)生改變，這些工藝上波動會給密封帶來不同程度的損傷甚至損壞。工藝運(yùn)行的不穩(wěn)定因素，會使機(jī)體密封腔內(nèi)氣體的流量和壓力發(fā)生較大變化，到達(dá)一定程度時(shí)，機(jī)體腔內(nèi)氣體的壓力可能會比密封氣體壓力高出許多，這樣會導(dǎo)致干氣密封的密封面內(nèi)存在部分顆粒物質(zhì)抑或雜質(zhì)，因密封面間隙非常小使得密封面出現(xiàn)損傷。此外，設(shè)備工藝上波動也會引起設(shè)備發(fā)生喘振現(xiàn)象，設(shè)備發(fā)生喘振對整個(gè)機(jī)組系統(tǒng)的運(yùn)行非常不利危害也是非常大，與此同時(shí)也會影響干氣密封的正常運(yùn)行。
　　2.4干氣密封系統(tǒng)本身的不穩(wěn)定因素
　　干氣密封的工作原理是在動、靜環(huán)密封面形成氣膜，氣膜必須在在有穩(wěn)定的壓力以及流量的前提下，通過設(shè)計(jì)好的螺旋糟才能夠形成。一般在現(xiàn)場設(shè)計(jì)中，會利用來自設(shè)備系統(tǒng)外的氮?dú)夂蛠碜栽O(shè)備出口的氣體實(shí)現(xiàn)干氣氣源在實(shí)際操作中壓力和流量的穩(wěn)定性。與此同時(shí)，會在干氣密封上設(shè)置兩個(gè)合適的過濾器，一個(gè)正常使用，一個(gè)處于備用狀態(tài)，由此可知，如果能夠保證干氣密封的氣源流量和壓力的穩(wěn)定，密封失效的現(xiàn)象發(fā)生非常少，多數(shù)是由于工藝上的誤操作所致。
　　2.5設(shè)備啟停過程與突發(fā)狀況的處理
　　設(shè)備啟用或者停車過程是一個(gè)動靜的轉(zhuǎn)換過程，也是工藝介質(zhì)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變過程。設(shè)備一般在啟用或者停運(yùn)前，都會對系統(tǒng)內(nèi)的氣體進(jìn)行置換，置換氣體的過程中要時(shí)刻監(jiān)控好氣體流量和壓力，步步確認(rèn)，防止流量或壓力的增加導(dǎo)致氣體軸向泄漏量加大，致使動靜環(huán)的外作用力突然加大，損傷干氣密封。相比較來說，突發(fā)狀況導(dǎo)致設(shè)備緊急停車對設(shè)備本體及干氣密封的傷害更大，所以要嚴(yán)格執(zhí)行緊急停車的操作規(guī)程，防止出現(xiàn)錯(cuò)誤的操作致干氣密封受到損傷或者損壞。
　　3　結(jié)束語
　　干氣密封的故障分析，應(yīng)基于其基本結(jié)構(gòu)及工作原理。同時(shí)我們一定也要熟悉設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工作原理及工藝條件，才能將故障診斷分析的越來越精確，確保干氣密封正常運(yùn)行。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]林崢.使用密封手冊[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，2008.
　　[2]周國良等編.化工設(shè)備技術(shù)問答叢書———技術(shù)問答[M].北京：化學(xué)工業(yè)社，2009.
　　作者簡介
　　隋?。?983-），男，漢族，，黑龍江省哈爾濱人，畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)，過程裝備與控制工程專業(yè)，工程師，主要從事煉油設(shè)備管理工作。

來源：《卷宗》2018年19期

（圖文無關(guān)）