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石油化工行業(yè)是我國國民經(jīng)濟重要的能源和基礎原材料工業(yè)石油化工行業(yè)的發(fā)展可帶動機械、交通運輸、電子、建材、輕紡、農(nóng)業(yè)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。近年來我國石油行業(yè)發(fā)展迅速,按產(chǎn)值規(guī)模計算,機械密封主要應用于石油化工行業(yè)中的煉油、乙烯、油品管道輸送、管道輸送、化纖、和LNG等領(lǐng)域的主機?!妒秃突瘜W工業(yè)“十三五”發(fā)展指南》要求,“十三五”期間,全行業(yè)主營業(yè)務收入年增長7%左右,到2020年達到18.4萬億元;化工新材料等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)占比明顯提高,新經(jīng)濟增長點成效顯著,產(chǎn)品精細化有較大提升,行業(yè)發(fā)展的質(zhì)量和效益明顯增強;技術(shù)創(chuàng)新體系初步形成,產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新效果顯著,掌握了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵核心技術(shù),互聯(lián)網(wǎng)與信息技術(shù)廣泛應用,形成轉(zhuǎn)型升級的新動力和新優(yōu)勢??梢灶A見,石油化工行業(yè)對機械密封的需求將在較長時期內(nèi)保持穩(wěn)定增長。
3.改變密封腔壓力。在某些情況下,需要增加或降低密封腔壓力以提。這可以通過抑制蒸發(fā)或減少密封件的熱負荷實現(xiàn)。
4.清潔工藝液體。如果工藝液體包含不適當?shù)墓腆w顆?;蛭廴疚?,則需要清潔密封腔內(nèi)的液體。在極端的情況下,可能還需要從密封系統(tǒng)外部提供清潔的液體。
5.控制密封件的大氣側(cè)。由于工藝液體與大氣接觸,因此它們可能會變干、結(jié)晶或結(jié)焦。防止與大氣相互作用,以免對密封性能產(chǎn)生不利影響,這一點非常重要。
一般來說,當PsV>7.0(MPa.S).(m/s)時,就應采用沖洗措施。對于那些端面溫度不高,輔助元件的溫度又不超過耐熱極限的,一般可不采用沖洗措施。
機械密封的密封性能和使用壽命,與各零件的機械軸封材料有關(guān),尤其是端而密封(摩擦副)的材料,輔助密封的材料和彈簧的材料。
一、端面密封摩擦副的材料
摩擦副材料有石墨、陶瓷、堆焊硬質(zhì)合金、碳化鎢合金、SiC ,填充聚四氟乙烯、錫青銅、鋼結(jié)硬機械密封規(guī)格質(zhì)合金、不銹鋼、酚醛塑料、尼龍等。常用材料的性質(zhì)如下:
1、碳化鎢合金 由碳化鎢、碳化鈦等硬度高、熔點高機械密封生產(chǎn)廠家的金屬碳化物,是用加粘結(jié)劑粉末冶金的辦法,壓制燒結(jié)成型。優(yōu)點是硬度、強度都很高。耐磨、耐高溫、耐腐蝕、線膨脹系數(shù)低,缺點是性脆,加工困難。碳化鎢是應用廣泛的端面密封副材料,多用作中低速機械密封的靜環(huán),高速機械密封的動環(huán)。
2、石墨 石墨的優(yōu)點是耐腐蝕性和自潤滑性好,摩擦系數(shù)小,耐熱沖擊性好并易加工。缺點是機械強度低,有孔隙。石墨的這兩個缺點可以用浸漬和滲碳的辦法改善。浸漬石墨可分為浸樹脂和浸漬金屬兩種。浸樹脂石墨耐腐蝕性好,但不耐高溫(耐溫約170-200℃);浸漬金屬石墨耐溫性好(浸青銅、鋁、鉛等耐高溫可達400~500℃),但耐腐蝕性差。石墨是使用廣泛的非金屬材料,用作中低速機械密封的動環(huán)和高速機械密封的靜環(huán)。好的石墨,肉眼看來致密,手指摸來不大脫粉,不大染黑手指。
對輔助密封材料的要求是彈性好,摩擦系數(shù)小,耐磨、耐熱和低溫性好,抗介質(zhì)腐蝕、溶解和老化等,此外還要求在壓縮后和長期使用中殘余變形好。常用的輔助密封圈材料是橡膠和聚四氟乙烯,此外還有軟聚。
1、聚四氟乙烯 聚四氟乙烯的優(yōu)點是化學穩(wěn)定性、耐油、耐溶解、耐濕性優(yōu)異,摩擦系數(shù)低,適用各種腐蝕介質(zhì),缺點是彈性比橡膠差,易產(chǎn)生變形。
2、橡膠 橡膠有較好的彈性、緩沖性、吸振性、耐熱性、耐腐蝕性。橡膠密封圈的密封效果好,應用廣泛。常用的橡膠有硅橡膠、丁晴橡膠、氯丁橡膠和氟橡膠等。