淺談石油油封的密封原理及失效分析

什么是石油（petroleum, oil）？——地質(zhì)勘探的主要對(duì)象之一，是一種粘稠的、深褐色液體，被稱為“工業(yè)的血液”。地殼上層部分地區(qū)有石油儲(chǔ)存。主要成分是各種烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴的混合物。石油的成油機(jī)理有生物沉積變油和石化油兩種學(xué)說(shuō)，前者較廣為接受，認(rèn)為石油是古代海洋或湖泊中的生物經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的演化形成，屬于生物沉積變油；后者認(rèn)為石油是由地殼內(nèi)本身的碳生成，與生物無(wú)關(guān)。石油主要被用來(lái)作為燃油和汽油，也是許多化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品，如溶液、化肥、殺蟲(chóng)劑和塑料等的原料。

什么是石油（petroleum, oil）？——地質(zhì)勘探的主要對(duì)象之一，是一種粘稠的、深褐色液體，被稱為“工業(yè)的血液”。地殼上層部分地區(qū)有石油儲(chǔ)存。主要成分是各種烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴的混合物。石油的成油機(jī)理有生物沉積變油和石化油兩種學(xué)說(shuō)，前者較廣為接受，認(rèn)為石油是古代海洋或湖泊中的生物經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的演化形成，屬于生物沉積變油；后者認(rèn)為石油是由地殼內(nèi)本身的碳生成，與生物無(wú)關(guān)。石油主要被用來(lái)作為燃油和汽油，也是許多化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品，如溶液、化肥、殺蟲(chóng)劑和塑料等的原料。
 
淺談石油油封的密封原理及失效分析 
淺談石油油封的工作原理及密封失效分析
 
 
 
在實(shí)際的石油化工生產(chǎn)中，常會(huì)有一些有害流體產(chǎn)生，為了防止這些有害流體外流，往往會(huì)把它們封裝在專門(mén)的裝置中。東晟密封告訴您在石油化工生產(chǎn)中橡膠油封裝置因其所存在的優(yōu)勢(shì)而被普遍應(yīng)用，橡膠油封是接觸式密封的一種，保證橡膠油封的正常運(yùn)轉(zhuǎn)是系統(tǒng)裝置與設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)以及長(zhǎng)周期運(yùn)行的重要前提基礎(chǔ)和保障。為了保證石油橡膠油封能夠更好的運(yùn)行，就應(yīng)該對(duì)其工作原理進(jìn)行分析，不斷的橡膠油封裝置，石油化工事業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。
 
　　一、石油橡膠油封的工作原理及特點(diǎn) 
　　1.石油橡膠油封工作原理 
　　橡膠油封，通常被形象地稱為“端面密封”，其是一種避免有害流體流出的裝置，在工作原理上，主要是借助于流體的壓力和磁力的作用提高密封效果，使垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面保持貼合并且相對(duì)滑動(dòng)，從而提高了密封的質(zhì)量。在石油領(lǐng)域中所使用的橡膠油封在原理上與普通的橡膠油封基本一致，是在彈簧力與介質(zhì)壓力的作用下，非旋轉(zhuǎn)環(huán)緊密地貼合到旋轉(zhuǎn)環(huán)上，在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，雙方實(shí)現(xiàn)相對(duì)性地滑動(dòng)，介質(zhì)的徑向流動(dòng)就會(huì)被阻止，此時(shí)所形成的摩擦副即為橡膠油封的主密封。彈簧與介質(zhì)壓力的向下推動(dòng)，會(huì)對(duì)于摩擦副經(jīng)過(guò)摩擦所受到的損害進(jìn)行補(bǔ)償，從而能夠保持密封端面之間緊密接觸。橡膠油封的油封作用，還可以對(duì)于環(huán)和軸之間所產(chǎn)生的縫隙進(jìn)行補(bǔ)償，以避免有液體從縫隙泄露。在非補(bǔ)償環(huán)和壓蓋之間所采用的是非補(bǔ)償環(huán)輔助油封，其可以避免介質(zhì)從這里流出。在實(shí)際的應(yīng)用中，石油橡膠油封的輔助油封并不會(huì)有相對(duì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，屬于是靜密封。另外，在油封的選擇上，一般會(huì)選擇使用“O”形圈，也可以使用墊片來(lái)進(jìn)行處理。 

　　2.石油橡膠油封特點(diǎn) 
　　橡膠油封主要由四部分組成，即：密封端面（動(dòng)環(huán)和靜環(huán)組合）、輔助油封、緩沖補(bǔ)償部分（以彈性元件組成）、促使動(dòng)環(huán)能夠隨著軸旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)部分。從石油橡膠油封的特點(diǎn)上來(lái)看，主要表現(xiàn)在其使用壽命較長(zhǎng)、可靠性高、泄露量小、功耗較低，并且不必經(jīng)常進(jìn)行維修，對(duì)軸的磨損小，能夠很好的適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中較高的密封要求，例如高溫、低溫以及真空的環(huán)境狀態(tài)下，或者是各類腐蝕性強(qiáng)的物質(zhì)，都要采取特殊的密封措施。對(duì)于設(shè)備裝置的密封，橡膠油封是關(guān)鍵的，但是由于其橡膠油封結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，所以，即便是存在著很多的密封優(yōu)點(diǎn)，鑒于其在制造和安裝的過(guò)程中，對(duì)于要求很高，導(dǎo)致了成本提高，而且對(duì)于維修人員的技術(shù)要求也會(huì)很高。因此，保障密封工作的可靠性，對(duì)于延長(zhǎng)石油橡膠油封的使用壽命是非常必要的。 

　　二.石油橡膠油封失效的原因及對(duì)策 
　　1.失效原因分析 
　　2.由于壓力導(dǎo)致橡膠油封失效 
　　在橡膠油封中，若密封壓力腔內(nèi)的壓力超過(guò)了其可承受的范圍，則其密封端面比壓，從而導(dǎo)致液膜難以更好的形成，甚至?xí)霈F(xiàn)端面磨損嚴(yán)重的現(xiàn)象，與此同時(shí)，也會(huì)使發(fā)熱量增多，致使橡膠油封零件變形。當(dāng)工作壓力出現(xiàn)波動(dòng)的現(xiàn)象，會(huì)使彈性變形量以及密封效果帶來(lái)一定的負(fù)面影響，泄漏量也會(huì)隨著壓力的變化而變化。 

　　3.因?yàn)榻橘|(zhì)腐蝕引起橡膠油封失效 
　　首先，橡膠油封的表面在腐蝕性介質(zhì)的作用下遭到嚴(yán)重的腐蝕作用，在強(qiáng)烈的腐蝕作用下，并且時(shí)間上延續(xù)較長(zhǎng)，就會(huì)將石油密封機(jī)械的某些密封部件穿透，從而導(dǎo)致泄露現(xiàn)象發(fā)生。其次，在介質(zhì)腐蝕與應(yīng)力的共同作用下，彈簧和金屬波紋管會(huì)出現(xiàn)破裂的現(xiàn)象；第三，橡膠油封裝置上的碳化鎢環(huán)一般是要不銹鋼座上面的，在使用的過(guò)程往往會(huì)出現(xiàn)不當(dāng)操作，就會(huì)導(dǎo)致不銹鋼座出現(xiàn)晶間腐蝕。 

　　4.高溫致使橡膠油封失效 
　　導(dǎo)致橡膠油封失效的一項(xiàng)重要因素是常高溫油泵，諸如減壓塔底泵、油漿泵、回?zé)捰捅玫瘸霈F(xiàn)熱裂。在干摩擦的作用下，或者抽空、以及密封面中混入雜質(zhì)等因素，都會(huì)造成密封面的環(huán)表面出現(xiàn)徑向裂紋.密封機(jī)械的常用部件碳-石墨環(huán)，很容易出現(xiàn)石墨碳化，從而造成了橡膠油封失效。這主要是由于碳-石墨環(huán)在零下105到250攝氏度之間進(jìn)行工作，一旦超過(guò)了這個(gè)溫度范圍，就會(huì)發(fā)現(xiàn)有樹(shù)脂從碳-石墨環(huán)的表面析出，進(jìn)而在高溫狀態(tài)下，摩擦面周圍的樹(shù)脂就很容易被碳化，當(dāng)有粘結(jié)劑出現(xiàn)，就會(huì)因發(fā)泡而導(dǎo)致橡膠油封失效。第三，對(duì)于一些橡膠輔助油封，諸如氟橡膠、全橡膠以及乙丙橡膠等，如果超出了被允許的溫度范圍，就會(huì)由于老化而失去彈性，從而出現(xiàn)了變硬、龜裂的現(xiàn)象，橡膠油封失效。目前所使用的橡膠油封主要是以柔性石墨為主要材料，其具有耐高溫、耐腐蝕的性能，但由于回彈性較差，很容易在外在環(huán)境的影響喜愛(ài)發(fā)生脆裂，使橡膠油封失效。 

　　三、相應(yīng)的解決對(duì)策 
　　1.對(duì)于密封機(jī)械的選型，要根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的作業(yè)環(huán)境和工況來(lái)選擇，一些輔助設(shè)施是必不可少的。例如，在高溫的環(huán)境條件下作業(yè)，所選擇密封環(huán)就要具有耐高溫性，石墨、鈷基碳化鎢等都是較好的選擇。此外，還要配置必要的密封沖洗設(shè)施，以起到潤(rùn)滑、以及凈化的功能。 

　　2.對(duì)于石油橡膠油封的日常使用，要按照規(guī)范，并注意維護(hù)及保養(yǎng)。介質(zhì)和工作環(huán)境對(duì)于對(duì)橡膠油封具有一定的影響力，那么，在日常的使用過(guò)程中，就要按照規(guī)程正確操作，做好設(shè)備的密封巡檢工作，對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的運(yùn)行狀況時(shí)時(shí)關(guān)注，嚴(yán)格控制介質(zhì)的特性指標(biāo)，以免橡膠油封使用環(huán)境的工況發(fā)生變化。 

　　3.加強(qiáng)橡膠油封的檢修質(zhì)量。對(duì)于密封配置要進(jìn)行常規(guī)檢查。重視檢修質(zhì)量，在密封配置過(guò)程中，對(duì)于保持密封元件要輕拿輕放，保持清潔完整，依照檢修規(guī)程來(lái)合理的調(diào)整間隙及配合。比如，橡膠油封面間隙以及彈簧比壓等，此外，還要注意避免使泵的振動(dòng)幅度過(guò)大，尤其要注重轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡及對(duì)中找正。 
 
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