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莱钢科技 第 1期 (总第 175期) 关于密封失效的分析与改进 史建平 (天元气体公司) 摘 要：介绍了天元气体公司制氧设备上普遍采用的几种密封方式，对其容易产生的密封失效 问题进行了分析，并分别提出改进方法，以保证设备密封性能。 ． 关键词：密封垫片；气封 ；聚氨酯发泡；膨胀节 短。气体或液体管道两片法兰盘之间通常采用垫密 0 前言 封，以往这种密封常使用的垫片材料是聚四氟乙烯 山钢莱芜分公司能源动力厂天元气体公司是工 板、石棉板或橡胶板，前两种材料可以耐低温，在 业危化品生产企业，现有制氧机9台，生产经营工业 使用时为了增强其密封严密性，常用生料带沿周圈 用氧气、氮气、氩气、液氧、液氮、液氩、粗氦、氖、氪、 缠绕或涂抹密封胶 ，橡胶板垫片一般用于常温常压 氙以及各类瓶装气体和医用液氧、气氧等产品，主要 环境特别是水的密封。这三种材料的垫片都有以下 为莱钢集团公司的冶炼生产提供产品服务，同时面 几种缺点：一是都需要手工加工制作成可用的垫 向社会经营销售气体产品和液体产品。公司所有的 片，对于较厚或尺寸较大垫片的加工更是费力，增 9台制氧机全部采用深度冷冻法分离空气的方式来 加 了工人的劳动强度和时间；二是这三种垫片的强 制取氧气 (空气被加压、冷却、低温液化，利用氧组 度和韧性都不是很高，特别是在低温、高压的环境 分与氮组分沸点的不同，在空分塔 内经过一系列的 中容易开裂破损，使用寿命短，影响设备的稳定运 工艺流程来达到氧与氮组分的分离，大气压下氧的 行；三是经过长期使用后的石棉或橡胶垫片，在拆 沸点为一182,98℃，氮为一195．8℃)。 卸更换时容易破损，并粘附在法兰盘密封面上，难 以彻底清理干净，降低密封面的密封性能，给设备 1 现状分析 造成潜在隐患。 由于工艺需要，制氧机组运转设备密封种类 1．2 迷宫式气封 多，密封应用环境温度覆盖广，要求具有耐低温、 迷宫式气封所用密封气压力降低，影响密封性 耐高温、高压、震动的性能，其中低温环境最低为 能。天元公司旋转设备通常采用非接触式旋转动密 零下 198oC，最高环境温度接近200℃，最高压力 封 ，如离心式空压机、氧压机、工艺液氩泵都配置 可达 20MPa，这些严酷的环境都对设备上相关零 相似结构原理的轴封，转轴带动叶轮作高速旋转， 部件的连接和密封提出了较高的要求。 密封件不与轴直接接触，因此采用迷宫式轴封，其 密封可分为静密封和动密封两大类。静密封主 结构如图1所示。 要有垫密封、密封胶密封和直接接触式密封；动密 迷宫式密封函 封可分为旋转密封和往复密封两种类型，按密封件 与其作相对运动的零部件是否接触可分为接触式密 电机驱动端 气体 封和非接触式密封。 1．1 垫密封 普通材质密封垫片存在各种缺陷，使用寿命 密封气N：