化工裝備密封技術(shù)(SealingTechnologyforChemicalEngineeringEquipment

)主講人:郝木明，孫鑫暉實現(xiàn)以人為本—健康安全環(huán)保經(jīng)濟—現(xiàn)代化生產(chǎn)新理念自我介紹歡迎大家?。?！姓名：孫鑫暉單位：化學工程學院化工裝備與控制工程系辦公室：工科D樓511電話箱：sunxinhui@自我介紹歡迎大家！??！課程目標

本課程作為“過程裝備與控制工程”專業(yè)選修專業(yè)課之一，其目的在于使高年級學生了解相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)常用的流體密封技術(shù)（包括流體靜密封、流體動密封等）及其最新進展。通過本課程的學習和有關(guān)密封實驗，使學生能夠掌握流體密封技術(shù)的基本理論和基本知識，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際，提高分析與解決工程實際問題的能力，進而得以開拓視野、提高科學研究及工程開發(fā)能力。0.前言0.1泄漏及其危害0.1.1泄漏與密封泄漏是自然界常見的現(xiàn)象：日常生活中如自來水、煤氣的泄漏常常給人們帶來不便甚至危害；工業(yè)中如壓力容器、管道、反應(yīng)器、閥門、液壓設(shè)備、運輸工具一旦發(fā)生泄漏，輕則造成能源和原材料的大量浪費、設(shè)備不能正常工作，重則導(dǎo)致設(shè)備報廢、整個工廠或系統(tǒng)陷于癱瘓、人員傷亡和嚴重的環(huán)境污染。在生產(chǎn)實踐中千方百計地設(shè)法防止和消除泄漏。泄漏：是指介質(zhì)，如氣體、液體、固體或它們的混合物，從一個空間進入另一個空間的不希望發(fā)生的現(xiàn)象。單位時間內(nèi)泄漏的介質(zhì)量稱為“泄漏率”。0.前言0.1泄漏及其危害2010年4月20日，美國墨西哥灣英國石油公司租賃的“深水地平線”石油鉆井平臺因爆炸起火而致原油泄漏。這起持續(xù)時間長達百日的漏油事件，造成的損失可能創(chuàng)下了有史以來類似災(zāi)難的最高紀錄：致使11名鉆井平臺工作人員死亡，近500萬桶原油泄漏，引發(fā)了美國歷史上最嚴重的漏油事件，為應(yīng)對漏油事故英國石油公司的支出已升至80億美元。

泄漏的主要原因

設(shè)計制造安裝或維修工藝操作振動、沖刷、汽蝕等機械破壞環(huán)境變化（溫度、壓力、轉(zhuǎn)速及其波動）介質(zhì)腐蝕機械產(chǎn)品的表面必然存在各種缺陷以及形狀和尺寸偏差。機械零件的接觸處不可避免地會產(chǎn)生微小的間隙；當存在壓力差或濃度差時，工作介質(zhì)就會通過間隙而泄漏。密封：防止或限制流體從機器、設(shè)備中泄漏(外漏)或被污染(內(nèi)漏)。密封件：能起密封作用的零部件。密封系統(tǒng)或密封裝置：較復(fù)雜的密封裝置（如帶輔助系統(tǒng)等）。密封件或密封裝置是工業(yè)設(shè)備中最廣泛使用的零部件。密封表面的幾何形狀特征

度波度高度糙粗粗糙度波距峰距刀痕（主要紋理方向）缺陷度高度波形狀偏差配合面之間的密封間隙泄漏的的危害害泄漏是是密封封裝置置的主主要失失效形形式。。危害：機器器設(shè)備備若不不能保保證密密封，，因工工作介介質(zhì)跑跑、冒冒、滴滴、漏漏引起起物質(zhì)質(zhì)流失失和能能量損損失，，造成成環(huán)境境污染染，生生產(chǎn)不不能正正常進進行，，增加加非計計劃停停產(chǎn)和和維修修，甚甚至危危及人人體健健康和和生命命安全全。密封裝裝置的的性能能是評評價機機械產(chǎn)產(chǎn)品品品質(zhì)的的重要要指標標，也也是決決定工工廠安安全、、經(jīng)濟濟生產(chǎn)產(chǎn)的重重要因因素。。0.2流體密密封技技術(shù)的的重要要作用用①．雖雖非核核心技技術(shù)，，但有有可能能是決決定性性技術(shù)術(shù)例如：：原子能能發(fā)電電站中中的循循環(huán)泵泵．高壓苯苯乙烯烯中的的高壓壓壓縮縮機．鉑重整整裝置置的無無油潤潤滑壓壓縮機機．聚乙烯烯的反反應(yīng)釜釜、超超高壓壓容器器、石石油鉆鉆采設(shè)設(shè)備中中的泥泥漿泵泵等許多多機器器設(shè)備備中的的方案案就取取決于于密封封技術(shù)術(shù)。如：“神舟六六號”宇宙飛飛船檢檢漏間間是飛飛船技技術(shù)的的飛躍躍。“神舟六六號”9002飛飛船檢檢漏間間的作作用是是為衛(wèi)衛(wèi)星、、飛船船各艙艙等進進行密密封性性檢查查，目目前全全世界界在這這個領(lǐng)領(lǐng)域還還處在在探索索階段段。神神舟載載人飛飛船總總設(shè)計計師王王永志志評定定：“這個飛飛船檢檢漏間間使我我國載載人飛飛船技技術(shù)邁邁進了了一大大步，，為載載人飛飛船成成功發(fā)發(fā)射作作出了了很大大的貢貢獻”。采油樹樹主體體部分分密封封油管掛掛出油油孔處上下下密封封高壓井井口處處密封輸送流流體管管口與連接接器密密封堵塞器器處密封法蘭密密封主要密密封點點油管掛掛臺肩肩處密封封②．決決定機機器設(shè)設(shè)備的的安全全性和和可靠靠性石油化化工企企業(yè)中中，工工業(yè)介介質(zhì)大大多易燃．．易爆爆．劇劇毒和和腐蝕蝕性，密封封失效效而外外漏，，將造造成環(huán)環(huán)境污污染，，人體體健康康及產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量受受影響響?！?984年年12月3日：：印度度博帕帕爾市市UCC所所屬一一家化化工廠廠因用用水清清洗管管道，，未關(guān)關(guān)通向向異氰氰甲酸酸脂儲儲罐閥閥門，，水進進入罐罐內(nèi)與與之反反應(yīng)，，溫度度壓力力急劇劇升高高導(dǎo)致致40TMIC毒毒氣泄泄漏，造成成2500人死死亡，，12萬人人中毒毒，其其中5萬人人失明明?！?986年年4月月26日子子夜：：前蘇蘇聯(lián)切爾諾諾貝利利核電電站4號反反應(yīng)堆堆發(fā)生生核泄泄漏，死31人人，傷傷300人人，20個國國家四四億人人遭核核輻射射污染染?！?998年年3月月5日日16:38西西安市市煤氣氣公司司液化化氣站站儲罐罐區(qū)發(fā)發(fā)生液化氣氣泄漏漏燃爆爆。兩座座400m3球罐爆爆裂，，3臺臺100m3燃燒。。3月月6日日6:00得到到控制制，13人人亡，，30多人人傷，，損失失477萬萬元。。原因：：排污污閥石石棉橡橡膠墊墊片受受液化化氣中中水熱熱冷作作用失失效泄泄漏。。按事故故發(fā)生生的行行業(yè)分分類（日本本1965——1975年年624起起事故故調(diào)查查）（210件）210起化化工裝裝置泄泄漏引引發(fā)事事故分分類（表現(xiàn)現(xiàn)為泄泄漏形形式的的事故故115件件，占占55%））密封在在日常常機泵泵釜等等維修修工作作量中中占50%。統(tǒng)統(tǒng)計表表明化化工企企業(yè)的的非計計劃停停車與與密封封故障障有關(guān)關(guān)。離離心泵泵的維維修費費約70%是因因密封封故障障。！1986.1.28，美美國航航天飛飛機“挑戰(zhàn)者者”號升空空1分分鐘因因右側(cè)側(cè)火箭箭助推推器機機械接接頭處處O形形密封封圈失失效失失事，，機上上七名名宇航航員無無一生生還!“挑戰(zhàn)者者”號失事事的技技術(shù)原原因:右部火火箭發(fā)發(fā)動機機上的的兩個個零件件聯(lián)接接處出出現(xiàn)了了問題題，具具體的的講就就是旨旨在防防止噴噴氣燃燃料的的熱氣氣從聯(lián)聯(lián)接處處泄漏漏的密密封圈圈遭到到了破破壞。。在航天天飛機機設(shè)計計準則則明確確規(guī)定定了推推進器器運作作的溫溫度范范圍，，即40°°F——90°°F，，而在在實際際運行行時，，整個個航天天飛機機系統(tǒng)統(tǒng)周圍圍溫度度卻是是處于于31°F—99°°F的的范圍圍。美國航航天飛飛機““挑戰(zhàn)戰(zhàn)者””號失失事！！③．環(huán)環(huán)境保保護實現(xiàn)健健康、、安全全、環(huán)環(huán)保（（HSE:health,safetyandenvironment））現(xiàn)代代化生生產(chǎn)。。④．能能源和和物質(zhì)質(zhì)節(jié)約約,提高經(jīng)經(jīng)濟效效益可見，，應(yīng)重重視機機器設(shè)設(shè)備的的密封封技術(shù)術(shù)，加加強科科學管管理，，以提提高設(shè)設(shè)備的的可靠靠性．．穩(wěn)定定性及及效率率，能能耗和和原材材料，，加強強環(huán)境境保護護，促促進新新設(shè)備備的開開發(fā)。。0.3流流體體密封封學的的性質(zhì)質(zhì)①．密密封學學定義義流體密密封作作為一一門新新興的的工程技技術(shù)學學科，其相相關(guān)體體系還還在不不斷的的完善善之中中。密封學學（最最早是是前蘇蘇聯(lián)學學者Конндаакоов于1972年在在其專專著中中提出出的——““Геррмеетиизаациия”）主要研研究密密封機機理、、密封封技術(shù)術(shù)及其其應(yīng)用用，與工業(yè)業(yè)技術(shù)術(shù)和科科學的的發(fā)展展分不不開的的（以以機械械端面面密封封為例例）。。②．密密封學學是一一門涉涉及多多學科科的邊邊緣性性工程程技術(shù)術(shù)學科科必須借借助其其它學學科如如流體體力學學(fluidmechanics)、、固體體力學學(solidmechanics)、、熱力力學(thermodynamics)、、傳熱熱傳質(zhì)質(zhì)(heatandmasstransfer)、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子動動力學學(rotordynamics)、粘粘彈性性理論論(viscoelasticity)、、振動動理論論(vibrationtheory)、摩摩擦學學(tribology)、、物理理與化化學（（physics&chemistry)、測測量與與控制制(monitoring&control)等理理論以以及優(yōu)優(yōu)化設(shè)設(shè)計(optimizationdesign)、、可靠靠性分分析(reliabilityanalysis)、、故障障診斷斷(faultdiagnosis)、、現(xiàn)代代數(shù)值值計算算方法法(numericalcalculationmethods)、工工程分分析軟軟件(engineeringanalysissoftware)、、機械械CAD設(shè)設(shè)計軟軟件(mechanicalCAD)等等去分分析研研究密密封的的問題題。冷卻氣體的流動產(chǎn)生流體動壓并帶走熱量旋轉(zhuǎn)及軸向竄動力、熱變形熱量交換圖氣氣膜密封封的系統(tǒng)統(tǒng)性分析析針對特定定的工藝藝條件，，選擇合合理的密密封材料料——物理、化化學、材材料學等；密封元件件特別是是動靜環(huán)環(huán)在力、、溫度的的作用下下的強度度、變形形及其控控制措施施——固體力學學等；密封端面面之間氣氣體流動動狀態(tài)、、壓力分分布及熱熱量交換換——流體力學學、熱力力學及傳傳熱學等；密封及周周邊環(huán)境境溫度場場分布和和密封熱熱變形分分析——摩擦學、、流體力力學、熱熱力學及及傳熱學學等；密封及周周邊環(huán)境境溫度場場分布和和密封熱熱變形分分析——摩擦學、、流體力力學、熱熱力學及及傳熱學學等；密封環(huán)端端面流體體動壓槽槽的優(yōu)化化設(shè)計及及加工——優(yōu)化設(shè)計計理論、、特種精精密加工工技術(shù)等；密封動態(tài)態(tài)穩(wěn)定性性分析、、密封—轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)統(tǒng)動力學學特性分分析——振動理論論、轉(zhuǎn)子子動力學學等；密封動態(tài)態(tài)穩(wěn)定性性分析、、密封—轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)統(tǒng)動力學學特性分分析——振動理論論、轉(zhuǎn)子子動力學學等；密封性能能測試和和產(chǎn)品出出廠實驗驗——試驗技術(shù)術(shù)等；密封氣體體壓力、、流量的的控制及及密封運運行狀態(tài)態(tài)的實時時監(jiān)控——測量及控控制理論論和技術(shù)術(shù)等；密封的失失效分析析——故障診斷斷學及技技術(shù)等。另外，在在密封的的分析設(shè)設(shè)計過程程中，必必然應(yīng)用用到多種種現(xiàn)代數(shù)值值計算方方法、工工程分析析軟件、、機械CAD設(shè)設(shè)計軟件件等。講授內(nèi)容容一．流二．流體靜密封技術(shù)

三．流體動密封的基本原理及知識

四．不停車堵漏技術(shù)、泄漏檢測技術(shù)第一部分分:流體密封封的基本本理論和和基本知知識1．密封機機理、方方法和分分類掌握流體體泄漏的的機理、、密封的的基本方方法和流流體密封封的基本本類型。。2．密封流流體力學學基本知知識了解密封封流體力力學基本本方程特特別體潤潤滑基本本方程的的物理意意義、密密封簡單單模型中中流體流流動（縫縫隙流動動、孔口口與夾縫縫出流、、轉(zhuǎn)盤側(cè)側(cè)隙流動動及噴嘴嘴內(nèi)氣體體等熵流流動）的的特點及及分析。。3．密封摩摩擦學基基本知識識了解密封封摩擦學學理論中中摩擦、、磨損與與潤滑的的基本知知識。1.密封封機理、1.1泄漏機理理1.2密封方法法和分類類1.3對密封產(chǎn)產(chǎn)品或密密封系統(tǒng)統(tǒng)的基本本要求1.4流體密封封技術(shù)的的發(fā)展兩個隔離離的區(qū)域域1和2分別包包含同種種或不同同種的流流體Ⅰ和和Ⅱ，但但它們具具有共同同的邊界界，這些些邊界可可以是圓圓柱形的的，例如如往復(fù)機機械或旋旋轉(zhuǎn)機械械中的軸軸、活塞塞或閥桿桿等，也也可以是是環(huán)形平平端面，，如法蘭蘭密封面面。1—Ⅰ2—Ⅱ邊界1.密封封機理、、方法和和分類1.1泄泄漏漏機理若兩個區(qū)區(qū)域存在在壓力差、、濃度差差、溫度度差、速速度差等等，流體就就會通過過這一界界面而泄泄漏?！懊芊狻币馕犊刂浦七@兩個個區(qū)域之之間流體體的相互互交換，，使界面面處“沒有泄漏漏”現(xiàn)象。重點：揭揭示泄漏漏方式、、成因因、特點點及泄漏漏量的計計算公式式。1.1.1穿漏漏（Penetration）定義：流流體通過過密封面面間隙的的泄漏；；成因：①①、流體體存在壓壓力差ΔΔp；②②、泄漏漏縫隙h。特點：單單向泄漏泄漏量：是衡量密封裝置密封性能的主要指標。單向周邊泄漏量：（1-1）式中，h：縫隙高度；l：縫長；μ—液體動力粘度（Pa·S）；ψ：無因次形狀系數(shù)，ψ=0.1～0.2。對于氣體來說，采用單位寬度質(zhì)量泄漏量：(1-2)式中，B：縫寬； ：氣體平均密度，；M，R，T，p1及p2：分別為氣體的分子量（g/mol）、氣體常數(shù)（J/（mol·K））、溫度（K）和縫隙進出口氣體壓力（MPa）。1.1.2滲漏漏(Percolation)定義：在在壓力差差ΔP的的作用下下，被密密封流體體通過密密封件材材料的毛毛細管的的泄漏稱稱之為滲滲漏。特點：單單向分子子泄漏。。成因：①①、壓力力差Δp；②、、密封件件材料毛毛細管。。氣體重量量泄漏量量為（1-3）式中，r：毛細細管或接接觸面毛毛細通道道半徑。。1.1.3擴散散(Proliferation)定義：在在濃度差差ΔC成因：①、介質(zhì)濃度差ΔC；②、密封間隙或密封材料毛細管。特點：雙向泄漏，泄漏量小。如醚類，滲透性強；采用波紋管密封。

介質(zhì)通過隔板的擴散泄漏可分成三個階段：①密封件吸收液（氣）體——吸附；②介質(zhì)通過隔板的擴散；③介質(zhì)從密封件的另一側(cè)析出。根據(jù)菲克（Fick）第一定律，在穩(wěn)定過程中質(zhì)量泄漏流量Gs和體積泄漏流量QS分別與濃度梯度dc／dx成正比。1.2密密封方方法和分分類根據(jù)泄漏漏的成因因，阻止或控控制流體體流動（（阻流））的方法法有5種種：①降低低引起流流動的推推動力，，Δp↓②增大阻止流體流動的能量（包括力學能量、界面摩擦、流體摩擦、熱力學能量損失等）。③控制流體流動方向（變有害流動為無害流動，如抽氣密封、浮環(huán)密封等）。④切斷流道。⑤組合。1.2密密封方方法和分分類密封方式式（采用用上面一一種或多多種方法法）：①全封閉閉或部分分封閉將機器或或設(shè)備用用機殼或或機罩全全部密閉閉或部分分密閉住住如屏蔽泵泵、磁力力偶合器器驅(qū)動的的泵。特點：無無軸封和和密封室室。②填塞或或阻塞（（是一種種傳統(tǒng)的的密封方方法）利用密封封件填塞塞泄漏點點(例如如密封圈圈、軟填填料密封封等)或或利用流流體阻塞塞被密封封流體(例如氣氣封、水水封、鐵鐵磁流體體密封等等)。③分隔或或間隔利用密封封件將泄泄漏點與與外界分分隔開（（隔膜密密封、機機械密封封等）或或利用氣氣體或液液體作為為中間密密封流體體(氣墊墊密封、、雙端面面機械密密封等)。④引出或或注入將泄漏介介質(zhì)引回回到吸入入室或通通常為低低壓的吸吸入側(cè)(抽氣密密封)或或?qū)Ρ槐幻芊饬髁黧w無害害的流體體注入密密封室以以阻止被被密封流流體的泄泄漏(如如氮氣密密封)。。1.2密密封方方法和分分類⑤流阻或或反輸利用密封封件狹窄窄間隙或或曲折途途徑造成成密封所所需要的的流動阻阻力(迷迷宮密封封)或利利用密封封件對泄泄漏流體體造成反反壓，使使之部分分平衡或或完全平平衡，將將流體反反輸回上上游，以以達到密密封的目目的（如如螺旋密密封、上上游泵送送密封））。⑥貼合或或粘合利用研合合密封面面本身的的加工質(zhì)質(zhì)量使密密封面貼貼合或利利用密封封劑使密密封面粘粘合達到到密封（（密封劑劑、密封封膏等））。⑦焊合或或壓合利用焊接接或釬接接的方法法將泄漏漏點堵塞塞或加壓壓使接觸觸處微觀觀不平處處變形(如墊片片密封、、軟填料料密封等等)，形形成固定定的結(jié)合合達到密密封。⑧幾種密密封方法法的組合合是密封技技術(shù)的一一個發(fā)展展方向。。幾種常見見的密封非接觸式式螺旋槽槽密封墊片密封封填料密封封磁流體密密封填料密封封端面密封封流體密封封按運動動方式分分為：①流體體靜密封封(StaticSeals)：用于密密封與流流體接觸觸的可拆拆卸靜設(shè)設(shè)備。如如墊片(gasket)、密密封膠或或密封劑劑(sealingglue)等等。②流體體動密封封（DynamicSeals)：用于機機器中將將兩流體體空間隔隔開并作作相對運運動（旋旋轉(zhuǎn)、螺螺旋、往往復(fù)擺動動）的部部件之間間的密封封。分旋旋轉(zhuǎn)密封封(rotatingseals)、往往復(fù)密封封(reciprocatingseals)、復(fù)合合運動密密封(complexm③偽靜密封或微動密封（Pseudo-staticSeals):介于靜密封與動密封之間的密封形式，表面為靜密封，實則為動密封，如機械密封中補償環(huán)用輔助密封(secondaryseals)。④封閉式密封(closedseals)或轉(zhuǎn)化為靜密封的動密封：如屏蔽泵(screenedpumps)、磁力傳動泵(magnetictransmissionpumps)和全封閉式壓縮機(closedcompressors)等將動密封轉(zhuǎn)化為靜密封的機器設(shè)備。偽靜密封封靜密封偽靜密封封動密封普通接觸觸式機械械密封流體靜密密封分類類墊片密封封。按材料料和結(jié)構(gòu)構(gòu)分為：：①非金金屬墊片片：橡膠膠、石棉棉橡膠、、柔性石石墨、聚聚四氟乙乙烯等，，截面形形狀均為為矩形。。②金屬屬復(fù)合型型墊片：：各種金金屬包墊墊、金屬屬纏繞墊墊。③金屬屬墊片：：金屬平平墊、波波形墊、、環(huán)形墊墊、齒形形墊、透透鏡墊、、三角墊墊、雙錐錐環(huán)、C形環(huán)、、中空O形環(huán)。。按密封分分類原則則：金屬平平墊、波波形墊、、環(huán)形墊墊、齒形形墊、透透鏡墊屬屬于強膠密封。填料密封。波紋管。流體動密密封分類類：接觸式動動密封。①軟填填料密封封。②成型型填料密密封。③油封封。④防塵塵密封。。⑤接觸觸式機械械密封。。非接觸式式動密封封。①非接接觸式機機械密封封（氣膜膜密封、、液膜密密封等））。②迷宮宮密封。。③浮環(huán)環(huán)密封。。④間隙隙密封。。⑤螺旋旋密封。。⑥離心心密封。。⑦磁流流體密封封。封閉式密密封。組合式密密封1.3對對密密封產(chǎn)品品或密封封系統(tǒng)的的要求密封性和和安全性性：實現(xiàn)密密封介質(zhì)質(zhì)的低微微泄漏甚甚至無泄泄漏（包包括液相相零泄漏漏和汽相相零逸出出），滿滿足安全全生產(chǎn)和和環(huán)保功功能的要要求?？煽啃裕菏褂脡蹓勖L、、穩(wěn)定性性高、抗抗干擾能能力強。。經(jīng)濟性：成本低低、能耗耗和運行行費用少少、使用用維修方方便———性價比比高（生命周期期費用（LifeCycleCost簡稱LCC））。適用性：能滿足足機泵具具體的工工藝條件件要求和和現(xiàn)場能能提供的的實際條條件。對密封系系統(tǒng)來講講，其生命周期期費用主要包括括九大費費用，表表示如下下：式中，Cic──初始始購置費費用，即即購置密密封的費費用，包包括工程程、投標標費用、、訂單管管理、試試驗、產(chǎn)產(chǎn)地考察察和初始始備件等等費用；；Cin──安裝裝費用，，包括有有特殊要要求的場場所準備備，安裝裝和相關(guān)Co──操作費用，包括密封輔助系統(tǒng)的冷卻水、沖洗和急冷流體、緩沖和阻塞流體、阻塞氣體和（或）廢氣（液）處置等有效使用的費用；

Csm──密封維修費用，機械密封修復(fù)、液封環(huán)和軸套等的費用；

Cem──設(shè)備維修費用，密封失效而用于設(shè)備修理和替換零件費用；Cen──能耗費用，密封副摩擦動力損失，包括為了補償緩沖流體對工藝流體的稀釋和（或）恢復(fù)工藝溫度所消耗的能量；Clp──停工和密封產(chǎn)品損失費用，未預(yù)料的密封失效影響整個裝置運行而引起的產(chǎn)品損失費用；Cenv──環(huán)保費用，選定的密封為了達到環(huán)保法的規(guī)定而支出的費用。如果有規(guī)定的話，也包括因違反環(huán)保法規(guī)而繳納的罰款；Cd──停用和廢棄費用，在實際中很少對其進行考慮，但在設(shè)備的生命期內(nèi)消耗的某些機械密封組件等，若所處理產(chǎn)品具有極端危害性，則廢棄費用將是較高的，不得不考慮。密封技術(shù)術(shù)和科學學的發(fā)展展，屈指指可數(shù)已已有幾千千年的歷歷史，但但與機械制制造有關(guān)關(guān)的歷史史只有二二百多年年，其發(fā)展展大致經(jīng)經(jīng)歷了四四個階段段：①密封技技術(shù)產(chǎn)生生與發(fā)展展的初級級階段（（1900年以以前）十九世紀紀以前各各種密封封因生產(chǎn)產(chǎn)發(fā)展的的需要而而不斷出出現(xiàn)和發(fā)發(fā)展：十十七世紀紀，泵和和液壓傳傳動一出出現(xiàn)，就就出現(xiàn)了了軟填料密密封．皮碗密封封和墊片密封封；十九世世紀末(1882年)首次在在蒸汽機機上使用用編織軟填填料；1900年，，首次在在汽輪機機上采用用迷宮密封封（梳齒密密封）。。1885年，，在英國國出現(xiàn)了了第一個機機械密封封專利。1.4流流體體密封技技術(shù)的發(fā)發(fā)展直通型復(fù)合直通通型錯列型迷迷宮階梯型迷迷宮斜齒階梯型型迷宮1886年年，雷諾(Reynolds)提出潤潤滑理論的的基本方程程（即N-S方程））。壓差流剪切流擠壓流②密封理論論的發(fā)展和和產(chǎn)品涌現(xiàn)現(xiàn)階段（1901～～1960年）此階段發(fā)明明了液體燃燃料發(fā)動機機、汽車運運輸、航空空飛機、后后陸續(xù)發(fā)展展石油化工工、原子能能和宇宙機機械制造，，促使密封封技術(shù)的發(fā)發(fā)展出現(xiàn)了了躍進階段段。密封形式：1900年年機械密封封用于軸封封。彈性體體密封、磁磁流體密封封、石棉密密封、油封封、天然橡橡膠O形圈圈、螺旋密密封、葉輪輪密封（非非接觸式密密封）；出出現(xiàn)了平衡衡型機封和和中間環(huán)機機械密封。。密封材料：PTFE、、碳石墨、、硬質(zhì)合金金和陶瓷；；碳化硅、、硅化石墨墨等復(fù)合材材料問世。。加工技術(shù)：加工表面粗粗糙度達到到Ra0.2～Ra0.05。研究機構(gòu)：1944年年，美國的的ASLE(AmericanSocietyofLubricationEngineers)組織成立；；1947年，英國國的BHRA(BritishHydromechanicsResearchAssociation,流體力學研研究學會)成立，美美國的ASME組織織成立，日日本的JSLE組織織成立。專業(yè)生產(chǎn)廠廠家：美國有Chesterton公司司、Sealol公公司、Dula公公司、Borgwarna公公司；英國國有JohnCrane公公司、Flexibox公司司；德國有有Burgmann公司；日日本有Eagle公公司，Pillar公司。中間環(huán)③密封學的的形成和發(fā)發(fā)展階段（（1961-1990年）發(fā)展動力：宇航、核電電站、天然然氣輸送、、石油化工工的需要、、計算機技技術(shù)發(fā)展和和應(yīng)用，促促進了密封封技術(shù)的發(fā)發(fā)展和提高高。密封結(jié)構(gòu)：在流體動壓壓潤滑和靜靜壓潤滑理理論指導(dǎo)下下，各種密密封向著深深度發(fā)展，，出現(xiàn)了高高參數(shù)和新新結(jié)構(gòu)的接接觸式和非非接觸式密密封以及滿滿足各種要要求的組合合密封和密密閉式密封封。熱流體動壓壓機械密封封(Thermo-hydrodynamicMechanicalSeal)、干氣密封(DryGasSeal)問世，，使機械密密封技術(shù)實實現(xiàn)了質(zhì)的的飛躍。密封標準：API610、API682等標準準相繼制定定。密封材料：碳素纖維．．膨脹石墨墨、芳綸纖纖維的出現(xiàn)現(xiàn)，使軟填填料密封得得以改進。。學術(shù)會議：BHRA從從1961年到2006年召召開了17屆國際流流體密封會會議。此間間國際摩擦擦學會成立立；密封機機理的微觀觀研究側(cè)重重機器的可可靠性研究究。有人提提出已形成成一門學科科——密封學。（（ASLE每年舉行行年會；原原東歐經(jīng)互互會舉行16屆密封封技術(shù)會議議）。1995年以以前我國機機械部和石石化總公司司都分別定定期舉行流流體密封會會議。災(zāi)難事故：1986年，O形密封圈圈失效導(dǎo)致致美國挑戰(zhàn)戰(zhàn)號宇宙飛飛船爆炸，，引起全世世界的關(guān)注注（NASA下設(shè)設(shè)專門的GlennResearchCentre)。熱流體動壓壓機械密封封干氣密封④發(fā)展密封封學、提高高密封技術(shù)術(shù)階段（1991年年～至今））新型密封涌涌現(xiàn)：反映在密密封新概念念、新結(jié)構(gòu)構(gòu)、新方法法、新技術(shù)術(shù)、新工藝藝和新材料料（如零泄漏機械械密封：Zero-leakageMechanicalSeal,零逸出密封封：Zero-missionMechanicalSeal,上游泵送機機械密封：UpstreamPumpingMechanicalSeal）；非接觸式機機械密封（Non-contactingMechanicalSeals））的出現(xiàn)打打破了非接接觸式密封封總是泄漏漏的傳統(tǒng)概概念。復(fù)合材料出出現(xiàn)：密封材料料發(fā)展的一一個趨勢。。標準日趨完完善：API610、API682標準的的進一步完完善，使機機械密封及及其輔助系系統(tǒng)的設(shè)計計及使用及及維護趨于于規(guī)范。密封設(shè)計：由經(jīng)驗性設(shè)設(shè)計向理論論分析系統(tǒng)統(tǒng)性設(shè)計轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變。密封技術(shù)：向高參數(shù)（（V、P、、T）、高高真空、超超低溫、高高性能（干干運轉(zhuǎn)．無無泄漏．無無油潤滑．．含顆粒介介質(zhì)密封和和高水平（（高PsV值、剖分分式、監(jiān)控控密封、集集裝式密封封）和組合合密封。迫切解決的的問題：密封的失效效機理、失失效分析和和失效監(jiān)控控（做出密密封狀態(tài)的的監(jiān)控和壽壽命預(yù)測））。非接觸式雙雙端面干氣氣密封密封面傾斜槽具有傾斜槽的密封端面密封腔吸液槽上游泵送槽具有對稱橫排槽的密封端面1.5流流體密封技技術(shù)的發(fā)展展趨勢隨著現(xiàn)代工工業(yè)的迅速速發(fā)展，流流體密封的的使用環(huán)境境正在發(fā)生生深刻的變變化，對其其工況要求求更加苛刻刻，操作條條件正向高速、高壓壓、高溫、、低溫、高高真空、大大尺寸、微微尺寸方向發(fā)展。。以石油化工工為例，石石化用機泵泵的發(fā)展方方向是大型化、高高速化、機機電一體化化，泵產(chǎn)品品成套化、、標準化、、系列化和和通用化，多品種、性性能廣、壽壽命長及可可靠性高；；使機泵用用密封向大大型化和專專業(yè)化方向向發(fā)展，特特別是適用用高壓、高速速透平，高高溫、低溫溫和超低溫溫泵，高速速泵，耐腐腐蝕泵，輸輸送粘稠介介質(zhì)和帶固固體顆粒介介質(zhì)泵的密封技術(shù)術(shù)和產(chǎn)品發(fā)發(fā)展很快。。電力、冶金金等行業(yè)設(shè)設(shè)備正向著著大型化、高高度自動化化、智能化化、節(jié)能和和綠色環(huán)保保的方向發(fā)展展，對于高溫、高壓壓密封要求越來越越高。比如如發(fā)電設(shè)備備，壓力要要求能承受受27～28MPa，耐熱溫溫度要求達達到600℃，這都都需要密封封等設(shè)備能能夠耐高溫溫高壓。(1)密封封理論、技技術(shù)和產(chǎn)品品不斷創(chuàng)新新新技術(shù)、新新概念、新新結(jié)構(gòu)、新新材料、新新工藝（結(jié)構(gòu)是先導(dǎo)導(dǎo)，材料是是基礎(chǔ)，工工藝是保證證）和新標準準不斷涌現(xiàn)現(xiàn)；①高參數(shù)數(shù)(如高壓壓、高速、、高溫、大大直徑)；；②高性能能(如干運運轉(zhuǎn)、零泄泄漏、無油油潤滑、密密封漿液、、高含固體體顆粒)；；③高可靠靠性和高水水平(如高高PV值、、大型剖分分式、狀態(tài)態(tài)監(jiān)控)密密封產(chǎn)品大大量研制。。重點：密封失效效機理(如如皰疤、熱熱裂、空化化-汽蝕、、橡膠密封封圈泡脹和和老化)、、失效分析析(如可靠靠性和失效效概率)、、密封失效效專家診斷斷系統(tǒng)、失失效監(jiān)控技技術(shù)(如流流體膜、摩摩擦狀態(tài)和和相態(tài))的的研究和應(yīng)應(yīng)用。(2)密封封設(shè)計由簡簡易的經(jīng)驗驗性設(shè)計向向理論性專專家系統(tǒng)設(shè)設(shè)計轉(zhuǎn)變經(jīng)驗性設(shè)計計：以機械密封封為例，傳傳統(tǒng)的設(shè)計計方法是根根據(jù)經(jīng)驗性性知識，確確立密封的的幾何參數(shù)數(shù)和彈簧壓壓力，依此此計算出端端面接觸壓壓力Pc、、線速度V、摩擦功功耗、摩擦擦熱、沖洗洗液量，并并確定相應(yīng)應(yīng)的輔助系系統(tǒng)；計算算機輔助設(shè)設(shè)計主要局局限于密封封零部件的的繪制。理論性專家家系統(tǒng)設(shè)計計：先進的理論論性專家系系統(tǒng)設(shè)計則則是以計算算機為工具具，