设备安全学：04设备泄漏与密封

设备安全学能源与安全学院10/20/20141设备泄漏设备密封4设备泄漏与密封——内容211·22青岛输油管道爆炸事件4设备泄漏与密封——案例311·22青岛输油管道爆炸事件4设备泄漏与密封——案例411·22青岛输油管道爆炸事件4设备泄漏与密封——案例511·22青岛输油管道爆炸事件4设备泄漏与密封——案例611·22青岛输油管道爆炸事件4设备泄漏与密封——案例711·22青岛输油管道爆炸事件4设备泄漏与密封——案例811·22青岛输油管道爆炸事件4设备泄漏与密封——案例911·22青岛输油管道爆炸事件4设备泄漏与密封——案例10工业中不应该流出或漏出的物质或流体，流出或漏出机械设备以外，造成损失，称之为泄漏。4设备泄漏与密封——泄漏——定义114设备泄漏与密封——泄漏——原因机械零件连接处产生间隙密封两侧存在压力差加工精度泄漏124设备泄漏与密封——泄漏——举例13在工矿企业中，泄漏物质一般分为气态、液态和固态三类。常见的气态物质有煤气、蒸汽、氧气、氢气、氯气、压缩空气、乙炔气等；液态物质有“五水”(热水、自来水、软水、循环洗涤水和冷却水)、“五油”(燃料油、润滑油、液压油、矿物油和冷却油)以及酸、碱、盐和溶剂等；常见的固态物质有粉尘、灰尘、砂粒和半流体物质。4设备泄漏与密封——泄漏——种类14固体泄漏---氧化硅2010.3.8日8时起，宝山区祁骆路突然烟雨蒙蒙，四周弥漫着白色烟雾，呛鼻的气味让附近的居民普遍感到呼吸不适，有人不断咳嗽起来。他们随后发现白色烟雾来自附近的大场南大工业园内的一家光纤制造工厂。经查系该厂发生氧化硅泄漏。事故由于管道垫片损坏所致，目前损坏的管道已维修完毕。4设备泄漏与密封——泄漏15液体泄漏4设备泄漏与密封——泄漏16气体泄漏4设备泄漏与密封——泄漏171）界面泄漏：在金属面和密封垫交界面上发生的泄漏叫界面泄漏。在化工企业，界面泄漏是密封失效的主要原因，它与法兰密封面的选择、加工精度、垫片的尺寸和材料性能、紧固方法和压缩程度等因素密切相关。要防止界面泄漏，必须设法减小泄漏通道和增加泄漏通道上的阻力，并使之大于由密封面两侧压差所产生的泄漏推动力。按泄漏方式4设备泄漏与密封——泄漏——分类182）渗透泄漏：由于密封件的原材料(植物纤维、动物纤维、矿物纤维、化学纤维等)组织疏松，致密性差，因此在压力作用下介质通过纤维间的缝隙渗透，这种现象叫渗透泄漏。

按泄漏方式4设备泄漏与密封——泄漏——分类19

eg:石棉橡胶板作密封垫温度和压力同为9.8MPa空气：压力至0.588MPa，渗漏；水:压力至2.94MPa，未见水滴。PS:渗漏材料常加入填充剂。高压时，垫片内的微孔会扩张；高温的作用会使填充剂老化、失效，介质粘度降低也会加速渗漏。因此，在高温、高压以及密封低粘度介质时，需采用非渗透性材料（如金属）制作垫片。按泄漏方式4设备泄漏与密封——泄漏——分类20内泄漏：系指设备内部的物质在压差的作用下,从高压区泄漏至低压区。对同一种物质来说，一般允许有一定量的泄漏。而对不同的物质而言，则它们相互泄漏量越少越好，有时甚至微量的泄漏都不允许。如氧压机的氧气杜绝与油类接触。外泄漏：系指设备内部的物质泄漏至设备外部。按物质的流向分4设备泄漏与密封——泄漏——分类21接触界面泄漏：是因密封面加工精度差，密封件的密封面粗糙，接触密封不严密，存在泄漏间隙。此外，设备在运转过程中，密封摩擦也存在磨损，也会造成接触界面泄漏。层内渗透泄漏：指工作介质或润滑油等通过毛细管作用渗透至密封差的密封材料而向外流的泄漏。破坏性泄漏：由于使用条件恶化，导致密封件的急剧磨损，或高温炭化，变形以及弹性疲劳破坏等因素，使泄漏间隙迅速增大而造成的泄漏。按泄漏部位分4设备泄漏与密封——泄漏——分类22动泄漏：指有相对运动的两个零件互相配合间的泄漏。如往复运动的活塞与填料间的间隙，旋转运动的轴与轴间的泄漏；静泄漏：无相对运动的两个零件结合处的泄漏，如螺纹，法兰等结合面之间的泄漏。按密封处是否有相对运动分4设备泄漏与密封——泄漏——分类231.对材料检测4设备泄漏与密封——泄漏——检测瓦斯泄漏检测仪丙酮泄漏检测仪242.对声音检测4设备泄漏与密封——泄漏——检测251）无泄漏以不见工作介质泄漏为准；2）渗漏是一种轻微的泄漏。设备密封部位可明显见到介质泄漏痕迹。将介质泄漏痕迹擦去后，五分钟内再出现痕迹者，就称为渗漏；3）滴漏是一种中等程度的泄漏。设备密封部位漏出的介质已成滴，一分钟之内沿未超过三滴者，称为滴漏。4）严重滴漏是一种严重泄漏。设备密封部位漏出的介质一分钟内超过三滴，但沿未达到流淌程度者，称为严重滴漏。5）流淌这种泄漏已十分严重。设备密封部位漏出介质形成线状者，称为流淌。机械设备液态介质泄漏程度等级划分4设备泄漏与密封——泄漏——等级261）无泄漏用肥皂水检查无气泡出现，或用小纸条检查无吹动迹象者，称为无泄漏；2）微漏用肥皂水检查有气泡出现，或用小纸条检查有吹动迹象者，称为微漏。如介质是有颜色的，应能见到淡色烟气。对于酸性和碱性的气体，还可以用湿的石蕊试纸检验，看它是否变色来证明是否泄漏。3）泄漏用肥皂水检查气泡吹成串，用小纸条检查小纸条吹拂飘舞，或能明显见到有色气体，或使湿石蕊试纸很快变色称为泄漏。4）严重泄漏泄漏气体已形成风，咝咝作响，有色气体充斥生产场所，或气体已形成烟柱者，称为严重泄漏。机械设备气态介质泄漏程度等级划分4设备泄漏与密封——泄漏——等级27安装问题密封选用的问题保管问题配合加工设计问题安装方向错误安装时管道内污染进入安装时损伤密封件活塞杆表面有伤痕焊接电弧烧损活塞杆表面同心、偏心、偏载喷涂涂料进入密封轴套材料不当，划伤缸筒或活塞杆间隙不当造成挤出咬伤缸筒或活塞杆端部尖角划伤密封密封槽粗糙磨损密封件滑动密封面粗糙，引起异常磨损镀层不匀塞孔引起磨损活塞、活塞杆、缸盖铸孔泄露强度不足引起变形，异常磨损高频运动引起发热，润滑油膜破坏低压低速场合使用，密封达不到设计要求润滑不良引起异常磨损系统元件振动造成泄漏环境粉尘造成异常磨损高压引起间隙咬伤混入空气产生绝热压缩造成烧损介质与密封材料不相容，造成膨胀劣化高温引起材料劣化低温引起材料硬化收缩造成泄漏保存运输时受高温引起材料变质受阳光臭氧射线等引起材料劣化保存时间过长，材料老化保存方法不当引起变形泄漏基本原因是：

1）设备壳体、管道和密封面上有间隙；

2）设备内外或密封两侧存在压力差（或者浓度差）4设备泄漏与密封——泄漏——原因28从流体力学的理论来看，流体在界面间隙中的流动，近似于平面间接流动。由于间隙小，泄漏速度不大，可按层流来考虑。泄漏量公式：影响机械设备泄漏量的因素(界面泄漏）泄漏量（cm3/s）间隙的宽度（cm）设备内外的压力差（kg/cm2）介质的粘度①间隙的大小;②内外的压差;③介质的粘度;④环境的温度;⑤使用的条件;⑥密封的长度;⑦轴与孔的偏心度影响渗透泄漏的因素，主要是密封材料的性能（如致密性）和介质的某些特性（如气态分子的大小）。而动结合面还要考虑相对移动或旋转的线速度。4设备泄漏与密封——泄漏——原因29(1)改：技术改造，改造不合理的设备结构、密封方法，润滑方式。对原设计的先天性漏油缺陷从结构上改进，开回油孔，引回油路，装接油盘，把油接回油池。或改液体润滑为固体润滑，增加油封，采用先进的密封材料。(2)换：更换，更换磨损严重，变形大，已老化，被磨损以及无法修复的密封元件和有关零件。对设备中磨损的轴、套及已损坏的密封件进行修理或更换。(3)堵：堵塞，使用金属密封垫，非金属密封垫，密封胶，填料等堵塞泄漏通道，已达到阻止泄漏的目的。4设备泄漏与密封——泄漏——治理30(4)疏：疏通回油路，加钻回油孔，将油引回油箱，加快油液循环，防止因回油孔变小、回油不畅而引起泄漏。(5)封：密封，是防止介质泄漏或者杂质从外部侵入机体的方法。(6)接；盛接，对实在难以治理的漏油设备，加设润滑系统接油盆、盒，待漏油接满，并进行定期回收。(7)修：修理，对管道裂缝进行补焊，对铸件砂眼、裂缝进行粘接修补。并将其它缺陷进行修复。(8)管：加强润滑技术管理工作，做好定点、定质、定量、定期、定人、清洗换油，加油量应适当，本宜过少或过多。4设备泄漏与密封——泄漏——治理31均压

使密封部件内外侧的压力差平衡。例如设置适当的通气帽，或在介质通道中加设小型泵送元件，可使动密封的接触压力分布均匀。机床的某些部件或贮油箱也不能完全封闭起来，要留有通气孔，使内部的正压与大气压力相平衡。4设备泄漏与密封——泄漏——治理32液压设备泄漏的判定方法与处理4设备泄漏与密封——泄漏——治理33液压设备泄漏的判定方法与处理4设备泄漏与密封——泄漏——治理34液压设备泄漏的判定方法与处理1）观察泵站主泵出口压力表（压力表下降）2）观察油箱液位（液位下降）3）观察油箱温度（温度升高）4）观察执行元件的速度5）从声音上观察（尖叫或杂音）6）从暗处观察（多个角度）7）观察外部管道4设备泄漏与密封——泄漏——治理35为提倡节约减少浪费，做到不浪费一滴油、一滴水、一度电、一点化工原料，彻底杜绝公司跑、冒、滴、漏现象，特制定本制度：一、验收标准设备完好率≥95%；静密封点泄漏率≤0.05%

动密封点泄漏率≤0.2%

二、区域划分

1.生产装置所属设备、管线和冲洗、消防、生活等附属设施，以及管线的静密封、仪表管线的第一阀门以内阀门、管线，由所在工艺车间负责。

2.生产装置内的仪表，包括工艺管线、设备，第一阀门外的阀门、管线，仪表专用件热线的静密封，由仪表车间负责。

3.化工工艺管道、保温伴管至用户第一个阀门的第一道法兰为界（不包括阀门），由送出单位负责。

4.生活区区域职责按以前下发的生活区维修规定执行。无泄漏工厂管理规定4设备泄漏与密封——泄漏——治理36三、密封点的统计范围

(1)密封点统计范围

①

机动设备的连续运转部分属于动密封点统计范围。

②

除动密封点统计范围以外的设备、管道，包括电器设备的变压器开关、仪表的孔板、调节阀、附属引线、以及其它设备均按密封点统计。

(2)静密封点的计算方法：一个静动密封接合处算一个密封点，有一处泄漏就算一个泄漏点，不管是密封点或焊缝、砂眼以及其它原因等造成的泄漏。

(3)密封点的泄漏检验标准，设备完好标准。4设备泄漏与密封——泄漏——治理无泄漏工厂管理规定37四、泄漏检查标准1.静密封点（1）设备及管路的结合部位用肉眼观察，以不结焦、不冒烟、无渗透、无泄漏为合格。（2）电器设备如变压器、油开关、绝缘电缆头等，其结合部位用肉眼观察，无滴漏。（3）煤气等有毒气体系统，用肥皂水试漏无气泡，或用试纸试漏，不变色。（4）仪表设备及工艺、空气管线，用肥皂水试漏，关键部位无气泡，一般部分每分钟不超过5个。（5）蒸汽系统用肉眼观察，无泄漏。（6）酸碱等化学物料补充，用肉眼观察无渗迹、无漏痕。（7）水玻璃、胶体系统，用肉眼观察无渗迹、无漏痕。2.动密封：（1）填料密封介质为水时，初期每分钟不多余20滴，末期每分钟不多于40滴，其它液体每分钟不多于15滴。（2）机械密封初期应无泄漏，末期每分钟不超过5滴。

4设备泄漏与密封——泄漏——治理无泄漏工厂管理规定38五、要求1)各车间职责：做好本区域的静、动密封点初始统计工作，设备增减及时变更，建好台帐。安排认真填写设备科下发的《设备日常检查记录》，做好日常维护及密封点、泄漏率、设备完好率的统计工作，建立记录台帐并考核。2)各车间加强本车间跑、冒、滴、漏的处理工作，制定考核本车间考核细则。3)各车间新增装置增加密封点及时统计报设备科，经设备科批准后泄漏率考核变更。4)设备科不定期检查各车间泄漏点及台帐情况，按规定考核，同时做好全厂设备密封点统计工作，建立台帐。5)公司有关职能科室检查存在问题及时考核。4设备泄漏与密封——泄漏——治理无泄漏工厂管理规定39六、考核标准1）每检查发现一个泄漏点扣5元；2）每月静密封点泄漏率≤0.05%，每高低0.01%，月底考核奖扣0.2分；3）动密封点泄露率≤0.2%，每高低0.1%，月底考核奖扣0.2分；4）设备科检查发现车间记录不真实一次扣2元，台帐记录不全一次扣2元，发现不建立台帐一次扣20元，增减设备密封点不及时统计一次扣5元；5）各车间对维修工所分报设备每月评比一次，在月报中体现，第一名奖20元，最后一名罚10元；6）设备科对车间设备漏点每月评比一次，第一名的车间月考核＋2分，最后一名－1分，在月报中记录。4设备泄漏与密封——泄漏——治理无泄漏工厂管理规定40在两个机械部件或工艺系统各元件之间形成不渗漏连接所采用的各种装置或系统称为密封。应用密封装置解决泄漏的技术叫密封技术。密封一般原理是：在零件配合间隙之间设置一道有足够强度的密封件。密封件须有足够的弹性，以能够嵌入和填满被密封面上的任一凹凸不平处，同时还要保持足够的刚度以防止在介质的高压作用下被挤入表面间隙内。弹性密封体经压缩加载而变形，维持接触应力，紧贴在被密封面上，并挤入密封面的所有微观凹坑。密封介质压力小于弹性体对表面的接触压力，泄漏就不能形成。4设备泄漏与密封——密封——定义414设备泄漏与密封——密封——定义42防止渗漏。即防止密闭容器或管道内的物质(液体或气体)从相邻结合面间产生泄漏，防止杂质(灰沙、水等)从外部侵入。吸收冲击能。使机械设备的紧固件具有较高的摩擦扭力矩，在长时间的振动与冲击条件下保持良好的锁紧作用。消音、隔热、绝缘。中止或至少减低外界对密封层内能量的传递，从而起到消音、隔热和绝缘的作用。4设备泄漏与密封——密封——功能431）静密封：被密封部位的两个偶合件之间不存在相对运动的密封称为静密封。例如减速器箱体与箱盖之间、汽车发动机的缸体与缸盖之间、轴承端盖与轴承变孔之间的密封即为静密封。再如：设备管线上的法兰、各种阀门、丝堵、活接头等。静密封按密封元件所用材料分为金属相非金属两大类。常用的有O形密封圈、铜垫圈、组合垫圈、垫片、橡胶垫圈、密封胶、密封脂等。

4设备泄漏与密封——密封——分类444设备泄漏与密封——密封——分类45

2）动密封：被密封部位的两个偶合件之间存在相对运动的密封装置称为动密封。例如转动的油颈与静止的轴承端盖之间的密封即为动密封。动密封分为接触式密封和非接触式密封两大类4设备泄漏与密封——密封——分类CQF工程塑料磁力泵是利用永磁联轴器工作原理无接触的传递扭矩的新型泵，当原动机带动外磁钢转动时，通过磁场的作用驱动内磁钢转子同步旋转，而内磁钢转子和叶轮连成一体，从而达到无接触带动叶轮转动之目的。由于液体被封闭在静止的隔离套内，所以磁力泵是一种全封闭、无泄漏的产品，因此完全杜绝了机械密封离心泵不可避免的跑、冒、滴、漏的弊病。

464设备泄漏与密封——密封——分类47密封的效果好坏与很多因素有关，如1）密封沟槽的尺寸和精度；2）接触表面的粗糙度，密封间隙的大小；3）密封圈本身的结构和尺寸；4）密封唇门的锋利状况和完整性；5）压缩量的大小；6）密封件材料的性能，尤其是耐介质性、弹性、硬度和永久变形性能；7）装配质量的好坏等，都直接影响密封性能。4设备泄漏与密封——密封——影响因素48静密封检验标准：1）设备及管线的接合部位用肉眼观察不结焦、不冒烟、无漏痕、无渗迹、无污垢2）仪表设备及汽、风源引线，焊接及其他连接部位用肥皂水试漏，无气泡；真空部位，用薄纸条顺的办法；3）电气设备变压器、油开关、油浸纸绝缘电缆头等部位用肉眼观察无渗漏；4）氧气、氮气、空气系统，用肥皂水检查无气泡；5）蒸汽系统，用肉眼观察不漏气、无水垢。6）酸、碱等化学系统，用肉眼观察无渗迹、无漏痕、不结垢、不冒烟或用精密试纸试漏不变色。7）水、油系统，宏观检查或用手摸无渗漏、无水垢。8）各种机床的各种变速箱、立轴、变速手柄、宏观检查无明显渗漏。4设备泄漏与密封——密封——检验49动密封检验标准：

1）各类往复压缩机曲轴箱盖透平压缩机的轴瓦允许有微渗油，但要经常擦净；2）各类往复压缩机填料，透平压缩机的气封，使用初期不允许泄漏，到运行间隔期末允许有微漏。各种注油器允许有微漏现象，但要经常擦净。3）各种传动设备采用油环的轴承不允许漏油，采用注油的轴承允许有微渗并应随时擦净；4）水泵填料允许泄漏范围初期每分钟不多于60滴。5）凡使用机械密封的各类泵，初期不允许有泄漏，末期每分钟不超过60滴。4设备泄漏与密封——密封——检验50生产设备漏油标准：

1）渗油：油迹不明显，油迹被擦净后5分钟内不出现油迹者不渗油；2）漏油：油迹明显，有的形成油滴，油迹或油滴被擦净后5分钟内出现油迹或油滴者为漏油；3）漏油点：有一条明显油迹或一个油滴者，为一个泄漏点；4）不漏油设备：静结合面不漏油，动结合面不漏油，为不漏油设备；5）一般漏油设备：凡有漏油现象，而不够严重漏油设备程度者，为一般漏油设备；6）严重漏油设备：一个漏油点1分钟滴油数超过3滴者，均为严重漏油设备4设备泄漏与密封——密封——检验51密封面和它们中间的密封垫片在外力挤压下，发生弹性或塑性变形，填满了密封面上的凹凸不平，消除了间隙，满足了密封条件，即使内外压力差较大也不会发生泄漏。

密封机理4设备泄漏与密封——密封——密封垫52密封垫有非金属密封垫、非金属与金属组合密封垫和金属密封垫三种形式。密封垫种类有：非金属密封垫，纸垫片，橡胶垫片，皮垫片等；组合密封垫，夹金属石棉垫，金属包平垫片等；金属密封垫，金属平垫片，金属齿形垫片，金属O形环，金属丝垫。所用材料：橡胶，皮革，石棉，软木，聚四氟乙烯，铁，钢，铜等。形式和分类4设备泄漏与密封——密封——密封垫534设备泄漏与密封——密封——密封垫54不受流体的渗透；抗流体的化学性，又不破坏自身的物理性；在正常的法兰压力下能有足够的变形，以弥补法兰面的粗糙或凹陷不平，而使法兰面与垫片之间形成密封；在流体温度范围内不破坏物理性；弹性或恢复性足以维持法兰负荷；强度足够，在安装或切削时不破损，在法兰负荷下不破裂，在流体压力下不冲破；不污染流体；不侵浊法兰面；容易清除及更换。4设备泄漏与密封——密封——密封垫——选择原则55

1)安装前，法兰面和垫片要清洗干净。

2)垫片与法兰面不允许有划伤、破损和锈蚀等。

3)垫片压紧时要严格限制压紧力，保证受压均匀。

4)换装垫片时使用安全工具，避免管内易燃介质产生火花而引起火灾。

5)工作温度高于200℃时，法兰与垫片接触面应涂密封膏。

6)在光滑密封面上缠绕垫片，安装时应保证同管道内径同心。4设备泄漏与密封——密封——密封垫——安装要求564设备泄漏与密封——密封——密封垫574设备泄漏与密封——密封——密封垫584设备泄漏与密封——密封——密封垫59胶密封是借助一种物质在接合面上产生的粘合力（或施加外力）将两接合面胶接在一起来堵塞泄漏缝隙的方法。所用的物质有：液态密封胶，厌氧胶，胶粘剂和密封胶带等，它们在接合面中所形成的薄膜被压得愈紧，流动愈困难，承受内压的本领就愈大，故能有效地起到密封的作用。4设备泄漏与密封——密封——胶密封60厌氧胶厌氧胶粘剂，是利用氧对自由基阻聚原理制成的单组份密封粘和剂，既可用于粘接又可用于密封。当涂胶面与空气隔绝并在催化的情况下便能在室温快速聚合而固化。厌氧胶的组成成分比较复杂，以不饱和单体为主要组成成分，还会有芳香胺、酚类、芳香肼、过氧化物等。应用：（1）锁紧防松；（2）密封防漏；（3）固持定位；（4）填充堵漏4设备泄漏与密封——密封——胶密封611）密封性好，承载能力大，能承受一定的振动与冲击。2）密封牢固，密封面上的应力分布均匀。3）对金属表面质量要求较低，可减少或不要螺栓紧固。4）不受材料限制，几乎各种材料都可以找到适宜的密封胶。5）耐腐蚀，有绝缘性。6）施工简单，操作方便。特点4设备泄漏与密封——密封——胶密封62填料密封是一种接触式密封，即在轴与壳体之间充填弹性密封材料，当填料受到轴向力压紧后能紧贴于轴表面，利用密封材料的弹性变形补偿密封面的磨损，使被密封的空间与外界隔绝，堵塞泄漏间隙，阻止介质外漏。填料密封分为软填料密封和硬填料密封两类。软填料密封具有结构简单、拆装方便、成本低廉等优点，但填料磨损快，须较频繁地拧紧压盖，调整螺栓，更换