制冷行业中机械密封现状及金属波纹管机械密封的应用

摘 要：当前时代背景下，各种制冷设备以及相应的制冷技术得到了较快的发展，而制冷也开始在生产、贮藏等方面得到较为广泛的应用。伴随着制冷行业的发展，市场以及其他行业对制冷行业提出了更高的要求。本文对制冷行业中机械密封的现状进行分析，介绍金属波纹管机械密封的特性以及实践应用，以供参考。

关键词：制冷行业；机械密封；金属波纹管；特性；应用

中图分类号：TB65 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）36-0222-01

在经济不断发展的大背景下，各行各业对制冷设备的需求也不断增加，制冷设备的应用范围逐渐增大。以食品行业与工业为例，制冷行业为其提供了较为丰富的生产、贮藏手段。食品工业生产过程中的冷却、产品的冷冻冷藏及保鲜、冷藏运输等，均离不开制冷设备。而就制冷行业的发展来看，轴封的可靠性是重要的限制因素。就当前国产的螺杆式制冷压缩机、活塞式制冷压缩机等机械密封情况来看，普遍存在可靠性差、使用寿命短等问题。鉴于此，本文在分析机械密封现状的基础上，探讨金属波纹管机械密封的特性与应用。

1 制冷行业中机械密封的现状

机械密封是通过介质压力、弹簧力，利用一对光滑平直并存有流体膜的表面，实现密封效果。与填料密封相比，机械密封具有更好的密封效果，同时避免的转轴的磨损，降低了功率消耗，延长了使用寿命。我国的机械密封生产始于20世纪60年代，最初主要应用于水泵之中，而后随着相关技术的发展，机械密封的应用范围也逐渐扩大。就制冷行业中的机械密封来看，其密封效果将对分离系统乃至整个制冷装置的正常运行产生影响，而我国的机械密封技术尚且存在一些问题，与国外水平相比，仍然存在一定的差距。如与机械密封相关的基础研究工作相对比若，机械密封制造企业的加工装备较为落后，所用机械密封的材料性能差距较大等，都是影响制冷行业机械密封发展的重要因素。

制冷行业中，机械密封有着极为重要的地位，密封材料不合格以及密封效果不达标等问题的出现，均可对设备的正常运行构成威胁。以螺杆式制冷压缩机的应用为例，机械密封在其运行过程中起到了重要的密封作用，但其做工要求较高，造价也相对较高。有部分唯利是图的制造商为了追求更高的利润空间，生产质量不合格的机械密封，将可导致漏油、短时间损坏等问题。

2 金属波纹管机械密封的应用

2.1 金属波纹管机械密封特性

机械密封用材料一般指摩擦副材料、辅助密封圈材料、焊接金属波纹管波片材料等。在实际应用中，焊接金属波纹管机械密封是用波纹管来替代密封中的弹簧和辅助密封圈的具体体现，与弹簧型机械密封相比，金属波纹管机械密封有效避免了辅助O形密封圈结污、辅助O形密封圈对轴的电位差引起电化腐蚀、辅助O形密封圈对轴产生蠕动磨损等问题。针对机械密封中动环可产生轴向位移这一问题，焊接金属波纹管依靠自身的特性，实现了这一现象的补偿及缓冲。

焊接金属波纹管是由轧制的金属薄板冲裁成环，而后冲压成波纹形的型面，分别于环形内缘和外缘用特殊的焊接方法焊接而成。作为弹性部件，同时又具有密封功能，不仅有效避免了因动态辅助密封圈的低温脆化、高温老化、卡滞泄漏等引起的一系列密封失效问题，对安装不合理导致的偏斜情况以及偏摆、振动较大的工况条件，也具有较为优异的适应能力。此外，对机械设备而言，机械密封的失效不仅会对其工作性能产生直接影响，还将导致设备使用寿命减少等问题。而焊接金属波纹管机械密封的失效，一般为疲劳破坏，处理相对较为容易。

2.2 实践应用

就焊接金属波纹管机械密封的实践应用来看，其轴向弹力为环磨损时的补偿提供了极为有利的条件。当波纹管的长度由自然长度压缩至安装长度以后，即可在轴向产生一个均匀的弹力，作用于动环与静环的摩擦断面，使得两个面相互贴合。在轴向补偿位移中，波纹管的全封闭特性避免了辅助密封圈的配合浮动，进而扩大了该种机械密封的介质适用范围、温度适用范围。

在弹簧型機械密封事故中，因传动机构失效而引起的故障是较为常见的事故之一。与之相比，焊接金属波纹管本身具有一定的抗扭距能力，能够正反传递扭矩，解决了弹簧传动的单一方向传动问题，同时还避免了传动机构失效引起的故障，对于螺杆式制冷压缩机油泵而言，具有更高的实用性。此外，就制冷行业的特性来看，以氨、氟利昂作为制冷剂的压缩机以及相应的输送冷冻油的油泵具有极高的密封性要求，一旦出现泄漏事故，氨工质的毒性以及氟利昂工质的大气臭氧层破坏性，均可导致较为严重的后果。考虑这一需求，金属波纹管机械密封将是制冷行业的一项重要选择。基于其全封闭特性，以及适用范围广、事故率低等特点，焊接金属波纹管机械密封的普及将成为制冷行业发展的重要趋势。

虽然金属波纹管机械密封具有诸多优势，但由于其制造工艺相对复杂，造价相对较高，其推广应用相对较为困难。仍然需要就金属波纹管机械密封的制造、应用等进行深入探讨与分析，同时兼顾生产规模、原材料的选择、制造工艺的优化以及先进设备的引进等，切实提高金属波纹管机械密封的应用水平，努力缩短产品质量方面与进口产品的差距。

3 结 语

就制冷行业对机械密封的实际需求来看，焊接金属波纹管机械密封比传统的弹簧型机械密封具有更高的适应能力，尤其是在提高密封效果、降低事故率等方面，具有较为显著的优势。就金属波纹管机械密封的实践应用来看，其密封效果于制冷行业是可靠的，能够较好的满足制冷行业的需求。但该项技术的研究仍然存在一些问题，其推广应用也需要一段时间。在后续的研究中，应当对其制造工艺以及材料选择等进行调整与优化，进而提高金属波纹管机械密封的产品质量，并考虑经济性。

收稿日期：2018-11-13