密封技术发展现状及与国际研究技术的差距分析(组图)

1.2.2压缩机轴端新型机械密封

(1)油膜螺旋槽动压密封[24-26]：这种型式密封主要包括下游泵送和上游泵送两大类，前者技术已经非常成熟，可以与包括浮环密封等其他轴封组合，密封面线速度可达到120m/s，内泄漏量接近于零，该密封系统在国内工业用高速压缩机上实现了长周期、微泄漏、微磨

损，其性能全面超过进口的机械密封产品，经济和社会效益十分显著；后者技术尚待完善，主要是端面最佳几何参数的设计和内泄漏量大小的控制（确保端面润滑并防止结焦）。

(2)干气密封（DGS）：压缩机用干气密封在基本结构上与泵用干气密封类似，但是也有根本区别。在选择单向螺旋槽和双向螺旋槽时，应综合考虑压缩机的转子两端具体情况，端面气体成膜能力、气膜刚度和承载能力，压缩机反向运行可能性等。由于使用干气密封的

压缩机完全不需要复杂的封油系统，从而显著地减少了大型压缩机的运行和维护费用，因此目前正取代其他密封形式而成为石化、冶金等行业高参数压缩机轴封的主流。

1.2.3表面强化[27-29]

表面新型物理（含机械）、化学处理方法的涌现，使机械密封端面的表面强化获得新生，如表面喷涂类金刚石（diamond-likecarbon-DLC）膜等。研究表明，DLC膜是一种新型的硬质润滑功能薄膜材料，其应用的主要缺点在于制备过程中产生的较大内应力使膜基结合较差，膜厚受到限制，在油润滑下不能体现出独特的润滑性能，严重影响了薄膜的实用化。DLC多层膜（multiplayer）、纳米复合膜（nanoscalecomposite）、制备膜基缓冲层（bufferlayer）、梯度膜（compositegraded）以及掺入金属粒子（Me-DLC）是常用的减少内应力、改善膜基结合的方法。其中，Me-DLC膜不仅在缓解薄膜应力方面具有良好的效果，不同的金属粒子及制备工艺手段还显著改变着薄膜的力学、摩擦磨损以及各种物理化学性能，在不同领域展现了广泛的应用前景。

另外，对滑动性能和耐久性有强烈要求的O形圈密封环，近年来也开始采用DLC。用于橡胶的DLC与用于金属和陶瓷材料的DLC相比，对柔软性的要求高。

因此，对于橡胶、树脂用的DLC，力求能嵌藏裂纹和褶皱、吸收伸缩，以便迎合基底的伸缩[30]。

1.2.4辅助密封圈的新设计

辅助密封圈的性能除与密封圈材料直接有关外，还与密封圈的结构密切相关。最近，JohnCrane公司提出了一种主动柔性控制（ADC）辅助密封，可以实现低载荷，补偿可靠，已经成功应用于压缩机用干气密封中。在某种程度上避免了辅助密封圈因长期储存或备用时与

轴/轴套产生的黏着，以及黏着引起的端面开启性能下降等问题。其结构示意图如图5所示，特点如下：

(1)回形弹簧设计；

(2)不需要额外的压板；

(3)低摩擦力，满足低速滑动/降速要求。

图5主动柔性控制(ADC)辅助密封