化工行業(yè)負(fù)責(zé)將原材料轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的產(chǎn)品，被廣泛視為最重要的經(jīng)濟(jì)部門之一,。這些工藝所涉及的化學(xué)品具有侵蝕性和危險(xiǎn)性,，因此需要堅(jiān)固可靠的工程解決方案。密封解決方案是確?；S安全,、高效和環(huán)保的重要組成部分之一。

化學(xué)工業(yè)是利用化學(xué)制造各種產(chǎn)品的工藝和操作的復(fù)雜組合,。這些過程中使用的原材料種類繁多,，生產(chǎn)出各種初級(jí)、二級(jí)和三級(jí)產(chǎn)品,。初級(jí)制品與重點(diǎn)用戶的距離最遠(yuǎn),，需求往往是不明顯的，因?yàn)槊恳环N產(chǎn)品都要經(jīng)過一道工序到下一道工序,，然后才出現(xiàn)在市場(chǎng)上,。
一般來說,，化工行業(yè)分為如下幾個(gè)領(lǐng)域：

• 基礎(chǔ)化學(xué)品

• 精細(xì)化學(xué)品

• 特種化學(xué)品

• 無機(jī)化學(xué)品

• 有機(jī)化學(xué)品

每個(gè)領(lǐng)域的生產(chǎn)流程都需要特別的資產(chǎn)和應(yīng)用程序，以便在原材料從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一種狀態(tài)時(shí),，能夠承受原材料的侵蝕性（見圖 1）,，因此需要專門開發(fā)密封解決方案。

聚四氟乙烯墊片通常是化學(xué)加工中密封的可靠選擇,。

密封的重要性

密封件在化學(xué)加工中起著舉足輕重的作用,。通過防止液體、氣體和其他材料泄漏,，密封件可確保不會(huì)有任何有害物質(zhì)滲入生產(chǎn)過程或?qū)χ車h(huán)境造成負(fù)面影響,。

除了安全之外，密封件對(duì)于保障工藝效率也至關(guān)重要,。它們有助于調(diào)節(jié)壓力,、溫度和流速等關(guān)鍵參數(shù)，直接影響生產(chǎn)過程的一致性和質(zhì)量,。密封件可確保最佳運(yùn)行條件,，提高生產(chǎn)效率，降低運(yùn)營(yíng)成本,。此外,，作為一道保護(hù)屏障，密封解決方案還能顯著延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命,，最大限度地減少磨損,，降低頻繁維護(hù)或更換的需要，最終實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期節(jié)省成本并提高運(yùn)行可靠性,。

密封類型和材料選擇

因此,，密封件與系統(tǒng)流體的化學(xué)兼容性對(duì)于實(shí)現(xiàn)可靠耐用的密封性能至關(guān)重要。由于密封件中使用的聚合物和其他原材料與流體中的化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的方式差異很大,，因此選擇過程具有挑戰(zhàn)性,，尤其是在僅依賴化學(xué)兼容性圖表的情況下。
例如,，當(dāng)特定化學(xué)品與某些材料發(fā)生作用時(shí),，化學(xué)品會(huì) “攻擊 ”聚合物鍵，從而降低聚合物的性能,。在某些情況下,，化學(xué)物質(zhì)會(huì)從聚合物中析出成分，從而削弱聚合物的性能或剝奪其基本的機(jī)械性能,。其他化學(xué)品可能會(huì)滲透到聚合物中，導(dǎo)致聚合物膨脹,。根據(jù)不同的應(yīng)用,，這種膨脹可能是有益的,，也可能是有害的。在某些情況下,，介質(zhì)可能根本不會(huì)對(duì)聚合物產(chǎn)生影響,。而是可能對(duì)密封材料中使用的其他原材料之一產(chǎn)生負(fù)面影響，導(dǎo)致機(jī)械性能下降和潛在故障,。
化學(xué)工業(yè)中使用的工藝和化學(xué)介質(zhì)種類繁多,，這意味著在密封方面沒有 “放之四海皆準(zhǔn) ”的選擇。大多數(shù)化工廠都采用多種密封解決方案,。其中包括:

• 彈性體 ：由各種不同的聚合物制成,，如丁腈橡膠（NBR）、三元乙丙橡膠（EPDM）,、硅樹脂,、氯丁橡膠、氟橡膠（FKM）等,；這些密封件可以墊片,、O形圈和特種模制密封件的形式用于各種應(yīng)用中。

• 壓縮纖維：這些材料由彈性粘合劑,、合成纖維,、有機(jī)纖維和/或無機(jī)纖維以及其他成分組合而成，通常用于各種通用服務(wù),。

• 柔性石墨 ：石墨密封件經(jīng)化學(xué)膨脹后制成卷材或片材,，具有良好的耐化學(xué)性，同時(shí)可承受比橡膠密封件更高的溫度,。許多石墨密封材料還具有金屬加固層,，使其更加堅(jiān)固，可承受更高的工作壓力,。

• 聚四氟乙烯（PTFE）：聚四氟乙烯可能是化學(xué)加工密封解決方案中常用的材料,，即使在具有侵蝕性的介質(zhì)中也能提供出色的耐化學(xué)性。

• 金屬 ：基于金屬的密封解決方案在溫度和壓力較高的應(yīng)用中更為常見,，但在化學(xué)加工廠中仍有其一席之地,。這些密封件由金屬制成，或由金屬載體元件與較軟的密封元件（如石墨或聚四氟乙烯）組合而成,，在某種程度上幾乎用于全球所有的工業(yè)制造工廠,。

優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

密封解決方案有很多選擇，選擇適合特定應(yīng)用的解決方案可能具有挑戰(zhàn)性,。由于化學(xué)加工設(shè)施中使用的許多原材料都具有侵蝕性,，容錯(cuò)低，因此安全至關(guān)重要,。理想的解決方案應(yīng)能在整個(gè)工藝流程中提供安全可靠的密封性能,，直至下一次定期維護(hù),。與經(jīng)驗(yàn)豐富的密封產(chǎn)品制造商或供應(yīng)商密切合作，對(duì)任何化工廠來說都是一筆寶貴的財(cái)富,。

一般來說,，重要的是要記住每種密封解決方案都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)。例如,，與大多數(shù)其他密封件相比,，彈性密封件可以在較低負(fù)荷下形成密封。它們的價(jià)格也相對(duì)便宜,。這很好,，對(duì)嗎？嗯,，也別著急下結(jié)論,。與其他密封件相比，它們?cè)诟偷妮d荷下也能被壓潰,，隨著時(shí)間的推移降解得更快（尤其是在溫度升高的情況下）,，并且表現(xiàn)出很高的松弛度，這意味著它們不能很好地保持載荷,。根據(jù)聚合物的不同,，它們與各種介質(zhì)的兼容性也大不相同。

另一方面,，基于聚四氟乙烯密封件可以承受地球上具有侵蝕性的化學(xué)物質(zhì),。它們通常被認(rèn)為是柔性材料，可以很好地適應(yīng)法蘭缺陷,，并且具有無限期的保質(zhì)期,。這些都是很好的品質(zhì)和特性。聚四氟乙烯密封件的主要缺點(diǎn)是成本較高,，而且原始形態(tài)的聚四氟乙烯極易發(fā)生蠕變松弛,。
為某項(xiàng)應(yīng)用選擇正確的密封解決方案，需要仔細(xì)考慮其中的許多變量,。有時(shí),，橡膠密封件是正確的選擇。有時(shí),，石墨板,、壓縮纖維板或聚四氟乙烯板可能是正確的選擇。

密封解決方案是確?；ぜ庸S安全,、高效和環(huán)保的最關(guān)鍵組成部分之一。

氫氟酸的生產(chǎn)洞察– 案例研究

氟化氫的產(chǎn)生可能是化學(xué)加工中最危險(xiǎn),、具有侵蝕性的過程之一,。如果不相容的材料發(fā)生反應(yīng),，就會(huì)導(dǎo)致腐蝕、機(jī)械性能削弱和其他不良的相互作用,。因此，不僅要花大量時(shí)間研究密封材料,，還要研究密封件本身,。例如，決定在氟化氫生產(chǎn)中使用哪種類型的密封墊片就需要仔細(xì)考慮,。
雖然對(duì)氫氟酸生產(chǎn)工藝裝置進(jìn)行了嚴(yán)格的監(jiān)控,，但還是會(huì)出現(xiàn)意想不到的問題。在清潔或維護(hù)活動(dòng)中引入并殘留在系統(tǒng)中的水,，或生產(chǎn)過程中其他部分的泄漏侵入,，都可能導(dǎo)致氫氟酸的形成，進(jìn)而導(dǎo)致腐蝕,，最終導(dǎo)致危險(xiǎn)的泄漏,。工藝中可能出現(xiàn)匯集的區(qū)域最容易受到酸腐蝕。因此,，不填補(bǔ)縫隙的密封件會(huì)導(dǎo)致法蘭和密封面腐蝕,。
為了準(zhǔn)確和充分應(yīng)對(duì)氫氟酸應(yīng)用中密封的挑戰(zhàn)，制造商設(shè)計(jì)了特殊的密封技術(shù),。利用半金屬技術(shù)用不同的填料和面層制作串聯(lián)密封,，以利用它們的不同優(yōu)勢(shì)。在這種應(yīng)用中,，主密封件所使用的金屬結(jié)構(gòu)類型（螺旋纏繞,、帶鋸齒的實(shí)心金屬、波紋金屬等）之間存在設(shè)計(jì)差異,。無論選擇哪種結(jié)構(gòu)形式,，都強(qiáng)烈建議高溫、抗氧化等級(jí)的柔性石墨作為主密封材料,，因?yàn)樗哂袊?yán)密的密封性能,。

工程解決方案（如本案例中用于氫氟酸服務(wù)的Echelon墊片）可充分利用不同材料和密封技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

用于氫氟酸服務(wù)的專用墊片通常采用膨體聚四氟乙烯（ePTFE）輔助密封元件,。由于聚四氟乙烯幾乎具有普遍的耐化學(xué)性,，因此在惡劣環(huán)境中備受青睞。ePTFE具有良好的可壓縮性,，使其能夠輕松貼合可能已磨損或腐蝕的法蘭表面,，從而填充并消除縫隙。用于輔助密封的設(shè)計(jì)有多種變化,，包括厚度,、芯材類型和粘附方法,。在選擇用于輔助密封的膨脹聚四氟乙烯時(shí)，密度均勻的低蠕變材料至關(guān)重要,。

密封解決方案的挑戰(zhàn)

了解哪種密封解決方案能夠提供最佳密封效果,，可以避免代價(jià)高昂的停機(jī)時(shí)間，減少維護(hù)需求,，并延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命,，使其成為任何化學(xué)加工設(shè)施的一項(xiàng)重要投資。應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)需要將材料科學(xué),、工程專業(yè)知識(shí)和定期維護(hù)實(shí)踐相結(jié)合：

1. 材料選擇：選擇合適的材料至關(guān)重要,。聚四氟乙烯或其他特殊彈性體制成的密封件通常具有化學(xué)兼容性，可耐受多種化學(xué)物質(zhì),。高溫應(yīng)用可能需要石墨或金屬密封件等材料,。

2. 先進(jìn)的設(shè)計(jì)：現(xiàn)代密封件的設(shè)計(jì)可適應(yīng)化學(xué)加工環(huán)境的特殊條件。這包括使用復(fù)合材料,、特殊涂層和先進(jìn)的幾何形狀,，以提高密封性能和耐用性。

3. 定期維護(hù)和監(jiān)測(cè)：實(shí)施積極主動(dòng)的維護(hù)計(jì)劃有助于在磨損導(dǎo)致故障前加以識(shí)別,。作為日常維護(hù)計(jì)劃的一部分,，可包括定期檢查、性能監(jiān)控和更換密封件等,。

4. 定制解決方案：在某些情況下,，如氫氟酸的生產(chǎn)的案例，標(biāo)準(zhǔn)密封件可能無法滿足要求,。定制設(shè)計(jì)的密封件可以滿足化學(xué)工藝的特定要求,，確保最佳性能和使用壽命。

5. 培訓(xùn)和教育：確保工廠人員充分接受過安裝,、維護(hù)和更換密封件的培訓(xùn),，可以避免許多常見問題。經(jīng)驗(yàn)豐富的操作人員可以及早發(fā)現(xiàn)潛在問題,，并在密封件失效前采取糾正措施,。

在復(fù)雜嚴(yán)苛的化學(xué)加工環(huán)境中，密封解決方案非常重要,，它們對(duì)生產(chǎn)作業(yè)的安全,、效率和成功非常關(guān)鍵?；S通過了解其面臨的挑戰(zhàn)并采用適合的材料,、設(shè)計(jì)和維護(hù)方法，可確保密封件的有效性能，從而保護(hù)其生產(chǎn)作業(yè)和環(huán)境,。

作者：TEADIT泰迪集團(tuán) Angelica Pajkovic 與 Chris Morris