干气密封滑动密封端面高频微幅摩擦振动研究*

孙宝财 丁雪兴 严如奇 陈金林

(1.兰州理工大学石油化工学院 甘肃兰州 730050；2.甘肃省特种设备检验检测研究院 甘肃兰州 730050)

理论上讲，干气密封只有在启动、停止阶段两端面才会出现接触摩擦[1]。但是，在实际工程应用过程中，由于加工制造、装配误差和工作环境的影响，干气密封端面在正常的运行阶段也会发生接触摩擦的情况[2],此时，干气密封端面将处于无任何润滑的干摩擦状态之下。物体结构表面一般都具有一定的粗糙度，故动、静环端面相互接触时，真正的接触只发生在个别粗糙峰(即微凸体)的顶部，接触点呈离散分布状态，而大部分区域都是有间隙的[3]。这就意味着两密封端面处于干摩擦状态时，将会发生微凸体间的随机接触与碰撞，进而引起摩擦振动。与此同时，伴随着密封端面的划伤和磨损、噪声、温升等现象,最终，整个密封系统将会在这些因素的累积作用下失稳，直至失效。

目前，干气密封的摩擦、磨损等研究逐步引起了人们的关注。HUANG等[4-5]用声发射技术对干气密封启动、停止阶段，以及运行过程中的碰摩引起的摩擦进行了测试分析，并指出用声发射技术能够有效地检测密封端面的碰摩。丁雪兴等[1-2]通过对螺旋槽干气密封环进行摩擦性能试验，分析了不同工况下的密封环磨损量、摩擦因数之间的变化规律。除此之外，关于干气密封摩擦相关的研究还鲜见报道。摩擦振动是机械运动摩擦副在摩擦磨损过程中产生的普遍现象，蕴含着许多反映系统摩擦学特征和摩擦状态的信息[6-7]。……