Page 240 - 机械技术运用及理论研究

228 机械技术 运用及理论研究 Research on the Application and Theory of Mechanical Technology

根源时，只能简单地更换密封，而不能进行更有针对性的处理，导致类似的故障
仍然可能重复出现。第三，突发性失效。即使经过基于现有技术的检查且并未经
过长时间运行，机械密封仍可能毫无预兆地发生失效，导致安全性难以保证。第
四，过大的安全裕量。目前的工程实践中，通常依据管路中的介质参数设计报警

和连锁停机阈值，由于这些参数对密封运行风险的体现不够准确，从而不得不需
要较大的安全裕量，导致非必要的停机。然而，非必要的和非计划的主机停机会
造成巨大的经济损失，后者甚至可能引发人身安全事故。因此，机械密封的用户
迫切地希望产品提供这样的功能：能够对自身的异常状况做出判断，并在此基础

上准确地预估失效风险和剩余寿命；在故障已经发生时则做出正确的诊断。
2. 实时调控可为机械密封带来的性能提升
第一，通常，机械密封的设计只能针对相对较窄的工况进行，因此对工况变
化的适应性较差。另外，制造与装配误差和密封服役过程中部件的性能劣化也很

容易影响机械密封的性能。如果机械密封的状态可以在线调节，它们就能适应更
宽的工况、更大的误差和更严重的部件劣化。第二，实时调控亦能为机械密封带
来应急保障能力的提升。在发生或即将发生严重事故时，机械密封可以迅速执行
特定的应急反应预案，来尽可能缓和事故后果。例如，在被密封物料具有较高危

险性的场合，可令机械密封在发现物料过量泄漏时迅速用较大的闭合力压紧端面，
为疏散人员、切断管路等应急工作争取时间。第三，可通过调节机械密封状态来
主动收集状态分析所需要的多样化的，甚至是针对性的信息。例如，将机械密封
暂时地调整到易于暴露特定潜在故障形式的状态下，以判断该故障是否存在。

3. 机械密封智能化的基础性地位
作为辅助系统的关键部件，机械密封的智能化是主机智能化的基础。例如，
当主机需要判断其自身状态或进一步做出决策时，与作为可靠性短板之一的机械
密封有关的信息无疑是不可或缺的。从宏观上不难发现，包括机械密封在内的关

键零部件的智能化最终在智能制造体系中占据基础性地位。
（三）智能型机械密封的功能与效果特征
尽管人们对于“智能”有着基本相同的一般印象，但过于宽泛的概念对于指
导机械密封智能化的发展并无实际益处。第一，感知：即从物理系统获取数据。

智能型机械密封能借助传感器来监测与自身工作状态或环境相关的物理量，从而
提供关于机械密封物理系统的原始数据。第二，分析：即对信息进行有目的的转