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摘要:机泵机械密封泄漏的原因很多,要想彻底解决机泵机械密封故障率高的问题,就要从造成机械密封泄漏的根源着手,查找引机械密封泄漏的原因,采取相应的解决措施。
关键词:机械密封、机泵、泄漏、故障
前言
机泵作为化工生产装置的关键设备,它的平稳运行直接关系到装置的正常生产,因此对于机泵故障的分析,解决因机械密封泄漏对装置的安全生产存在的隐患,对提高化工企业的经济效益有着重要的作用。
一、机械密封结构原理
机械密封是一种旋转机械的油封装置,也称端面密封,它是由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用以及辅助密封的配合下,保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的密封装置。与其他密封方式相比较,机械密封具有泄漏量少和使用寿命长等优点,特别是随着新型密封材料的推广使用,机械密封也得到了越来越广泛的应用。由于机械密封对设计、加工、装配、使用要求都有很高。因此在使用时,也要满足特定的使用条件,才能保证其长期可靠运转。一旦发生机械密封泄漏故障,所输送的易燃、易爆、剧毒,高温、高压等危险性极大的介质喷出,将直接影响到装置或系统的安全生产,严重的还可能引发重大人身、设备安全事故和环保事故。
二、机械密封泄漏的原因分析
在生产过程中,机械密封故障较多,机封泄漏的原因有其多样性。
(1)密封冲洗水存在的问题。许多机泵的机封端面无明显磨损、划痕,却 现了泄漏,这是因为机封组件内积聚、夹杂了细小的颗粒性杂质,使得机械密封的动环在轴套上浮动不灵活,使密封失效,造成严重泄漏。另外,密封水的压力过低,流量较小也容易造成机封泄漏。
(2)介质对密封环有一定的腐蚀。在由于磺酸和磺酸盐具有极强的侵润性和腐蚀性,在磺酸、磺酸盐的长时间作用下,密封端面接触点数量大大降低,密封环被浸透后变得易碎裂,最终导致机械密封 现泄漏。
(3)机械密封装配方法存在的问题。南于装配原因造成“O” 型圈压环变形,致使“O” 型圈不能得到很好的同定,因此在运行过程中“O”型圈承压移位,造成泄漏。
(4)特殊介质对机封造成的腐蚀。机械密封损坏的主要原因是介质具有强腐蚀性。在化学反应中,泵内介质的pH值发生变化,造成机械密封各密封点处腐蚀。对该种泵的机械密封材质进行了替换,将原机封动环上的316不锈钢材质替换为SiC。SiC虽然脆硬,但耐腐蚀性较好。
(5)操作维护不当。在拆检中发现,有些机封端面存在轻微划痕,失去光泽,边缘 现破损的现象。造成此现象的主要原因是磺酸盐黏度较大,又含有挥发性介质。机泵在停运时,机械密封处的易挥发成分挥发后,黏度加大,有时甚至结晶,将动、静密封环黏到一块。手动盘车时可以使之分开并加入一些介质润滑密封面,避免南于泵突然高速运转造成密封面损坏。
(6) 滑动摩擦面温度急剧上升时,未能及时除去的热积累会导致密封面问的密封液蒸发,润滑膜消失后的干摩擦。加速了密封面的损伤,易引发突然的大量泄漏。
三、机械密封泄漏的判断
(1)安装静试时泄漏。静试时:如果泄漏量较小,多为动环和静环密封圈存在问题;若泄漏量较大,说明动环和静环摩擦副之间存在问题。在初步观察泄漏量,判断泄漏部位后,再手动盘车观察,若泄漏量没有增大,说明动环和静环密封圈有问题;如盘车时泄漏量明显增大,则说明动环和静环摩擦副存在问题;若泄漏介质向四周喷射或从冷却水注人孔中漏出,说明静环密封圈失效;另外,泄漏也可能同时存在,这就需要仔细观察,熟悉结构,才能正确判断。这种静态试验一般发生在机泵修理好后对泵体进行灌泵充压,通常在此种情况下发生机封泄漏的机泵主要是轻油泵或含轻烃类机泵。
(2)试运转时机械密封泄漏的原因主要有:1)操作中,因抽空、气蚀、憋压等异常现象,引起较大的轴向力,使动环、静环接触面分离;2)安装时机械密封压得过紧,导致摩擦副端面严重摩损、擦伤;3)动环密封圈过紧,弹簧无法调整动环轴向浮动量;4)静环密封圈过松,当动环轴向浮动时,静环脱离静环座;5)工作介质中有颗粒状物质,运转时进人摩擦副,擦伤动环、静环密封面;6)设计选型选材有误,密封端面比压偏低或密封材质热胀冷缩较大等。
(3)正常运转中机械密封突然泄漏,大多数是因操作工况变化较大引起的,原因主要有:1)长时间憋压,导致密封损坏;2)泵的流量偏小,大量介质在泵内循環、热量积聚,引起介质气化,导致密封失效;3)回流量偏大,导致吸人管侧容器底部杂质泛起,致使密封损坏;4)备用机泵较长时间停运,投用前没有手动盘车,摩擦副因粘连而扯坏密封面;5)机械密封的材质和工作介质之间的相容性差,介质的腐蚀性、聚合性、结胶性强,导致密封损坏;6)高温机泵密封冲洗油注不进去,密封冷却水减小或中断造成温度超标;7)工况变化频繁,突遇停电或故障停机等。
四、降低机械密封故障率的建议
要想彻底解决机械密封故障率高的问题,就要从造成机械密封泄漏的根源着手,先解决工艺、设备、操作、检修上存在的问题,现提出以下几点建议:
(1)在泵出口加电接点压力表,将泵出口压力与机泵建立连锁,当泵掉压时自动断电停泵,另外可在泵出口加单流阀,防止自动停泵时出现泵倒转的现象。
(2)进行设备改造,将原有双端面机械密封改为单端面封闭波纹管机械密封。
(3)寻找适应特殊介质的机械密封材料,重点考虑使用陶瓷密封环、四氟包覆O型圈。
(4)可考虑在停泵前加泵腔冲洗工序或在物料管线上加工艺冲洗管线。
(5)提高检修质量,特别是在凸轮转子泵机械密封装配上还要多下功夫。
(6)杜绝由于操作不当给机泵设备造成的损害。
结束语
要想提高机泵运行的可靠性,就应该提高机械密封的可靠性,延长机械密封的使用寿命,只有机械密封的寿命延长了,才能减少机泵的故障率,降低维修和生产成本。
参考文献:
[1] 陆洪涛,机械密封泄漏与对策[J],化学工程与装备,2010(9).
[2] 刘彦军,机械密封泄露原因及原因分析[J],黑龙江科技信息,2011(21).