張軍虎
一、前言
甘肅(sù)昆侖生化有限責任公司是一家生產玉米澱粉的化工企業,現生產能力為年產10萬噸,另有一條(tiáo)年產2萬(wàn)噸的糊精生產線。全公(gōng)司共有100多台化工離心泵,在(zài)實際的生產運行中承擔了(le)非常重要的角色。在這100多台離心泵當中有90%的離(lí)心泵使用的是機(jī)械密(mì)封(fēng),結合離心泵多年的運行經驗,分別綜合各種密封的運行特點,分析(xī)了離心泵運行時機械密封損壞的原因並提出了預防措施。
二、機械密封泄漏或損(sǔn)壞的原因分析(xī)
1、安裝靜試時泄漏
機械密封(fēng)安裝調試好後,一般要進行靜試,觀察泄漏量。如泄漏量較小,多為動環或靜環密封圈(quān)存在問題;泄(xiè)漏量較大時,則表明動、靜環摩擦副間存(cún)在問題。在初(chū)步觀察泄漏量、判(pàn)斷泄漏部位(wèi)的基(jī)礎上,再手動盤車觀察,若泄漏量無明顯變化則靜、動環密(mì)封圈有問題(tí);如盤車(chē)時泄(xiè)漏量有明顯變化則可斷定是動(dòng)、靜環(huán)摩擦副存在(zài)問題;如泄漏介質沿軸(zhóu)向噴射,則動環密封(fēng)圈存在問題(tí)居多,泄漏介(jiè)質向(xiàng)四周噴射或從(cóng)水(shuǐ)冷卻孔中漏出(chū),則多(duō)為靜環(huán)密封圈失效。此外,泄漏通道也可同時存在,但一般有主次區別,隻要觀察細致,熟(shú)悉(xī)結構,一定能正確判斷。
2、試運(yùn)轉時出現的泄漏
離心泵用機械密封經過靜試後,運轉時高速旋轉產(chǎn)生(shēng)的離心力(lì),會抑製介質的泄漏。因此,試運轉時機械密封(fēng)泄漏在排除軸間(jiān)及(jí)端蓋密封(fēng)失(shī)效後,基本上都是由於動(dòng)、靜環摩擦副(fù)受破壞(huài)所致。引起摩擦副密封失效(xiào)的因素主要有:
(l)操(cāo)作中(zhōng),因抽空、氣蝕、憋壓(yā)等異常現象,引起較大的軸向力,使動、靜環接觸(chù)麵分離;
(2)對安裝(zhuāng)機(jī)械密封時壓縮量過大,導致摩擦副端麵嚴重磨損、擦傷;
(3)動環密封圈過緊,彈簧無法調整動環的軸向浮動量;
(4)靜(jìng)環(huán)密封圈過鬆,當動環軸向浮動時,靜環脫離靜環座(zuò);
(5)工作介質中有顆粒(lì)狀物質,運(yùn)轉中進(jìn)人摩擦副,擦傷動、靜(jìng)環密封端(duān)麵;
(6)設計選型有誤,密封端麵比壓(yā)偏低或密封材質冷縮性較大等(děng)。
上述現象在試運轉中(zhōng)經常出現,有時可以通過適當(dāng)調(diào)整(zhěng)靜環座等(děng)予以消除,但多數需要重新拆裝,更換密封。
3、由於兩(liǎng)密封端麵失去潤滑膜而造成的損壞泄漏
(1)因(yīn)端麵密封(fēng)載荷的存在,在密封腔缺乏液體時(shí)啟動泵而發生(shēng)幹摩(mó)擦;
(2)介質的壓力低於飽和蒸汽壓力,使得端麵液膜發(fā)生閃蒸(zhēng),喪失潤滑;
(3)如介質為易揮發性產品,在(zài)機械密封冷(lěng)卻係統出現結(jié)垢或阻塞時,由於端麵摩擦及旋轉元件攪拌(bàn)液體產生熱量而使介質的飽(bǎo)和蒸汽壓上升,也造成介質壓力低於其飽和蒸汽壓的狀況。
4、由於腐蝕而引起的機械密封損壞泄漏
(1)密封麵點蝕,甚至穿透(tòu)。
(2)由於碳化鎢環與不鏽鋼座等焊接,使用中不鏽鋼座易產生晶間腐(fǔ)蝕;
(3)焊接金屬波紋管、彈簧等在應力與介質(zhì)腐蝕的共同(tóng)作用下易發生破裂。
5、由於高(gāo)溫效應而產生的機械密封失效(xiào)
(1)熱裂是機密Z常見的失效現象。在密封麵處由於幹摩擦、冷卻水突然中斷,雜質進入密封麵、抽空等情況下,都會導(dǎo)致環麵出(chū)現徑向裂紋;
(2)石墨炭化是使用碳—石墨環時密封失效的主要原(yuán)因之一。由於在(zài)使用中,如果石墨環一(yī)旦超過許用溫度(一(yī)般在105~250℃)時,其表麵會析(xī)出(chū)樹脂,摩(mó)擦麵附近樹脂會發生炭(tàn)化,當有粘結劑時,會發泡軟化,使密封麵泄漏增加,密封失效;
(3)輔(fǔ)助(zhù)密封件(如氟橡膠、乙丙橡膠、全(quán)橡(xiàng)膠)在超過許用溫度後,將會迅(xùn)速老化(huà)、龜裂、變硬失彈。現(xiàn)在所使用的(de)柔性石墨(mò)耐高溫、耐(nài)腐蝕性較好,但其(qí)回彈性差。而且易(yì)脆裂(liè),安裝時容易損壞。
四、預防措施(shī)
1.安裝時注意事項
a.要十分注意避免(miǎn)安裝中(zhōng)所產生的安裝偏差,(1)上緊壓蓋應在(zài)聯軸器找正後進行,螺栓應均勻上支,防止壓蓋端麵偏斜,用塞尺檢查各點,其(qí)誤(wù)差不大於(yú)0.05毫米。(2)檢查壓蓋與軸或軸套外徑的配合(hé)間隙(即同心度),四周要均勻,用(yòng)塞尺檢查各點允差不大於0.01毫米。
b.彈簧壓(yā)縮量要按規(guī)定進行,不允許有過大或(huò)過小現象,要求誤差2.00毫米。過大會增加端麵比壓,加速端麵(miàn)磨(mó)損。過小會造成比壓不足而不能起到密封作用(yòng)。
c.動環安(ān)裝後必須保證能在軸上靈活移動,將動環壓向彈簧後應能自動(dòng)彈回來(lái)。
d.機械密封在安裝過程中,要給密封端麵澆一些潤滑油(機油或黃油均可)。以防止起泵時。密封端麵由於缺乏潤滑而造成的幹摩擦。
2.拆卸(xiè)時注(zhù)意事項
a.在拆卸機械密封時(shí)要仔細,嚴禁動用(yòng)手錘和扁鏟,以免損壞密封元件。可做(zuò)一對鋼絲勾子,在對自負盈虧方向伸(shēn)入(rù)傳動座缺口處,將(jiāng)密(mì)封裝置拉出(chū)。如果結垢拆卸不下時,應清洗幹淨後再進行拆卸。
b.如果在泵兩端都用機械密(mì)封時(shí),在(zài)裝配,拆卸過程中互相(xiàng)照顧,防(fáng)止顧此失彼。
c.對運行過的機械密封,凡有壓蓋鬆動使密封發生移動的情況,則動靜(jìng)環零件(jiàn)必須更(gèng)換,不應重新上緊繼續使用。因(yīn)為(wéi)在發生移動後,摩擦副原來運轉(zhuǎn)軌跡會發生變動,接觸麵的密封性就很容易遭到破壞。
3.正(zhèng)常(cháng)運行時(shí)注意事項(xiàng)
(1)啟動前(qián)的準備工作及注意事項
a.全麵檢查機械密封,以及附屬裝置和管線安裝是否齊全,是否符合技術要求。
b.機械密封啟(qǐ)動(dòng)前進行靜壓試驗,檢查機械密封是否有泄漏現象。若泄漏(lòu)較多,應查清原因(yīn)設法消除(chú)。如仍無效,則應拆卸檢查並重新安裝。一般(bān)靜壓試驗壓(yā)力用(yòng)2~3公(gōng)斤/平方(fāng)厘米。
c.按泵旋向盤車,檢查是否輕快均勻。如盤車吃力(lì)或不動時(shí),則應檢查裝配(pèi)尺寸是否錯誤,安裝是否合理(lǐ)。
d.冷卻係統要保障,禁止冷卻水中(zhōng)斷,以防端麵溫度升高,潤滑膜閃蒸而降低密封端麵的潤滑,加劇磨損;
(2)運(yùn)轉時注意事項
a.泵啟動後若(ruò)有輕(qīng)微泄漏現象,應觀察一段時間。如連續運行4小時,泄漏量仍不減小,則應停泵檢查。
b.泵(bèng)的操作壓力應平(píng)穩,壓力波動不大於1公斤/平方(fāng)厘米。
c.泵在運轉中,應避免發生抽(chōu)空現象,以免造成密封麵幹摩擦及密封破壞(huài)。
d.密封(fēng)情況要經常檢查。運轉中,當其泄(xiè)漏超過標準時,如2-3日內仍無好轉(zhuǎn)趨勢,則(zé)應停泵栓查密封裝置。
五、結束(shù)語
通過采取以上預防措施,特(tè)別(bié)是提高維修人員的技術(shù)水(shuǐ)平和加強檢修的質量管理,嚴(yán)格執行《實用機(jī)械密封》標準,對(duì)設(shè)備能按標(biāo)準定時進(jìn)行維護和保養,為全麵高效的完成生產任務起到保(bǎo)障作用。
參(cān)考文(wén)獻
[1]《實用(yòng)機械密封》.中國石化出版社(1999).
[2]《離(lí)心泵結構設(shè)計》.高等教育出版社(1992).
[3]《流體力學》.高等教育出版社(1997).
來(lái)源:《中國科技博覽》2017年25期