高溫油泵機(jī)械密封的改造范文

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《機(jī)械雜志》2014年第六期

1機(jī)械密封改造

機(jī)械密封長(zhǎng)周期安全運(yùn)行，需要通過(guò)為它提供良好的運(yùn)行環(huán)境，并通過(guò)對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控來(lái)保證。對(duì)2#蒸餾裝置10臺(tái)高溫油泵單端面非集裝式金屬波紋管機(jī)械密封改造，是按照美國(guó)石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)API682－2004版規(guī)定，選擇的密封型式、密封布置方式、密封材質(zhì)、密封輔助沖洗方案。

1.1密封布置方式選擇10臺(tái)高溫油泵的密封布置采用API682－2004版中規(guī)定的布置方式3，即面對(duì)背接觸式濕式雙端面集裝式密封結(jié)構(gòu)3CW-FB，內(nèi)、外側(cè)密封均為旋轉(zhuǎn)式波紋管結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

1.2密封材質(zhì)選擇按照API682-2004版中規(guī)定，波紋管材料采用Inconel718、補(bǔ)償環(huán)采用優(yōu)質(zhì)碳化鎢、補(bǔ)償環(huán)座采用Carpter42低膨脹合金、非補(bǔ)償環(huán)采用進(jìn)口耐高溫浸銻石墨，輔助密封圈采用柔性石墨，外側(cè)輔助密封圈采用全氟醚密封圈，套墊片為工業(yè)純鋁，其它金屬件采用不銹鋼316。

1.3密封輔助沖洗方案選擇密封沖洗布置采用API682-2004版中規(guī)定的Plan32+53A沖洗方案，內(nèi)側(cè)密封采用Plan32沖洗方案，注入的低溫蠟油。即將較低溫度和潤(rùn)滑狀況好的介質(zhì)替代高溫、高粘度的密封介質(zhì)，低溫度沖洗液帶走端面產(chǎn)生的摩擦熱，改善了內(nèi)側(cè)密封工作環(huán)境。內(nèi)、外側(cè)密封之間的封液，采用有壓雙密封沖洗布置Plan53A方案，如圖2所示。封液選用46#白油，設(shè)置的壓力高于介質(zhì)壓力，保證高溫工藝介質(zhì)無(wú)法泄漏。Plan53A方案的儲(chǔ)罐配置溫度、壓力、液位開(kāi)關(guān)、壓力開(kāi)關(guān)等監(jiān)測(cè)儀表以及報(bào)警等安全措施，通過(guò)操作室實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)封運(yùn)轉(zhuǎn)情況，提高了安全等級(jí)。

2運(yùn)行存在問(wèn)題及解決措施

2#蒸餾裝置開(kāi)工初期機(jī)封狀況如表2所示。

2.1外側(cè)密封失效分析泵-17、泵-3/2非驅(qū)動(dòng)端機(jī)封外側(cè)密封泄漏。（1）解體檢查通過(guò)解體泵-17、泵-3/2非驅(qū)動(dòng)端機(jī)封，對(duì)零件的觀察發(fā)現(xiàn)，外側(cè)密封波紋管座與機(jī)封軸套固定用的緊定螺釘外觀成光滑圓球形；波紋管座內(nèi)槽中全氟醚密封圈折斷；外側(cè)密封靜環(huán)防轉(zhuǎn)銷(xiāo)槽邊有小塊崩邊。（2）原因分析由于密封腔體尺寸限制，改造后軸套厚度較薄，由于擔(dān)心緊定螺釘緊成軸套變形。因此，在裝配過(guò)程中，部分批次的緊定螺釘未充分?jǐn)Q緊，加之在高溫環(huán)境易出現(xiàn)熱松動(dòng)，螺釘在離心力的作用下慢慢退出，并與機(jī)封壓蓋內(nèi)壁碰擦，最終將其打磨成光亮的圓球體；同時(shí)，由于螺釘松動(dòng)，外側(cè)密封波紋管座與機(jī)封軸套出現(xiàn)相對(duì)旋轉(zhuǎn)，造成波紋管座的全氟醚橡膠圈扭斷。導(dǎo)致外側(cè)密封失效，封油罐潤(rùn)滑油外漏，如圖3所示。（3）改進(jìn)措施①在螺釘對(duì)應(yīng)的軸套位置處增設(shè)沉孔，確保外側(cè)密封波紋管座上的緊定螺釘能擰緊在機(jī)封軸套沉孔中，避免密封波紋管座與機(jī)封軸套出現(xiàn)相對(duì)旋轉(zhuǎn)，保護(hù)全氟醚橡膠圈的正常使用。②在現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)泵前，按照泵旋轉(zhuǎn)方向盡量多盤(pán)車(chē)幾圈，保證防轉(zhuǎn)銷(xiāo)與靜環(huán)上的防轉(zhuǎn)槽邊貼合，減小啟泵時(shí)防轉(zhuǎn)銷(xiāo)對(duì)靜環(huán)的沖擊，避免靜環(huán)尾部凹槽處崩邊。③關(guān)于Plan32沖洗壓力及Plan53A封油罐壓力盡可能按照表2中的要求調(diào)節(jié)壓力值，確保有壓雙封的壓力保持正常的邏輯關(guān)系。

2.2內(nèi)側(cè)密封失效泵-2/1、泵-3/1內(nèi)側(cè)密封泄漏。（1）解體檢查①泵-2/1機(jī)封解體后各零件無(wú)明顯異常。②泵-3/1機(jī)封初次解體發(fā)現(xiàn)內(nèi)側(cè)波紋管座的10個(gè)M4聯(lián)接螺釘和外側(cè)旋轉(zhuǎn)型非補(bǔ)償環(huán)座的10個(gè)M5聯(lián)接螺釘頭部端面都有輕微的摩擦痕跡，感覺(jué)聯(lián)接螺釘擰得不緊，但螺紋尚未退出，螺釘顏色光亮未見(jiàn)變色。（2）原因分析①泵-2/1軸套與泵軸之間的靜密封采用厚度為1mm的軟鋁墊片，由于葉輪鎖母無(wú)法鎖緊，軟鋁墊片未能產(chǎn)生足夠變形，從而無(wú)法起到密封作用，介質(zhì)順著軸套與泵軸之間縫隙滲出。②減壓塔底渣油泵-3/1在暖泵時(shí)，密封腔壓力高達(dá)1.1MPa，而此時(shí)油罐中氮?dú)鈮毫χ挥?.2MPa，這就使得內(nèi)側(cè)密封反壓達(dá)到0.9MPa的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出其反壓承受的理論值，從而使內(nèi)側(cè)密封端面打開(kāi)，渣油介質(zhì)泄漏到封油罐中。而減壓塔底渣油較臟，組分較重，不排除雜質(zhì)顆粒或重組分等在高速旋轉(zhuǎn)中與兩級(jí)密封的聯(lián)接螺釘頭部端面產(chǎn)生蹭擦痕跡。（3）改進(jìn)措施①將軸套處的軟鋁墊軸向厚度由1.0mm增加到1.5mm，機(jī)封在裝泵時(shí)將葉輪鎖母充分鎖緊，確保高溫時(shí)的軸套密封墊密封可靠。②泵-3/1與泵-3/2同為減壓塔底泵，介質(zhì)均為渣油，暖泵時(shí)密封腔壓力相當(dāng)高，因此，暖泵前應(yīng)確保泵-3/1與泵-3/2封油罐氮?dú)鈮毫?.9MPa左右。

3結(jié)論

在確認(rèn)機(jī)械密封密封型式、密封布置方式、密封材質(zhì)、密封輔助沖洗方案，提高密封的可靠性和安全性后，還應(yīng)根據(jù)具體的使用條件和密封失效形式，對(duì)設(shè)計(jì)機(jī)械密封結(jié)構(gòu)行細(xì)節(jié)調(diào)整并關(guān)注密封的運(yùn)行環(huán)境，保證高溫油泵機(jī)械密封及其系統(tǒng)安全長(zhǎng)周期的運(yùn)轉(zhuǎn)。

作者：胡敬彬單位：中國(guó)石油化工股份有限公司荊門(mén)分公司