土霉素發(fā)酵罐機(jī)械密封損壞的原因和解決措施

劉偉強(qiáng)

摘 要：本文主要針對(duì)土霉素發(fā)酵罐機(jī)械密封系統(tǒng)損壞的原因進(jìn)行分析，并根據(jù)損壞原因找到解決措施，改善機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，提高精度，調(diào)整焊接方法，改變找正方法，確保安裝質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：發(fā)酵罐；機(jī)械密封；損壞；解決措施

1 前言

隨著土霉素發(fā)酵工藝的不斷改進(jìn)，對(duì)密封要求也越來越高，對(duì)機(jī)械密封的有效性提出了更高的要求，在發(fā)酵罐消毒過程中，為保證滅菌溫度，發(fā)酵罐罐體壓力保持在0.2MPa，若機(jī)械密封發(fā)生損壞，無(wú)法保持罐體壓力，滅菌溫度無(wú)法保證，對(duì)滅菌效果影響較大，若造成染菌，則會(huì)造成巨大損失。保證機(jī)械密封的可靠性，對(duì)土霉素發(fā)酵具有較大意義。

2 機(jī)械密封損壞原因分析

2.1 發(fā)酵罐用機(jī)械密封的基本結(jié)構(gòu)

發(fā)酵罐現(xiàn)應(yīng)用兩種釜用機(jī)械密封，一種為傳統(tǒng)的204型機(jī)械密封，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，檢修方便，動(dòng)環(huán)采用不銹鋼材質(zhì)，靜環(huán)為石墨填充四氟材質(zhì)，為分體式。

另一種為204B型，動(dòng)環(huán)采用石墨，靜環(huán)為合金，相對(duì)于上一種密封來講，這種密封的平衡性和同心度都要高，密封效果好，逐步替代上述密封。

2.2 從維修過程中分析，機(jī)械密封損壞的原因主要如下

（1）密封件的選材不當(dāng)，密封面加工精度低，質(zhì)量差

從檢修記錄上可以看出，靜動(dòng)環(huán)密封面腐蝕，異常磨損，壓緊彈簧腐蝕，這些都和選材不當(dāng)有關(guān)。

（2）用于動(dòng)環(huán)與攪拌軸密封的O型圈老化變形

據(jù)統(tǒng)計(jì)，機(jī)械密封的泄漏有30%是由于動(dòng)環(huán)與攪拌軸密封的O型圈老化變形而引起的。

（3）機(jī)械密封安裝質(zhì)量的影響

安裝質(zhì)量問題主要有以下幾個(gè)方面：動(dòng)靜環(huán)摩擦副的偏斜；輔助密封圈的壓緊力不當(dāng)；彈簧壓縮量過大。

（4）密封座水平度達(dá)不到要求

機(jī)械密封座固定在凸緣上，凸緣密封座的水平度達(dá)不到要求，對(duì)靜環(huán)與動(dòng)環(huán)配合造成影響，影響密封效果，增大安裝難度。

（5）軸的彎曲和徑向擺動(dòng)量過大

在發(fā)酵罐運(yùn)行過程，由于料液對(duì)攪拌葉的較大反向沖擊力，使攪拌軸承受較大的剪切力和扭力，加上轉(zhuǎn)動(dòng)慣性，使軸產(chǎn)生徑向跳動(dòng)，而影響機(jī)械密封端面的接觸受力情況，土霉素發(fā)酵罐由于采用平衡器而拆除了底軸承，造成軸在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中擺動(dòng)量超過要求，造成密封損壞隱患。

（6）軸向力和軸向竄動(dòng)量的影響

在軸上攪拌系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)使軸產(chǎn)生軸向力，使軸發(fā)生軸向竄動(dòng)，會(huì)直接影響機(jī)械密封的效果。

（7）大罐皮帶輪運(yùn)行過程中不平衡

發(fā)酵罐采用皮帶傳動(dòng)，大皮帶輪直徑為1600mm，質(zhì)量大，在運(yùn)行過程，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很大，如果動(dòng)平衡達(dá)不到要求，在運(yùn)行過程中，攪拌軸劇烈搖晃、振動(dòng)，使機(jī)械密封損壞。

3 發(fā)酵罐機(jī)械密封損壞的解決措施

3.1 嚴(yán)格控制機(jī)械密封件制造、加工質(zhì)量

（1）動(dòng)靜環(huán)上下端面表面精度符合要求；（2）合理選用密封材料，密封材料應(yīng)滿足密封功能的要求，在選擇密封材質(zhì)時(shí)應(yīng)考慮被密封的介質(zhì)、工作壓力；（3）發(fā)酵罐應(yīng)選用石墨和硬質(zhì)合金作為機(jī)械密封的動(dòng)靜環(huán)材料。

3.2 凸緣的制作與安裝

凸緣加工過程中要保證凸緣與機(jī)架的配合面與機(jī)械密封座的平行度，以保證攪拌軸與機(jī)封座垂直，在焊接過程中，要采取三人等分點(diǎn)焊法，凸緣發(fā)生變形錯(cuò)位要隨時(shí)糾正，要杜絕順序焊接，焊接完成后要用錘擊法消除焊接應(yīng)力。

3.3 正確安裝機(jī)械密封

（1）設(shè)備轉(zhuǎn)軸的徑向跳動(dòng)應(yīng)≤0.02mm，軸向竄動(dòng)量不允許大于0.1mm；（2）機(jī)封座和軸上密封位在安裝時(shí)應(yīng)保持清潔，密封端面完好無(wú)損，并做好防護(hù)；（3）在安裝過程中嚴(yán)禁碰擊、敲打，以免使機(jī)械密封面破損而損壞；（4）安裝靜環(huán)壓蓋時(shí)，擰緊螺絲必須受力均勻，保證靜環(huán)端面與軸心線的垂直要求；（5）選擇合適的端面比壓：外裝式機(jī)械密封端面比壓一般選取0.2～0.4MPa。

3.4 攪拌軸的安裝與調(diào)試，保證軸的直線度和徑向擺動(dòng)量

攪拌軸在加工制作過程中，保證加工精度，直線度≤0.1mm/m。

攪拌軸安裝的是否合格是密封效果好壞的關(guān)鍵，在軸的安裝過程中一定要保證其徑向跳動(dòng)不超出范圍，如表1，確保軸的安裝質(zhì)量。

3.5 安裝中間軸承

土霉素發(fā)酵罐在前期改造過程中，去掉了中間軸承和底軸承，增加了平衡裝置，但由于攪拌軸較長(zhǎng)，無(wú)剛性限制，軸在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中徑向擺動(dòng)量偏大，對(duì)機(jī)封影響較大，根據(jù)以上情況，在保留平衡器的前提下，在一、二層攪拌葉之間安裝井式中間軸承，為保護(hù)軸不被磨損，設(shè)計(jì)了鋼套，鋼套采用304材質(zhì)，中間軸瓦應(yīng)采用聚四氟乙烯，通過安裝中間軸承，提高了軸的徑向限制，減小了軸的擺動(dòng)量，對(duì)機(jī)械密封起到了保護(hù)作用。

3.6 大皮帶輪需要做好動(dòng)平衡

大皮帶輪鑄造完成后，需要進(jìn)行精加工，并做動(dòng)平衡，動(dòng)平衡檢驗(yàn)合格方可使用。

4 結(jié)論

機(jī)械密封是發(fā)酵罐的重要組成部分，通過對(duì)土霉素發(fā)酵罐機(jī)械密封損壞原因的分析，從而制訂合理的解決措施，保證機(jī)械密封可靠運(yùn)行，降低維修成本，保證發(fā)酵的順利進(jìn)行，提高經(jīng)濟(jì)效益。

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[2]張麥秋.化工機(jī)器安裝修理[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

（作者單位：河北圣雪大成制藥有限責(zé)任公司）