淺析焦化廠離心泵機械密封泄漏原因及處理方法

韓富

摘 要：焦化廠化工離心泵使用多種機械密封，本文從工藝操作和檢修兩方面分析了離心泵機械密封泄漏的原因及處理方法。

關(guān)鍵詞：離心泵；機械密封；泄漏

機械密封是一種依靠彈性元件和介質(zhì)壓力壓緊動、靜環(huán)端面從而達到密封的部件，通過阻止泄漏，減少摩擦，有提高機器效率，降低能耗，環(huán)境保護，提高機器的可靠性等優(yōu)點。目前機械密封在離心泵中應(yīng)用非常廣泛，機械密封的密封效果將直接影響整機的運行，尤其在化工生產(chǎn)過程中，由于生產(chǎn)的連續(xù)性，機械密封出現(xiàn)泄漏，將嚴重影響著生產(chǎn)的正常進行。據(jù)調(diào)查，機械密封泄漏引起的非正常停車，影響生產(chǎn)的事故占設(shè)備故障率的50%以上，所以掌握機械密封泄漏的原因及處理方法是必要的。

一、機械密封的基本結(jié)構(gòu)及工作原理

1.機械密封的基本結(jié)構(gòu)

（1） 主要密封元件動環(huán)和靜環(huán)。動環(huán)與泵軸或軸套一起旋轉(zhuǎn)，靜環(huán)固定在壓蓋內(nèi)，用防轉(zhuǎn)銷來防止它轉(zhuǎn)動?？縿迎h(huán)與靜環(huán)的端面貼合來進行動密封。（2）輔助密封元件它包括各靜密封點所用的密封圈。（3） 壓緊元件彈簧（或波紋管）。（4）傳動元件傳動座及固定銷釘。

2.機械密封工作原理及主要泄漏點。一般機械密封有五個可能泄漏點，動環(huán)與靜環(huán)之間，它主要靠泵內(nèi)液體壓力及彈簧力將動環(huán)壓貼在靜環(huán)上，以阻止泄漏，兩環(huán)接觸面上總會有少量液體滲漏，它可以形成液膜，一方面可以阻止泄漏，另一方面可起潤滑作用；靜環(huán)與壓蓋之間，屬于靜密封點；動環(huán)與軸（軸套）之間，動環(huán)可以沿軸向竄動；軸套與軸之間和泵蓋與壓蓋之間，也是靜密封點。從以上機械密封結(jié)構(gòu)可以看出，機械密封是將容易泄漏的軸向密封改變?yōu)檩^難泄漏的靜密封和端面徑向接觸的動密封。

二、工藝操作與離心泵機械密封泄漏

1.工藝操作條件。離心泵壓力、溫度平穩(wěn)，無波動是機封正常使用的首要條件。壓力大幅度波動會造成摩擦副受力不均，容易造成彈性組件失效；動、靜環(huán)配合端面瞬間脫離，對鑲嵌式的靜環(huán)可能使靜環(huán)脫離壓蓋；或許會使兩端面相互撞擊，如動靜環(huán)為陶瓷、石墨等材質(zhì)，將會產(chǎn)生裂紋甚至撞碎，機械密封徹底失效，造成泵大量泄漏。根據(jù)使用要求，機封應(yīng)有冷卻、潤滑和沖洗設(shè)施，其介質(zhì)一般為低溫低壓蒸汽、水、柴油和泵本身的輸送介質(zhì)等。冷卻介質(zhì)突然中斷或在原無冷卻介質(zhì)時突然注入冷卻介質(zhì)，機封組件在驟然遇熱或遇冷的情況下，可能會因熱脹冷縮的原因，使動靜環(huán)突然炸裂而造成機封失效，所以保持密封腔體的溫度不產(chǎn)生驟變是非常重要的；離心泵輸送的介質(zhì)中常會含有不同程度的雜質(zhì)，如化產(chǎn)系統(tǒng)中的焦油渣、設(shè)備和管線中的腐蝕產(chǎn)物、容器中遺留的固體物質(zhì)等，這些雜質(zhì)的存在是機械密封的大敵，且密封腔是離心泵中的死角，所進的雜質(zhì)大多會沉淀在密封腔，久而久之，雜質(zhì)包圍了彈簧及動環(huán)，雜質(zhì)或浸入密封端面，或?qū)迎h(huán)抱死于軸套上，造成動環(huán)不“動”，機封將會失效，所以對輸送不清潔介質(zhì)的離心泵，應(yīng)選用柴油、汽油等介質(zhì)作為沖洗油是十分必要的。綜合使用效果和成本，本廠大部分離心泵機封的冷卻、潤滑和沖洗介質(zhì)都是從泵出口引回機封的回流管中的輸送介質(zhì)。

2.工藝操作要求。根據(jù)工藝操作條件對崗位人員日常操作提出幾點要求：（1）避免離心泵抽空或較長時間憋壓，導(dǎo)致密封破壞。（2）對泵實際輸出量偏小，大量介質(zhì)泵內(nèi)循環(huán)，熱量積聚，引起介質(zhì)氣化，導(dǎo)致密封失效。（3）離心泵較長時間停運，重新起動時需要手動盤車，避免摩擦副因粘連而扯壞密封面。（4）保持工況穩(wěn)定運行，避免頻繁倒泵或調(diào)整。（5）加強巡檢，確認離心泵供機封冷卻、潤滑和沖洗的回流管保持暢通，發(fā)現(xiàn)堵塞及時處理。

三、檢修與離心泵機械密封泄漏

1.離心泵機械密封泄漏原因的判斷。機械密封安裝調(diào)試好后，一般要進行靜試，觀察泄漏量。如泄漏量較小，多為動環(huán)或靜環(huán)密封圈存在問題；泄漏量較大時，則表明動、靜環(huán)摩擦副間存在問題。在初步觀察泄漏量、判斷泄漏部位的基礎(chǔ)上，再手動盤車觀察，若泄漏量無明顯變化，則靜、動環(huán)密封圈有問題；如盤車時泄漏量有明顯變化則可斷定是動、靜環(huán)摩擦副存在問題；如泄漏介質(zhì)沿軸向噴射，則動環(huán)或軸套密封圈存在問題居多，泄漏介質(zhì)向四周噴射，則多為靜環(huán)密封圈失效。泵用機械密封經(jīng)過靜試后，運轉(zhuǎn)時高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，會抑制介質(zhì)的泄漏。因此，試運轉(zhuǎn)時機械密封泄漏在排除軸間及端蓋密封失效后，基本上都是由于動、靜環(huán)摩擦副受破壞所致。

2.檢修離心泵機械密封時應(yīng)注意的問題

（1）當(dāng)靜環(huán)或動環(huán)密封圈難安裝到位時，可在此處涂抹潤滑油。（2） 彈簧壓縮量。彈簧彈力不足時，動環(huán)與靜環(huán)密封面間容易產(chǎn)生間隙，可移動固定螺釘，以增加彈簧彈力或更換彈簧。彈簧壓縮量也并非越大密封效果越好，彈簧壓縮量過大，可導(dǎo)致摩擦副急劇磨損，瞬間燒損；過度的壓縮使彈簧失去調(diào)節(jié)動環(huán)端面的能力，導(dǎo)致密封失效。（3）動環(huán)密封圈松緊程度。其實動環(huán)密封圈過緊有害無益。一是加劇密封圈與軸套間的磨損，過早泄漏；二是增大了動環(huán)軸向調(diào)整、移動的阻力，在工況變化頻繁時無法適時進行調(diào)整；三是彈簧過度疲勞易損壞；四是使動環(huán)密封圈變形，影響密封效果。（4）靜環(huán)密封圈松緊程度。靜環(huán)密封圈基本處于靜止?fàn)顟B(tài)，相對較緊密封效果會好些，但過緊也是有害的。一是引起靜環(huán)密封因過度變形；二是靜環(huán)材質(zhì)以石墨居多，一般較脆，過度受力極易引起碎裂；三是安裝、拆卸困難，極易損壞靜環(huán)。（5）葉輪鎖母松緊程度。機械密封泄漏中，軸套與軸之間的泄漏（軸間泄漏）是比較常見的。一般認為，軸間泄漏就是葉輪鎖母沒鎖緊，其實導(dǎo)致軸間泄漏的因素較多，如軸間墊失效，偏移，軸間內(nèi)有雜質(zhì)，軸與軸套配合處有較大的形位誤差，接觸面破壞，軸上各部件間有間隙，軸頭螺紋過長等都會導(dǎo)致軸間泄漏。鎖母鎖緊過度只會導(dǎo)致軸間墊過早失效，相反適度鎖緊鎖母，使軸間墊始終保持一定的壓縮彈性，在運轉(zhuǎn)中鎖母會自動適時鎖緊，使軸間始終處于良好的密封狀態(tài)。（6）新舊對比。相對而言，使用新機械密封的效果好于舊的，但是，在聚合性和滲透性介質(zhì)中，靜環(huán)如無過度磨損，還是不更換為好。因為靜環(huán)在靜環(huán)座中長時間處于靜止?fàn)顟B(tài)，使聚合物和雜質(zhì)沉積為一體，起到了較好的密封作用。（7）檢修時認真檢查五處泄漏點的工作狀況?；a(chǎn)系統(tǒng)輸送介質(zhì)一般具有腐蝕性、高溫等特點，所以，不論機封是因為什么愿因出現(xiàn)泄漏，檢修時都要對五處可能發(fā)生泄漏的密封點進行檢查，做到一次性檢修成功。例如靜環(huán)、動環(huán)、軸套等的密封圈或墊是否失效或磨損量大，密封效果不好，及時更換。軸套、機封壓蓋等與密封圈或墊配合面是否出現(xiàn)腐蝕嚴重，與密封圈或墊已經(jīng)不能緊密接觸，間隙大，密封效果不好，及時更換或加工配合面。動環(huán)和靜環(huán)配合面是否良好，出現(xiàn)磨損或損壞，及時更換。

四、結(jié)語

由于注意了機械密封在使用和檢修時的條件和要求，并采用了恰當(dāng)?shù)奶幚矸椒?，通過離心泵的實際運行，效果顯著，既延長了機械密封的使用壽命，又保證了檢修質(zhì)量，不僅為生產(chǎn)的安全運行提供了可靠的保障，又節(jié)約了企業(yè)的大量資金。

參考文獻：

[1]胡國楨.化I密封技術(shù)【M】.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1990.

[2]王鳳喜，楊紅文，徐游.密封使用與維修問答【M】.北京：機械封的可靠性。工業(yè)出版社，2005.

[3]顧永泉·機械密封實用技術(shù)【M】·北京：機械T業(yè)出版社，2001·肇竺芽，崔德容·機械密封設(shè)計制造與使用【M】·北京.機械T業(yè)