淺談硫銨泵機(jī)械密封問題研究

宋光輝

摘要：石油化工和能源企業(yè)在不斷的發(fā)展，同時(shí)，相關(guān)企業(yè)和社會(huì)已對(duì)其設(shè)備提出了更高的要求，希望這些設(shè)備能夠長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定運(yùn)行，不會(huì)發(fā)生故障，但是會(huì)有一些因素影響設(shè)備的運(yùn)行，硫銨泵需要進(jìn)行密封，但是在機(jī)械密封中出現(xiàn)了很多問題，一旦發(fā)生泄漏會(huì)造成嚴(yán)重的影響。我國(guó)技術(shù)并不是十分成熟，大部分都是引進(jìn)外國(guó)的技術(shù)，為了防止硫氨泵發(fā)生泄漏，本文對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的分析，同時(shí)也采取措施進(jìn)行了改進(jìn)，主要改進(jìn)了原有機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)，并且將其應(yīng)用在生產(chǎn)過程當(dāng)中，同時(shí)也解決了機(jī)械密封泄漏的問題。

關(guān)鍵詞：硫銨泵;機(jī)械密封;問題;解決措施

硫氨裝置技術(shù)已經(jīng)不斷的發(fā)展，相關(guān)設(shè)備也在不斷完善，我國(guó)已經(jīng)引進(jìn)了一些新進(jìn)的設(shè)備，反應(yīng)器，氣體冷卻器，切換冷凝器，這些設(shè)備已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用，但是輸送硫銨的相關(guān)設(shè)備無(wú)法解決其難題，因此這些設(shè)備都是從外國(guó)進(jìn)口，硫銨泵從國(guó)外進(jìn)口的是機(jī)械密封離心泵，屬于離心泵的一種，但是在運(yùn)輸時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)一些問題，容易發(fā)生泄漏，需要嚴(yán)格的把握機(jī)械密封的問題。這些問題主要是密封和軸承的壽命特別是密封的壽命，它對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)造成了嚴(yán)重的影響。在生產(chǎn)過程當(dāng)中密封并不是十分穩(wěn)定，使用壽命較短。硫氨泵是進(jìn)行硫酸氨加工的一個(gè)重要設(shè)備，一旦發(fā)生停機(jī)就使得整個(gè)裝置都無(wú)法工作，自從使用這一泵以來(lái)發(fā)生過很多次的泄露，雖然已經(jīng)進(jìn)行了更新，但是卻沒有取得良好的效果，經(jīng)常發(fā)生故障，這無(wú)形之中造成了嚴(yán)重的影響，甚至不利于裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。本文對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的分析，找出了泄漏的原因，同時(shí)進(jìn)行了改進(jìn)并取得了良好的效果。

一、機(jī)械密封基本原理

在機(jī)泵中應(yīng)用最普遍的是端面機(jī)封，它十分常見，是一種旋轉(zhuǎn)軸密封。在石油化工裝置當(dāng)中進(jìn)行了普遍的應(yīng)用。特別是在煉油化工裝置當(dāng)中，大部分都使用的機(jī)械密封。機(jī)械端面密封它主要是依靠彈性元件來(lái)壓緊動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、介質(zhì)壓力和彈性元件從而達(dá)到密封的目的，主要的元件有傳動(dòng)件，防轉(zhuǎn)件，彈性元件，緊固件等等。摩擦副的原件必須用緊密的貼合。避免介質(zhì)發(fā)生泄漏，同時(shí)也要具有耐磨性，可以抵抗摩擦不會(huì)發(fā)生較大的故障。動(dòng)環(huán)也可以進(jìn)行移動(dòng)，如果發(fā)生了磨損可以進(jìn)行一些補(bǔ)償。動(dòng)環(huán)和靜環(huán)緊密的貼合彈性元件具有緩沖和預(yù)緊的作用。

二、原有機(jī)械密封損壞癥狀及原因分析

2.1摩擦副

在有些材料周圍出現(xiàn)了積碳的情況，這是因?yàn)閯?dòng)環(huán)材料受到了咬蝕或者發(fā)生了爆裂之后而產(chǎn)生的。在靜環(huán)的表面很容易發(fā)生裂紋，同時(shí)呈現(xiàn)了了一些紋理，這是因?yàn)樵诿芊馊~面膜的液體受到了一些影響，從而轉(zhuǎn)變成了蒸汽，從而出現(xiàn)了氣化和閃蒸的情況，但是在密封表面所產(chǎn)生的熱量也沒有及時(shí)的散出，會(huì)導(dǎo)致這些液膜出現(xiàn)沸騰，從而出現(xiàn)氣化閃蒸的情況。在摩擦副之間也會(huì)出現(xiàn)一些磨損，這說明沒有選擇合適的動(dòng)環(huán)和靜環(huán)，從而對(duì)摩擦副造成了一些影響。

2.2輔助密封

當(dāng)拆除了輔助密封圈之后，在其表面可能會(huì)發(fā)生溶脹，同時(shí)也會(huì)喪失彈力。這說明所選擇的密封件無(wú)法適合工作的需要，與之不相配，使其密封發(fā)生了泄漏。

2.3檢查彈性文件

當(dāng)進(jìn)行工作之后，需要將一些元件拆卸下來(lái)進(jìn)行檢查，比如說彈性元件。首先會(huì)對(duì)其施加壓力，然后反復(fù)壓，看它是否保持原有狀態(tài)，高度是否發(fā)生了變化，彈簧有沒有斷裂，表面是否有腐蝕。如果彈性元件的高度沒有變，彈簧也沒有斷裂，并且表面沒有腐蝕，這就說明彈性需求仍然可以使用，沒有發(fā)生故障，仍然使得機(jī)械密封可以正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。彈性元件并不是機(jī)械密封失效的主要原因。

2.4檢查各部安裝配合尺寸

剛完成工作之后，需要對(duì)部件進(jìn)行一些清潔，避免有一些細(xì)菌和污垢積累在上面，影響零件的使用。在清潔的過程中需要將其摘下進(jìn)行徹底的清潔，在再次安裝時(shí)能夠符合原有的尺寸不會(huì)發(fā)生改變。綜上所述，之所以會(huì)發(fā)生泄漏，主要是因?yàn)閯?dòng)、靜環(huán)表面受到了摩擦，出現(xiàn)了裂紋，輔助密封圈發(fā)生了溶脹，這些原因會(huì)導(dǎo)致密封失效。

三、機(jī)械密封改進(jìn)措施

3.1機(jī)械密封受力分析

相關(guān)部門要對(duì)機(jī)械密封環(huán)的受力情況進(jìn)行一些分析，主要是了解它在工作時(shí)所受力情況，已知方向和大小。從這一方向考慮，經(jīng)過計(jì)算算出端面比壓。動(dòng)環(huán)會(huì)受到彈簧力和介質(zhì)壓力，要求這兩個(gè)力的方向必須一致，這樣才可以使密封面閉合。這一力叫做閉合力，同時(shí)它還會(huì)受到液膜的壓力，這又會(huì)使得密封面分開。這種力叫做開啟力。這兩種力要求密封環(huán)的受力的合力必須要大于0，這樣才可以發(fā)揮作用，避免機(jī)械密封發(fā)生泄漏。

3.2機(jī)械密封端面比壓

機(jī)械密封端面比壓會(huì)受到機(jī)械密封平衡系數(shù)的影響，如果這一系數(shù)增加就會(huì)減少密封面間液膜，最終使得閉合力會(huì)增加，這樣就會(huì)使得密封面產(chǎn)生一些熱量，并且不能在短時(shí)間內(nèi)消散，同時(shí)會(huì)發(fā)生汽化，這就使得機(jī)械密封十分容易泄露，因此在使用的過程當(dāng)中要對(duì)其進(jìn)行計(jì)算，并且也要采取措施來(lái)改變這些密封面的密度，降低平衡系數(shù)，這樣就減少了汽化的半徑，同時(shí)也延長(zhǎng)了機(jī)械密封使用的壽命。避免在使用過程當(dāng)中發(fā)生泄漏，取得了良好的效果。

3.3摩擦副材質(zhì)的選擇

在介質(zhì)中它含有很多的成分，比如說硫酸氨結(jié)晶。這樣會(huì)對(duì)密封端面造成一些影響，容易發(fā)生磨損。因此要選擇合適的材料，以前都會(huì)采用一些密封動(dòng)靜環(huán)的材料，現(xiàn)在已經(jīng)采用了硬對(duì)硬材料的密封副，這樣可以節(jié)省一些材料，避免其出現(xiàn)磨損。首先會(huì)進(jìn)行一個(gè)熱裂配對(duì)的實(shí)驗(yàn)來(lái)比較這些核心材料，從而選擇最合適的。同時(shí)密封面也要帶銳邊，這樣可以加固密封的效果，避免固體顆粒進(jìn)入，選擇的彈簧也要選擇大彈簧，避免與固體顆粒進(jìn)行接觸。

3.4輔助密封

在進(jìn)行密封時(shí)，需要借助其他的材料進(jìn)行一些輔助，從而加固密封的效果。從前都是使用國(guó)產(chǎn)的材料，現(xiàn)在已經(jīng)做出了相應(yīng)的改變，開始引進(jìn)國(guó)外的承諾，從而更好地進(jìn)行密封，所選擇的材料是G621，并且要使得材料和介質(zhì)的相溶性是一樣的。

3.5及時(shí)進(jìn)行技術(shù)交流

硫銨裝置生產(chǎn)十分特殊，在生產(chǎn)過程當(dāng)中會(huì)對(duì)機(jī)泵造成一些腐蝕，在車間已經(jīng)制定了一些防范的措施。第一，車間已經(jīng)制定出了吹掃的方案，可以避免管線積掛，同時(shí)也不會(huì)因?yàn)榇祾哌^度而損壞機(jī)器密封。第二，引進(jìn)的一些先進(jìn)的工藝，工作人員不斷的去學(xué)習(xí)掌握相關(guān)技術(shù)，避免機(jī)泵發(fā)生抽空。第三，在調(diào)整工藝的時(shí)候也要沖洗出入口的管線，避免發(fā)生積掛。第四，要控制好硫氨溶液的溶度，避免發(fā)生抽空。工作人員也查閱了很多的資料并進(jìn)行了交流，不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)來(lái)決定該如何進(jìn)行液體介質(zhì)的輸送。企業(yè)也要展開一些培訓(xùn)的工作，定期培訓(xùn)工作人員為其講授相關(guān)的知識(shí)，讓工作人員了解這些知識(shí)，并掌握相關(guān)技術(shù)為機(jī)械密封奠定基礎(chǔ)，保護(hù)這些設(shè)備。員工也要認(rèn)真負(fù)責(zé)的來(lái)開展工作，定期的進(jìn)行檢查，避免存在安全隱患，從而使得硫銨泵的機(jī)械密封效果變差。

結(jié)束語(yǔ)：硫銨泵的機(jī)械密封是十分重要的。企業(yè)已經(jīng)采取措施改進(jìn)了機(jī)械密封并進(jìn)行了安裝，將其投入生產(chǎn)當(dāng)中已經(jīng)可以進(jìn)行穩(wěn)定的運(yùn)行，同時(shí)也為其設(shè)立了相關(guān)的考驗(yàn)發(fā)現(xiàn)都沒有發(fā)生泄漏，磨損也比較小，這說明改進(jìn)取得了很好的效果。企業(yè)必須要不斷的進(jìn)行研究從而選擇最佳的機(jī)械密封，同時(shí)為企業(yè)帶來(lái)的效益，可以降低成本，盡可能的減少維修的費(fèi)用，確保硫磺氨裝置可以穩(wěn)定的生產(chǎn)，獲取經(jīng)濟(jì)效益。

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（作者單位：大慶煉化公司聚合物一廠）