氣壓機(jī)機(jī)械密封泄漏原因簡(jiǎn)析

郭鴻鈞，張向龍

（蘭州石化公司，甘肅 蘭州 730060）

1 概述

某石油煉化單元?dú)鈮簷C(jī)組開(kāi)機(jī)后，前后機(jī)封發(fā)生泄漏，密封油因此進(jìn)入氣壓機(jī)內(nèi)部，每天需補(bǔ)充大量密封油，這不僅影響到設(shè)備的正常運(yùn)行，也無(wú)法保證排氣質(zhì)量。

2 機(jī)封構(gòu)架

該機(jī)封為動(dòng)壓機(jī)械密封，由天津某機(jī)封制造廠研制，具體結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 機(jī)封總裝圖

該機(jī)封為雙端面機(jī)封，動(dòng)環(huán)面燒制螺旋溝槽，工作時(shí)對(duì)密封油做功，形成動(dòng)壓密封油膜，達(dá)到密封工作介質(zhì)作用。

3 拆檢

3.1 機(jī)體拆檢

將氣壓機(jī)拆檢后，對(duì)各部件進(jìn)行檢查，轉(zhuǎn)子、軸承等各部件完好無(wú)損傷，中分面完好無(wú)損傷，無(wú)密封油過(guò)流痕跡。但氣壓機(jī)進(jìn)氣側(cè)內(nèi)部有大量過(guò)油痕跡，排氣側(cè)無(wú)明顯過(guò)油痕跡。

3.2 機(jī)封拆檢

拆檢后各部件完好，彈簧完好、動(dòng)靜環(huán)完好無(wú)磨損。但其裝配情況出現(xiàn)4點(diǎn)問(wèn)題。

（1）氣壓機(jī)進(jìn)氣側(cè)一靜環(huán)內(nèi)部密封圈在隨靜環(huán)軸向滑動(dòng)時(shí)有卡澀現(xiàn)象，這可能造成其密封端面有與動(dòng)環(huán)產(chǎn)生夾角（如圖2）；且南北兩套機(jī)封密封圈均有不同程度硬化變形情況。南側(cè)機(jī)封動(dòng)靜環(huán)產(chǎn)生夾角后，動(dòng)靜環(huán)因此構(gòu)成的楔形空間，而不是均勻環(huán)狀空間，沖洗油進(jìn)入到楔形空間后，隨動(dòng)靜環(huán)一起旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)動(dòng)環(huán)上的螺旋溝槽對(duì)楔形槽大空間區(qū)域的沖洗喪失擠壓作用，油膜因此無(wú)法形成，造成大量沖洗油從此處泄漏至機(jī)體之內(nèi)。

圖2 機(jī)封靜環(huán)端面夾角示意圖

（2）兩套機(jī)封為雙端面密封，且兩個(gè)靜環(huán)格蘭對(duì)合，由螺栓緊固連接，但因兩格蘭配合面為平面，且無(wú)子扣、定位銷，這樣就造成兩格蘭配合時(shí)產(chǎn)生徑向錯(cuò)位現(xiàn)象，經(jīng)測(cè)量，兩套機(jī)封都有徑向偏移現(xiàn)象，其中徑向偏移量最大值為0.67mm，如圖3所示。

圖3 徑向偏移量示意圖

機(jī)封的配合格蘭發(fā)生偏移現(xiàn)象后，直接導(dǎo)致動(dòng)靜環(huán)環(huán)面對(duì)中錯(cuò)位，排除其他因素影響，當(dāng)液流在動(dòng)靜環(huán)構(gòu)筑的空間內(nèi)隨動(dòng)環(huán)運(yùn)動(dòng)形成環(huán)流后，液流方向應(yīng)為動(dòng)靜環(huán)圓周切向方向，這種定向環(huán)流在動(dòng)環(huán)面的螺旋溝槽作用下形成密封液膜，但因存在錯(cuò)位影響，在兩個(gè)環(huán)面交錯(cuò)點(diǎn)上，液流為無(wú)規(guī)則流動(dòng)，液膜無(wú)法形成，故此處產(chǎn)生漏點(diǎn)，造成密封油泄漏。

（3）吸氣側(cè)機(jī)封在調(diào)整壓縮量時(shí)需用到調(diào)整墊定位，經(jīng)廠家重新測(cè)量，兩個(gè)調(diào)整墊此次互換位置安裝。具體如下：兩調(diào)整墊原安裝位置為：7mm（北面）、6.5mm（南面）；調(diào)整后：7mm（南面）、6.5mm（北面）。

壓縮量影響：總壓縮量不變，調(diào)整墊更換后南側(cè)機(jī)封殼體側(cè)機(jī)封壓縮量增大，軸承側(cè)機(jī)封壓縮量減少。

北側(cè)機(jī)封調(diào)整墊未更換。

（4）氣壓機(jī)機(jī)封彈性補(bǔ)償機(jī)件為多彈簧結(jié)構(gòu)，兩件機(jī)封共有四套彈性機(jī)件。但吸氣側(cè)機(jī)封高壓部位靜環(huán)彈性機(jī)件彈簧非均布置，有缺失（其他三套彈性機(jī)件彈簧為均布），具體情況見(jiàn)圖4。為此，廠家來(lái)人解釋為調(diào)整彈性機(jī)件彈力，使彈力沿軸向均勻分布，不承認(rèn)彈簧缺失。就此，我們對(duì)四件機(jī)封靜環(huán)分別進(jìn)行簡(jiǎn)單彈力測(cè)試（方法：用手對(duì)靜環(huán)施壓），感覺(jué)彈簧均布靜環(huán)受壓反彈力均勻，而彈簧不均靜環(huán)有明顯反彈力弱區(qū)。這樣，當(dāng)氣壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，動(dòng)靜環(huán)間形成的油膜壓力在反彈力弱區(qū)“頂開(kāi)”動(dòng)靜環(huán)，使局部間隙增大，產(chǎn)生油膜壓力泄漏點(diǎn)，從而破壞整個(gè)壓力油膜，造成密封油外漏。油膜一旦破壞，油膜壓力消失，動(dòng)靜環(huán)重新回復(fù)到貼合狀態(tài)，再次具備壓力油膜形成條件，產(chǎn)生油膜、動(dòng)靜環(huán)分離、漏油、恢復(fù)，如此周而復(fù)始，形成一種脈動(dòng)泄漏狀態(tài)。

4 試車

基于機(jī)封出現(xiàn)的以上4點(diǎn)問(wèn)題，我們對(duì)機(jī)封進(jìn)行了完全整改，全部整改完成后，機(jī)封靜態(tài)測(cè)試，無(wú)漏點(diǎn)，機(jī)組試車，性能良好。