進(jìn)口輸油泵機(jī)械密封國產(chǎn)化改進(jìn)

賈嚴(yán)剛

（新疆油田油氣儲(chǔ)運(yùn)公司 新疆昌吉）

一、問題及原因分析

克拉瑪依-獨(dú)山子原油輸送管道途中的兩座擔(dān)任加熱、加壓輸送任務(wù)的中間泵站，各配置了3臺(tái)8×13DAD-3型英格索蘭離心泵。泵體采用原裝進(jìn)口機(jī)械密封，使用過程中出現(xiàn)了以下問題：

（1）運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)機(jī)械密封后靜環(huán)壓蓋溫度偏高。拆解后發(fā)現(xiàn)靜環(huán)壓蓋內(nèi)孔有磨損的痕跡，分析認(rèn)為是由于浮動(dòng)摩擦環(huán)在壓蓋內(nèi)旋轉(zhuǎn)碰擦磨損產(chǎn)生高溫。

（2）運(yùn)行中出現(xiàn)泄漏。拆解機(jī)封后發(fā)現(xiàn)浮動(dòng)環(huán)磨損嚴(yán)重，摩擦面有凹坑，而動(dòng)環(huán)密封表面磨損輕微。分析認(rèn)為是由于輸送的原油中含有較多的雜質(zhì)如石子、焊渣等，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中因間隙軸向串動(dòng)進(jìn)入密封表面破壞密封油膜造成。機(jī)械密封原設(shè)計(jì)動(dòng)環(huán)摩擦面材料為WC硬質(zhì)合金，而浮動(dòng)環(huán)材料為碳石墨，碳石墨硬度低且易崩裂，引起密封失效。

此外，密封端面寬度設(shè)計(jì)不合理、粗糙度過大，密封材料強(qiáng)度剛度不夠、耐腐蝕性不強(qiáng)等都是造成作業(yè)過程中密封失效的原因。

（3）泵在啟、停及運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)軸向串動(dòng)，一段時(shí)間后密封失效。分析原因認(rèn)為原機(jī)械密封動(dòng)環(huán)與軸的密封采用U形橡膠圈，由于動(dòng)環(huán)底部來回頻繁沖擊易造成U形橡膠圈出現(xiàn)裂紋甚至斷裂。再有，輔助密封圈的材料大多是合成橡膠或柔性石墨或聚四氟乙稀，在軸向力的反復(fù)作用下會(huì)逐漸老化、磨損、斷裂，直至喪失密封性能。

二、改進(jìn)措施

（1）增加靜環(huán)厚度，并將靜環(huán)座和浮動(dòng)環(huán)改造為一整體環(huán)，避免運(yùn)轉(zhuǎn)過程中有部件相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生干摩擦發(fā)熱（圖1）。

（2）通過石墨與硬質(zhì)合金材質(zhì)性能數(shù)據(jù)對(duì)比分析得出的結(jié)論是，硬質(zhì)合金更適合于在輸送含固體顆粒雜質(zhì)的機(jī)械密封上使用，因此將浮動(dòng)環(huán)（與靜環(huán)合二為一）摩擦面材料也改為硬質(zhì)合金，將密封摩擦副由硬質(zhì)合金-碳石墨改成硬質(zhì)合金-硬質(zhì)合金，組成硬對(duì)硬的摩擦副，并選擇適當(dāng)?shù)亩嗣姹葔海鼓Σ粮北砻鏉櫥己茫ＷC機(jī)械密封效果，提高機(jī)械密封的使用壽命。

（3）將密封圈材質(zhì)由橡膠改為耐油耐高溫的氟橡膠，以保證其有足夠的強(qiáng)度、彈性、耐磨性、抗老化性和抗腐蝕性，同時(shí)將動(dòng)環(huán)與軸的U形密封圈改成O形密封圈，在動(dòng)環(huán)底部增加一圓環(huán)與O形橡膠圈接觸，避免發(fā)生軸向串動(dòng)時(shí)，動(dòng)環(huán)底部O形橡膠圈被沖擊斷裂（圖1）。另外，在安裝過程中注意控制密封端面和泵軸中心線的垂直度誤差。

圖1 改進(jìn)后的機(jī)械密封示意圖

三、改進(jìn)效果

改進(jìn)機(jī)械密封后輸油泵運(yùn)行正常，維護(hù)中驗(yàn)證機(jī)封運(yùn)行溫度正常、密封端面油膜成型良好、磨損正常，輔助密封圈密封性良好。改進(jìn)后的機(jī)械密封解決了進(jìn)口機(jī)械密封材質(zhì)選用與實(shí)際輸送介質(zhì)特性的不符，節(jié)省備件費(fèi)用的同時(shí)，確保了設(shè)備維修的及時(shí)和生產(chǎn)的連續(xù)運(yùn)行。