淺析焦化廠離心泵機(jī)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(jī)械密封，本文從工藝操作和檢修兩方面分析了離心泵機(jī)械密封泄漏的原因及處理方法。

關(guān)鍵詞：離心泵；機(jī)械密封；泄漏

機(jī)械密封是一種依靠彈性元件和介質(zhì)壓力壓緊動(dòng)、靜環(huán)端面從而達(dá)到密封的部件，通過阻止泄漏，減少摩擦，有提高機(jī)器效率，降低能耗，環(huán)境保護(hù)，提高機(jī)器的可靠性等優(yōu)點(diǎn)。目前機(jī)械密封在離心泵中應(yīng)用非常廣泛，機(jī)械密封的密封效果將直接影響整機(jī)的運(yùn)行，尤其在化工生產(chǎn)過程中，由于生產(chǎn)的連續(xù)性，機(jī)械密封出現(xiàn)泄漏，將嚴(yán)重影響著生產(chǎn)的正常進(jìn)行。據(jù)調(diào)查，機(jī)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(jī)械密封泄漏的原因及處理方法是必要的。

一、機(jī)械密封的基本結(jié)構(gòu)及工作原理

1.機(jī)械密封的基本結(jié)構(gòu)

（1） 主要密封元件動(dòng)環(huán)和靜環(huán)。動(dòng)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(dòng)。靠動(dòng)環(huán)與靜環(huán)的端面貼合來進(jìn)行動(dòng)密封。（2）輔助密封元件它包括各靜密封點(diǎn)所用的密封圈。（3） 壓緊元件彈簧（或波紋管）。（4）傳動(dòng)元件傳動(dòng)座及固定銷釘。

2.機(jī)械密封工作原理及主要泄漏點(diǎn)。一般機(jī)械密封有五個(gè)可能泄漏點(diǎn)，動(dòng)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(dòng)環(huán)壓貼在靜環(huán)上，以阻止泄漏，兩環(huán)接觸面上總會(huì)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(rùn)滑作用；靜環(huán)與壓蓋之間，屬于靜密封點(diǎn)；動(dòng)環(huán)與軸（軸套）之間，動(dòng)環(huán)可以沿軸向竄動(dòng)；軸套與軸之間和泵蓋與壓蓋之間，也是靜密封點(diǎn)。從以上機(jī)械密封結(jié)構(gòu)可以看出，機(jī)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(dòng)密封。

二、工藝操作與離心泵機(jī)械密封泄漏

1.工藝操作條件。離心泵壓力、溫度平穩(wěn)，無(wú)波動(dòng)是機(jī)封正常使用的首要條件。壓力大幅度波動(dòng)會(huì)造成摩擦副受力不均，容易造成彈性組件失效；動(dòng)、靜環(huán)配合端面瞬間脫離，對(duì)鑲嵌式的靜環(huán)可能使靜環(huán)脫離壓蓋；或許會(huì)使兩端面相互撞擊，如動(dòng)靜環(huán)為陶瓷、石墨等材質(zhì)，將會(huì)產(chǎn)生裂紋甚至撞碎，機(jī)械密封徹底失效，造成泵大量泄漏。根據(jù)使用要求，機(jī)封應(yīng)有冷卻、潤(rùn)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(wú)冷卻介質(zhì)時(shí)突然注入冷卻介質(zhì)，機(jī)封組件在驟然遇熱或遇冷的情況下，可能會(huì)因熱脹冷縮的原因，使動(dòng)靜環(huán)突然炸裂而造成機(jī)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(huì)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(jī)械密封的大敵，且密封腔是離心泵中的死角，所進(jìn)的雜質(zhì)大多會(huì)沉淀在密封腔，久而久之，雜質(zhì)包圍了彈簧及動(dòng)環(huán)，雜質(zhì)或浸入密封端面，或?qū)?dòng)環(huán)抱死于軸套上，造成動(dòng)環(huán)不“動(dòng)”，機(jī)封將會(huì)失效，所以對(duì)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(jī)封的冷卻、潤(rùn)滑和沖洗介質(zhì)都是從泵出口引回機(jī)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(duì)崗位人員日常操作提出幾點(diǎn)要求：（1）避免離心泵抽空或較長(zhǎng)時(shí)間憋壓，導(dǎo)致密封破壞。（2）對(duì)泵實(shí)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(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)，重新起動(dòng)時(shí)需要手動(dòng)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(yùn)行，避免頻繁倒泵或調(diào)整。（5）加強(qiáng)巡檢，確認(rèn)離心泵供機(jī)封冷卻、潤(rùn)滑和沖洗的回流管保持暢通，發(fā)現(xiàn)堵塞及時(shí)處理。

三、檢修與離心泵機(jī)械密封泄漏

1.離心泵機(jī)械密封泄漏原因的判斷。機(jī)械密封安裝調(diào)試好后，一般要進(jìn)行靜試，觀察泄漏量。如泄漏量較小，多為動(dòng)環(huán)或靜環(huán)密封圈存在問題；泄漏量較大時(shí)，則表明動(dòng)、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(dòng)盤車觀察，若泄漏量無(wú)明顯變化，則靜、動(dòng)環(huán)密封圈有問題；如盤車時(shí)泄漏量有明顯變化則可斷定是動(dòng)、靜環(huán)摩擦副存在問題；如泄漏介質(zhì)沿軸向噴射，則動(dòng)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(jī)械密封經(jīng)過靜試后，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，會(huì)抑制介質(zhì)的泄漏。因此，試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)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(dòng)、靜環(huán)摩擦副受破壞所致。

2.檢修離心泵機(jī)械密封時(shí)應(yīng)注意的問題

（1）當(dāng)靜環(huán)或動(dòng)環(huán)密封圈難安裝到位時(shí)，可在此處涂抹潤(rùn)滑油。（2） 彈簧壓縮量。彈簧彈力不足時(shí)，動(dòng)環(huán)與靜環(huán)密封面間容易產(chǎn)生間隙，可移動(dòng)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(dòng)環(huán)端面的能力，導(dǎo)致密封失效。（3）動(dòng)環(huán)密封圈松緊程度。其實(shí)動(dòng)環(huán)密封圈過緊有害無(wú)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(dòng)環(huán)軸向調(diào)整、移動(dòng)的阻力，在工況變化頻繁時(shí)無(wú)法適時(shí)進(jìn)行調(diào)整；三是彈簧過度疲勞易損壞；四是使動(dòng)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(duì)較緊密封效果會(huì)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(jī)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(rèn)為，軸間泄漏就是葉輪鎖母沒鎖緊，其實(shí)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(zhǎng)等都會(huì)導(dǎo)致軸間泄漏。鎖母鎖緊過度只會(huì)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(yùn)轉(zhuǎn)中鎖母會(huì)自動(dòng)適時(shí)鎖緊，使軸間始終處于良好的密封狀態(tài)。（6）新舊對(duì)比。相對(duì)而言，使用新機(jī)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(wú)過度磨損，還是不更換為好。因?yàn)殪o環(huán)在靜環(huán)座中長(zhǎng)時(shí)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(shí)認(rèn)真檢查五處泄漏點(diǎn)的工作狀況。化產(chǎn)系統(tǒng)輸送介質(zhì)一般具有腐蝕性、高溫等特點(diǎn)，所以，不論機(jī)封是因?yàn)槭裁丛敢虺霈F(xiàn)泄漏，檢修時(shí)都要對(duì)五處可能發(fā)生泄漏的密封點(diǎn)進(jìn)行檢查，做到一次性檢修成功。例如靜環(huán)、動(dòng)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(shí)更換。軸套、機(jī)封壓蓋等與密封圈或墊配合面是否出現(xiàn)腐蝕嚴(yán)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(shí)更換或加工配合面。動(dòng)環(huán)和靜環(huán)配合面是否良好，出現(xiàn)磨損或損壞，及時(shí)更換。

四、結(jié)語(yǔ)

由于注意了機(jī)械密封在使用和檢修時(shí)的條件和要求，并采用了恰當(dāng)?shù)奶幚矸椒ǎㄟ^離心泵的實(shí)際運(yùn)行，效果顯著，既延長(zhǎng)了機(jī)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(yùn)行提供了可靠的保障，又節(jié)約了企業(yè)的大量資金。

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