攪拌設備機械密封泄露的原因

時間：2020-01-05作者：淄博友勝化工設備有限公司瀏覽：1536

機械密封是安裝在某化工廠反應器儲罐內(nèi)的關鍵設備，攪拌器機封為雙端面機封?？看髿庖粋鹊臋C封面為平衡型，其密封面的密封比壓由彈簧的彈力來獲得；靠近儲罐內(nèi)介質(zhì)一側的為非平衡型，其密封面的密封比壓由彈簧的彈力和甘油壓差共同合成(甘油壓差是指機封腔內(nèi)甘油壓力與儲罐**差)。 
攪拌器自投入使用以來，其機械密封使用三個月左右，即會出現(xiàn)嚴重的內(nèi)漏，兩臺甘油補給泵啟動十分頻繁，有時甚至來不及補給甘油，基本上形不成正壓差。攪拌器機封的內(nèi)漏較大的影響了化工廠生產(chǎn)裝置的穩(wěn)定性，同時加大了生產(chǎn)的成本。 
二、攪拌器機封內(nèi)漏原因分析
將檢修時拆出的攪拌器機封解體后發(fā)現(xiàn)機封內(nèi)動環(huán)、靜環(huán)、彈簧及靠近大氣側的“0”環(huán)均完好，但是靠近儲罐內(nèi)側的兩個“0”環(huán)出現(xiàn)嚴重老化、腐爛、變形、斷裂的狀況。 
據(jù)此判斷出造成機封內(nèi)漏的主要原因就是機封內(nèi)側的“0”環(huán)失效，導致機封內(nèi)側“0”環(huán)過早失效的原因主要有以下幾點： 
1、儲罐內(nèi)是一些易揮發(fā)且腐蝕性較強的高溫介質(zhì)(溫度為200℃左右)，使攪拌器機封在儲罐內(nèi)側“0”環(huán)工作環(huán)境十分惡劣，因過度腐蝕而過早老化。 
2、攪拌器的攪拌軸較長，在其運行時有較大的軸振動。機封內(nèi)的“0”環(huán)雖為靜密封，但隨著機封軸的振動，“0”環(huán)在機封內(nèi)會相應地受到擠壓，產(chǎn)生一些蠕動，加速了“0”環(huán)的磨損和老化，使“0”環(huán)密封過早失效。 
3、原先使用的機封“0”環(huán)材質(zhì)為氟橡膠，其耐腐蝕、抗擠壓老化能力相對來說比較差。 
4、機封腔內(nèi)的甘油工作壓力**過機封內(nèi)的“0”環(huán)所能承受的較大抗壓變形能力，導致“0”環(huán)變形失效； 
5、機封密封液未循環(huán)，工作時動、靜環(huán)面摩擦產(chǎn)生的熱量無法散去，使動、靜環(huán)之間的液膜汽化，發(fā)生“干摩"；進而導致機封整體溫度上升，加速機封內(nèi)“O”環(huán)的老化、變形。 
三、攪拌器機封消漏技術改造 
機封在高溫、腐蝕性強的操作環(huán)境下工作是由化工生產(chǎn)工藝所決定的，不能變化。因此，我們只能從其它幾個造成機封內(nèi)漏的原因逐條闡述相應的技術改造措施。 
1、控制因攪拌器機組和軸系運行振動而導致的機封內(nèi)漏現(xiàn)象 
技改措施： 1） 改進攪拌器底部軸承的支撐結構。 
攪拌器原廠設計時底部軸承支撐為三個“一”字型組成的結構（見圖1），使用中的實踐證明此種結構的底部軸承強度較低。裝置投產(chǎn)以來，底部軸承支撐件經(jīng)常聯(lián)接件斷裂和散架的現(xiàn)象，進而使的攪拌軸左右大幅度擺動，機封內(nèi)的元件尤其是“O”環(huán)受到嚴重擠壓變形，繼而造成機封發(fā)生內(nèi)漏而失效。 

圖1： “一”字型底部軸承支撐 
在停車大修期間，根據(jù)攪拌器的底部軸承支撐運行的實際狀況，對其進行結構加強和改進，將原來的“一”字型結構改成“A”字型結構（見圖2），加強了底部軸承支撐強度。 

圖2：改進后的“A”字型底部軸承支撐 
改造后的攪拌器底部軸承支撐再未發(fā)生過斷裂或散架故障，降低了攪拌軸的擺動幅度，給機封運行營造了一個優(yōu)良的外部環(huán)境。 
2）選用合適的底部穩(wěn)定軸承并正確安裝 
另外一個造成機組和軸系振動過大，進而影響攪拌器機封使用壽命的原因是攪拌器底部穩(wěn)定軸承的磨損問題。在長期的生產(chǎn)過程中，我們試用了不同種類和品牌的底部穩(wěn)定軸承，結合軸承工作環(huán)境，綜合比較了各類性能參數(shù)，較終確定了由某公司生產(chǎn)的，在價格、耐磨性、自潤滑性及抗沖擊等性能表現(xiàn)的較為優(yōu)秀的底部穩(wěn)定軸承。此外，要延長底部軸承的使用壽命，必須控制底部穩(wěn)定軸承的安裝質(zhì)量，保證穩(wěn)定軸承的安裝符合精度要求。 
2、消除機封內(nèi)氟橡膠材質(zhì)的“0”環(huán)耐腐蝕性、抗擠壓老化能力差造成的機封內(nèi)漏現(xiàn)象 
技改措施：選用新型全氟醚橡膠材質(zhì)的“0”環(huán)代替氟橡膠“O”環(huán)。 
前文已經(jīng)提到，氟橡膠“O”環(huán)耐腐蝕及抗擠壓老化能力較差。全氟醚橡膠比起普通的氟橡膠，其氟化程度是全氟化，另外普通橡膠中的C-0或C-OH結構在全氟醚橡膠中被氧化生成醚結構的官能團，其結構也十分穩(wěn)定。因此，全氟醚橡膠綜合性能比氟橡膠要高出許多。在攪拌器實際運行后發(fā)現(xiàn)選用全氟醚橡膠材質(zhì)的“O”環(huán)的機封比使用氟橡膠材質(zhì)的“O”環(huán)的機封有效壽命提高了4個多月。 
3、消除因機封內(nèi)甘油壓力過高而造成的機封內(nèi)漏現(xiàn)象 
技改措施：根據(jù)機封使用的技術要求和實際使用的經(jīng)驗值，通過不斷的實驗，較終將輸入機封的甘油壓力控制在比儲罐內(nèi)介質(zhì)壓力高10％以上，其較高工作壓力需控制在2040Kpa以下，避免出現(xiàn)因甘油工作壓力**過“0”環(huán)所能承受的較大抗壓變形能力導致的“0”環(huán)變形失效，同時避免因機封密封端面的比壓過大造成甘油液膜太薄或被破壞，進而導致動靜環(huán)密封面會產(chǎn)生“干摩”，縮短機封使用壽命的情況出現(xiàn)。 
4、消除因機封運行時動、靜環(huán)摩擦產(chǎn)生過高摩擦熱導致的機封內(nèi)漏現(xiàn)象 
改進措施：攪拌器機封冷卻系統(tǒng)是機封腔內(nèi)的一個循環(huán)水夾套，機封運行時產(chǎn)生的摩擦熱由循環(huán)水帶走。但在實際生產(chǎn)操作過程中檢測的機封溫度值任然偏高，在檢查了冷卻水循環(huán)系統(tǒng)狀況后發(fā)現(xiàn)兩個問題：1）冷卻水管行程較長，且未作保溫，冷卻水溫度偏高，降低了機封的冷卻效果；2）冷卻水壓力過低，機封內(nèi)冷卻水循環(huán)較慢，一定程度上也降低機封的冷卻效果。這兩個問題在給循環(huán)水管保溫和加大循環(huán)水壓力后得到了解決，機封工作時的檢測溫度值也降低到規(guī)定值以下。 
5、其他造成攪拌器機封內(nèi)漏的因素 
檢修中，機封的安裝質(zhì)量直接影響到其使用壽命，尤其在壓縮量調(diào)整、“0"環(huán)在安裝時的保護、密封面與軸的垂直度等方面要有足夠的重視。 
首先，如壓縮量調(diào)整不當，將直接影響機封密封面上的端面比壓，一側過大一側過小，使密封面上的液膜不穩(wěn)固或形不成。比壓大的一側隨著溫度升高液膜有可能汽化，導致“干摩”，比壓過小的一側可能會直接導致密封液泄漏。 
其次，由于“0”環(huán)在裝配時一般有10％一30％的壓縮變形，使得裝配起來比較困難，如不注意，與“0”環(huán)接觸的金屬件就會將“0”環(huán)劃破，容易直接導致機封失效。 
另外，動、靜環(huán)面與軸的垂直度偏差過大的話，會使密封面間的液膜厚薄不一，形成不穩(wěn)定的液膜，也會導致機封泄漏。 
五、攪拌器機封技改前后的比較 
通過技術改造機封潤滑甘油使用量從16噸/月的大幅下降到0.15噸/月；同時機封使用壽命從3個月延長到17個月。其經(jīng)濟效益不言而喻。 


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