泵抽空时机械密封失效原因及防止失效方法.doc

泵抽空时机械密封失效原因及防止失效方法克拉玛依炼油厂机修车问穆彭淘 下 f：；Ji 捕翼 泵在运转抽空对印产生各种力的作用。； 末文通过各种力的综合砟用和计算，说明l泵在抽空时密封失垃原固同时提出防止失效的改进意见。 ；Losing Effeets of Mechanical Sea1 and Its PreventiveMu Pengtao(Kelamayi Refinery Plant)Ab stract The forces are acted On the meehanical seals aS SO0n as puraps a restartedReasons for the losing effects of seals are analyzed through calculationof the forcesM easures for Preventing seal losing effective are advariced 近年来，机械密封的应用越来越广泛。炼油化工行业中所用的泵类设备的轴端密封几乎都采用了机械密封。机械密封是一种密封效果好、使用寿命长的新型轴封装置， 但由于使用条件的苛刻，给机械密封的使用也带来了一定困难。由于泵抽空造成机械密封失效就是一个重要方面。我厂有许多泵(蒸馏减压塔底泵、重整加氢滑油泵等等)就是因为泵抽空机械密封频繁地失效。机械密封因泵抽空失效时， 密封腔和大气连通会使大气及冷却用水进入泵腔， 这在炼油艺l匕是绝不允许的。尤其对于热油泵， 水进入泵腔， 不但会加剧抽空， 甚至由于水的进入会有冲塔的危险。(一)泵抽空造成机械密封失效的原因1静环脱离密封压盖而失效泵体密封腔一般都和泵的入口连通 对内装式机械密封(如FV d、108型等)， 当泵抽空时 密封腔压力随之下降到很低， 这时由于大气压的作用， 会推动静环脱离机械密封压盖，压力恢复后， 静环由于错动而不能回归原处， 从而使该密封失效。现对我厂5O万蒸馏减压塔底泵(型号为8OY一1O02， 机械密封形式为1O36O)具体分析如图1， 将动静环视为一体， 受到4个力的作用， 分别计算如下；未说明的皆用绝对压强计算。(1)大气作用于其上的力F太气=P太气 (D3。一d 0 )t00=1 (80 一60 )300219998N(2)弹簧对其作用力 该密封要求压缩量为16ram， 实验测得该压缩量下弹簧对其作用力为：F 弹=9698N 。(8 )介质对其作用力已知该泵入口压力正常时为3-6kge 。，故介质对具作用力 ，豳 鎏莲d=60m m D l=89ram图l 108-G0视动静环为一体时受力= P 。 (Ds|，d。 )too 16 (80 60 )100=1t51998N(4 )压盖对静环的反推力F 当泵正常运转时(常量计算)F =F 舟常+F 弹一F 大气=3519+962199=228x 98NO故这时静环会紧贴在压盖上， 正常工作。 当泵抽空时此时F 会下降到很低， 假设F；0那么 ：F舟+F弹=F土气F 介=F 太气一F弹=219996=1239x 98N而该力所作用环面积为(D 一do )=2199crr,所以P舟=F舟2t99=12s92199=05634kgcm从以上可以看出， 当密封腔的绝对压强下降到05684kgcm 以下时，压盏对静环的推力F就会是负值。这时作用于动静环上的总力是使它们抽离压盏的方向。只要介质压力继续下降， 静环就会克服密封圈的阻力而脱离压盖， 从而使密封失效。2动环脱离静环而失效对机械密封的抽空失效， 我们以前采用了将静环固定于压盖的办法。由于当泵抽空真空度更高时， 动环仍可能被抽动脱离静环而使密封失效， 故效果不佳。现对上例分析如囝2。动环在泵正常工作时受到了5个力的作用。(1)弹簧对其作用力F =9698N (同上)(2 )介质对其作用力Frg：P (D 一d。 )100=16 (73z一60 )1oo一n j= 2172798N d口=60ram D4=73mm D5=68ram(3)大气列动环产生的压力 图2 103一B0动环受力F大气=P：k ( 。 )iool二】 (63。一60 )10028g8 9 8N(4)液膜推力F动静环之间系半液体摩擦， 该液膜会产聂使两环分离的推开力。据资料(2)介绍，对本文所述之例，液膜所产生平均压强P推(表压)等于介质压强P舟(表压)的一半已知P舟常(表压)=0 6kgcm。故 P拄(袭压)=08kgcm P兰：13kcm。所以F推=P推 ( 一D )ioo=13詈(73 一63 )1001888698N(5)静环作用于动环的力F 泵正常工作时F =F 舟常+F 弹一F太气一F 推=21727 962898 18886=14543 x 98N0这时动环紧紧贴在静环上 当泵抽空时当泵抽空时，密封的漏泄方向发生了改变，不是介质向大气侧泄漏，而是冷却水和大气向泵腔内泄漏， 此时泄漏方向和动环旋转离心方向相同。对此， 资料2介绍，密封面问液骥的平均压强系数应取07。抽空时介质压强相当于原大气压而此时的大气压又相当予原介质压强 现计算如下：尸堆=P舟+07(尸太气一尸舟)；07+03尸舟所以现在的F液：尸推(D 一D 。)100=(07+o3P舟)一 (73 一63。)100 7477+3204Pt：叉 F舟：尸舟 舟=尸舟一； (194。一do )100=18579P4假设F = 0那么F舟；F大气上F液一F弹18579P =2898+7477+3204尸舟一96所以尸 ：0075kgcm。由以上可以看出， 当尸介下降到0075kcm。以下时，动环将被抽离静环。另外 当 由于冷却水来水压力较高(8kecm )， 虽然出密封压盖的流道较宽畅， 仍避免不了要在动环密封面处形成一定的压力， 该力使得F大气的实际值要比前面计算所用值大。 在抽空开始的瞬间，动静环摩擦面何液膜压强的下降会滞后于介质压强的下降。故在此瞬问F虎的实际值也要比前面计算值太。综上两点所述，在实际情况下， 动环被抽离静环的对应介质压强比0075kgcm。要高这给密封的破坏又提供了有利的条件。即使介质真空度达不到使动静环分离的地步，但由于比压的大幅度下降也会使大量的水进入泵内， 从而加剧抽空使机械密封失效。我厂2年来的实际情况也证明了这点。二、对机械密封的改进意见根据泵抽空时静环会被抽离压盖这一特点，静环脖颈长度、压盖厚度尺寸被加大， 改直接冷却为问接冷却，增设了抽空限位套，冷却水0形密封圈。当泵出现抽空时，在大气压的作用下，静环和动环一起向泵腔方向平稳滑动。由于静环已被加长，在动静环移动过程中，各个密封点仍然有效。抽空缓解后， 动静我设计了可滑动静环密封结构。如图3环叉会在介质及弹簧压力作用下可靠无误地回 圈3 浮动静环结訇复到原始位置。另外还可通过限位套控制动静环的滑动量， 使静环及压盖的尺寸不致过太为了使动静环在泵抽空时能顺利、可靠的滑动， 还可在静环密封圈后增设弹簧三、结 论苛刻的使用条件给机械密封的设计提出了更高的要求，泵的抽空现象就是这类问题之一。本文就这一问题经过认真的分析、比较，提出了一种解决办法。经过本厂一年多的实践证明其效果是很好的。参考文献1 汪云英、张湘亚主编泵和压缩机， 石油工业出版杜出版(2：上海化学工业设计皖、石油化工设备设计建设组组织编写 机械密封， 石油化学工业出I=厦杜版， 199110一 一一 一 一 葱 ；减孽 治理 7H3 菇 zHD30减速机为我矿主要生产设备 16 竦磨机的传动主要部件，它运转的好坏直接 彦拓!影响球磨机生产。该机自安装以来一直温度很高(80。7。)， 泄漏十分严重，振动大， 。机械磨损严重，噪声大分析主要原因； 结合面不平整、通气孔小是泄漏的主要原因轴承间隙不均、装配不好及油品选用不当是发热的主要原因， 齿轮间隙大 啮合不平稳是噪声的主要原因， 负载重再加上摩擦大、发热大是电流高的主要原因。上述主要原因导致其寿命下降。治理措施；采用新密封材料Ml液态尼龙密封膛治漏，调整轴最及齿轮啮合间隙，改大出气孔，应用TP”金属抗磨剂及“特油”取代原油品26号高粘齿轮油， 减少摩擦， 降低冲击载荷，改善润滑状况，从而达到治理目的。1 实施步骤首先严格按M一1使用说明， 清除箱体杂质、劣油，清洗各零部件， 调整轴承间隙， 经上胶，压实 固化，然后加入“特油”， 再按比例加入“TP”，第一次添加“TP”18kg， 按3比例逐渐加到36kg， 第一次加“特油”80kg。2 加入“特油”， “TP”前后的主要技术对比表1 应用“特