泵用密封介绍

泵用密封介绍,Page2,泵用机械密封介绍,Page3,Page4,Page5,机械密封定义,机械密封是一种用于旋转液体机械的轴封装置。由于旋转轴与设备壳体之间存在一个圆周的间隙，介质从中泄漏，因此必须设置一道阻漏装置。定义：由至少一对垂直于旋转轴线的端面组成，在液体压力及补偿机构弹力或磁力共同作用下，以及密封圈的配合下，该对端面保持贴合并相对滑动，而构成的防止液体泄漏的装置。,泄漏点：圆周间隙,止漏点：机械密封,Page6,机械密封基本组成,金属波纹管密封基本组成,Page8,应用范围工艺介质易燃易爆或有毒有害；现场安全、环境要求较高；工况比较恶劣：高温、腐蚀、高粘度；缺点：辅助系统复杂，操作不方便；维护成本较高,典型双密封结构,2CW-CW,3CW-FB,3CW-BB,Page9,带压和不带压的解释,不带压双封,带压双封,Page10,带压不带压双封的特点,用于干净、有毒、易燃的介质；主密封封介质，摩擦副之间的润滑液体为介质；次密封封缓冲液，摩擦副之间的润滑液为缓冲液；主密封承受密封腔压力，次密封基本处于常压；主密封失效后，次密封短时间内代替主密封封介质,用于较脏含颗粒、粘度大、有毒类介质；可以做到介质零泄漏到环境中；隔离液压力必须高于密封腔压力，主密封和次密封摩擦副的工作介质为隔离液,Page11,机械密封常用API冲洗方案,Page12,常用API机械密封冲洗方案,Page13,常用API机械密封冲洗方案,Page14,常用API机械密封冲洗方案,Page15,常用API机械密封冲洗方案,Page16,常用API机械密封冲洗方案,Page17,常用API机械密封冲洗方案,不带压双封，布置方式二缓冲液压力低于密封腔压力；放空常开；次密封散热应该由泵效环带动缓冲液循环散热；,Page18,常用API机械密封冲洗方案,带压双封，布置方式三缓冲液压力高于密封腔压力；密封散热应该由泵效环带动缓冲液循环散热；氮气对油加压，压力高于密封腔压力，氮气压力不能高于1Mpa；介质侧密封应能承受反压。,Page19,常用API机械密封冲洗方案,带压双封，布置方式三缓冲液压力高于密封腔压力；密封散热应该由泵效环带动缓冲液循环散热；气囊对油加压，压力高于密封腔压力，用于较高压力工况介质侧密封应能承受反压。,Page20,常用API机械密封冲洗方案,带压双封，布置方式三氮气加压，活塞增压，提供不变的增压比，保持缓冲液压力永远高于密封腔压力；密封散热应该由泵效环带动缓冲液循环散热；,Page21,泵用干气密封介绍,主密封（小弹簧）采用平衡型结构，起主密封作用,设置有防抽空装置，避免静环抽出,主密封和安全密封之间设置有梳齿密封，使介质完全从火炬管网排放,安全密封（小弹簧）为干气密封，能起备用安全作用。,氮气带压注入，提高主密封背压，改善液膜面积，提高使用寿命,微量氮气一级密封泄漏出来的介质排往火炬,典型结构-串联式干气密封,串联式泵用干气密封特点：干气密封与接触式机械密封串联使用，机械密封为主密封，干气密封为次密封；干气密封与主密封间通入氮气，保证主密封具有一定背压，极大地延长主密封的使用寿命；主密封泄漏的工艺介质随密封气排入火炬，保证工艺介质不向大气泄漏，是一种环保型密封；主密封失效后，干气密封短时间内起到主密封作用，防止工艺介质向大气大量泄漏。该类密封使用寿命取决于机械密封的使用寿命，一般在23年左右。,串联式泵用干气密封应用条件：有外部密封气源（一般采用的是管网氮气）。有外部火炬管线。对氮气压力要求不高，00.7Mpa都行。串联式泵用干气密封应用范围：广泛用于易挥发性介质。如炼油装置的油品装置、催化装置、气体分馏装置、丙烷装置、MDBE装置、烷基化装置；化工的乙烯裂解装置、油品装置中轻烃类介质：甲烷、乙烯、丙烯。出口压力较高的各类离心泵工艺流程中不允许氮气进入的场合。,呈低沸点液体容易汽化低引火点低粘度高蒸汽压,轻烃介质特点,压力与液膜分析,串联式-常用API冲洗方案,串联式-常用API冲洗方案,串联式组合方案Plan11+72+76,适用于C4以下易挥发性介质，介质干净，常温常压下呈气态,串联式组合方案Plan11+72+75,适用于C4以上不易挥发性介质，介质干净，常温常压下呈气、液混合状态,1、先关闭氮气入口阀和火炬出口阀；2、将泵内物料排空泄压；3、将密封的原定位块安装上去；4、松轴套锁紧环上的紧定螺钉；5、拆泵，取下整套集装式密封。特别注意：必须是先关氮气，对密封系统泄压，才对对泵内物料放空泄压。,Plan72+75/72+76检修（不换新密封）的工作流程,1、检查密封压盖温度是否过高，高于介质本身温度约20左右，应停车检查。2、检查系统上的压力表的压力值是否异常3、检查罐内是否有液位或压力是否上升，按说明书标明的压力值去判断密封的泄漏情况。1、缓冲气压力为0.07MP时，低报警值：0.025MPa，高报警值为：0.12MPa2、缓冲气压力为0.4MPa时，低报警值：0.2MPa，高报警值为：0.6MPa,Plan72+75/72+76现场巡检事项,Plan72+75/72+76密封泄漏报警,特点：.用“气体阻塞”替代传统的“液体阻塞”原理，即用带压密封气替代带压密封液，保证工艺介质实现“零逸出”;.整套密封非接触运行，其功率消耗仅为传统双端面密封的5%，使用寿命比传统密封长5倍以上；.结构简单的辅助系统，保证工艺介质不受污染及工艺介质不向大气泄漏，彻底摆脱了传统双端面机械密封对油系统的依赖。密封气采用工业氮气或工业仪表风，其压力高于介质0.150.2MPa.。,典型结构-双端面干气密封,双端面泵用干气密封应用条件：有稳定的外部密封气源（一般采用的是管网氮气）密封气的压力必须高于泵密封腔压力0.150.2MPa以上工艺流程中允许有微量的密封气内漏双端面泵用干气密封应用范围：普通的离心泵、高速泵、多级泵、液下泵、真空泵等，寿命在3年左右特别适合压力比较低的工艺流程泵炼油装置中的含硫介质、氨水、胺液、污油、等）化工装置的丁二烯装置、苯乙烯装置、芳烃装置、甲醇装置、丙烯腈装置（纯苯、苯酐、二甲苯、苯甲酸、焦油、导热油、溶剂、氨水、MDEA溶液、甲醇等）,典型结构-双端面干气密封,双端面干气密封-常用API冲洗方案,安装运行前的工作流程1、密封安装前，通过系统可对密封做静压测试；2、完成密封的安装，按要求将系统与密封之间的管线连接上；系统上有“接密封腔入口”或“接GBI”标识的接口连接到干气密封上标识为“GBI”的接口上3、先打开系统上的氮气入口阀，对密封充压，检查系统上的压力值是否与减压阀上的压力同步升高，同流量计浮球几乎在最底部。4、调节系统上的减压阀，把氮气的压力调节到规定的数值。5、一切正常后，才打开泵出入口阀，对泵充料；6、做好以上工作，泵可以随时开启，随时备用。特别注意：必须是先投氮气，后投料，否则可能损坏密封。,双端面泵用干气密封的使用方法（P74）,检修（不换密封）的工作流程1、将泵内物料排空泄压；2、先关闭氮气入口阀和火炬出口阀；3、将密封的原定位块安装上去；4、松轴套锁紧环上的紧定螺钉；5、拆泵，取下整套集装式密封。特别注意：必须是对泵内物料放空泄压。再关氮气，对密封系统泄压。,双端面泵用干气密封的使用方法（P74）,泵用干气密封的优点,泵用干气密封与机械密封性能对比,Plan72+76与Plan52之间的对比,性能比较,不同点,串联式机械密封,串联式干气密封,环保方面,安全方面,辅助系统,高,差,较复杂、维护量大,3年左右,1年左右（国产）,较高,高,复杂、故障多,次密封为机械密封,次密封为干气密封,简单、故障少、,高,高,简单、不需要维护,安装维护,抗抽空能力,使用寿命,机械密封干气密封比较,Page41,Plan74与Plan53A/B/C之间的对比,性能比较,工作原理,机械密封干气密封比较,双端面机械密封,双端面干气密封,安全环保,对工艺影响,辅助系统,非常低,高,较复杂、维护量大,大于3年,1年左右（国产）,封液对环境有影响,有一定的影响,复杂、故障多,接触式、液体润滑,非接触式、气体润滑,简单、故障少、,基本上无影响,氮气对环境无影响,简单、不需要维护,安装维护,运行成本,使用寿命,易燃易爆轻烃类介质（C1C4）干气密封选型,常温纯轻烃类介质干气密封冲洗方案：Plan11+72+76常温含粉尘纯轻烃类介质干气密封冲洗方案：Plan32+72+76立式泵轻烃类介质干气密封的冲洗方案：Plan14+72+76,炼油、化工装置高危泵干气密封选型方法,C4以上重组分介质干气密封选型（含易挥发烃类或有毒气体或高温介质）,A、当氮气压力较低，或偶尔有中断的情况1）常温重组分介质干气密封冲洗方案：Plan11+72+752）常温含粉尘或易结焦重组分介质干气密封冲洗方案：Plan32+72+753）较高温重组分介质干气密封的冲洗方案：Plan21+72+75、Plna32+72+75B、当氮气压力满足双端面干气密封使用条件、但氮气不允许进入工艺流程时1）常温组分介质干气密封冲洗方案：Plan11+72+752）常温含粉尘或易结焦重组分介质干气密封冲洗方案：Plan32+72+75,炼油、化工装置高危泵干气密封选型方法,3）较高温重组分介质干气密封的冲洗方案：Plan21+72+75、Plna32+72+75C、当氮气压力满足双端面干气密封使用条件、允许微量氮气进入工艺流程时1）常温、不结焦介质：Plna742）常温、低压的有毒介质：Plna743）入口压力低，出口压力高的介质：Plna13+744）受温度影响较大，降温粘度增大的介质：Plan74+前置独立拌热腔5）含颗粒或易结焦重组分高温介质：Plan32+74+前置碳环结构6）不易结焦的高温介质：Plna21+74或Plan21+13+74,炼油、化工装置高危泵干气密封选型方法,Page48,机械密封失效分析及解决办法,Page49,密封泄漏的三个渠道,摩擦副端面,密封圈部位动环密封圈静环密封圈轴套密封圈压盖密封圈,密封接触而的损坏或侵蚀密封腔壳体或法兰被腐蚀轴套处的磨损或泡疤动环的破损,Page50,怎么延长密封寿命,检查设备是否完好。轴向、径向，表面粗糙度，定位止口尺寸，轴承，连轴器对中等。检查操作条件。辨别泄漏现场、泄漏来源。检查整套密封：密封面的磨损状况与痕迹，金属件是否完好，密封圈是否完好，弹簧是否变形或失弹，驱动环是否松动区别密封失效类型：机械引起的？温度引起的？材料引起的？工艺引起的？等迅速纠正引起密封失效的外部和内部条件密封观察破坏的基本形式，然后进一步判断：损坏是怎么样的损坏是怎么影响密封性能的不同的损坏类型讲述着一个密封破坏的过程采取什么样的正确方式能够减少各种类型的损坏的再发生,Page51,机械密封失效的种类,机械引起的：设备震动、零部件磨损；温度升高引起的：介质气化、摩擦副干运转，O圈高温变形，介质结焦；密封面泡疤。工艺引起的：材料被腐蚀，摩擦被冲蚀，崩边，粘结；操作引起的：O形圈被挤出，零件被损坏；环境引起的：密封和系统结冰，材料引起的：弹性原件老化失弹，摩擦副变形,Page52,1、密封端面磨损,密封环内侧有固体颗粒堆积硬环呈环状槽磨损石墨环呈不居于均匀磨损或贯穿密封面的径向槽,环状磨痕槽,固体颗粒堆积,径向划痕槽,圆周不均磨损,介质不干净，有固体颗粒堆积大颗粒越积越多，小颗粒会进入摩擦副端面，造成划痕磨损,现象,原因,Page53,解决方案,如介质本体含固体颗粒较多，可采用：冲洗液来源于出口时，采用Plan31带悬液分享的冲洗方案，将固体颗粒分离，让干净的冲洗液对密封进行冲洗；冲洗液来源于外部，采用Plan32外冲洗方案，引用干净的冲洗液对密封进行冲洗；如提供不了干净的冲洗液，可优化摩擦副组对，采用碳化钨对碳化钨减少泵体内密封腔与叶轮处的口环与轴套的间隙，阻止固体颗粒进入密封腔,Page54,2、设备震动引起的,轴或轴套密封有磨蚀痕迹，密封圈有被挤出的迹象,在间隙配合较小的地方，会造成泵轴或轴套严重磨损,在间隙配合较小的地方，会造成泵轴或轴套严重磨损,震动给其它零件带来的磨损防转销防转R弹簧接触金属件,Page55,原因及解决办法,原因泵的气蚀现象机械失效设备安装不到位，引起的应力变形,检查泵的操作程序和条件；检查泵的参数和工艺是否匹配；检查泵的安装是否到位；检查泵腔叶轮侧间隙；检查管道是否配管合理，如果需要的话可重新配管；,原因,解决办法,Page56,3、液膜蒸发引起的,现象：操作中，密封可能会发出爆破和噗噗的声音,Page57,原因及解决办法,摩擦副端面局部过热的时候引起密封液膜汽化；引起液膜汽化的情况有：泵的旋转件与静止件发生机械碰撞，引起介质温度发生变化，产生汽化；冲洗管太小或堵塞，密封运转产生的热量无法带走，造成介质汽化；密封腔压力接近介质的饱和蒸汽压，引起液膜汽化,检查泵的部分是否合格，安装是否到位；检查冲洗管线，保证足够的冲洗量；检查泵腔的节流衬套间隙，使之处于合理的间隙值，加大冲洗量，使冲洗液提高密封腔的压力，增大饱和蒸汽裕量，防止介质汽化。增加换热器，使冲洗液的温度降得足够低，有利于带走密封产生的热量,原因,解决办法,Page58,4、干运转引起的,径向裂纹,严重磨损和沟槽,变色,Page59,原因及解决办法,密封面之间出现的润滑不足，导致液膜汽化；泵入口没有料，造成压力急剧降低，形成抽空；泵入口过滤器堵上，造成不上量，形成抽空；泵开车时，没有对泵腔进行排气，造成运行时抽空；,对于较脏介质，要定期检查泵入口的过滤器的滤芯是否失效；每次开车前一定进行排气；对于罐区装车球罐的液位进行检控，防止罐内无料时还在装车。,原因,解决办法,Page60,5、O形圈被超温引起的,密封圈热裂或碳化,接触面变蓝或发黑,密封圈局部过热，或者错误应用超出O形圈承担的最大极限温度,Page61,原因及解决办法,选材不对，错误应用超出密封圈承受的极限温度工况；密封腔温度升高，介质汽化，密封干运转所产生高温引起的；其它干运转或闪蒸带来的摩擦副局部过热；,选择承受更高温的材料代替；检查密封安装是否到位：是否有相对位置错误引起的压缩量变化；是否有锁紧环松动引起密封组件出位；检查冷却器是否堵塞，冲洗管线是否堵塞或过小；检查其它工艺操作是否正常；,原因,解决办法,Page62,6、介质结焦引起的,泄漏物凝固堆积,Page63,原因及解决办法,泄漏物受温度影响，产生凝固堆积，会阻止动环的浮动，导致密封失效,保温或采用Plan62引入蒸汽吹扫,原因,解决办法,Page64,7、密封圈或金属件腐蚀引起的,由于密封设计对工艺了解不全，选材不当造成；由于设备本身工艺发生变化造成。,Page65,原因及解决办法,由于密封设计对工艺了解不全，选材不当造成；由于设备本身工艺发生变化造成。,在设备工艺发生变化时要告之密封供应商，重新选材；了解详细的设备工艺条件，选择合格的供应商，依据材料选型表，选择合适的密封圈或金属材料。,原因,解决办法,Page66,8、密封圈被挤出或变形,错误的设计造成；过高的温度造成发生塑性变形；错误的安装方式造成；过高的密封腔压力造成；,检查设备工艺条件与密封设计是否相符；采用正确的密封安装方式；选用材料较硬的密封圈；,原因,解决办法,Page67,原因及解决办法,错误的设计造成；过高的密封腔压力造成；过高的温度造成发生塑性变形；错误的安装方式造成；,检查设备工艺条件与密封设计是否相符；采用正确的密封安装方式；选用材料较硬的密封圈；,原因,解决办法,Page68,8、石墨环况造成的,冲蚀,过大的压差，造成冲洗液流程过快；,设定孔板，降低冲洗液的流速；,原因,解决办法,Page69,9、密封环崩边引起的,防转销子,崩边开裂,密封安装过程，操作不当造成；,采取正确的密封安装方式；,原因,解决办法,Page70,10、密封环变形引起的,Page70,设计错误，密封环承受不了介质压力而变形；热套环失效不好，导致端面变形,核算密封环的极限承受压力，重新设计；改善热处理方式，消出材料变形；,原因,解决办法,Page71,11、介质结晶、粘度大引起的,泡疤,沟槽,软环,硬环,Page72,原因及解决办法,介质本身的特性：易结晶引起的；粘度过大的液体；保温管道或设备发生故障，介质的粘度发生变化；设计时未考虑设备在冬天下的极限温度；,设计正确的密封结构，必要时增设拌热腔；设备应自备蒸汽夹套，对泵腔介质保温；选择正确的材料组对，降低结晶物对密封面的磨损；采用外冲洗隔离结晶或粘度介质；采用P62方案，用缓冲液将易结晶物料带走，防止结晶,原因,解决办法,Page73,12、泡疤引起的,Page74,原因及解决办法,高粘度液体，象油浸入密封端面，密封面发热过大，因为液体的膨胀，导致液体突然从石墨缝隙中崩出；高饱和蒸汽压的轻烃类介质（液态）渗入密封面。当温度升高后，因为液体气化膨胀导致烃类介质从小孔中溢出；石墨环本身材料存在缺陷；,对石墨环材料进行检测；检查冲洗方案是否合适，特别是检查密封的冷却和循环系统是否良好，如果不好会造成密封高温失效；采用传导性能好的隔离液，尽量消除密封的温升；选用碳化钨、碳化硅、硬化碳环、抗起泡碳环来代替普通碳环；,原因,解决办法,Page75,13、磨蚀引起的,动环密封圈轴套磨损,Page76,原因及解决办法,腐蚀和磨损的综合作用；在像海水一样的电解液中，腐蚀或电解蚀比较普遍；当轴或轴套上的氧化层被O形圈磨掉后就会发生腐蚀；,在动环密封圈接触部位的轴套增加硬涂层；选择更耐磨和耐腐的材料；,原因,解决办法,Page77,1、现象：打开泵入口阀，系统压力值就直接上升。处理措施：检查是否是在泵未投料时，就误操作将氮气投到系统中，造成一级密封的密封圈出位，引起泄漏。解决方法，分解泵，分解密封重新组装。2、现象：压盖温度远高于介质温度，一级密封磨损较大处理措施：检查轴套是否锁紧，压缩量是否发生变化；检查自冲洗孔是否被堵或内孔流通面积太小，建议冲洗孔在68mm之间，易挥发轻烃类介质冲洗孔应偏大；对于P21或23的方案，应检查换热器是否老化或换热面积过小。3、现象：密封安装上去，刚开泵，系统压力就出现高报。处理措施：停泵，对二级密封腔泄压后，如密封静态不再泄漏，可继续使用。如压力持续上升，只能更换密封。,Plan72+75/72+76干气密封泄漏现象及处理措施,Page78,4、冬天出现泄漏压力高报，去火炬线管线有霜。处理措施：用蒸汽对系统孔板和管线吹扫。这是因为有可能是正常泄漏的介质在系统孔板前凝固，造成系统憋压而报警，实际一级密封是正常。5、现象：系统压力表值高报警，现场管线未结箱。处理措施：停泵，如无放空阀，则缓慢拆开管线接头，泄压。分解系统上的孔板，检查是否孔被堵。特别提醒，对于上一套密封因发热、密封磨损严重这些因素而更换密封，此时对系统一定要进行吹扫。6、液态烃（丙烷）泵密封安装完毕，静压不泄漏，一开车就出现泄漏，一级泄漏值出现不断的波动。处理措施：检查泵的口环尺寸与密封轴套是否有配合，无配合则造成密封腔的压力升高，造成密封所对应的泵工艺参数发生变化，原设计的密封K值不适应现有压力而发生泄漏。,Plan72+75/72+76干气密封泄漏现象及处理措施,Page79,泵用密封典型失效案例,Page80,1、设备振动引起的失效,设备概况：某炼油厂双支撑丙烯泵工艺条件：入口/出口压力：温度：冲洗方案：失效现象：初期泄漏监测压力大范围波动。维持运行1个多月后轴承损坏，密封弹簧座螺