SZ泵用机封 浸入式多级离心泵 CM-16/B1SF4机械密封
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关 键 词：CM-16/B1SF4机械密封
行 业：五金 机械五金 密封件
发布时间：2021-11-29
新安装的机械密封运转时泄漏是什么原因?
新安装的机械密封投人运转后即出现泄漏,大多属于安装方面的问题。
1)设计的端面比压过小,不足以满足密封需要的端面比压;
2)密封压缩量太小;
3)密封端面粗糙度没达到要求;
4)密封端面的平面度不够;
5)密封环在压力和温度等因素作用下产生变形,破坏了密封端面的平面度
6)动环在传动座中卡住;
7)动静环不同心;
8)在平衡型密封中载荷系数不合适(往往是太小);
9)在波纹管式密封中,波纹管的内外径不合适;
密封失效及分析通过对现场机封拆检发现,密封动、静环内侧表面和动环波纹管组件内、外侧结焦严重。结合密封现场运行检査及密封结构,分析认为高温渣油在旋转的摩擦副中温度升高,部分介质正常泄漏岀摩擦副端面后,温度降低出现结晶,在波纹管内侧波谷处逐渐堆积出结焦物和积碳,影响了波纹管的浮动性和弹性,导致密封泄漏。与介质接触的波纹管外侧波谷内也容易沉积结焦物而失弹。
双螺杆泵停运后,由于泵体内残存渣油温度下降,渣油开始凝固,泵启动运行时,未完全融化的渣油会阻碍波纹管的旋转,焊接金属波纹管在传动扭力和渣油介质的粘附力的共同作用下发生变形,金属波片变形量过大,焊缝被撕裂,密封失效另外,双螺杆泵用水做急冷液对密封压盖进行背冷,这种冷却方式不能冷却密封摩擦副,泵运行时,因摩擦产生高温,导致介质结焦,使密封面平面度损坏引起密封泄漏。
3)机封改进设计:
减压渣油具有低温易结晶、易固化,高温易结焦等特点
机械密封失效实例
1)运转及使用情况:某炼油厂生产装置1台双螺杆泵,输送介质为190℃左右的减压渣油,密封结构为单端面静止式波纹管机械密封该泵投用以来,轴封使用周期约为100天左右,日常维修中拆装密封及清洗配件都比较困难,而且修理1次就同时要更换4套密封,密封配件费用超过1万元,维修成本较高。
机械密封失效实例四
1)泵及介质有关情况:某炼油厂生产装置的1台两级双支承离心泵,介质为温度320~340℃的减压渣油,泵人口压力约0.3MPa,出口压力为2.2MPa。
2)密封情况:该泵采用单端面密封,外供冲洗油(API682冲洗方案32)。密封为焊接金属波纹管密封,型号为DBM8SB。静环材料为石墨装在与波纹管相联的环座上。
动环为碳化钨。经计算载荷系数为0.67。人口端冲洗油压力0.5~0.6MPa,出口端冲洗油压力1.2MPa,冲洗油为90℃左右的蜡油。用低压蒸汽作急冷。
3)运转及使用情况:该泵为连续运转,一开一备。泵运转平稳良好,性能满足生产要求。端(前端)密封性能较好,无明显泄漏。后端密封虽然也测量不出泄漏量,但是在密封和后轴承箱表面积存了黑乎乎一片油。这是由于密封泄漏出来的油,被冷却蒸汽雾化了,又被电机的冷却风吹送到泵轴承箱表面,日积月累形成了一片黑油。说明后密封的泄漏比前密封大,泵就这样坚持运转。也发生过泵的轴承损坏和抱轴的事故。这是由于密封的冷却蒸汽很难控制。蒸汽开小了怕泄漏的油堵塞波纹管,只好开的稍大些,时间久了蒸汽窜到轴承箱中凝结成水,导致轴承损坏。
4)密封拆检情况:运转4-10个月就要拆泵,有时是处理密封,有时是更换轴承。拆开的密封没发现有明显的失效现象。波纹管有很轻的堵塞,不影响弹性。硬质合金环有很轻的摩擦痕迹,石鞶环表面的磨损略重于硬质合金环。在这种情况下前密封运转时看不出明显的泄漏。
5)原因分析:一台泵的两端密封完全相同,采用同样的冲洗油和冷却蒸汽,拆检情况也没有很大的差别,而两端的泄漏量却差的较大,使我们百思不得其解,讨论多次也找不出。过了很长时间又提出了这个问题。有人怀疑是镶装石墨环的环座材料选择错了。因为石墨是脆性材料,强度又低和环座镶装的过盈值远不能取得像硬质合金那样大。为了确保镶装的质量、环座的材料应选用4.J42,它和石墨的线膨胀系数几乎相等。如果环座选用18-8或3G13,在工作温度下,镶装失效,肯定要发生泄漏。于是对环座的材料进行了分析。采用光谱分析,测量结果是高镍铁合金,不含有铬的成分。说明环座材料是4J42,并非是铬镍不锈钢。又采用对比的方法对泵两端密封的工作条件进行了比较。同一台泵、同样的介质、同样的冲洗油、同样的温度,所不同的仅仅是压力。端冲洗油压力为0.5~0.6MPa,出口端冲洗油的压力为约1.2MPa。压力大会使波纹管和密封端面变形。受外压波纹管,压力大时会发生直径收缩变形,由于密封用的波纹管两端刚性大(与钢环焊接),产生的变形小,而波纹管中间变形大。另一方面,石墨环本身在外压力作用下要产生変形,两者累计的结果,造成了密封端面为收敛形,液膜厚度,易泄漏。
6)验证:收敛形密封端面是密封环表面的内边缘接触而外边缘不接触,检查了拆检下来的石墨环,恰好是靠内径处的端面有摩擦痕迹。由此使人联想到波纹管密封允许使用压力是多少,还要看具体结构和尺寸以及密封环材料等因素希望对此课题展开研究和讨论。
机械密封失效实例三
1)机泵工况简介:一台单级悬臂式泵,转速2940r/min输送介质为250~260℃的苯gan,泵压力0.1~0.2MPa。
2)密封情况:密封形式为103型,动环为18-8不锈钢镶装碳化钨硬质合金,静环为石墨浸合成树脂。动静环密封圈都是4F-V型。无冲洗、急冷及其他设施。
3)运转及使用情况:据说这已是第5次更换的密封。怀疑压缩量不足,从3~4m增加到7~8m仍无效果。刚开泵密封及泵运转良好,无泄漏。运转10多分钟后开始滴漏,逐渐加大从每分钟10~20滴増加到60~70滴。
4)拆检情况:拆开后检査动静环表面光洁,无磨损痕迹,其他零件未见异常。
5)原因分析:泵启动后,密封处温度不高,密封效果良好,10多分钟后,密封处温度接近泵内介质温度(~250℃)。动环的环座材料为18-8不锈钢,其线膨胀系数为17.2x10/℃C,到工作温度时膨胀量为0.3~0.4m。而碳化钨的线膨胀系数小为(4.5~-5)×10/℃,膨胀量为0.1~0.15m。热装时过盈值不超过0.1mm。两者的过盈联接出现了间隙,镶装失效,碳化钨环松脱,介质从间面中泄漏。
6)验证:这种分析还要通过实践来验证。将动环放到烘箱中加热。到30多分钟时,烘箱内温度达到240℃,取出动环,此时环座和碳化钨已经分离。仔细观察环座和碳化钨环接合的部位有磨损的痕迹和油迹,这了热装式动环是由于环座选材不当和过盈值小而失效的。
7)改进办法:环座材料选用线膨胀系数小的材料,好是低膨胀合金4J42。由于这种材料价格昂贵,也可选择3G13不锈钢,它的价格比18-8不锈钢低,线膨胀系数又小,将近18-8不锈钢的2/3。此外,过盈值也要适当。过盈值取0.002d即可
高温泵密封故障分布
A-一热裂纹;B一温度超过450F(232℃)石墨环过度磨损;C一碳化钨和CAP.42腐蚀;D一静环离位;E一密封圈(柔性石墨)故障;F一泵汽蚀,吸入压力低和干运转;CG一密封性能差笔者认为汽蚀和抽空是高温泵密封失效的主要原因。特别需要指出的是这篇调查报告的较后也指出由于密封结构不好,致使发生故障时“静环离位”,并提出了改进意见,将浮动型静环改为固定型静环。
控制温度指通过密封系统对机械密封工作环境的温度进行调节的功能。密封系统的冲洗、循环、热对流等工作方式都能达到这一目的。控制温度对于饱和蒸气压高和易结晶、凝固的密封介质特别重要。饱和蒸气压高的介质在密封腔接受机械密封的搅拌热和端面摩擦热，引起温度升高。若不及时散热降温，很可能导致介质在密封端面汽化，破坏摩擦状态，导致密封失效。易结晶、凝固的介质，则需要采取保温措施，使介质不结晶、不凝固，特别是正常泄漏出的介质，不能结晶或凝固，否则会破坏机械密封的补偿功能，使密封失效。
