SP-1 1/2/WWF14机械密封 氟塑料离心泵 CHM泵用机封
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关 键 词：1/2/WWF14机械密封,SP-1
行 业：五金 机械五金 密封件
发布时间：2021-12-18
静环端面倾斜会出现哪些故障?
所谓静环端面倾斜是指静环密封端面和轴中心线垂直度误差超过允许值,动环在弹簧力的作用下紧贴在静环端面上。运转中动环端面的振摆值取决于上述垂直度误差。如果静环端面和轴的垂直度误差过大,动环端面的振摆也大,势必带动动环密封圈在轴套上做迅速的往复运动。这种往复运动的结果是动环密封圈磨损,同时也加剧轴套的磨损,使其表面出现麻坑(见“问答234”)。较终都导致泄漏量,密封寿命缩短。计算表明,普通的机械密封其动环组合件在弹簧力作用下的轴向自振频率均低于泵的转动频率(指2950r/min的泵),也就是说密封的追随性较差,这种现象随泵的转速升高而恶化,可称“追随性不良”。
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
目前螺杆泵机械密封使用中的一个需要解决的难题解决密封结焦的方法主要就是降低密封环境温度,减少介质在密封处的沉积。针对双螺杆泵的特点以及现场的改造条件,经研究和试验,将密封改成单端面旋转式波纹管机械密封,并选用API682标准Plan62冲洗方案,采用150℃的低压蒸汽作为冷却介质是直接有效的方法。从现场的蒸汽伴热线引出背冷蒸汽线接到该泵前、后端密封压盖上。增加蒸汽背冷一方面降低了机械密封的工作温度起到了冷却的效果;另一方面,对密封起到吹扫的作用,对由密封端面泄露出来的少量介质及时吹扫干净,防止聚积结焦在机械密封和轴套之间加装蒸汽折流套,将从密封摩擦副泄漏的微量介质及时吹到折流套和轴套之间,并继续吹送到密封压盖的蒸汽出口,经放空管线排放到zhi定回收容器,解决了波纹管内侧结焦物和积碳堆积影响波纹管弹性和浮动性的问题。同时暖泵时引入蒸汽到机械密封内部,波纹管温度很快就会上升,附着在波纹管外侧表面上的介质在短时间内就可达到熔融状态,消除介质对金属波纹管的粘附力。密封表面介质熔融速度远快于泵腔内介质的熔融速度,有效避免金属波纹管断裂。所以这种方法能够很好的解决密封结焦的问题。
4)改进效果通过2年使用检验,机械密封使用寿命能达1年以上,经济效益明显。
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。
安装和使用方面的原因
①静环端面和轴中心线不垂直;
②动静环不同心;
③弹簧压缩量太大,端面比压大;
④冲洗量过大、静环冲出缺口;
⑤没有冲洗,传动座内淤塞,弹簧不能补偿
⑥冲洗用的过滤器堵塞,摩擦副温度升高
①在有冷却的自冲洗中,因冷却器结垢,冷却能力下降,摩擦副温度升高
⑧对依靠密封箱夹套冷却的高温泵密封中,密封箱结水垢,摩擦副温度升高
⑨多组分的介质中轻组分増加,如液态烃中的C2含量增加0介质含固体颗粒或易结晶,使密封面磨损;
①急冷水选择不当而结垢,磨损静环,也可能使动环失去补偿能力;
②发生汽蚀或抽空时密封立刻失效;③振动过大,使密封寿命大大缩短。
运行费用高。离心压缩机的转速几乎100 )r/min左右。密封处轴径100~140mm。忽略其他因素的影响,每台机的密封消耗功率在20~30kW。此外,加上密封系统消耗的水、电或蒸汽等能耗,可使压缩机的效率下降2%-3%。这是一个不小的数字。
降低了压缩机的可靠性。由于密封油站设备多、仪表多、需要的能源种类多,其中任何一点小问题都可能导致压缩机停机。曾经发生过因为高位油罐(槽)液面计一个小螺丝松动而导致停机的事故。有人统计离心压缩机因油系统故障而停机的占55%~80%,尤其是开停机过程中,油系统故障率占的更高。所有这些都迫使人们探索一种可靠性高,经济效益好的离心压缩机轴封方法。经过长期的研究,英国克兰公司先推出了气体螺旋槽密封,当时称为28型密封,于上世纪70年代应用到工业上。实践表明,气体螺旋槽密封不仅有高的可靠性,还有很好的经济效益。
干气密封的泄漏量怎样?
前面谈到干气密封的泄漏微小。对于科学问题仅有般的叙述还不行,必须用数字来说明。下面引用英国克兰( lohn Crane)公司的试验
E40数据给人以量的概念。泄条件:70ar,空气漏量与密封端面的间隙30000r/min -y(或称气膜厚度)有关,由rmin于该值很小所以泄漏量也不大。此外,泄漏量还与密封端面的线速度和承受和压力越大泄漏量越大。对于空气面言当压力为7VPa时密封直径和转速对泄漏量的关系见图163。例如直径200m,转速在100omin时泄漏量不到100L/min,也就是说约6m/h。
三条曲线,下边靠近横坐标线的曲线为0r/min,即压缩机停运状态泄漏量,约为0.01~0.02m3/min(或0.6~1.2m/h)。这表明密封端面在压力作用下,已经悬浮起来。有间隙有压差当然就有泄漏。这是压力为7MPa时的情况,压力变化后泄漏量会是怎样的呢?
