機(jī)械密封在機(jī)泵上的應(yīng)用及故障處理

李泳錫 黃世偉(重慶天然氣凈化總廠，重慶 401220)

機(jī)械密封在機(jī)泵上的應(yīng)用及故障處理

李泳錫 黃世偉(重慶天然氣凈化總廠，重慶 401220)

在動力以及流體機(jī)械當(dāng)中，最為關(guān)鍵的零件之一便是機(jī)械密封，也可被稱作是端面密封，因其具有絕佳的密封效果，因此機(jī)械密封也被廣泛應(yīng)用在天然氣化工等眾多領(lǐng)域當(dāng)中，為燃?xì)鉄捇仁聵I(yè)發(fā)展做出了突出貢獻(xiàn)。但隨著使用周期的逐漸變長，機(jī)泵上也開始出現(xiàn)了機(jī)械密封故障問題?；诖?，本文將通過簡單介紹機(jī)械密封在機(jī)泵上的具體應(yīng)用，結(jié)合幾種常見故障，簡要分析研究機(jī)械密封在機(jī)泵上的故障處理。

機(jī)械密封；溶液循環(huán)泵；故障處理

根據(jù)筆者了解到的資料顯示，目前在天然氣化工中溶液循環(huán)機(jī)泵上所發(fā)生的故障問題，有一半是由于軸的密封出現(xiàn)問題導(dǎo)致泄露。一但出現(xiàn)機(jī)械密封故障導(dǎo)致溶液噴出，不僅將直接影響設(shè)備的正常運(yùn)行，同時也極有可能對操作人員的人身安全產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。因此處理好機(jī)泵上機(jī)械密封故障，也是保障機(jī)械密封能夠在機(jī)泵上得以有效應(yīng)用的根本前提。在此背景下，本文將著重圍繞機(jī)械密封在機(jī)泵上的應(yīng)用及故障處理進(jìn)行探究。

1 溶液循環(huán)泵中機(jī)械密封的應(yīng)用及結(jié)構(gòu)

本文所指應(yīng)用在天然氣化工當(dāng)中的溶液循環(huán)泵為多級臥式離心泵，應(yīng)用在溶液循環(huán)泵之上的機(jī)械密封為結(jié)構(gòu)緊湊的集裝式機(jī)械密封，其工作壓力在9MPa以下，工作溫度不超過60℃，軸外徑的直徑為6cm，軸轉(zhuǎn)速控制在2985r/min以內(nèi)。該機(jī)械密封采用的是具有較高強(qiáng)度與硬度的WC和SC摩擦副，其良好的導(dǎo)熱性能與績效的線膨脹系數(shù)，配合使用的具有耐高溫和抗老化性能的氟橡膠，即便是在高溫環(huán)境下也可以有效增強(qiáng)密封效果[1]。此外，靜止式的緩沖補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，使其轉(zhuǎn)動時能夠保持質(zhì)量平衡，以便溶液循環(huán)泵機(jī)械密封可以適應(yīng)高轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)。在我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展之下，機(jī)械密封技術(shù)逐漸成熟，并誕生了包括波紋管密封技術(shù)等在內(nèi)的一系列新型機(jī)械密封技術(shù)，隨著其應(yīng)用范圍逐漸增大，人們對機(jī)械密封的安全性、有效性也提出了更高的要求。

2 溶液循環(huán)泵中機(jī)械密封故障及處理

2.1 轉(zhuǎn)子失衡故障處理

筆者通過查閱大量相關(guān)研究文獻(xiàn)了解到，在天然氣化工廠當(dāng)中，經(jīng)常會出現(xiàn)溶液循環(huán)泵的機(jī)械密封故障問題。研究中顯示某天然氣化工廠曾經(jīng)連續(xù)三次更換了機(jī)械密封，但在一周的時間內(nèi)均在此出現(xiàn)了溶液循環(huán)泵泄露的問題。隨后廠內(nèi)工作人員通過動平衡檢測，發(fā)現(xiàn)在臥式硬支撐平衡機(jī)上的三個檢測點分別為515g、255g和120g，其質(zhì)量之大也反映出葉輪轉(zhuǎn)子存在失衡的問題，由此引發(fā)了泵的振動，使得動靜環(huán)分離，受液膜壓力作用將自動打開密封面，最終導(dǎo)致泄露問題的發(fā)生。因此在處理轉(zhuǎn)子失衡故障時，工作人員選擇對平衡機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，通過重新選材并適當(dāng)將加粗平衡管，使得流通面積得以有效增加，此后工作人員通過安裝壓力表，用于實時檢測泵轉(zhuǎn)子的動平衡，在故障處理之下，該情況得到有效好轉(zhuǎn)。

2.2 靜環(huán)磨蝕故障處理

在更換溶液循環(huán)泵的機(jī)械密封之后，經(jīng)常會在短期運(yùn)轉(zhuǎn)之內(nèi)再次發(fā)生泄露問題。而在對故障問題進(jìn)行深入分析的過程中，有人員發(fā)現(xiàn)溶液循環(huán)泵當(dāng)中原本光澤的靜環(huán)端面開始出現(xiàn)污漬，并且使用常規(guī)的清洗辦法很難將其完全清除干凈。根據(jù)研究資料顯示，附著在靜環(huán)端面的污物大部分為黑色的碳化硅。在進(jìn)一步分析過程中，人們發(fā)現(xiàn)溶液循環(huán)泵機(jī)械密封之所以會出現(xiàn)故障問題，是由于壓坯材料具有較大的粒度，使得靜環(huán)無法保持原有的高硬度，長期在高溫、高負(fù)荷的工作環(huán)境下進(jìn)行運(yùn)行，最終使得靜環(huán)出現(xiàn)磨蝕，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)械密封失去原有的密封效果，產(chǎn)生泄露問題[2]。因此在針對這一故障問題時，工作人員可以采用重新更換靜環(huán)，并在密封面當(dāng)中使用硬質(zhì)合金、工程陶瓷等具有良好耐腐蝕性和較高硬度與強(qiáng)度的材料，以此有效增強(qiáng)機(jī)械密封的效果，確保溶液循環(huán)泵機(jī)械密封能夠長時間的保持正常運(yùn)行。

2.3 傳動螺釘故障處理

在某天然氣化工廠內(nèi)曾經(jīng)在更換溶液循環(huán)泵機(jī)械密封后再次出現(xiàn)了泄露問題，在隨后的分解檢查當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)彈簧出現(xiàn)了位移、形變的問題，軸套內(nèi)壁出現(xiàn)大量劃痕，在綜合各項故障表現(xiàn)之后，工作人員推斷導(dǎo)致溶液循環(huán)泵機(jī)械密封故障是由傳動螺釘松動而引發(fā)。由于傳動螺釘出現(xiàn)松脫，使得軸套和軸相互分離，在轉(zhuǎn)動過程中，軸和軸套將會產(chǎn)生過高的摩擦熱，最終使得軸套彈簧變形，無法發(fā)揮自身的補(bǔ)償能力，最終導(dǎo)致溶液泄露。因此在處理此類故障時，首先需要使用高硬度的傳動螺釘更換變形的傳動螺釘，在裝配過程中嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，使用專業(yè)的工具進(jìn)行擰緊固定，以此有效做好機(jī)械密封的安裝工作，防止泄露問題的再次發(fā)生。

3 結(jié)語

總而言之，機(jī)械密封運(yùn)用在溶液循環(huán)泵當(dāng)中，能夠有效增強(qiáng)循環(huán)泵的密封效果，幫助其提升壓力，保障天然氣化工各項工作的順利開展。但由于溶液循環(huán)泵中機(jī)械密封本身存在設(shè)計問題，或是在長時間的運(yùn)行過程中出現(xiàn)磨損、腐蝕等問題下會產(chǎn)生各種各樣的故障，影響溶液循環(huán)泵的正常使用。工作人員還需要充分結(jié)合溶液循環(huán)泵的實際運(yùn)行情況，準(zhǔn)確判斷出故障位置及故障原因，采取行之有效的方式進(jìn)行故障處理。

[1]朱世勇.機(jī)泵機(jī)械密封泄漏原因分析及對策研究[J].化工設(shè)計通訊，2017，43(04):121-122.

[2]蔡艷，張斌，李正偉，張俊峰.機(jī)泵機(jī)械密封泄漏的原因及對策措施[J].山東化工，2013，42(08):148-151.