高溫油泵機械密封失效原因分析

筆者:安懷泵閥公布精力:2017-10-20 10:48點擊: 次
高溫油泵機械密封失效原因分析
　　機械密封基本類型有：(1)接觸式和非接觸式密封;(2)內裝式和外裝式機械密封;(3)內流式和外流式機械密封;(4)非平衡式和平衡式機械密封;(5)單端面、雙端面及多端面機械密封。密封的基本形式有：波紋管機械密封、窄環刃邊機械密封、集裝式機械密封、開淺槽機械密封等。
　　高溫油泵機械密封的選用一直是一大難題，如催化裂化油漿泵、常壓塔底泵、初餾塔底泵、減壓塔底泵、減壓蠟油泵、延遲焦化的輻射進料泵等。高溫油泵的工作介質具有以下特點：
　　溫度高：一般在 300~400℃;介質粘度大：在300~400℃時，運動粘度為12~180mm2/s;介質含顆粒：如催化劑、焦炭、砂粒等雜質;機械密封形式為波紋管機械密封。
　　重油溫度高(300℃以上)，密度大、粘度高、凝固點低、油品酸值較高，預熱不充分時，粘稠的介質包裹著機械密封的動、靜環及彈性體。當機泵開始運轉時，波紋管扭曲不平衡，動靜環脫開泄漏;高溫介質進入密封腔后，極易造成密封面裂紋泄漏;渣油酸值高，對機械密封的密封面和波紋管都有一定的腐蝕;高溫熱油極易造成各密封點O形圈的老化失效;常壓塔底渣油和減壓塔底渣油內有很多泥沙顆粒，進入機械密封動密封面，造成密封面磨損高溫油泵泄漏。
YCB齒輪泵
　　由于原機械密封存在問題，造成了機封大面積的頻繁泄漏，其密封失效的原因有：
　　(1)波紋管機封失彈或斷裂引起的密封失效
　　波紋管在使用過程中，其剛度或彈性會慢慢減小，試驗和實際應用表明，當波紋管的失彈量超過設計初始壓縮量的18-20%時，整個波紋管機械密封會發生泄漏。使用中發現，金屬波紋管機封在溫度低于200℃時，失彈現象不明顯，但在高溫工況下(溫度超過300℃)使用，泵很快發生泄漏。還有一種情況，工作介質結晶沉淀甚至凝固在波紋管的縫隙中，波紋管變形能力減小甚至喪失變形能力。高溫和載荷是造成波紋管失彈的主要原因。
　　(2)配對摩擦副中石墨環的過度磨損引起密封失效
　　發生泄漏后，將失效的機封拆下檢查，發現石墨密封環磨損嚴重，金屬波紋管機封的端面比壓受波紋管的有效直徑影響，而有效直徑隨壓力的變化而改變，當波紋管受外壓，其有效直徑隨壓力的加大而逐漸縮小;當波紋管受內壓，其有效直徑隨壓力的加大而逐漸加大。由于壓力過大，導致摩擦副摩擦嚴重，石墨環過度磨損引起泄漏。
　　(3)配對摩擦副中硬質合金環的表面熱裂引起密封失效
　　在生產使用中發現，密封摩擦副的硬質合金環出現由硬面中心向外發散的許多粗細不一的徑向裂紋，這是熱裂導致的密封失效。產生熱裂的主要原因是過高的局部熱應力，其中硬質合金環與環座兩種材料的線膨脹系數存在差別，采用堆焊結構還是整體結構，密封冷卻沖洗系統中沖洗液的類型、沖洗方式和流量的大小等因素，都可能引起密封端面發生熱裂。
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