摘　要: 機械密封在泵的應用上非常廣泛,介質為易燃易爆品的泵用機械密封形式一般為帶封液罐的雙端面機械密封,以防止介質直接泄露至外部,釀成事故。在天然氣處理裝置中,泵所輸送的介質大多為液態輕烴,一旦泄露是非常危險的。所以通過合理的維修手段保障該類泵用機械密封的正常使用至關重要。淺談幾點維修經驗,供大家參考。

　　關鍵詞: 機械密封;雙端面; 維修

　　1　概述

　　機械密封在泵的應用上非常廣泛,介質為易燃易爆品的泵用機械密封形式一般為帶封液罐的雙端面機械密封,以防止介質直接泄露至外部,釀成事故。在天然氣處理裝置中,泵所輸送的介質大多為液態輕烴,一旦泄露是非常危險的。所以通過合理的維修手段保障該類泵用機械密封的正常使用至關重要。

　　淺談幾點維修經驗,供大家參考。

　　2　推薦安裝步驟

　　2.1　準備工作

　　2.1.1　準備好所要安裝的密封后,查閱密封工作圖,注意拆泵時各件拆裝順序,拆除舊機封。

　　2.1.2　檢查泵上與軸套、壓蓋相接觸的金屬件表面是否完好。

　　2.1.3　為了避免非金屬元件(如“ O”形圈)的損傷,應在有非金屬元件滑過的所有臺肩部位加工出倒角,所有尖角倒圓并修光滑。

　　2.1.4　清潔密封腔體,并檢查各安裝表面是否有損傷痕跡。

　　2.1.5　檢查與機械密封相關的安裝連接尺寸是否與機械密封工作圖相符。

　　2.1.6　校核密封腔體中旋轉件及靜止件的軸向及徑向跳動,不超過國家標準規定極限值。軸端部跳動小于0. 1mm,軸徑向跳動小于0. 03- 0. 05mm,密封腔止口端面與軸的垂直度小于0. 05mm。如果達不到要求,應更換軸承或調整相關部件。

　　2. 1. 7　擦凈各部件,對滑移部位添加潤滑劑。

　　推薦使用潤滑劑: 肥皂水、水、硅潤滑脂、乙二醇或甘油。

　　2. 2　裝配過程

　　①機械密封的裝配要求在清潔的環境中進行。

　　②拆開機械密封包裝,注意密封端面不可與硬物相碰。

　　③依據密封工作圖,確定密封工作長度。

　　密封彈性組件(包括動環)的工作長度是經過計算的,即在規定的運行壽命內能保持合適的端面比壓及彈性補償量的長度。工作長度與其自由狀態的長度差值,即是密封的壓縮量,安裝中,需計算得出實際壓縮量。可根據使用經驗對密封壓縮量進行少量增減,否則必須保證密封工作圖尺寸。盲目或過大增減壓縮量、不按密封工作圖尺寸安裝將導致密封不能工作或過早失效。

　　④測量壓蓋尺寸(含止口墊)后,將靜環及靜環密封圈裝至壓蓋內,并注意靜環后部的槽對入壓蓋上的防轉銷。如果靜環密封圈是“ O”形圈,可將密封圈表面涂潤滑劑后,套到靜環上,再將靜環放平用手壓入壓蓋。如果靜環密封圈是聚四氟乙烯或柔性石墨,則先將密封圈裝到靜環上,平放到壓蓋內,對準壓蓋上的防轉銷,注意密封圈內外圓上倒角方向有利于安裝。端面平墊軟布,用壓力機或鉆床等類似能產生壓力的機械將靜環緩慢壓入壓蓋,端面加力必須均勻,并測量尺寸是否符合要求且一致。不可對靜環局部用力,不允許對靜環敲擊。如果壓不動或壓力很大,應立即停止,測量壓蓋、密封圈及靜環尺寸,對不合適的尺寸進行修整后再裝配。

　　⑤清潔密封端面,將已安裝動環及軸封的軸套和已安裝靜環及止口密封圈的壓蓋小心合在一起,把端面貼和。如果是帶限位板的集成式密封,此時可將限位板安裝固定好。再將剩余零件安裝,需要緊固的,應均勻擰緊螺釘。軸套緊固方式若采用螺母(即傳動環)緊固鍵傳動形式(通常是雙支撐泵) ,要選準螺紋旋向,即軸套緊固螺母擰緊方向與軸的旋向相反,注意此種情況必須有鍵傳動軸套。

　　⑥一般懸臂泵的軸套直接用葉輪壓緊固定,用鍵傳動。安裝時,可根據習慣,先將整套密封套裝到軸上,再裝泵蓋固定密封壓蓋。也可以先將整套密封裝到泵蓋上并固定密封壓蓋,再裝到泵軸上。注意軸封墊和壓蓋墊要安裝到位。將泵蓋與懸架固定后,可裝葉輪鍵、葉輪等其它件。

　　⑦安裝雙支撐泵的密封,將整套密封從軸端套入緩慢推到密封腔中,注意軸套鍵槽要對準軸上的鍵,類似圖十七結構的密封,要將軸套推到位后固定壓蓋,軸封圈需待壓蓋固定后安裝。將整套密封推到位,壓蓋進入止口并壓住壓蓋墊后固定壓蓋。對于用傳動環定位和傳動的軸套或用脹緊圈固定傳動的軸套,均勻擰緊傳動環上螺釘固定軸套。最后不要忘記拆移限位板。

　　⑧安裝帶泵送環的雙端面或串聯機封時,先按密封工作圖組裝密封和分步安裝密封,軸向螺旋泵送環需注意旋向與工作圖一致,如果軸是順時針旋轉,應安裝左旋泵送環,反之為右旋泵送環。使用徑向泵送環的機封,安裝時注意壓蓋上緩沖液出口方向與軸旋向一致,應有利于緩沖液流出。

　　⑨緊固固定壓蓋的螺母時,要均勻擰緊各螺母,以免壓蓋偏斜。緊固螺母后注意檢查壓蓋與軸之間間隙是否均勻,如果有干涉,需拆卸調整,以免導致密封損傷。

　　⑩組裝泵其余各件,安裝完畢后。轉動泵軸,檢查靜環、壓蓋與軸套之間和旋轉件與密封腔之間有無摩擦,泵軸轉動一周應感覺用力均勻。如轉不動軸或轉一周局部用力很大,則應檢查密封是否存在安裝問題,必要時應拆泵查找問題后重裝。

　　⑪依據泵或密封工作圖,連接密封輔助系統管線,同時要保證管路系統清潔,保證機封工作環境整潔,注意管路排布,防止局部滯留氣體影響循環。

　　3　主要泄漏點

　　①軸套與軸間的密封; ②動環與軸套間的密封;③動、靜環摩擦副; ④對靜環與靜環座間的密封;⑤密封端蓋與泵體間的密封。

　　一般來說,軸套外伸的軸間、密封端蓋與泵體間的泄漏比較容易發現和解決,但需細致觀察。其余的泄漏直觀上很難辯別和判斷,須在長期管理、維修實踐的基礎上,對泄漏癥狀進行觀察、分析、研判,才能得出正確結論。

　　4　機封維修后的操作注意事項

　　①將泵的入口閥打開,引入介質,在有一定靜壓情況下觀察密封情況。②緩慢轉動泵軸,觀察密封有無泄漏。如果出現較大的泄漏,則可能存在密封安裝或其他問題, 應拆開密封仔細查找原因, 排除后重裝。③如果情況良好,即可啟泵。對于高溫介質的泵,需按要求緩慢加溫,待密封腔達到合適溫度后才可以啟泵。注意打開輔助系統閥門,使輔助系統良好的工作。④啟動泵初期,可能存在微小的滲漏,但是滲漏逐漸減少則可正常使用,而滲漏不斷增加則說明有安裝錯誤或密封有問題,應停止運行,拆泵查找原因,重新裝配密封。

　　5　泄露原因分析及判斷

　　安裝靜試時泄漏。機械密封安裝調試好后,最好在進行靜試漏, 不盤泵、不運轉的情況下觀察泄漏量。如泄漏量較小,一般為動環或靜環密封圈泄露;泄漏量較大時,一般為動、靜環摩擦副泄露。在初步觀察泄漏量、判斷泄漏部位的基礎上,再手動盤車觀察,若泄漏量無明顯變化則靜、動環密封圈有問題;如盤車時泄漏量有明顯變化則可斷定是動、靜環摩擦副存在問題; 如泄漏介質沿軸向噴射,則動環密封圈存在問題居多,泄漏介質向四周噴射或從水冷卻孔中漏出,則多為靜環密封圈失效。此外,泄漏通道也可同時存在,但一般有主次區別,只要觀察細致,熟悉結構,一定能正確判斷。

　　試運轉時出現的泄漏。泵用機械密封經過靜試后,運轉時高速旋轉產生的離心力,會抑制介質的泄漏。因此,試運轉時機械密封泄漏在排除軸間及端蓋密封失效后,基本上都是由于動、靜環摩擦副受破壞所致。引起摩擦副密封失效的因素主要有: ①操作中,因抽空、氣蝕、憋壓等異常現象,引起較大的軸向力,使動、靜環接觸面分離; ②對安裝機械密封時壓縮量過大,導致摩擦副端面嚴重磨損、擦傷; ③動環密封圈過緊,彈簧無法調整動環的軸向浮動量; ④靜環密封圈過松,當動環軸向浮動時,靜環脫離靜環座; ⑤工作介質中有顆粒狀物質,運轉中進人摩擦副,探傷動、靜環密封端面; ⑥設計選型有誤,密封端面比壓偏低或密封材質冷縮性較大等。上述現象在試運轉中經常出現,有時可以通過適當調整靜環座等予以消除,但多數需要重新拆裝,更換密封。

　　正常運轉中突然泄漏。離心泵在運轉中突然泄漏少數是因正常磨損或已達到使用壽命,而大多數是由于工況變化較大或操作、維護不當引起的。

　　①抽空、氣蝕或較長時間憋壓,導致密封破壞;②對泵實際輸出量偏小,大量介質泵內循環,熱量積聚,引起介質氣化,導致密封失效; ③回流量偏大,導致吸人管側容器(塔、釜、罐、池)底部沉渣泛起,損壞密封; ④對較長時間停運,重新起動時沒有手動盤車,摩擦副因粘連而扯壞密封面; ⑤介質中腐蝕性、聚合性、結膠性物質增多; ⑥環境溫度急劇變化; ⑦工況頻繁變化或調整; ⑧突然停電或故障停機等。離心泵在正常運轉中突然泄漏,如不能及時發現,往往會釀成較大事故或損失,須予以重視并采取有效措施。

　　6　泵用機械密封檢修中的幾個誤區

　　彈簧壓縮量越大密封效果越好。其實不然,彈簧壓縮量過大,可導致摩擦副急劇磨損,瞬間燒損; 過度的壓縮使彈簧失去調節動環端面的能力,導致密封失效。

　　動環密封圖越緊越好。其實動環密封圈過緊有害無益。一是加劇密封圈與軸套間的磨損,過早泄漏; 二是增大了動環軸向調整、移動的阻力,在工況變化頻繁時無法適時進行調整; 三是彈簧過度疲勞易損壞; 四是使動環密封圈變形,影響密封效果。

　　靜環密封圈越緊越好。靜環密封圈基本處于靜止狀態,相對較緊密封效果會好些,但過緊也是有害的。一是引起靜環密封因過度變形,影響密封效果;二是靜環材質以石墨居多,一般較脆,過度受力極易引起碎裂;三是安裝、拆卸困難,極易損壞靜環。

　　葉輪鎖母越緊越好。機械密封泄漏中,軸套與軸之間的泄漏(軸間泄漏)是比較常見的。一般認為,軸間泄漏就是葉輪鎖母沒鎖緊,其實導致軸間泄漏的因素較多,如軸間墊失效,偏移,軸間內有雜質,軸與軸套配合處有較大的形位誤差,接觸面破壞,軸上各部件間有間隙,軸頭螺紋過長等都會導致軸間泄漏。鎖母鎖緊過度只會導致軸間墊過早失效,相反適度鎖緊鎖母,使軸間墊始終保持一定的壓縮彈性,在運轉中鎖母會自動適時鎖緊,使軸間始終處于良好的密封狀態。

　　新的比舊的好。相對而言,使用新機械密封的效果好于舊的,但新機械密封的質量或材質選擇不當時,配合尺寸誤差較大會影響密封效果; 在聚合性和滲透性介質中, 靜環如無過度磨損,還是不更換為好。因為靜環在靜環座中長時間處于靜止狀態,使聚合物和雜質沉積為一體,起到了較好的密封作用。

　　拆修總比不拆好。一旦出現機械密封泄漏便急于拆修,其實,有時密封并沒有損壞,只需調整工況或適當調整密封就可消除泄漏。這樣既避免浪費又可以驗證自己的故障判斷能力,積累維修經驗提高檢修質量。

　　7　結論

　　在石油、天然氣加工等行業中雙端面機械密封的應用非常廣泛,對它的維修技術也一直是維修行業探討的熱點,本文根據數年來對一般類型機械密封的維修經歷,淺談一些個人經驗。對于特殊結構及密封形式的,應視具體情況靈活應用。

　　[參考文獻]

　　[1]　朱利凱. 天然氣處理與加工. 北京: 石油工業出版社, 1997.

　　[2]　姚玉英,陳常貴,柴誠敬. 天津: 天津大學出版社, 2004.

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