高溫油泵機(jī)械密封失效原因分析
作者:安懷泵閥發(fā)布時間:2017-10-20 10:48點(diǎn)擊:
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高溫油泵機(jī)械密封失效原因分析
機(jī)械密封基本類型有：(1)接觸式和非接觸式密封;(2)內(nèi)裝式和外裝式機(jī)械密封;(3)內(nèi)流式和外流式機(jī)械密封;(4)非平衡式和平衡式機(jī)械密封;(5)單端面、雙端面及多端面機(jī)械密封。密封的基本形式有：波紋管機(jī)械密封、窄環(huán)刃邊機(jī)械密封、集裝式機(jī)械密封、開淺槽機(jī)械密封等。
高溫油泵機(jī)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(jìn)料泵等。高溫油泵的工作介質(zhì)具有以下特點(diǎn)：
溫度高：一般在 300~400℃;介質(zhì)粘度大：在300~400℃時，運(yùn)動粘度為12~180mm2/s;介質(zhì)含顆粒：如催化劑、焦炭、砂粒等雜質(zhì);機(jī)械密封形式為波紋管機(jī)械密封。
重油溫度高(300℃以上)，密度大、粘度高、凝固點(diǎn)低、油品酸值較高，預(yù)熱不充分時，粘稠的介質(zhì)包裹著機(jī)械密封的動、靜環(huán)及彈性體。當(dāng)機(jī)泵開始運(yùn)轉(zhuǎn)時，波紋管扭曲不平衡，動靜環(huán)脫開泄漏;高溫介質(zhì)進(jìn)入密封腔后，極易造成密封面裂紋泄漏;渣油酸值高，對機(jī)械密封的密封面和波紋管都有一定的腐蝕;高溫?zé)嵊蜆O易造成各密封點(diǎn)O形圈的老化失效;常壓塔底渣油和減壓塔底渣油內(nèi)有很多泥沙顆粒，進(jìn)入機(jī)械密封動密封面，造成密封面磨損高溫油泵泄漏。
由于原機(jī)械密封存在問題，造成了機(jī)封大面積的頻繁泄漏，其密封失效的原因有：
(1)波紋管機(jī)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(yīng)用表明，當(dāng)波紋管的失彈量超過設(shè)計初始壓縮量的18-20%時，整個波紋管機(jī)械密封會發(fā)生泄漏。使用中發(fā)現(xiàn)，金屬波紋管機(jī)封在溫度低于200℃時，失彈現(xiàn)象不明顯，但在高溫工況下(溫度超過300℃)使用，泵很快發(fā)生泄漏。還有一種情況，工作介質(zhì)結(jié)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(huán)的過度磨損引起密封失效
發(fā)生泄漏后，將失效的機(jī)封拆下檢查，發(fā)現(xiàn)石墨密封環(huán)磨損嚴(yán)重，金屬波紋管機(jī)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(dāng)波紋管受外壓，其有效直徑隨壓力的加大而逐漸縮小;當(dāng)波紋管受內(nèi)壓，其有效直徑隨壓力的加大而逐漸加大。由于壓力過大，導(dǎo)致摩擦副摩擦嚴(yán)重，石墨環(huán)過度磨損引起泄漏。
(3)配對摩擦副中硬質(zhì)合金環(huán)的表面熱裂引起密封失效
在生產(chǎn)使用中發(fā)現(xiàn)，密封摩擦副的硬質(zhì)合金環(huán)出現(xiàn)由硬面中心向外發(fā)散的許多粗細(xì)不一的徑向裂紋，這是熱裂導(dǎo)致的密封失效。產(chǎn)生熱裂的主要原因是過高的局部熱應(yīng)力，其中硬質(zhì)合金環(huán)與環(huán)座兩種材料的線膨脹系數(shù)存在差別，采用堆焊結(jié)構(gòu)還是整體結(jié)構(gòu)，密封冷卻沖洗系統(tǒng)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(fā)生熱裂。
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