機械密封在多極離心泵中的使用及檢修1

技師鑒定論文工種：機修鉗工機械密封在增壓離心泵中的應(yīng)用姓名：辛南翔身份證號：工作單位：武鋼集團昆鋼股份公司煉鋼廠工種：機修鉗工等級：技師準(zhǔn)考證號：培訓(xùn)單位：鑒定單位：日期：201機械密封在離心泵中的使用及檢修辛南翔武鋼集團昆鋼股份煉鋼廠郵政編碼：650302摘要：隨著工業(yè)企業(yè)流程化、自動化水平的不斷提高，設(shè)備穩(wěn)定性、可靠性顯得尤為重要?，F(xiàn)場設(shè)備的泄漏已成為評定設(shè)備現(xiàn)場管理的重要指標(biāo)之一，因此密封性能就是評定設(shè)備管理的一個重要方面。因機械密封在現(xiàn)場以其性能可靠、泄漏量少、使用壽命長、功耗低，而廣泛應(yīng)用于冶金、石油、化工企業(yè)離心泵中。結(jié)合機械密封在離心泵使用特點，總結(jié)出現(xiàn)場使用的一些經(jīng)驗，以便于治理泄漏。關(guān)鍵詞：機械密封密封性能原因分析維護(hù)檢修前言：密封件是個很小的東西，是指絕大多數(shù)工廠的采購和所占的經(jīng)費比例來看，但是密封雖小，卻是對工業(yè)生產(chǎn)運行非常重要的部件，就像我們廠的增壓離心泵是單級單吸立式管道離心泵,主要用于設(shè)備冷卻水系統(tǒng)總管道增壓,確保設(shè)備冷卻水壓力的需要.在使用過程中主要就是泄漏問題一直難以解決,更換一次,使用壽命最多一個月就開始噴射泄漏.因此,機械密封在離心泵中的使用及檢修就很重要.1.現(xiàn)用密封存在問題簡介：我廠更換使用過的三種類型的密封件1.1問題一首先選用普通密封，該密封泄漏量不好控制，主要表現(xiàn)在設(shè)備對主要密封面的粗糙度和平直度如果達(dá)不到很高的要求〔圖一〕，如下圖普通的密封由于結(jié)構(gòu)簡單，耐磨性不好，往往泄漏量會隨著設(shè)備的運轉(zhuǎn)逐步加大，如果生產(chǎn)任務(wù)緊，不能及時停機檢修，會造成嚴(yán)重的泄漏影響生產(chǎn)。圖1：丁晴橡膠骨架油封1.2問題二改用GVA型密封使用周期短，一般的V型密封是密封端面直接和設(shè)備接觸〔圖二〕，如圖二所示在正常的工作條件下，由于高溫、高壓、及介質(zhì)對密封端面的腐蝕，密封端面的損壞會很快，一般周期最長就是幾個月，都因泄漏，無法再運行。經(jīng)常更換不僅增加備件本錢，更損耗了大量的人力物力，降低了生產(chǎn)效率。22b圖2：水封GVA示意圖1.3問題三再改夾布密封具有使用的不穩(wěn)定性，尤其在使用過程中，如果安裝不到位或者設(shè)備運行穩(wěn)定性不好，夾布密封由于結(jié)構(gòu)簡單，在安裝空間內(nèi)不能做到絕對的固定〔圖3〕，密封如圖3所示往往使用一段時間就要進(jìn)行調(diào)整，最明顯的就是根部密封，設(shè)備運行一段時間后就要對端蓋進(jìn)行調(diào)整壓緊，很影響工作效率。圖3：夾布密封示意圖1.4問題四由于設(shè)備介質(zhì)比擬復(fù)雜，現(xiàn)在一般密封往往是由丁晴橡膠、氟橡膠、聚氨脂、硅橡膠等制作，由于材料性能，化學(xué)性質(zhì)和制作工藝等原因，這幾種材料的研制還沒有到達(dá)最高的水平，最明顯的表現(xiàn)就是沒有一種材料能全面的抵抗復(fù)雜介質(zhì)，比方最常見的丁晴橡膠對石油基液壓油相容較好，，作為密封材料有較好的穩(wěn)定性，但是它的工作溫度只能在-30℃——+100在不同材料密封的選用上還帶來一個問題，我們的工人在安裝密封的過程中，往往會養(yǎng)成習(xí)慣，因為他熟悉密封的密封面的硬度等特性，在安裝中是用什么工具，用多大的力度都是墨守成規(guī)的，但是突然更改一種材料，往往會損壞密封造成財產(chǎn)損失和影響生產(chǎn)。2.采取的措施我們廠為了按時高效的保生產(chǎn)，完成規(guī)定的生產(chǎn)任務(wù)量，對設(shè)備的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行了細(xì)致的分析和研討，發(fā)現(xiàn)用在生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)的密封雖然是小東西不起眼，但是卻起著非常重要的作用，我經(jīng)過認(rèn)真研究，只有使密封經(jīng)久耐用對設(shè)備起一個完好的保護(hù)，我們的生產(chǎn)才會不脫節(jié)，生產(chǎn)安排才不會打亂，現(xiàn)在隨著技術(shù)的進(jìn)步，密封的設(shè)計和材料也有了很大的提高，應(yīng)對綜合介質(zhì)和復(fù)雜工況的能力也得到了加強，機械密封就是一個適合我們離心泵密封的一個好產(chǎn)品，下面我來介紹一下機械密封的結(jié)構(gòu)特點，工作原理等各方面及我們應(yīng)對泄漏采取的措施。2.1機械密封的結(jié)構(gòu)特點為了適應(yīng)不同工作條件的需要，機械密封有多種不同的型式。1、按密封端面的對數(shù)，分為單端面〔圖4〕、雙端面〔圖5〕等機械密封。單端面——在密封裝置中只有一對密封端面。它結(jié)構(gòu)簡單，是常用的機械密封型式。圖4：單端面機械密封及安裝圖雙端面——在密封裝置中具有兩對密封端面。它結(jié)構(gòu)復(fù)雜，適用于強腐蝕、易燃易爆、有毒有害介質(zhì)以及真空的場合。圖5：雙端面機械密封及安裝圖2、按密封流體作用在密封端面上的壓力是卸荷或不卸荷，可分為平衡式和非平衡式機械密封。平衡式——密封流體作用在密封端面上壓力局部卸荷或全部卸荷。非平衡式——密封流體作用在密封端面上的壓力不卸荷。平衡式適用于中、高壓條件的機械密封；非平衡式適用于低壓條件的機械密封。3、按彈簧是否置于密封流體之內(nèi)，分為彈簧內(nèi)置式和彈簧外置式機械密封。彈簧內(nèi)置式——彈簧置于密封流體之內(nèi)。彈簧外置式——彈簧置于密封流體之外。彈簧內(nèi)置式的密封端面受力狀態(tài)好，泄漏量小，冷卻與潤滑好。所以，除了帶腐蝕性的介質(zhì)外，應(yīng)盡可能采用內(nèi)置式結(jié)構(gòu)。4、按補償結(jié)構(gòu)中的彈簧個數(shù)，分為單彈簧式和多彈簧式的機械密封。單彈簧式——在補償機構(gòu)中只有一個彈簧。它用于負(fù)荷較輕、軸徑較小的場合。多彈簧式——在補償機構(gòu)中有多個彈簧。用于較大軸徑。密封端面上彈簧力分布較均勻，但彈簧絲直徑小，腐蝕對彈簧影響較大。5、按補償機構(gòu)是否隨軸旋轉(zhuǎn)，分為旋轉(zhuǎn)式和靜止式機械密封。旋轉(zhuǎn)式——補償環(huán)隨軸旋轉(zhuǎn)。靜止式——補償環(huán)不隨軸旋轉(zhuǎn)。2.2、機械密封結(jié)構(gòu)型式的選擇腐蝕性較弱的介質(zhì)，通常選用內(nèi)置式機械密封，其端面受力狀態(tài)和介質(zhì)泄漏方向都比外置式合理。對于強腐蝕性介質(zhì)，由于彈簧選材較困難，可選用外置式或聚四氟乙烯波紋管式機械密封，但一般只適用p≤0.2～0.3MPa的范圍內(nèi)。易結(jié)晶、易凝固和高粘度的介質(zhì)，應(yīng)采用大彈簧旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)。因為小彈簧容易被固體物堵塞，高粘度介質(zhì)會使小彈簧軸向補償移動受阻。根據(jù)工作參數(shù)p、v、t選型這里p是指密封腔處的介質(zhì)壓力，根據(jù)p值的大小可以初步確定是否選擇平衡式的結(jié)構(gòu)以及平衡程度。對于介質(zhì)粘度高、潤滑性好的，p≤0.8MPa，或低粘度、潤滑性較差的介質(zhì)，p≤0.5MPa時，通常選用非平衡式結(jié)構(gòu)。p值超過上述范圍時，應(yīng)考慮選用平衡式結(jié)構(gòu)。當(dāng)p＞15MPa時，一般單端面平衡式結(jié)構(gòu)很難到達(dá)密封要求，此時可選用串聯(lián)式多端面密封。由于泵內(nèi)流體和泵外大氣間存在著壓差，為了防止?jié){體外泄，因此泵在運行時需設(shè)密封裝置，稱其為軸封。常用的軸封種類有：填料密封、機械密封、動力密封以及浮動密封等形式。從目前各行業(yè)用泵情況看，機械密封已經(jīng)成為各行業(yè)通用的密封形式，并且該密封形式運行平穩(wěn)，可靠，給各行業(yè)帶來很大的經(jīng)濟效益。2.3機械密封的根本原理、工作原理及結(jié)構(gòu)機械密封是由兩塊密封元件〔靜環(huán)和動環(huán)〕垂直于軸的光滑而平直的外表相互貼合，并做相對轉(zhuǎn)動而構(gòu)成的密封裝置，如圖6所示。它是靠彈性構(gòu)件〔如彈簧〕和密封介質(zhì)的壓力在旋轉(zhuǎn)的動環(huán)和靜環(huán)的接觸面〔端面〕上產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膲壕o力，使這兩個端面緊密貼合。原理：通過動環(huán)和靜環(huán)密切配合，并作相對轉(zhuǎn)動進(jìn)行密封．工作時動環(huán)受液體壓力和彈力作用，沿著軸向移動，緊貼在靜環(huán)端面上，并作相對運動，在運動過程中，動環(huán)與靜環(huán)密封面上形成一層液膜，起到密封作用。結(jié)構(gòu)：機械密封是靠相對滑動的端面，在流體壓力和彈力作用下，保持接合并配以輔助密封而到達(dá)阻漏的軸封裝置。從圖中可知，流體可能泄漏的途徑有4種，A流道：靜環(huán)與壓蓋；B流道：壓蓋于殼體，二者均屬靜密封；C流道：動環(huán)與軸。靜密封元件最常殼體用的有橡膠0形圈；D流道：動環(huán)與靜環(huán)的端面彼相對滑動的動密封。根據(jù)其工作原理可知：為了使密封端面間保持必要的液膜厚度，必須保證兩端面的光潔。圖6：多極離心泵中使用的機械密封結(jié)構(gòu)示意圖2.4．具體的措施根據(jù)機械密封特點對泄漏原因分析及加強檢修水平1.防止靜泄漏。當(dāng)更換新機封后，進(jìn)行靜壓試驗，如泄漏量少于10滴／分，那么可認(rèn)為在正常范圍內(nèi)；如泄漏量較大，且向四周噴射，那么說明動、靜環(huán)密封圈安裝存在問題，需重新調(diào)配。2.防止運轉(zhuǎn)過程中泄漏。排除靜密封點泄漏外，運轉(zhuǎn)過程中泄漏主要是由于動環(huán)、靜環(huán)液膜受破壞所致，引起密封失效的原因主要有：.1泵體內(nèi)抽空造成，泵體內(nèi)無液體，使動、靜環(huán)面無法形成完整的液膜；.2安裝過程中動環(huán)面壓縮量過大，導(dǎo)致運轉(zhuǎn)過程中，短時間內(nèi)動環(huán)、靜環(huán)兩端面嚴(yán)重磨損、擦傷，無法形成密封液膜；.3動環(huán)密封圈制造安裝過緊，軸向力無法調(diào)整動環(huán)的軸向浮動量，動、靜環(huán)之間液膜厚度不隨泵的工況發(fā)生變化，造成液膜不穩(wěn)定；.4工作介質(zhì)中有顆粒狀物質(zhì)，運轉(zhuǎn)中進(jìn)入動環(huán)、靜環(huán)端面，損傷動、靜環(huán)密封端面，無法形成穩(wěn)定液膜；.5顆粒狀物質(zhì)中進(jìn)入環(huán)彈簧元件(或波紋管)時，造成動環(huán)無法調(diào)整軸向浮動量，造成動、靜環(huán)端面間隙過大，無法形成穩(wěn)定液膜。在現(xiàn)場中出現(xiàn)上述問題時，大多需要重新拆裝機械密封，有時需要更換機械密封，有時僅需清洗機械密封。3.正常運轉(zhuǎn)中突然泄漏。離心泵在運轉(zhuǎn)中突然泄漏少數(shù)是因正常磨損或已到達(dá)使用壽命，而大多數(shù)是由于工況變化較大引起的。.1抽空導(dǎo)致密封破壞；.2高溫加劇泵體內(nèi)油氣體別離，導(dǎo)致密封失效。2.5、機械密封使用、維護(hù)、檢修中應(yīng)注意的幾項問題1、液膜形成輸送原油過程中，原油的粘度大、潤滑性好，可提高動、靜環(huán)兩端面的液膜形成的穩(wěn)定性；但是純水那么降低了兩端面的液膜形成的穩(wěn)定性，易發(fā)生泄露。在條件許可時，增加機械密封的潤滑，提高防泄漏效果，延長機械密封使用壽命。2、冷卻機械密封依靠動、靜端面形成液膜形成密封，因而切忌端面干磨，否那么兩端面間的液膜就會汽化。使摩擦產(chǎn)的在量熱無法散失，造成動、靜環(huán)破裂。因此機械密封在使用中應(yīng)絕對保證沖洗冷卻液的供給及暢通。如依靠輸送介質(zhì)降低機械密封的溫度時，應(yīng)保證輸送介質(zhì)的充足。3、合理使用機械密封機械密封經(jīng)過一段時間使用后，靜泄漏量增大，為減少靜泄漏量，操作人員有時會人為排空泵內(nèi)液體，造成短時間內(nèi)動環(huán)、靜環(huán)干磨，違反機械密封使用規(guī)程，因而大大降低機械密封的使用壽命。4、機械密封的更換當(dāng)機械密封泄露，很大程度上是由于泵體的內(nèi)部的間隙、工況發(fā)生變化，而密封本身并沒有損壞，因此在實際中需要分析，是機械密封損壞，還是泵的工況發(fā)生變化，例如：當(dāng)泵平衡盤嚴(yán)重磨損時，會造成多極離心泵一端機械密封急劇泄漏輸送介質(zhì)，而密封完好，只需要對舊密件進(jìn)行清洗，重新安裝使用即可。但當(dāng)舊機械密封損壞時，選用新密封的材質(zhì)、端面光潔度不達(dá)標(biāo)時，使用效果會差于舊密封的使用效果。因此在現(xiàn)場安裝使用機械密封的過程中，不僅要了解機械密封的結(jié)構(gòu)、工作原理，更多的需要分析了解現(xiàn)場情況，以便于更好的解決現(xiàn)場問題。3、應(yīng)用效果通過對機械密封的選型使用，表達(dá)了很好的經(jīng)濟價值，并且節(jié)省了人力物力，具體表達(dá)在以下幾個方面：1、泄漏量可以限制到很少，只要主密封面外表粗糙度和平直度能到達(dá)要求，只要材料耐磨性好，機械密封可以到達(dá)很少的泄漏量，甚至是肉眼看不到的泄露。2、使用周期長，在機械密封中，主要磨損局部是密封摩擦副端面，因密封端面的磨損量在正常工作條件下不大，一般可以使用1-2年，這樣就防止了頻繁的采購密封和經(jīng)常地更換，節(jié)省了本錢。3、運轉(zhuǎn)中不用調(diào)整，由于機械密封靠彈簧力和流體壓力使摩擦副端面貼合，在運轉(zhuǎn)工程中自動保持接觸，