化工泵机械密封泄漏分析及检修

化工泵机械密封泄漏分析及检修

谢卫军

新疆天利高新石化股份有限公司新疆克拉玛依833699

摘要：化工泵是化工生产的重要设备，对于化工生产的顺利进行具有十分重要的现实意义。但是化工泵的工作环境非常恶劣，这就给化工泵的正常运行带来不少负面的影响，尤其是其机械密封容易受到干扰，进而引起机械密封失效，影响化工生产的顺利进行。因此，在实际的工作过程中要对化工泵采取有效的检修措施，进而为生产的顺利实施提供可靠保障。本文对化工泵机械密封泄漏分析及检修进行研究。

关键词：化工泵；机械密封；泄漏分析；检修

1化工泵的机械密封原理

通常情况下，化工泵机械密封的实现主要是在动环、静环、密封元件以及压缩元件的配合下实现的，其中静环与动环组成一对摩擦副。在化工泵的工作过程中，密封室内的液体和压紧元件的压力将动环与静环紧紧地压在一起，而且在动环和静环之间还能形成一层液体膜进一步增加了化工泵的密封效果。由于压紧元件具有较高的压力，在静止的状态下，泵的端面之间也能保持良好的贴合状态，进而避免密封介质发生泄漏，而且还能有效防止杂质进入到密封端面之中。

2化工泵机械密封的泄漏分析

2.1泄漏出现在安装静试环节

通常采用静试对调试好的机械设备进行泄漏量的观察，针对泄漏量的判定分析主要有四：一是机械设备泄漏量小的情况。当泄漏量较小时可以判定是化工泵静环或动环出现密封性问题；二是泄漏量大的情况。当机械泄漏量大时说明存在设备动、静环摩擦副间异常。通过对机械设备泄漏量、泄漏位置进行判断，当确定故障位置后利用手动盘车对动、静密封圈问题情况进行判定；三是泄漏无明细变化，则可以确定问题出现在动、静密封圈；四是通过对介质泄漏位置对故障进行判定。当故障为静环密封失效时，则表现为介质从冷水孔漏出或介质四射喷溅。此外，泄漏情况可能存在同时性、主次性，需在熟悉结构基础上通过细致观察方可判断出正确故障位置。

2.2泄漏出现在试运转环节

在试运转中引起动、静环摩擦副受破坏是引起机械密封泄漏主要原因，而导致摩擦副密封失效原因主要有五：一是动、静环密封不当，致使动环轴向浮动引起静环脱离现象；二是运转操作中由于气蚀、憋压、抽空导致产生轴向力较强，引起动、静环触面分离；三是设计不当引起密封材质冷缩性上升以及端面比压下降情况；四是在机械运行中参入了颗粒状物质，在摩擦力作用下使动、静环密封端面出现损坏；五是在机械安装时密封性控制不当而造成摩擦副面端出现严重擦伤以及磨损。出现试运转环节的泄漏故障时，可通过对静压座进行调节，对破损材料、部件进行更换，则可达到消除泄漏目的。

2.3泄漏出现在正常运转环节

引起化工泵在正常运转环节出现泄漏现象的原因主要有二：一是化工泵零部件磨损严重已达到使用寿命；二是化工泵人为原因操作不当，或工况变化较大以及化工泵维护不佳而引起化工泵在正常使用时出现泄漏。例如，气蚀、憋压时间过长以及抽空而引起密封受损至泄漏；由于化工泵输出量过小，实际循环于泵内的介质过大而引起热量聚集、介质气化，致使密封失效而引起泄漏；管侧容器底部沉渣因回流量过大而致使大量泛起吸入，导致机械密封性受损；针对很长一段时间未使用的化工泵，在重启过程中无手动盘车，粘性过大致使摩擦副密封面受损引起泄漏；在化工泵介质中出现大量腐蚀性物质以及聚合性物质；工况为适应环境温度变化而频繁调整或变化等原因均会引起化工泵在正常使用中出现泄漏。

2.4化工泵密封检修容易产生的误区

主要表现为以下几点：（1）并非弹簧压缩量大，其密封效果就好，因为弹簧压缩量越大，将很有可能直接导致其摩擦副急剧磨损，从而出现瞬间烧坏的情况。甚至进行过度的压缩，还将促使弹簧本身失去动环端面的调节能力，最终导致密封失败。（2）并非动环密封圈越紧越好，因为其加剧了密封圈和轴套之间的磨损，增大了动环轴向调整的阻力、弹簧由此过度疲劳，很容易损坏，并且容易导致密封圈变形，影响密封性。（3）静态密封圈并非越紧越好，因为其过度紧锁只会促使压缩弹性过于紧绷，致使轴间垫迅速失效，影响密封状态。（4）机械密封用辅助密封圈，以采用合成橡胶0形圈较多。机械密封零件失效大部分是辅助密封圈失效，机械密封由于泄漏而不能正常工作的一个主要原因也是因为0形圈失效引起的。0形圈失效的表现为老化、永久性变形、溶胀变形、扭曲及挤出损伤。因此，在选用0形圈时应考虑合成橡胶的安全使用温度，尽可能地选用截面较大的橡胶0形圈，适当提高硬度，采用沟槽式的装配结构，通过沉浸试验合理选材，必要时选用复合材料，如橡胶包覆聚四氟乙烯密封圈。安装时，应在槽内涂以润滑脂，保证其滚动自如。

3提高化工泵机械密封性能的检修措施

3.1进行材质的优选

摩擦副需要选择碳化硅或者氮化硅的材质，进而能够有效改善化工泵的机械密封性能。碳化硅材料的密度相对较低，具有强度高、耐磨性好、抗腐蚀、隔热性好以及耐高温等优点，因此，能够用于摩擦副的制作。为了避免化工泵受到介质的腐蚀，就要在其表面形成一个金属保护层，通过保护层将机械密封金属与泵中的介质进行有效的隔离，进而避免腐蚀的发生。合金钢是在钢中除了铁元素，碳元素之外加入其它的元素，合金钢的强度高、韧性高、耐腐蚀、耐高温、耐磨，但是其生产工艺复杂，造价价高。因此，在化工泵机械密封材料的选择上，要充分结合泵中介质的性质以及泵实际的工作环境进行有针地性的选择，确保所选择的材料技术上先进，经济上合理。

3.2严格按照规范操作

为了避免操作失误给化工泵的机械密封性能造成不良影响，就要尽可能的降低生产工人的操作失误率。在对双螺杆泵进行操作的过程中，操作工人尽可能做到连续平稳，避免对泵带来不良的影响，同时，还要对泵的运行情况进行实时监测，尤其是泵的振动强度，更要通过测振仪进行准确的测量，进而对泵的振动进行科学合理的控制。目前，国际和国内关于机器振动测量和评定的标准共有两个系列。ISO7919（GB/T11348）系列“旋转机械转轴径向振动的测量和评定”，测量与评价的是轴的振动位移。ISO/TC10816（GB/T6075）系列“在非旋转部件上测量与评价机器的机械振动”，测量与评定的是轴承座的振动烈度。这两个系列标准几乎涵盖了各类旋转和往复机器，作为评价产品动态性能的依据，也为机器设备的振动状态检测和诊断奠定了基础。泵的振动可分为轴振动与轴承振动，按照上述标准，泵的振动测点应选在振动能量向弹性基础或系统其他部件进行传递的地方，泵通常选在轴承座、底座和出口法兰处。把轴承座处和靠近轴承处的测点称为主要测点，把底座和出口法兰处的测点称为辅助测点。根据现场的实际情况要求，一般大型的石油化工用泵选择三个互相垂直的方向（水平、垂直、轴向）进行振动测量，大型的石油化工用泵大多采用轴振动。

3.3充分考虑振动

振动对于化工泵的机械密封性能具有十分严重的影响，因此，在其检修过程中要对化工泵的振动情况进行科学合理的分析，并根据泵的实际工作情况采取有针对性的改善措施，尽可能降低化工泵在工作过程中所产生的振动，进而能够避免振动对化工泵机械密封造成的不利影响。为了尽可能降低泵轴挠度过大对化工泵机械密封性能造成的不利影响，要采取有效的措施降低两端轴承之间的距离，同时，可以适当增加化工泵轴的直径，减小振动对化工泵所造成的不良影响。

3.4严格按照要求安装机械密封

在化工泵的检修工作完成后，要对其进行有效的安装，其安装质量对化工泵的密封性能具有十分重要的现实意义。因此，在安装过程中，要严格按照国家相关标准规范的规定进行，要对弹簧的伸缩量进行严格的控制，确保动环能够在轴上进行自由的移动，同时，还要确保静环与动环和辅助密封圈的接触部分的表面粗糙度不超过5μm，内孔或者外圆尺寸公差为H8。机械密封部分的轴向的跳动公差不能超过0.06mm，机械密封轴向窜动量不能超过0.3mm，同时安装进行密封时，表面粗糙度不能超过3.2μm。

结语

总而言之，化工泵是化工企业生产的重要设备，其正常的运行对于化工企业具有十分重要的现实意义。但是在实际的生产过程中，化工泵的工作环境非常恶劣，长期处于这种环境的化工泵，其机械密封就会出现不同程度的失效，进而导致化工泵发生泄漏。为了对化工泵的泄漏采取科学合理的处理措施，就要对其实际情况进行系统全面的分析，进而采取有针对性的检修措施，为化工泵的安全平稳运行提供可靠的保障。

参考文献

[1]黄林林，汪元德.装车泵机械密封泄漏原因分析及处理[J].化工装备技术，2017，（02）：23-26.

[2]梁小莺.石油化工泵用机械密封技术的选择与发展[J].化工管理，2014，（06）：72.

[3]战陛博.简析石油化工泵用机械密封的可靠性参数评估[J].化工管理，2015，（24）：149.

[4]邱南南.机械密封泄漏原因浅析[J].山东化工，2015，（12）：71-72.