高速泵机械密封泄漏原因分析及改造.docx

高速泵机械密封泄漏原因分析及改造-1--4-高速泵机械密封泄漏原因分析及改造摘要：乙烯装置丙烯外送泵为GSB型高速泵密封频繁泄漏通过对其机械密封端面比压的核算与分析并对其机械密封动环材料及结构的分析找到了密封失效的原因有针对性地对其进行综合改造收到良好效果。关键词：高速泵；机械密封；泄漏；分析；改造乙烯装置丙烯外送泵（位号E-GA301A/B）为下游聚丙烯装置提供原料该泵对于整个聚丙烯装置具备极其重要的作用反应所用的液态丙烯全部都由它来供给所以一旦该泵出现问题则将导致整个乙烯、聚丙烯装置停车该泵自2022年4月投用以来两台泵曾多次发生润滑油、密封液和丙烯泄漏故障。虽经多次检测、修理更换新的机械密封部件但效果甚微。该泵频繁故障不但损耗了大量丙烯增加了检测、修理费用而且还给整个聚丙烯装置的稳定生产带来了特别大的隐患。我们通过分析其泄漏的原因有针对性地进行了综合改造受到了良好效果。1.基本情况：E-GA301泵为型号为GSB的立式高速泵航天工业总公司第十一研究所制造。由电机、增速器、泵体、强制润滑系统、密封液循环系统等部分组成。增速器为二级齿轮增速输入轴转速即电动机转速为2950r／m输出轴转速为10275r／m两轴封采用了不同的形式。上轴封(即输入轴轴封)为唇形密封(橡胶骨架唇封)下轴封(即输出轴轴封)为机械密封其代号为：60C增速器内装有润滑油由强制润滑系统进行循环对下部机封进行润滑、冷却。泵体部分的轴封为两套串联的机械密封上部机械密封代号为60B下部机械密封代号为60A。两套机械密封之间的密封腔充满密封油在密封液补给循环系统内(包括一个密封油罐)进行循环对机械密封进行润滑、冷却。这三套机械密封都由如下部件组成：动环、静环、推环、弹簧、弹簧座、辅助密封圈、卡环等。椎环、弹簧、弹簧座以及卡环辅助密封圈有“O”形橡胶圈和PTFE楔形环静环材料都为石墨(M106K)。其动环材料有所不同60A和60C的动环都是由硬质合金YG6制成的而60B的动环其基体材质为oCrl8N112M02Ti在其密封端面上堆焊有一层厚度为1.5mm的硬质合金。2.机械密封泄漏分析：高速泵增速器与泵体之间有一空腔泄漏的润滑油和密封油都积聚在这里经排油孔引至泵体外的油杯中。该泵自投用以后就有油漏出流到油杯里每隔3—5天就需要给泵增速器油箱补加注润滑油。在运转1—2个月后机械密封密封性能开始恶化密封油向外泄漏油杯及密封油罐内油的颜色变为黑色并开始有丙烯窜至密封腔进入密封油罐和油杯中泵体振动加大最后丙烯大量泄漏导致密封油罐压力高报警而停车。对高速泵进行解体检查发现机械密封60B静环密封端面已破损动环端面上粘有一圈黑色石墨粉60A磨损比较严重60C仅有轻微磨痕。3．改造方案：3.160A静环和辅助密封圈的改造60A摩擦副的静环为浸树脂石墨在介质为轻烃类、高速的情况下浸树脂石墨材料工作性能较好。但是浸树脂石墨环在工作的过程当中磨损粉末如果聚集在辅助密封圈处尤其是聚四氟乙烯刃形密封处会使密封刃产生压痕甚至还会阻碍补偿环的补偿作用。在改造中选用了强度高、摩擦性能和耐温性较好的浸银石墨环。保持系统操作的稳定性。要保证密封性能辅助密封圈应具备良好的弹性。基于以上辅助密封圈的失效分析将辅助密封圈由聚四氟乙烯楔形圈改为氟橡胶0形圈同时安装一个矩形截面的填充聚四氟乙烯垫圈垫圈的内径与密封体接触部位紧密贴合防止固体颗粒进入密封圈密封面。另外由于介质压力较高该垫圈还可以起到防止橡胶圈被挤出的作用。此外0形密封圈采用轴向浮动安装结构由于弹簧力通过矩形推环直接作用在补偿环上当补偿环补偿移动时0形圈上的移动点有两个。这样做既保证了补偿环的补偿作用又保证了辅助0形圈的密封作用从而提高密封的可靠性。由于橡胶密封圈的摩擦力大也可以增大补偿环在非正常操作时的缓冲作用保护摩擦端面。3.260B动环改造增速器侧机械密封60B的端面比压值虽然偏小但是其密封端面两侧压力为零泵转速又很高因此采用大的端面比压值反而会加剧其磨损。因此采取了不改变端面比压只改变动环的材质、结构将原来的动环重新设计。经改造后的密封自2022年11月投入运转后运转至今运转情况良好共计正常运转时间超过2年至今未发生泄漏密封效果非常好。仅配件和安装方面的经济效益就非常著。4．结束语：针对高速泵机械密封泄漏的原因通过对3套密封采用综合改造延长了高速泵的维修周期彻底消除了这一不安全的隐患很好地解决了问题。这种方法对解决工况相似的设备泄漏问题有一定的参考价值。