RCB高溫?zé)嵊捅脵C(jī)械密封失效分析及技術(shù)改進(jìn)
一、基本情況：
　　該泵為單吸懸臂臥式離心泵，損壞情況如下：
　　1、動(dòng)環(huán)和動(dòng)環(huán)座、軸套間的間隙被阻塞
　　2、動(dòng)環(huán)和靜環(huán)有環(huán)狀磨損痕跡
　　3、密封腔內(nèi)有粘稠狀聚合物、焦?fàn)铑w粒等雜質(zhì)
　　4、彈簧銹蝕嚴(yán)重，被雜質(zhì)和聚合物卡澀，彈性不足
　　其主要技術(shù)參數(shù)如下表：
　　介質(zhì)介質(zhì)溫度介質(zhì)粘度流量揚(yáng)程吸入/排出壓力軸功率電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)
　　熱油300℃70mm2/s 58m3/h 76m 0.091MPa/0.785MPa 18.5KW 1500r/m
　　二、失效分析：
　　一般造成密封失效的主要原因有端面液膜失效、材料與介質(zhì)不相容,泊泰邦以及制造和安裝問題等。端面比壓是機(jī)械密封的重要性能參數(shù),端面比壓要在設(shè)計(jì)的范圍之內(nèi)(內(nèi)裝式機(jī)械密封一般為0.4MPa～0.7MPa),以保證機(jī)械密封端面良好配合,使密封面間形成有效液膜。
　　端面比壓的計(jì)算公式為：
　　Pb＝Pt＋Pp-Pm
　　Pb＝Pt＋(K-λ)P
　　其中：d2＝72mm d1＝37mm d2＝34mm
　　彈簧比壓Pt＝Ft(彈簧力)／［π／4(d22-d02)］＝0.45MPa(廠家設(shè)計(jì)值)
　　載荷系數(shù)K＝(d22-d02)／(d22-d12)＝1.056
　　膜壓系數(shù)λ=0.742
　　密封腔內(nèi)介質(zhì)壓力P＝(入口壓力+出口壓力)/2=0.438MPa
　　可以計(jì)算出原8B1-P型機(jī)械密封端面比壓Pb為0.586 MPa,是符合設(shè)計(jì)規(guī)范的,在正常工作條件下是能夠滿足生產(chǎn)要求的。這和實(shí)際情況相吻合,在使用初期機(jī)械密封并不泄漏,那導(dǎo)致其失效的原因又是什么呢?這就必須從機(jī)械密封的工作環(huán)境入手,進(jìn)行綜合分析。
　　E-GA103泵沖洗液來自該泵出口，經(jīng)過濾器后注入E-GA103泵。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于渣油粘度比較大，流動(dòng)性差，并且渣油介質(zhì)中含有粒狀和粉沫狀結(jié)焦物，在摩擦副周圍不可避免地存在著結(jié)焦物，這對(duì)摩擦副的危害相當(dāng)大。通過對(duì)沖洗系統(tǒng)徹底檢查，發(fā)現(xiàn)沖洗液管嚴(yán)重結(jié)焦阻塞。由于該泵處于氣提塔底部，管道和設(shè)備的銹蝕物以及雜質(zhì)和重組份聚合物都沉積在塔底,進(jìn)入泵體內(nèi)的渣油含有大量的雜質(zhì)和聚合物，同時(shí)由于沖洗量不足，使這些雜質(zhì)和聚合物不可避免地沉積于密封腔內(nèi)，造成使動(dòng)環(huán)和動(dòng)環(huán)座、軸套間的間隙被阻塞，導(dǎo)致動(dòng)環(huán)在軸向的動(dòng)作不靈活甚至被卡死，彈簧被卡澀，不能提供原設(shè)計(jì)0.586MPa的端面比壓，導(dǎo)致密封面不能良好地貼和,液膜平衡被破壞,這時(shí)密封就會(huì)出現(xiàn)微漏，隨著聚合物和雜質(zhì)顆粒進(jìn)入摩擦副端面，密封面逐漸被磨損，再加上動(dòng)環(huán)軸向補(bǔ)償不靈，造成密封泄漏量增加，最終導(dǎo)致密封徹底失效。
　　三、改進(jìn)措施
　　根據(jù)密封的失效原因，我們有針對(duì)性地從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了技術(shù)改造：
　　1、改變密封結(jié)構(gòu)形式
　　根據(jù)該泵的具體工況條件，我們選用了318型卡式單端面機(jī)械密封(集裝式)，其主要特點(diǎn)如下:
　　通過自動(dòng)鎖緊環(huán)實(shí)現(xiàn)jq定心。
　　可調(diào)節(jié)式壓蓋可直接配合常用螺栓使用,集裝式結(jié)構(gòu)安裝方便。
　　彈簧位于輔助密封圈外側(cè)，與介質(zhì)wq隔開，避免了彈簧的卡澀。
　　動(dòng)環(huán)采用的是整體浮動(dòng)式非鑲嵌，靜環(huán)是通過計(jì)算機(jī)分析，設(shè)計(jì)的Z形，其優(yōu)點(diǎn)是散熱好，熱量不宜積聚。
　　2、用柴油組分作沖洗液
　　由于渣油組分過重并含有較多的雜質(zhì)和聚合物，使沖洗管線堵死而造成機(jī)械密封損壞，所以必須選用合適的沖洗液。按照乙烯工藝流程,E-DA103塔內(nèi)的混合柴油組分將與渣油混合,生成最終產(chǎn)品,我們認(rèn)為用混合柴油作為沖洗液比較合適,原因如下：
　　2.1混合柴油組分清潔，并與渣油相容性好。
　　2.2混合柴油組分的壓力和溫度都適合RCB高溫?zé)嵊捅霉r?；旌喜裼徒M分為300℃以上的餾分，而熱油的工作溫度為170℃，混合柴油作沖洗液不會(huì)汽化，有效地避免了泵的汽蝕。E-DA103的塔底循環(huán)泵E-GA105泵出口壓力為0.54MPa,出口溫度80℃。E-GA103泵其密封腔中的壓力可由以下公式估算:
　　P＝(入口壓力+出口壓力)/2=0.438MPa
　　沖洗液壓力比密封腔中的壓力大0.1 MPa左右,是非常合適的,直接從E-GA105泵出口引入密封腔即可。
　　四、結(jié)束語
　　通過對(duì)RCB高溫?zé)嵊捅脵C(jī)械密封結(jié)構(gòu)的改造，并合理選用沖洗液，提高了機(jī)械密封的使用性能，解決了機(jī)械密封頻繁泄漏的問題，降低了設(shè)備維護(hù)和維修費(fèi)用，保證了裝置的連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。