机械密封失效实例四

 机械密封失效实例四     1）泵及介质有关情况：该泵为炼油厂减粘装置的两级双支承离心泵。介质为320～340℃为的减压渣油，泵入口压力～0.3MPa，出口压力为2.2Mpa。     2）密封情况：该泵采用单端面密封，外供封油（API610冲洗方案32）。密封为焊接金属波纹管密封，型号为DBM85B。动材料为石墨镶装在与波纹管相联的环座上。动环为碳化钨。经计算载荷系数为0.67。入口端封油压力0.5～0.6MPa，出口端封油压力1.2MPa，冲洗油为90℃左右的蜡油。有急冷蒸汽。     3）运转及使用情况：该泵为连续运转，一开一务。泵运转平稳良好，性能满足生产要求。入口端（前端）密封性能较好，无明显泄漏。后端密封虽然也测量不出泄漏量，但是在密封和后轴承箱表面积存了黑乎乎一片油。这是由于密封泄漏出来的油，被冷却蒸汽雾化了，又被电机的冷却风吹送到泵轴承箱表面，日积月累形成了一片黑油。说明后密封的泄漏比前密封大，泵就这样坚持运转。也发生过泵的轴承损坏和抱抽的事故。这是由于密封的冷却蒸汽很难控制。蒸汽开小了怕泄漏的油堵塞波纹管，只好开的稍大些，时间久了，蒸汽窜到轴承箱中凝结成水，导致轴承损坏。     4）密封拆检情况：运转4～10个月就要拆泵，有时是处理密封，有时是更换轴承。拆开的密封没发现有明显的失效现象。波纹管有很轻的堵塞，不影响弹性。硬质合金环有很轻的摩擦痕迹，石墨环表面的磨损略重于硬质合金环。     在这种情况下前密封运转时看不出明显的泄漏。     5）原因分析：一台泵的两端密封完全相同，采用同样的封油和冷却蒸汽，拆检情况也没有很大的差别，而两端的泄漏量却差的较大，使我们百思不得其解，讨论多次也找不出答案。过了很长时间又提出了这个问题。有人怀疑是镶装石墨环的环座材料选择错了。因为石墨是脆性材料，强度又低和环座镶装的过盈值远不能取得像硬质合金那样大。为了确保镶装的质量、环座的材料应选用4J42，它和石墨的线膨胀系数几乎相等。如果环座选用18－8或3G13，在工作温度下，镶装失效，肯定要发生泄漏。于是对环座的材料进行了分析。采用光谱分析，测量结果是高镍铁合金，不含有铬的成分。说明环座材料是4J42，并非是铬镍不锈钢。     又采用对比的方法对泵两端密封的工作条件进行了比较。同一台泵、同样的介质、同样的封油、同样的温度，所不现的仅仅是压力。入口端封油压力为0.5～0.6MPa，出口端封油的压力为～1.2MPa。压力大会使波纹管和密封端面变形。受外压波纹管，压力大时会发生直径收缩变形，由于密封用的波纹管两端刚性大（与钢环焊接），产生的变形小，而波纹管中间变形大。另一方面，石墨本身在外压力作用下要产生变形，两者累计的结果，造成了密封端面为收敛形，液膜厚度增大，易泄漏。     6）验证：收敛形密封端面是密封环表面的内边缘接触而外边缘不接触，检查了拆检下来的石墨环，恰好是靠内径处的端面有摩擦痕迹。由此使人联想到波纹管密封允许使用压力是多少，还要看具体结构和尺寸以及密封环材料等因素，希望对此课题展开研究和讨论。

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