淺談MECO螺桿密封的安裝方法

【摘 要】關于我公司PP裝置混煉擠壓機螺桿密封，自2010年9月份開工以來不能夠長周期有效使用，本著“開拓進取，自主創新，勇于實踐，解決難點問題，服務于生產”之工作理念，針對設備具體問題，具體分析，總結經驗，為以后螺桿密封的安裝起到借鑒作用，更好地服務于生產，達到節支增效之目的。

【關鍵詞】擠壓機；螺桿密封；雙端面密封；技術跟蹤；定位

神華包頭煤化工分公司聚丙烯裝置混煉擠壓機螺桿密封自2010年9月份開工以來運行周期非常短，最長不到一個月。致使大量粉料外泄，造成環境污染，危害操作人員身體健康，而且該粉塵濃度達到一定極限，遇明火極易引發爆炸及火災，給正常生產造成威脅。

2010年9月至2011年5月期間，先后成套更換密封14次之多。每套密封的造價都在2萬多元，增加了維護成本。而每次停車造成的生產損失疊加起來更是巨大。2011年5月10日，經過我們分析和研究后決定按自己的方法對該密封進行安裝，重新定位。并進行技術跟蹤。本次安裝之后到目前已經連續運轉了近一年，效果顯著！

一、故障現象

（一）故障現象介紹：MECO密封（伍德密封）在國內已有成功使用的先例。例如齊魯石化公司塑料廠。而按照他們提供的技術數據安裝后不久還是泄漏。之前，螺桿密封安裝都是遵循德國專家制定的安裝步驟來進行的，可是不久都發生泄漏，由微漏到泄漏嚴重、直至噴粉料。之后我們對廠家的安裝方法心存質疑，因為對該密封的認識理解不同，那么安裝方法就會截然不同。 該密封其結構非常簡單，類似于由外部彈簧實現預緊力的雙端面機械密封。

我公司PP裝置螺桿擠壓機是采用德國WP 公司制造的同向轉動的雙螺桿擠壓機。擠壓機的安裝是懸臂安裝，且長徑比較大為27：1 ，處于懸浮狀態，存在不穩定性，徑向跳動大，尤其是南側螺桿徑向跳動較大。正常運轉時螺桿溫度高于北側螺桿，密封壓蓋的溫度也高于北側壓蓋，這也是它較之北側螺桿容易泄漏的原因之一。

簡而言之，南側螺桿問題是：跳動大、溫度高、泄漏次數多、更換頻率高。問題集中體現在南側螺桿上。

二、原廠家的定位模式

（一）定位要求：原德國專家人員現場指導安裝時要求是：壓蓋內端面與密封腔端面設定為9mm間距（圖2中 A處距離）(后又調整為10mm間距)，是按圖紙資料提供數據計算后設定的。圖紙資料標出：內外動環與密封條接觸距離35mm，密封腔實測深度為48mm，則48mm-35mm=13mm 就是內外動環與密封條安裝到位后密封腔的剩余深度尺寸是13mm，而壓蓋凸臺高度是23mm，當壓蓋凸臺壓進密封腔，與動環接觸后凸臺剩余尺寸為：23mm-13mm=10mm。也就是說壓蓋內端面與密封腔端面理論計算尺寸是10mm 。如果要實現設定為9mm間距只能靠調節螺栓螺母調節，實際是三組彈簧套頂壓壓蓋實現的。

因此，我們認為原廠家安裝方法的問題在于不應該將壓蓋內端面與密封腔端面的間距設定為定位可調整間距。該間距應該是在彈簧力作用下各密封端面緊密貼合后預留的自然間距。因此，這種安裝方法結果是使內外動環承受較大端面壓力，密封膠條受擠壓不能與螺桿軸自然貼合，內外摩擦副間不能在適合的彈簧力下自然貼合自由浮動，會加劇磨損、會發熱，過早發生泄漏，影響正常使用壽命。

（二）密封膠條要求：原廠家安裝方法并不要求密封膠條斜口處進行粘接，接觸面也不涂抹密封膠。還有一個可能原因是該密封動環所采用的材料材質類似一種塑料固定，這種材質不耐磨，而且一旦出現磨損后接觸表面出現溝痕顯得特別粗糙。一旦磨損后加上彈簧力度過大很快就會因磨損而密封作用。

三、MECO 密封的結構及工作原理

（一）密封的結構：MECO密封是美國 Woodex Bearing 公司的專利產品，用做擠壓機螺桿密封是最近幾年才采用的。是德國WP公司將其應用到了擠壓機螺桿密封上。是繼盤根密封和螺旋密封之后目前螺桿密封最先進的密封結構，它結構簡單安裝便捷。相對螺桿的不同心、徑向跳動，糾偏能力較強，適應能力范圍較寬。它的結構我們可以按照雙端面機封結構理解自行命名：1、它主要由內靜環固定板、殼體、壓蓋、內動換、外動環、密封條、補償彈簧和調節螺母等組成。2、MECO 密封殼體材質為碳鋼、鋁、內靜環固定板材質為不銹鋼、內外動換的材質為聚合材料，密封條材質為氟橡膠或硅橡膠。3、通過調節壓蓋螺栓上的螺母使彈簧壓緊壓蓋。使內外動環及密封膠條在軸向壓緊并緊密接觸隨螺桿轉動。同時內動環與內靜環緊密接觸形成摩擦副，外動環與壓蓋緊密接觸形成摩擦副，這就阻塞了機體內物料的徑向泄漏。4、由于密封膠條抱緊在螺桿軸上，這又阻止了物料沿軸向泄漏。如果內外動環受到磨損，壓蓋上的三組彈簧力可起到自動補償作用，使摩擦副保持緊密貼合，通過調節螺母可以得到適合的彈性力，使內外摩擦副之間得到合適的彈性比壓，在滿足密封腔內密封氣壓力和最小流量前提下，使內外摩擦副磨損最小，從而達到長周期使用目的。

四、密封氣的作用

（一）螺桿密封腔中通入的氮氣其壓力要求保持在0.03mpa左右，一般不低于0.02mpa。流量控制在 4～6Nm3/h范圍內。該氮氣主要作用是：1、密封腔中的壓力氮氣可防止粉料通過密封面，2、可帶走密封面產生的摩擦熱、給密封面降溫，3、是給密封膠條提供壓力，使之緊緊貼抱于螺桿軸上。

五、MECO密封的安裝定位

（一）安裝步驟：1、安裝MECO密封時，只須將各個面上的粉料清理干凈。2、安裝密封條：先將密封膠條套在螺桿軸上，斜口搭接處用樹脂膠進行粘接。3、安裝內外動環：將內外動環、半環連接螺栓松開，分別套在螺桿軸上密封膠條兩側，分別擰緊半環螺栓，將內外動環的內側環槽端面即與密封膠條接觸面處涂抹適量軟體密封膠（RTV108），然后將內外動環及密封膠條扣合在一起，推進到密封腔內，讓內動環與內靜環端面接觸充分。

（二）安裝壓蓋：事先將壓蓋密封圈粘接安裝好，再將壓蓋推進到與外動環貼合，將三組彈簧、彈簧套及調節螺母分別安裝到位。

1、調整設定彈簧緊力：進行一段時間的技術跟蹤，使三組彈簧套距壓蓋設定間距為：認為設定為：6mm比較適宜，間距過大彈簧緊力偏小、會導致壓蓋有一定的晃動量。間距過小彈簧力變大會造成摩擦副磨損量大，影響使用壽命。

2、內外動環及密封條接觸實測尺寸為：34.5mm～34.7mm 也就是實測最大值與最小值存在0.20mm偏差值。所以在運行過程中壓蓋出現輕微晃動屬正常現象，隨著一段時間的磨合晃動會消失。

3、壓蓋處有密封腔內氮氣少量泄漏導致壓力表壓力波動也屬于正常，因為螺桿軸徑向畢竟存在較大跳動量，密封面不可能一直帖合的那么好。

六、總結

該螺桿密封按原廠家安裝時，存在彈簧預壓縮量過緊、動環及密封膠條組裝不正確等原因。我們通過對該螺桿結構進行分析，確定其密封原理后，在不改變原密封結構的情況下，通過對該密封安裝時各部位的定位尺寸進行調整，使彈簧預壓縮量更合理，提高了MECO密封運行周期。