純環氧乙烷 P—1411 泵機封結構型式改型

龐武超

摘 要：P-1411原機封采用的API682標準PLAN53A型機封，該密封為雙端面背靠背型式，選型存在一定的問題，當稍微存在機封配件問題時，機封就會發生嚴重的泄漏，我們希望通過對機封結構型式的改型，提高機封的使用壽命，降低檢修頻率，從而提高生產安全性，減少對環境的影響

關鍵詞：純環氧乙烷；機封；結構；改型

中圖分類號：TQ223.26 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）11-0015-02

1 設備概況

我車間（揚子石化乙二醇裝置）于2010年對環氧裝車系統原裝車泵G-1410泵進行改造，更換成P-1411泵。該泵為環氧乙烷產品外送泵，工作介質是環氧乙烷，該介質極易發生爆炸（爆炸極限3%～100%）并且有毒，入口壓力0.3 MPa，出口壓力1.38 MPa，工作溫度-5 ℃。該泵機封原始采用的是API682標準中的PLAN11+72+75方案，由成都一通密封有限公司生產的2CW-CS單端面機封+干氣密封系統，如圖1所示。

投用后不久就出現了泄漏，接著對機封型式又進行了改進改型，于2010年8月改型為API682標準PLAN53A型式的雙端面機封，結構如圖2所示。

內側動環O型圈材質升級為進口FFKM，避免環氧乙烷的腐蝕，機封內部結構，如圖3所示。

該機封于2010年8月投用，一直沿用至今。2015年6月， P-1411A泵更換機封試車，在運行到25 min時，機封突然發生噴射性泄漏。我們首先聯系廠家和檢維修車間檢修人員進行技術交流，且檢修時全程參與檢修過程，嚴格控制拆檢程序，發現機封外側動環O型圈腐蝕脹大，導致破裂失效。我們立即要求廠家技術人員來我廠進行技術交流，通過交流，最后我們與廠家意見達成一致，機封存在一定的技術缺陷，決定再次進行機封結構型式的改型。

2 原因分析

究其原因，我們認為該泵機封存在改型失誤。該泵采用的是雙端面背對背型式的機封，如圖3所示，兩個動環背對背固定在軸套上，彈簧安裝在兩個動環之間，且共用一個彈簧，彈簧較長。當機封腔內壓力與介質側壓力存在壓差波動時，兩個動環就很容易發生軸向移動的可能，這種現象在開停泵時趨勢最大，若O型圈與軸套之間存在制造偏差較大時，極易出現動環在軸套上鎖死，不能回彈，導致摩擦副失效。

環氧乙烷介質對常規的FKM的O型圈存在較大的腐蝕性，該機封在改造時，只對內側動環O型圈進行了升級，其它位置的O型圈均未做材質升級處理。此次檢修拆檢發現，外側動環O型圈損壞失效原因是：

停泵時，泵腔壓力瞬間高于機封腔壓力，內側動環連同彈簧以及外側動環整體向外側軸向位移，導致內側摩擦副失效泄漏環氧乙烷至機封腔內，外側動環O型圈FKM材質在環氧環境中，被溶脹破壞，最終導致破裂失效。

該密封系統存在以下缺點：

①存在很大的泄漏隱患。

②環氧乙烷泄漏后該泵會聯鎖停泵，影響安全生產。

③泄漏較大的話，嚴重時會發生爆炸事故。

④檢修頻次較多，泵體倒空是浪費環氧乙烷介質，同時影響環境。

3 改型方案的確定和實施

結合環氧乙烷的性質和現場的實際情況，加上車間原有G-1410A泵的使用經驗，我們決定將機封改型為原G-1410泵使用的同種沖洗方案（API682PLAN53A）的串聯型式，即機封內部型式為兩套摩擦副串聯安裝在機封腔內，如圖4所示。

改型后的機封在沖洗形式上與改造前無差別，操作及維護方法基本一致，只是內部結構稍作調整，但是，為防止O型圈被環氧乙烷介質腐蝕溶脹的再次發生，將機封所有O型圈材質全部升級為FFKM，并且跟廠家溝通后決定使用杜邦公司生產的專門耐環氧乙烷的特定FFKMO型圈。

此次機封改型，現場不需要增減任何設備設施，只需機封廠家對其設計的原有機封型式稍作改動，并作必要的核算即可，所以，我生產車間不許做任何投資。

4 投用后的實際運行情況

P-1411A于2015年中旬已經將改型后的機封投入使用。經過近大半年的實踐檢驗，機封緩沖液壓力和液位非常穩定，未發生泄漏；改造后密封系統結構更加穩定，操作也相應簡化，不必擔心壓力波動對機封帶來的失效，極大地提高了該泵的運行平穩率。

5 結 語

P-1411A改造至今，機封緩沖液壓力和液位非常穩定，未發生泄漏，對該泵的振動、溫度、泄露監測也非常平穩，完全能夠達到設定的檢修周期半年以上的目的。對該泵的機封內部結構型式的改型獲得成功。

參考文獻：

[1] ANSI API610：2004/ISO13709，石油、石化和天然氣工業用離心泵（第 10版）[S].

[2] ANSI API682：2004/ISO21049，標準沖洗布置和輔助硬件圖PPT課件 密封標準沖洗方案的解釋（第3版）[S].