機械密封在機泵上的應用及故障處理

李泳錫 黃世偉(重慶天然氣凈化總廠，重慶 401220)

機械密封在機泵上的應用及故障處理

李泳錫 黃世偉(重慶天然氣凈化總廠，重慶 401220)

在動力以及流體機械當中，最為關鍵的零件之一便是機械密封，也可被稱作是端面密封，因其具有絕佳的密封效果，因此機械密封也被廣泛應用在天然氣化工等眾多領域當中，為燃氣煉化等事業發展做出了突出貢獻。但隨著使用周期的逐漸變長，機泵上也開始出現了機械密封故障問題。基于此，本文將通過簡單介紹機械密封在機泵上的具體應用，結合幾種常見故障，簡要分析研究機械密封在機泵上的故障處理。

機械密封；溶液循環泵；故障處理

根據筆者了解到的資料顯示，目前在天然氣化工中溶液循環機泵上所發生的故障問題，有一半是由于軸的密封出現問題導致泄露。一但出現機械密封故障導致溶液噴出，不僅將直接影響設備的正常運行，同時也極有可能對操作人員的人身安全產生嚴重威脅。因此處理好機泵上機械密封故障，也是保障機械密封能夠在機泵上得以有效應用的根本前提。在此背景下，本文將著重圍繞機械密封在機泵上的應用及故障處理進行探究。

1 溶液循環泵中機械密封的應用及結構

本文所指應用在天然氣化工當中的溶液循環泵為多級臥式離心泵，應用在溶液循環泵之上的機械密封為結構緊湊的集裝式機械密封，其工作壓力在9MPa以下，工作溫度不超過60℃，軸外徑的直徑為6cm，軸轉速控制在2985r/min以內。該機械密封采用的是具有較高強度與硬度的WC和SC摩擦副，其良好的導熱性能與績效的線膨脹系數，配合使用的具有耐高溫和抗老化性能的氟橡膠，即便是在高溫環境下也可以有效增強密封效果[1]。此外，靜止式的緩沖補償機構，使其轉動時能夠保持質量平衡，以便溶液循環泵機械密封可以適應高轉速工作狀態。在我國科學技術的不斷發展之下，機械密封技術逐漸成熟，并誕生了包括波紋管密封技術等在內的一系列新型機械密封技術，隨著其應用范圍逐漸增大，人們對機械密封的安全性、有效性也提出了更高的要求。

2 溶液循環泵中機械密封故障及處理

2.1 轉子失衡故障處理

筆者通過查閱大量相關研究文獻了解到，在天然氣化工廠當中，經常會出現溶液循環泵的機械密封故障問題。研究中顯示某天然氣化工廠曾經連續三次更換了機械密封，但在一周的時間內均在此出現了溶液循環泵泄露的問題。隨后廠內工作人員通過動平衡檢測，發現在臥式硬支撐平衡機上的三個檢測點分別為515g、255g和120g，其質量之大也反映出葉輪轉子存在失衡的問題，由此引發了泵的振動，使得動靜環分離，受液膜壓力作用將自動打開密封面，最終導致泄露問題的發生。因此在處理轉子失衡故障時，工作人員選擇對平衡機進行結構優化，通過重新選材并適當將加粗平衡管，使得流通面積得以有效增加，此后工作人員通過安裝壓力表，用于實時檢測泵轉子的動平衡，在故障處理之下，該情況得到有效好轉。

2.2 靜環磨蝕故障處理

在更換溶液循環泵的機械密封之后，經常會在短期運轉之內再次發生泄露問題。而在對故障問題進行深入分析的過程中，有人員發現溶液循環泵當中原本光澤的靜環端面開始出現污漬，并且使用常規的清洗辦法很難將其完全清除干凈。根據研究資料顯示，附著在靜環端面的污物大部分為黑色的碳化硅。在進一步分析過程中，人們發現溶液循環泵機械密封之所以會出現故障問題，是由于壓坯材料具有較大的粒度，使得靜環無法保持原有的高硬度，長期在高溫、高負荷的工作環境下進行運行，最終使得靜環出現磨蝕，進而導致機械密封失去原有的密封效果，產生泄露問題[2]。因此在針對這一故障問題時，工作人員可以采用重新更換靜環，并在密封面當中使用硬質合金、工程陶瓷等具有良好耐腐蝕性和較高硬度與強度的材料，以此有效增強機械密封的效果，確保溶液循環泵機械密封能夠長時間的保持正常運行。

2.3 傳動螺釘故障處理

在某天然氣化工廠內曾經在更換溶液循環泵機械密封后再次出現了泄露問題，在隨后的分解檢查當中，發現彈簧出現了位移、形變的問題，軸套內壁出現大量劃痕，在綜合各項故障表現之后，工作人員推斷導致溶液循環泵機械密封故障是由傳動螺釘松動而引發。由于傳動螺釘出現松脫，使得軸套和軸相互分離，在轉動過程中，軸和軸套將會產生過高的摩擦熱，最終使得軸套彈簧變形，無法發揮自身的補償能力，最終導致溶液泄露。因此在處理此類故障時，首先需要使用高硬度的傳動螺釘更換變形的傳動螺釘，在裝配過程中嚴格按照相關標準要求，使用專業的工具進行擰緊固定，以此有效做好機械密封的安裝工作，防止泄露問題的再次發生。

3 結語

總而言之，機械密封運用在溶液循環泵當中，能夠有效增強循環泵的密封效果，幫助其提升壓力，保障天然氣化工各項工作的順利開展。但由于溶液循環泵中機械密封本身存在設計問題，或是在長時間的運行過程中出現磨損、腐蝕等問題下會產生各種各樣的故障，影響溶液循環泵的正常使用。工作人員還需要充分結合溶液循環泵的實際運行情況，準確判斷出故障位置及故障原因，采取行之有效的方式進行故障處理。

[1]朱世勇.機泵機械密封泄漏原因分析及對策研究[J].化工設計通訊，2017，43(04):121-122.

[2]蔡艷，張斌，李正偉，張俊峰.機泵機械密封泄漏的原因及對策措施[J].山東化工，2013，42(08):148-151.