原厂规格_BL16-3机械密封_BWJ泵用机封

机械密封失效实例三
1)机泵工况简介:一台单级悬臂式泵,转速2940r/min输送介质为250~260℃的苯gan,泵压力0.1~0.2MPa。
2)密封情况:密封形式为103型,动环为18-8不锈钢镶装碳化钨硬质合金,静环为石墨浸合成树脂。动静环密封圈都是4F-V型。无冲洗、急冷及其他设施。
3)运转及使用情况:据说这已是*5次更换的密封。怀疑压缩量不足,从3~4m增加到7~8m仍无效果。刚开泵密封及泵运转良好,无泄漏。运转10多分钟后开始滴漏,逐渐加大从每分钟10~20滴増加到60~70滴。
4)拆检情况:拆开后检査动静环表面光洁,无磨损痕迹,其他零件未见异常。
5)原因分析:泵启动后,密封处温度不高,密封效果良好,10多分钟后,密封处温度接近泵内介质温度(~250℃)。动环的环座材料为18-8不锈钢,其线膨胀系数为17.2x10/℃C,到工作温度时膨胀量为0.3~0.4m。而碳化钨的线膨胀系数小为(4.5~-5)×10/℃,膨胀量为0.1~0.15m。热装时过盈值不**过0.1mm。两者的过盈联接出现了间隙,镶装失效,碳化钨环松脱,介质从间面中泄漏。
6)验证:这种分析还要通过实践来验证。将动环放到烘箱中加热。到30多分钟时,烘箱内温度达到240℃,取出动环,此时环座和碳化钨已经分离。仔细观察环座和碳化钨环接合的部位有磨损的痕迹和油迹,这了热装式动环是由于环座选材不当和过盈值小而失效的。
7)改进办法:环座材料选用线膨胀系数小的材料,好是低膨胀合金4J42。由于这种材料价格昂贵,也可选择3G13不锈钢,它的价格比18-8不锈钢低,线膨胀系数又小,将近18-8不锈钢的2/3。此外,过盈值也要适当。过盈值取0.002d即可
干气密封有哪些新槽型?
干气密封在工业上应用已经有30年的历史。为了满足不同工况的要求,对槽型的研究做了许多工作。初的螺旋槽仅适用于单一方向的旋转,如果机器出现反转密封端面会台压缩机两端受损,这是令人讨厌的,此其一。其轴封用的动环需准备两种零件,各部安装尺寸虽然相同,其螺旋槽的方向不同。经过反复试验研究,较好的槽型为“T”型槽(图159)适用双向旋转。其优点是在较低的压力和速度下端面就悬浮起来。静态条件下0.2MPa或速度**2m/s就能形成气膜刚性强、性能稳定和密封性能好的干气密封。在速度较低的搅拌釜上用这种槽型就不行了,因为有的搅拌金速度**2m/s,动静环还没有悬浮起来,这时就要用改进后的螺旋槽。槽的深度沿径向是变化的,槽的处较深,由外向内逐渐变浅(称为非等深槽形),并且在密封坝处各槽相通。这种槽型在线速度0.2m/s以上密封端面即可悬浮,用在搅拌釜上非常合适。

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,石鞶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,采用同样的冲洗油和冷却蒸汽,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。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**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4.J42,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、同样的冲洗油、同样的温度,所不同的仅仅是压力。端冲洗油压力为0.5~0.6MPa,出口端冲洗油的压力为约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,石墨环本身在外压力作用下要产生変形,两者累计的结果,造成了密封端面为收敛形,液膜厚度,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。

干气密封系统是怎样控制的?
我们举一个带迷宫密封的串联密封来说明这一问题(图169)。在外密封和迷宫密封之间注入压力略**大气压的氮气。氮气进入后有两个流向,向右边的一路经外密封后泄漏出来。由于该密封两侧压差很小,所以泄漏量也很小。向左边的一路经过迷宫密封减压后,与内密封泄漏的工艺气混合放huo炬烧掉。放huo炬线路上有限流孔板、流量计、压力指示差压控制和报警。当内密封失效泄漏量时背压增加直至报警。内密封的内侧注入从压缩机出口引来的经过过滤的清洁的工艺气、由差压控制阀来调节进气压力。启动时没有工艺气用氮气来代替。过滤器的精度为2ma

为什么会出现干气密封?
离心压缩机常用的轴封方法有迷宫密封、机械密封和浮环密封(又称油膜密封)等。迷宫密封只能用在压力不高的中性介质(如空气和氮气等)压缩机上,因为存在一定的泄漏量。对于工艺气,例如石you气、氢气以及其他yi燃和有毒气体是不能用迷宫密封的,只能用机械密封和浮环密封。在相当长的时间内这两种密封占统治地位,尤其是浮环密封应用范围广,可用在任何压力下,而机槭密封只能用于中低压的工况。从密封原理上讲它们有本质的区别,但是其共同是
必须配备密封油站,由此产生了许多弊端。
1)密封油站费用高。其**古压缩机总额的20%30%,有的高达40%,此外还有占地面积大的缺点。
2)操作麻烦。开机前要做密封油的自保试验,其中包括报警和自动停机试验。正常生产中要经常检查各仪表指示还要给油过滤器更换滤芯。
运行费用高。离心压缩机的转速几乎100 )r/min左右。密封处轴径100~140mm。忽略其他因素的影响,每台机的密封消耗功率在20~30kW。此外,加上密封系统消耗的水、电或蒸汽等能耗,可使压缩机的效率下降2%-3%。这是一个不小的数字。
降低了压缩机的可靠性。由于密封油站设备多、仪表多、需要的能源种类多,其中任何一点小问题都可能导致压缩机停机。曾经发生过因为高位油罐(槽)液面计一个小螺丝松动而导致停机的事故。有人统计离心压缩机因油系统故障而停机的占55%~80%,尤其是开停机过程中,油系统故障率占的较高。所有这些都迫使人们探索一种可靠性高,经济效益好的离心压缩机轴封方法。经过长期的研究,英国克兰公司先推出了气体螺旋槽密封,当时称为28型密封,于上世纪70年代应用到工业上。实践表明,气体螺旋槽密封不仅有高的可靠性,还有很好的经济效益。

干气密封是怎样保持平衡的?
如果某一因素干扰破坏了这一平衡,例如密封间隙小时,由槽产生的流体动压力増加,会将静环推开,间隙,开启力下降,到二力平衡时为止。反之,如果某一因素使密封端面间隙,密封面之间泄压,使开启力减小,在闭合力的使用下,静环向动环靠近,间隙减小,到恢复力平衡为止。所以有人又把干气密封称为自平衡式密封。

密封端面上的摩擦痕迹大于密封面的宽度是什么原因?
组成摩擦副的两个密封面宽度是不相等的。一般情况下,硬密封面较宽,软面较窄。经过一段时间的运转后,在硬密封面上有清晰的摩擦痕迹,可根据此痕迹的宽度判断故障的原因。造成密封端面上摩擦痕迹大于软环宽度的原因是
1)泵运转时振动较大,使动环运转中产生径向和轴向振摆,液膜厚度变化较大,有时密封面被推开,造成泄漏量。
2)动静环不同心。在一般的旋转型密封中,静环安装在压盖上。压盖和密封腔配合时有个“止口”,以保证两者的同心度。实际上止口间隙往往过大,使静环“下沉”,造成动静环不同心。在静止式波纹管密封中,由于静环组件重量促成静环“下沉”也造成动静环不同心。此外,轴承箱的配合间隙过大,轴弯曲等都能使摩擦痕迹过宽。
克服上述缺陷的方法,先消除泵的振动。将转子找动平衡;采用不易引起振动的联轴器(例如叠片式联轴器等);校正泵和电机的同心度;检査泵各止口间隙是否过大,在静止式波纹管中采取在静环下方加支承的方法防止“下沉”。

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