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机械密封的安装、操作、维护和故障分析

机械密封的安装、操作、维护和故障分析 广州市新欧机械有限公司
2023-12-29
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导读:机械密封因其密封性好和使用寿命长等优点,已广泛用于石油化工和其它工业部门。但是,如果对机械密封安装不当、操作

机械密封因其密封性好和使用寿命长等优点,已广泛用于石油化工和其它工业部门。但是,如果对机械密封安装不当、操作维护不善,也会经常发生事故,那时机械密封还不如填料密封受人欢迎。因为机械密封属于较精密的部件,所以,正确的安装程序,严格的操作规范,合理的维护保养制度是保证机械密封性能和正常运行的有力措施。为此,各国大的密封公司都有密封技术培训中心,指导用户如何正确使用机械密封。我国也有几位著名的一密封学者,经常举办密封技术讲学班,旨在推广机械密封的正确使用。

第一节  机械密封安装

一、安装前的准备工作和注意事项

1.从包装箱中取出要安装的机械密封放在干净的平面上,保护好密封面,并将所有标签、证件整理后待检;

2.检查机械密封的型号、规格和材质证明,零件的数量,动、静环配对是否符合图纸要求,零件上有无制造厂的识别标记;

3.检查各零件的表面质量,特别是动、静环的密封端面有无碰伤、划痕,如有损坏,必须进行修复或更换,零件表面必须清洗干净,在动、静环密封端面上涂一层油;

4.检查石墨环、填充聚四氟乙烯环及组装的动、静环的水压试验证明,如果没有试压证明,安装前要补做水压试验,试验压力照第六章第一节规定;

5.并圈弹簧传动的机械密封,特别要注意弹簧的旋向,其旋向应与轴转动方向相同,使弹簧越旋越紧,就是按定出的轴旋转方向,从静环朝动环方向看,顺时针方向需要右旋弹簧,逆时针方向则要左旋弹簧。

使用小弹簧时,要检查各组弹簧的圈数和自由高度;

6.对安装机械密封的主机按技术要求检查轴向串量、径向跳动、有关的垂直度、同心度、表面粗糙度、配合尺寸和对泵的联轴节要求等。

(1)轴向串量:要求不超过0.1mm,一般在0.025~0.1mm之间,轴向串量过大,使机械密封弹簧比压不稳定,引起密封端面过量磨损或泄漏,由于轴的抖动而使密封破损,这在石墨环更为明显。此外,因轴向串量过大,还会使机械密封与轴(或轴套)的接触处局部腐蚀、侵蚀或磨损,在这方面,聚四氟乙烯密封圈因弹性不及橡胶密封圈,其所受影响更大。因此,轴向串量从原要求±0.5mm改为不超过0.1mm,可以减轻因轴向串量过大而引起的危害,另一方面,如轴向串量过小,如低于0.025mm时,则对轴承产生不良影响。

实际上,轴向串量还与轴的转速有关,图9-1是轴向串量允许值与转速关系,可供安装时参考。

(2)径向跳动允许值:轴的径向跳动过大会引起轴的抖动或偏移,使密封接触面增大,润滑膜减少,磨损加快,对机械密封的密封性能和使用寿命不利,因此,JB4 127-85对径向跳动量作了规定,如表9-1所示。

径向跳动允许值除与轴径有关外,还与轴的转速有关,图9-2所示为不同转速下不同轴径的径向跳动允许值。

径向跳动值,要求在叶轮端和驱动端各测二点,装上叶轮时也要测定。

( 3)轴与填料箱的垂直度:要求不超过0.1mm,一般为0.08mm。如垂直度不合要求,会使压盖翘起,密封颤动,象在椭圆面上操作,端面比压不均匀、液膜丧失,象轴向串量过大一样,侵蚀、磨损随之产生。密封颤动也会使驭动销磨损,最后使密封性能和使用期不符合要求。

根据检侧,轴及填料箱的垂直度与轴径及轴的速度有关[如图9-3(a),(b)所示]。

轴与填料箱的垂直度还与安装压盖时密封用的垫圈的压紧方式有关,如果采用单边压紧则是产生泄漏的原因。

(6)泵的联轴节要求:驱动部分的对中工作极为重要,因为联轴节的端面跳动和径向跳动,不同心度和端面间隙的大小都会影响机械密封寿命,必须定期检查。对联轴节的安装要求,通常由机器制造厂在规范中说明。表9-2和表9-3列出国内单级离心清水泵和金属耐蚀泵的弹性联轴节的安装要求。

联轴节对中要求的检查应该在所有管线接头安装以后进行,否则找正工作就不彻底。

关于两个半联轴节连接后端面间的间隙,可参照有关规定,一般端面间隙略大于轴向串量。

因为联轴节的种类很多,安装时要根据不同的联轴节要求进行安装。

 2.安装静止部件

(1)先将防转销1装入密封压盖的销孔内,无论立式或卧式防转销压配时要注意埋入孔内的深度,使销子伸出的长度不要与静环(静环座)的凹槽底部或与轴面相碰[图9-6(a)、(b)]。

(2)将静环密封圈2套在静环3上,并将静环上凹槽对准压盖10中防转销1,均匀地推入压盖内。

3.组装旋转部件

(1)将弹赞座4朝上放平,再将小弹簧5分别放入弹簧座的弹簧孔内,不能歪斜。

(2)将动环密封圈6套人动环7内,再将压环8套在动环上,注意压环应压住密封圈。

(3)将压环、动环密封圈和动环一起套入弹簧座4内,注意动环外径上的凹槽应对准弹赞座上凸出部分。

(4)将弹赞座连同弹簧、压环、动环密封圈和动环一起套在轴上划线定位处,然后用固紧螺钉9将旋转部件固定在轴上。

关于弹赞的预压缩t,外商图纸定为4mm,国内一般为4~6mm,具体视单弹簧和多弹簧以及弹赞尺寸而定。

动环安装后须保证能在轴上灵活移动,将动环压向弹赞后能自动弹回。

(5)将组装好的压盖10装在填料箱体上,并用螺栓均匀地分几次拧紧(使用四氟O形密封圈,螺栓至少间隔30分钟,并经多次拧紧,直至不需拧紧为止)。

(6)总装以后,检查辅助装置是否正常,查核冷却、循环、通风、排放、阻封等管线接头有无接错。要求蒸汽管线进口在上部,出口在下部;冷却水管进口在下部,出口在上部。查对以后用手盘车,应该轻快灵活并无卡住现象。正常情况下,总装后还应检查轴的径向跳动量,然后经静压试验,跑合一段时间后交付使用。

机械密封的拆卸顺序与安装顺序相反,在拆卸时严禁用铁器敲打,最好采用专用拆卸工具顺序拆卸,如密封元件上有污垢或凝聚物粘结,应先清洗污物再进行拆卸。

第二节  启动运转

一、启动前的准备工作

1.全面检查机械密封和辅助装置以及管线、阀门、仪表等是否安装齐全,管线必须经过清洗,防止堵塞,这点对于新装置尤为重要。因为杂质常从管线进入密封处影响密封性能,整个系统要排空,防止密封腔高处形成气塞,导致干摩擦运行。

2.启动前要进行静压试验,试验压力同工作压力;检查机械密封本身及有关的密封点和接头处有无泄漏,如有泄漏应设法处理。

3.按泵的旋转方向盘车,合乎要求后才能交付使用。

二、启动运转

1.主机启动之前,应保持密封腔内充满液体或被密封的介质,如有单独辅助密封系统应先启动,冷却水系统亦须开始流通(停车时最后停止);对于输送凝固的介质或粘度很大的介质,应用蒸汽将密封腔加热使介质熔化。启动前必须盘车,以防突然启动而造成软环破裂。

2.正常使用前先进行常琢运转,观察密封部位的温升是否正常。如有轻徽泄漏,可跑合一段时间,使端面贴合更加均匀,直到泄漏量逐渐减少至正常为止。如运转1~3小时泄漏量仍不减少,则需停车检查。

3.升压、升温运转:经过常压运转考验的机械密封应及时做与操作条件相同的升压、升温运转。升压、升温可分别进行,升的过程应缓慢,注意升压(或升温)过程中可能发生的变化,如机件有无碰撞,端面是否脱开,摩擦发热是否过快,防转销有无脱开或损坏,压力是否稳定(要求压力波动不大于±0.1MPa)以及密封圈处和密封端面处有无泄漏等,如果一切正常,即可投入生产。

第三节  机械密封故障的产生原因及处理措施

一、机械密封故降的产生原因

机械密封故障的产生原因主要有以下几个方面:

1.机械密封本身不良造成的故障;

2.主机问题造成的故障;

3.机械密封的选择和应用不当所造成的故障;

4.安装和操作不当以及管理不善所造成的故障;

5.辅助装置不良或对辅助装置认识不够造成的故障。

机械密封的故障现象有:端面磨损、密封环热裂、变形、腐蚀、弹簧失去弹性或折断、辅助密封圈损坏等。

国外有人对三百套机械密封在五年间所发生的故障进行统计分析,其结果如表9-4所示。

由表9-4可见,摩擦副故障是机械密封失效的主要因素。

国内齐鲁石油化工公司炼油厂对国产104型和110型机械密封在274台泵上应用一个周期(10个月)后机械密封失效率和失效原因统计分析结果如表9-5、9-6、9-7所示。

从表9-5、9-6、9-7分析可见:

1.热油和低粘度油失效率两者合计为74.3%,说明热油和低粘度介质的密封仍然是炼油厂目前研究的主课题。此外,高粘度介质对密封也不利。

2.机械密封失效部位以摩擦副最多,占62%。失效现象表现在摩擦副磨损和碳化钨环与动环座发生相对转动,两者占总失效次数的53.1%,这个现象与国外有人对五年间300套机械密封的故障统计数据很接近。

3.失效原因不仅与机械密封本身有关,还与工作条件和辅助装置有关,无冲洗措施是机械密封失效的主要原因之一。

二、机械密封的故障处理

机械密封的故障现象很多,但主要反映在在泄漏上,泄漏现象又可分为:

1.开始运转阶段的泄漏;

2.周期性泄漏;

3.经常泄漏;

4.突然和大量泄漏.

伴随泄漏,还会出现密封发热、冒烟、振动、响声.、功率增大等现象。由于造成泄漏的因素很多,具体故障要具体分析。表9-8列出机械密封的泄漏部位、故障原因和处理措施。

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