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鸿海新型热油泵机械密封技术应用研究

来源:泊头市鸿海泵业有限公司 发布时间:2012/8/24 9:01:18
工业应用结果表明:新型机械密封技术具有零泄漏、安全可靠、使用寿命长、封油消耗量少以及运行维护费用低等优点。
目前,国内外炼油行业热油泵普遍采用接触式波纹管单端面机械密封。国产波纹管机械密封的使用寿命平均 1 a左右,进口波纹管机械密封可达 2 a以上,且必须采用各种冲洗和冷却等措施,以降低摩擦温升,防止结焦、热裂、波纹管失弹、波纹管断裂、泵抽空、密封件老化等而导致的密封失效。为此,必然消耗大量的冲洗油和冷却水,造成运行费用高 (初步估计,1台热油泵年冲洗冷却所需运行费用超过 10万元),能耗量大,而且密封可靠性差,安全性低,维修成本高。
1、普通波纹管机械密封失效形式目前采用的波纹管机械密封及其辅助系统造成密封失效形式主要有以下几种。
(1)波纹管失弹或断裂引起的密封失效。波纹管在使用过程中,其刚度或弹性会慢慢减小,这种弹性减小的现象通常称之为失弹。实验和实际应用表明,当波纹管的失弹量超过设计初始压缩量的 18%~20%时,整个波纹管机械密封就会发生泄漏。金属波纹管机封在温度低于 200℃时失弹现象不明显,但在高温 (超过 300 ℃)下使用,开车后泵很快就发生泄漏,将使用的机封拆下测量发现金属波纹管组件高度较安装前平均降低 2~3mm。波纹管失弹主要由于永久变形或应力松弛,还有一种情况是工作介质结晶沉淀或凝固在波纹管的缝隙中,使波纹管变形能力减小或丧失变形能力。因此,高温和载荷是造成波纹管失弹的主要原因[1]。另外,在高温及波纹管压缩量或接触比压较大的情况下,波纹管会发生断裂;温度越高,载荷越大,波纹管发生断裂的概率就越高。
(2)配对摩擦副中石墨环的过度磨损引起的密封失效。通常,将失效的机封拆下检查发现石墨密封环磨损严重。通过分析和试验发现,金属波纹管机封的端面比压受波纹管的有效直径的影响,而有效直径是随压力的变化而改变。由于压力过大,导致摩擦副摩擦严重,石墨环过度磨损引起泄漏。
(3)配对摩擦副中硬质合金环的表面热裂引起的密封失效。经检查发现,密封摩擦副的硬质合金环出现由硬面中心向外发散的许多粗细不一的径向裂纹,这是热裂导致的密封失效。热裂产生的主要原因是过高的局部热应力,其中硬质合金环与环座两种材料的线膨胀系数差别,采用堆焊结构还是整体结构,密封冷却冲洗系统中冲洗液的类型、冲洗方式和流量的大小是否合适都可能引起密封端面的热裂。
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