乙二醇装置机泵机械密封失效分析及整改措施

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机械工程中机械密封环的失效分析与改进

机械工程中机械密封环的失效分析与改进

机械工程中机械密封环的失效分析与改进
一、机械密封环的失效分析:
1.密封环的磨损:机械密封环在运行过程中,由于摩擦和磨损,导致密封环表面不平整,从而影响其密封性能。

2.密封环材料的老化:密封环材料的老化是导致机械密封环失效的一个主要因素。

长时间高温、酸碱等环境条件下,密封材料会发生物理和化学变化,导致密封环性能下降。

3.密封环的断裂:机械密封环在机械振动或机械冲击的作用下,可能会发生断裂,从而导致泄漏。

4.密封环的设计缺陷:一些机械密封环的设计存在缺陷,比如剖面设计不合理、尺寸匹配不当等,导致其失效。

二、机械密封环的改进:
1.优化密封环材料:选择抗磨损、耐高温、耐腐蚀等性能良好的密封环材料,如陶瓷、金属等,以提高密封环的使用寿命和可靠性。

2.改进密封环结构设计:通过优化机械密封环的剖面设计、尺寸匹配等,提高密封环的密封性能和耐久性。

3.引入新的密封技术:如采用真空密封技术、磁悬浮密封技术等,可以改善传统机械密封环的失效问题,提高密封性能。

4.定期检修和保养:定期检查机械密封环的磨损情况,及时更换磨损严重的密封环,同时进行润滑保养,以延长其使用寿命。

综上所述,机械密封环失效的原因很多,但通过合理的分析和改进措施,可以有效减少其失效可能性,提高机械密封环的使用寿命和可靠性,保证设备的正常运行。

因此,工程师和技术人员应密切关注机械密封环的失效问题,并不断优化改进,以满足不同应用领域对密封性能的要求。

机械密封失效分析与故障分析

机械密封失效分析与故障分析

机械密封失效分析与故障分析机械密封是一种常见的密封方式,广泛应用于各种工业设备中,它起到防止液体或气体泄漏的作用。

然而,由于机械密封长时间运行或使用条件不当等原因,可能出现失效或故障。

本文将对机械密封的失效分析与故障分析进行探讨。

首先,机械密封的失效主要表现为泄漏。

泄漏可能来自密封面之间的间隙或密封材料的损坏。

泄漏的原因可以是由于机械密封的安装不当、密封面磨损、密封材料老化或质量不合格等多种因素。

在进行失效分析时,需要对泄漏的位置、程度以及泄漏时的工况等进行全面的观察和记录,以便找出失效的根本原因。

其次,机械密封的故障种类较多,常见的故障有密封面磨损、泄漏、密封材料老化、弹簧断裂等。

对于不同的故障,需要采取相应的措施进行修复或更换。

比如对于密封面磨损导致的泄漏,可以通过研磨、打磨或更换密封面来解决;对于弹簧断裂,需要更换弹簧等。

在进行故障分析时,需要梳理故障出现的原因、频率以及对设备运行的影响,以便采取相应的措施进行维修和防范。

失效分析和故障分析的目的是为了找出机械密封失效和故障的原因,并采取相应的措施进行预防和维修。

对于机械密封的失效分析,可以通过实验手段进行模拟和验证,例如使用试压设备对机械密封进行压力测试,以检测泄漏的位置和程度;对于机械密封的故障分析,可以通过观察故障部件的状态和特征来确定故障原因,同时可以进行实验和实地测试,以验证故障的原因和解决方案。

在进行机械密封失效分析与故障分析时,需要注意以下几点。

首先,要对机械密封的运行条件、使用环境以及工艺参数进行详细了解和记录,以便进行精确的分析。

其次,要进行全面的检查和测试,包括外观、内部构造、密封面状态、密封材料性能等等。

第三,要对失效和故障进行分类和归纳,以便建立相应的数据库和维修记录,为以后的失效分析和故障排除提供参考。

最后,要不断总结和积累经验,不断完善和改进机械密封的设计、安装和维护,以提高机械密封的使用寿命和性能。

总之,机械密封的失效分析与故障分析对于保证设备的安全运行和延长设备的使用寿命非常重要。

乙二醇反应器进料泵机械密封频繁泄漏原因分析及故障处理

乙二醇反应器进料泵机械密封频繁泄漏原因分析及故障处理

乙二醇反应器进料泵机械密封频繁泄漏原因分析及故障处理摘要:简要分析了乙二醇反应器进料泵机械密封频繁泄漏原因分析和处理措施。

关键词:机械密封;泄漏现象;故障处理;现象分析前言:机械密封的密封效果将直接影响整机的运行,严重的还将出现重大安全事故。

1.基本情况乙二醇反应器进料泵工艺介质为环氧水溶液,自开车以来乙二醇反应器进料泵机械密封频繁泄漏,直接影响整机的运行,严重的还将出现重大安全事故。

1.1机械密封特点机械密封又称端面密封,因机械密封性能可靠,泄漏量小,使用寿命长,功耗低,不须经常维修,且能适应于生产过程自动化和高温、低温、高压、真空、高速以及各种强腐蚀性介质、含固体颗粒介质等苛刻工况的密封要求。

1.2机械密封的原理机械密封又叫端面密封,它是一种旋转机械的轴封装置,指由至少一对垂直于旋转轴线的端面在液体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。

它的主要功用将易泄漏的轴向密封改变为较难泄漏的端面密封。

机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件组成。

其中动环随泵轴一起旋转,动环和静环紧密贴合组成密封面,以防止介质泄漏。

动环靠密封室中液体的压力使其端面压紧在静环端面上,并在两环端面上产生适当的比压和保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。

压紧元件产生压力,可使泵在不运转状态下,也保持端面贴合,保证密封介质不外漏,并防止杂质进入密封端面。

密封元件起密封动环与轴的间隙、静环与压盖的间隙的作用,同时弹性元件对泵的振动、冲击起缓冲作用。

机械密封在实际运行中是与泵的其它零部件一起组合起来运行的,机械密封的正常运行与它的自身性能、外部条件都有很大的关系。

但是我们要首先保证自身的零件性能、辅助密封装置和安装的技术要求,使机械密封发挥它应有的作用。

泵用机械密封种类繁多,型号各异,但泄漏点主要有五处:1.轴套与轴间的密封;2.动环与轴套间的密封;3.动、静环间密封;4.静环与静环座间的密封;5.密封端盖与泵体间的密封。

机泵机械密封失效的分析与解决措施

机泵机械密封失效的分析与解决措施

机泵机械密封失效的分析与解决措施摘要:机械密封的轴密封结构是旋转机械型,广泛应用于离心泵或者压缩机等设备。

机械密封失效将直接导致机泵无法正常运转,更为严重的还可能引发安全生产事故。

基于此,本文简要分析机泵机械密封失效的原因,并据此提出相应的解决之策。

关键词:机泵;机械密封;失效原因;安全生产机械密封具有非常多的优势,如密封性能良好、轴承的磨损量比较小,其已经普遍应用于冶金或者石油化工生产中。

但是,由于机泵的运行环境比较恶劣,经常需要承受高温或者高压,加之其介质较为特殊,因而极易发生密封失效的问题,并对机泵的运行产生一定影响,导致设备停工。

整体来看,机泵机械密封失效的原因是多方面的,要具体问题具体分析。

一、机械密封概述近年来,我国现代制造业发展十分迅猛,机泵应用范围不断扩大。

机械密封是机泵的一种主要密封结构,是借助动静环、弹簧以及冷却装置等构成的,并借助流体作用在轴承上滑动端面从而产生一定的流体压力和结构补偿弹力,和其他辅助密封装置共同发挥密封作用。

从不同角度划分,可以将机械密封失效划分为多个类型。

一为早期失效,是指因为机械密封结构安装失误或者密封结构设计问题所导致的密封失效。

二为磨损失效,是指机械结构在长期使用因材料磨损或者老化引发的失效。

三为偶然失效,是因为机泵在恶劣的工作环境中因偶然因素导致机械密封失效。

四为腐蚀导致机械密封失效。

具体来看,腐蚀失效又可以细分为点、面、电化学、应力破坏腐蚀等多个方面。

其中,点腐蚀问题主要出现在弹簧套中,从而导致弹簧结构被破坏。

面腐蚀主要是因为密封结构的表面接触到带有腐蚀性的介质而产生。

电化学腐蚀是指因金属间的电化学反映产生的腐蚀问题。

应力腐蚀则是应力和腐蚀共同作用导致的结果,会在一定程度上破坏弹簧。

五为高温失效,是指因温度超过规定标准使得密封结构材料发生变形,从而引发密封失效。

例如,如果密封结构表面没有冷却水持续供应,就很容易因干摩擦而发生裂纹问题,石墨烯温度过高就很容易出现碳化问题从而引起密封失效。

乙二醇装置机泵机械密封失效分析及整改措施

乙二醇装置机泵机械密封失效分析及整改措施
稳 定 状态 , 现 场 跑 冒滴 漏 时有 发 生 。这 不 仅 对 装 置 的稳定 生 产 造 成 极 为不 利 的 影 响 , 同 时 也 增 加 了生 产维 护成 本 。
1 机械 密 封 失效 问题统 计
从 设备 管 理 角 度 考 虑 , 机 械 密 封 的管 理遵 循
全 寿命 周期 管理 , 从 最 初 的设 计 选 型 、 制 造 到 安 装 使 用等 各个 环 节 都 应 该 做 到 严 格 把 关 , 才 能保 证
乙二 醇 装 置 共 有 机 泵 1 0 7台 , 机械密 封 1 1 9 套, 机 械密 封形 式 主要 为 弹簧 式机 械密 封 、 波 纹 管
S A F E T Y H E A L T H & E N V I R O N M E N T 0
安全、 健 境
2 0 1 7年 第 1 7卷 第 5期
2 原 因分 析
大, 所 以做 好 机 械 密 封 的维 护 管 理 工 作 可 以直 接 提高 机泵 的运 行效 率 。 某石 化企 业 乙二 醇 装 置 自 1 9 9 5年 开 车 至 今 , 已经 连续 运行 了 2 2年 。在 此期 间 , 装 置经 过 多 次 挖 潜 改造 , 且 一直 处 于 高 负荷 运 转 的情 况 , 设 备 及 管 线腐 蚀 等 现 象 开始 显 现 , 整 个 装 置 开 始 出 现 不
机械 密封 的高 效运 行 。然 南 _ J : 种 种
些 环

脱 题影 响 _ r 机械 密封 的运 状 念 . .
图 1 机 械 密 封 泄 漏 部 位
图 3 机 槲_ 留 封 端 面 损 坏
2 . 1 介质 特件
二 阵装 置物 料 主 要有 环 氧 乙 烷 、 乙 ■ ,

泵用机械密封故障原因及对策

泵用机械密封故障原因及对策

泵用机械密封故障原因及对策摘要:本文从机械损坏、热损坏、化学腐蚀、密封面磨损图像四个方面分析列举了泵用机械密封故障的原因及应对措施。

关键词:机械密封故障原因对策1、概述泵是平台的重要流体输送设备,数量庞大,转动设备的维修工作量有一半以上是泵的维修,其中95%是离心泵,而离心泵的故障中,机械密封的故障最多。

根据平台1998年~2004年的不完全统计,离心泵故障37% 是机械密封故障,31%是轴承失效,32%是其他原因。

1.1 常见机封故障有以下几种1.1.1泵运行时密封泄漏1.1.2密封泄漏和压盖结冰1.1.3密封面稳定滴漏1.1.4泵运转时密封尖叫1.1.5密封面外缘或压盖外侧有碳粉积聚1.1.6密封面磨损严重,机封寿命短1.2 为了保证机泵长周期平稳运行,必须处理好机械密封的故障,做好故障原因分析。

分析过程一般遵循以下四个步骤1.2.1收集资料。

及时对故障设备现场情况询问、观察、检查和测试。

尽量做到实事求是、客观、完整。

1.2.2综合分析。

对所收集的资料归纳整理,抓住主要问题进行综合、分析、推理,根据一两个最符合实质的症状做出初步诊断。

1.2.3初步诊断。

根据故障现象的共性和特殊性进行分析、归纳,找出其间的联系和规律,得出故障原因。

1.2.4通过维修实践验证诊断。

注意做好记录,保存好损坏的密封元件;解体前、后认真地拆开密封箱检验和判断,不要急于拆卸造成不必要的元件损坏和人力浪费。

1.3 机械密封故障的原因大致有四种1.3.1机械密封本身质量有缺陷。

1.3.2泵本体有缺陷。

1.3.3机械密封选用不当。

1.3.4操作、使用、维护不当。

2、故障原因分析及对策下面分别从密封的机械损坏、热损坏、化学腐蚀、密封面磨损图像分析判断故障的原因及应对措施。

2.1 从机械损坏判断密封失效原因2.1.1动环断裂或开裂:原因是动环用脆性材料制成,断面较薄,非常脆弱。

若断裂表面变色不均匀,或者存在磨屑,动环断裂是在开车前或运行中发生的。

泵轴机械密封的失效分析

泵轴机械密封的失效分析1. 引言泵轴机械密封是一种常见的泵密封形式,其主要作用是防止泵在工作时发生泄漏。

然而,在使用过程中,泵轴机械密封可能会出现失效的情况,导致泵泄漏,影响设备的正常运行。

因此,本文将对泵轴机械密封的失效原因进行分析,并提供相应的解决方案。

2. 失效原因2.1 密封面磨损密封面磨损是泵轴机械密封失效的常见原因之一。

在泵运行时,由于轴向力和离心力的作用,导致密封面产生相对运动,从而引起磨损。

长时间的磨损会导致密封面的平整度下降,进而使泄漏增加。

2.2 密封环老化密封环的老化是导致泵轴机械密封失效的另一个重要因素。

密封环通常由橡胶或聚氨酯等弹性材料制成,在长期的使用过程中,受到介质的侵蚀和温度的影响,密封环会发生老化,丧失其原有的弹性,从而无法有效密封。

2.3 温度过高温度过高是泵轴机械密封失效的常见原因之一。

在一些高温工况下,密封面和密封环会因温度过高而变软,导致泄漏增加。

同时,高温还会引起密封面和密封环的热胀冷缩,进一步破坏密封性能。

2.4 泵压力过高泵轴机械密封在过高的泵压力下容易失效。

高压会增加密封面和密封环之间的接触力,导致磨损加剧,进而引起泄漏。

同时,过高的压力也会导致泵轴变形,进一步破坏密封性能。

3. 解决方案3.1 选用合适的材料合适的材料选择对泵轴机械密封的失效有重要影响。

在选择密封面材料时,需要根据介质的性质和温度要求进行合理选择,以提高密封面的耐磨性和耐腐蚀性。

同时,密封环材料也需要具有良好的耐热性和耐化学性,以延长密封环的使用寿命。

3.2 加强密封面润滑合适的润滑方式可以有效减少密封面的磨损,延长泵轴机械密封的使用寿命。

可以采用外润滑或者内润滑方式,对密封面进行充分润滑。

外润滑可以通过给密封腔注入润滑油进行实现,而内润滑则是通过在密封环内部设置润滑油腔来实现。

3.3 控制温度和压力控制温度和压力是预防泵轴机械密封失效的重要措施之一。

可以通过降低介质的温度和减少泵的运行压力来避免泵轴机械密封的失效。

机泵机械密封失效的分析与解决措施

为某种原因出现的偶然密封失效。

动静环机械磨损实例如图1所示,波纹管外侧结焦实例如图2所示。

图1 动静环机械磨损实例图2 波纹管外侧结焦实例2.1 腐蚀失效腐蚀失效一般有点腐蚀、面腐蚀、应力破坏腐蚀、电化学腐蚀等。

点腐蚀除妖出现在弹簧套,从而破坏弹簧结构。

面腐蚀主要是因为具有腐蚀介质的接触而出现表面的腐蚀,从而破坏密封作用。

应力腐蚀破坏主要应力与腐蚀共同作用下从而出现的弹簧破裂等破坏。

电化学腐蚀主要是因为不同种类金属引起的电化学反应导致的腐蚀。

0 引言机械密封因为具有良好的密封性能以及轴承磨损量小等优点,广泛用于冶金及石油化工泵设备上。

同时机械泵工况运作较为恶劣,存在高温高压以及介质特殊等特点,容易导致机械密封出现密封失效现象,进而导致设备停止工作的状况。

机械密封失效的原因以及失效的形式多种多样,对其仔细研究分析才能更好地提出科学有效的解决方法。

1 机械密封机械密封主要是由动静环、冷却装置以及压紧弹簧等构成,通过流体作用在轴上滑动端面流体压力,以及结构补偿上的弹力和其他的辅助密封装置共同作用下的密封结构。

机械密封核心的部件为动环和静环,动、静环结构必须具有足够的刚度与强度,以满足在恶劣工况条件下的温度、压力、流体的冲击。

同时还必须具有良好的耐热冲击力,即要求材料具有良好的导热系数及较小的膨胀系数,保证材料在热冲击时不出现开裂。

2 机械密封失效类型机械密封的失效形式种类较为繁多,主要的失效可以分为:(1)早期失效,主要是结构安装方式不正确以及机械密封结构设计不合理等造成;(2)磨损失效,主要因为设备长期使用过程中,因为材料的磨损或者疲劳老化等导致出现磨损失效,该种失效方式也是机械密封中主要的失效方式;(3)偶然失效,主要是因为泵在恶劣工况环境下运行时因机泵机械密封失效的分析与解决措施甘一凡(广东省中海油惠州石化有限公司,广东 惠州 516086)摘要:机械密封是一种通过旋转机械的轴密封结构,常用于离心泵、压缩机等设备中,是一种主要的轴密封形式。

泵用机械密封失效的原因与防止措施

泵用机械密封失效的原因与防止措施[摘要]从机械磨损、热损伤、腐蚀、零件失效等方面对化工反应装置中泵的机械密封失效原因进行了分析,提出了防止机械密封泄漏失效的措施[关键词]机械密封;泄漏;失效;防止措施泵是化工反应装置中最常用的基础设备之一。

其机械密封性能是影响化工反应装置性能和效率的重要因素。

化工反应装置中泵的密封泄漏是引起密封失效的主要原因。

引起机械密封泄漏造成失效的因素很多,如:选型和安装问题、密封设计和制造问题以及设备本身存在的问题等。

分析密封失效的原因,采取相应措施,从诸多环节中排除相关因素,采取预防措施,确保反应装置的稳定运行,是本文探讨的重点。

l机械密封失效的主要原因密封泄漏是机械密封失效的主要表现形式。

机械密封一般为内装式,根据实践经验、现场观察并借助仪器测量可确定密封泄漏的原因。

首先,搞清受损伤的密封件对密封性能的影响,然后依次对密封环、传动件、加载弹性元件、辅助密封圈、防转机构、紧固螺钉等部位仔细检查磨损痕迹。

对底座、轴套、密封腔体以及密封系统等附属件也应进行全面检查。

在了解设备操作条件及以往密封失效情况的基础上,进行综合分析,找出产生失效的根本原因,采取有效措施,防止密封泄漏失效。

1.1由机械磨损引起的密封泄漏机械磨损会破坏密封副的正常配合关系,当端面出现一定的磨损时,传动轴每转一周,密封件都要作轴向位移和径向摆动,在每一次转动中,密封副端面都趋向于产生轻微的分离和泄漏。

根据磨损痕迹可以判断运动和磨损情况,也可以确定密封泄漏的原因。

如:密封副磨损痕迹均匀,各零件的配合良好,说明传动部分的同轴度良好,此时密封端面产生的泄漏,可能不是由密封本身引起的。

若泄漏量为常数,意味着泄漏不是发生在两端面之问,有可能发生在其它部位上,如静密封处。

再如,密封在开始使用时就泄漏,且观察不到摩擦端面磨损痕迹,可能是旋转环相对于静止环不旋转或打滑,其原因是防转销松脱或折断或是底座的孔径小于密封件的外径,安装不到位所致。

机械密封失效原因与故障分析

机械密封失效原因与故障分析(二)机械密封的故障及处理方法如下:一、机械密封的故障在零件上的表现1、密封端面的故障:磨损、热裂、变形、破损(尤其是非金属密封端面)。

2、弹簧的故障:松弛、断裂和腐蚀。

3、辅助密封圈的故障:装配性的故障有掉块、裂口、碰伤、卷边和扭曲;非装配性的故障有变形、硬化、破裂和变质。

机械密封故障在运行中表现为振动、发热、磨损,最终以介质泄漏的形式出现。

二、机械密封振动、发热的原因分析及处理1、动静环端而粗糙。

2、动静环与密封腔的间隙太小,由于振摆引起碰撞。

处理方法:增大密封腔内径或减小转动件外径,至少保证0.75mm的间隙。

3、密封断面耐腐蚀和耐温性能不良,摩擦副配对不当。

处理方法:更改动静环材料,使其耐温,耐腐蚀。

4、冷却不足或断面再安装时夹有颗粒杂质。

处理方法:增大冷却液管道管径或提高液压。

三、机械密封泄漏的原因分析及处理1、静压试验时泄漏①密封端面安装时被碰伤、变形、损坏。

②密封端面安装时,清理不净,夹有颗粒状杂质。

③密封端面由于定位螺钉松动或没有拧紧,压盖(静止型的静环组件为压板)没有压紧。

④机器、设备精度不够,使密封面没有完全贴合。

⑤动静环密封圈未被压紧或压缩量不够或损坏。

⑥动静环V形密封圈方向装反。

⑦如果是轴套漏,则是轴套密封圈装配时未被压紧或压缩量不够或损坏。

处理方法:应加强装配时的检查、清洗,严格按技术要求装配。

2、周期性或阵发性泄漏①转子组件轴向窜动量太大。

处理方法:调整推力轴承,使轴的窜动量不大于0.25mm。

②转子组件周期性振动。

处理方法:找出原因并予以消除。

③密封腔内压力经常大幅度变化。

处理方法:稳定工艺条件。

3 经常性泄漏①由于密封端面缺陷引起的经常性泄漏。

a、弹簧压缩量(机械密封压缩量)太小。

b、弹簧压缩量太大,石墨动环龟裂。

c、密封端面宽度太小,密封效果差。

处理方法:增大密封端面宽度,并相应增大弹簧作用力。

d、补偿密封环的浮动性能太差(密封圈太硬或久用硬化或压缩量太小,补偿密封环的间隙过小)。

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乙二醇装置机泵机械密封失效分析及整改措施王刚【摘要】通过对某石化企业乙二醇装置机泵机械密封使用中故障情况进行统计,分析总结了机械密封的主要失效形式和原因,制定了相应的整改措施,以提高机械密封的使用寿命,保证企业安稳长满优运行.【期刊名称】《安全、健康和环境》【年(卷),期】2017(017)005【总页数】4页(P11-14)【关键词】机泵;机械密封;失效分析;措施【作者】王刚【作者单位】中国石化天津分公司,天津300271【正文语种】中文机泵是化工企业生产过程的主要设备,其运行状态的好坏直接影响企业生产安全与稳定。

由于机泵的易损件较多(包括机械密封、轴承、口环和膜片等),所以其运行中发生故障的概率较高,而作为主要部件的机械密封故障发生率占比较大,所以做好机械密封的维护管理工作可以直接提高机泵的运行效率。

某石化企业乙二醇装置自1995年开车至今,已经连续运行了22年。

在此期间,装置经过多次挖潜改造,且一直处于高负荷运转的情况,设备及管线腐蚀等现象开始显现,整个装置开始出现不稳定状态,现场跑冒滴漏时有发生。

这不仅对装置的稳定生产造成极为不利的影响,同时也增加了生产维护成本。

乙二醇装置共有机泵107台,机械密封119套,机械密封形式主要为弹簧式机械密封、波纹管式机械密封和卡式机械密封等,安装形式有单端面、背靠背和串联等形式。

对于运转的机泵,日常巡检时要注意机泵各项参数的变化情况,包括流量、压力、振动、轴承温度等,如果不能及时发现参数的变化情况,极易造成泵运转异常,而最直接的表现就是机械密封发生泄漏,对机泵机械密封发生故障而进行检修的情况统计如表1。

机械密封发生故障的部位主要有动、静环端面,动、静环辅助密封圈,静环座密封垫等,如图1,乙二醇装置机械密封发生故障的部位与上述情况大体相当。

从设备管理角度考虑,机械密封的管理遵循全寿命周期管理,从最初的设计选型、制造到安装使用等各个环节都应该做到严格把关,才能保证机械密封的高效运行。

然而由于种种原因导致某些环节出现问题影响了机械密封的运行状态。

乙二醇装置物料主要有环氧乙烷、乙二醇,碳酸盐等,其中环氧乙烷是易燃易爆易聚合有毒的液体;当介质出现聚合时对机械密封的伤害是非常大的。

运行中输送环氧乙烷的机泵机械密封发生故障的现象较频繁。

如环氧乙烷输送泵P-701机械密封频繁泄漏,该泵密封选用的是约翰克兰生产的109B型串级机械密封,密封的冲洗形式:一级(介质侧)为自冲洗,二级(大气侧)采用40%的乙二醇水溶液罐进行自循环冲洗。

109B型串级机械密封的动环辅助密封环选用的是聚四氟乙烯材质的楔形环,其摩擦系数很低,且动静摩擦系数仅为0.04,但是与金属镜面对磨起来却为0.09~0.12。

同时,聚四氟乙烯导热性很差,为0.244 W/(m·K),与金属相差300多倍。

故用聚四氟乙烯做密封环时,摩擦热很难导出。

加之装置负荷较高,制冷冰机负荷较重,冷却温度上升,加快了环氧乙烷发生自聚的速度,聚合物堵塞过滤网致使一级密封自冲洗量下降,造成摩擦副产生的热量无法及时撤出,温度升高汽化现象加剧进一步破坏端面液膜的形成,甚至干摩擦,致使机械密封端面损坏失效,如果不能及时对泵进行检修,环氧乙烷会对二级密封的辅助密封环乙丙橡胶有腐蚀,造成二级密封损坏,密封液外漏等。

其他输送环氧乙烷的机泵也会出现类似的问题。

环氧乙烷聚合与机械密封端面损坏如图2、3。

装置产品乙二醇在生产过程中,经过水合、蒸发脱水、精制等工艺,随着工艺长度的增加,由于高温、腐蚀等原因造成塔釜物料杂质增多,增加了过滤器的负荷。

装置物料碳酸盐极易结晶,一旦结晶物和其他杂质进入机泵机械密封,将使机械密封发生损坏,可能出现的情况有:结晶物和杂质进入密封端面破坏液膜,磨损端面造成泄漏;结晶物和杂质在动环座内不断堆积,直至影响弹簧的伸缩,降低动环的补偿性形成泄漏。

故障较为突出的有贫碳酸盐溶液增压泵碳酸盐结晶磨损端面,MEG塔塔釜泵因杂质堆积使弹簧失效,碳酸盐结晶使端面磨损和杂质堆积使弹簧失效,如图4、5。

日常运行时,工艺相关操作直接影响机械密封的寿命,操作过程的稳定性,操作的方式方法等都是影响机械密封的关键因素。

由于员工操作水平、责任心等因素影响,在平时的工作中如不注意工作流程与方法,会导致部分机械密封损坏。

如在机泵投用过程中,出入口阀门开启顺序和速度有错误,在先开出口阀的情况下使机械密封憋压,造成相对薄弱的辅助密封圈损坏而使机械密封失效。

又如在机泵切换过程中,内外操沟通效果差,导致阀门开关速度出现偏差,特别是在机泵停转时若出口阀开度过大,在运转泵出口压力作用下使机泵出现倒转现象,极易损坏机械密封。

装置内较大型的压力较高的机泵碳酸盐泵,锅炉给水泵等在日常操作时就出现过由于操作不当使端面损坏和“O”环损坏,引起机械密封失效的情况。

机泵运行时振动是不可避免的,但是当振动超过允许范围时将对机泵运行造成影响。

引起机泵产生振动的原因有很多,如管线应力过大、机泵对中误差偏大、地脚等部位连接松动、轴承故障等。

这些因素在乙二醇装置运行中均有不同程度的存在。

其中密封水循环泵由于基础开裂导致机泵振动增大进而机械密封发生泄漏。

EO汽提塔塔釜泵由于轴承损坏,振动超标致使机械密封失效。

备件在使用前,由于没有专门的检验工具和检验方法,只能依靠设备与维修人员凭经验判断,难免出现误判。

其中凝液循环泵,其机械密封就因为静环辅助密封圈的材质问题导致频繁泄漏,后经改变材质才将问题解决。

备件在安装时,受检修环境,检修工具方法制约,使安装精度产生误差,人为带入污染物等,这些也给机械密封的稳定运行带来隐患。

在相关制度执行不到位的情况下,机械密封易发生损坏,如润滑管理制度执行不到位,定期盘车制度执行不到位,防冻防凝制度执行不到位等都会导致故障的发生。

针对机泵机械密封出现的问题进行原因分析后,乙二醇装置从以下几方面进行改进处理。

由于力求装置效益最大化,增产环氧乙烷产品,环氧乙烷介质又具有高温易聚合的特性,原冰机无法满足制冷需求,新增冰机KZ-750N,更换环氧乙烷冷却器增大换热面积,提高制冷能力,减少环氧乙烷聚合几率,定期清洗环氧泵入口滤网和机封冲洗线过滤器,保证环氧泵机械密封内的低温状态,避免液膜汽化现象。

同时对辅助密封圈的形式和材质进行升级处理,将一级密封的聚四氟乙烯材质的楔形环和二级密封的乙丙橡胶“O”环都升级为全氟醚的“O”环,减少一级密封与辅助密封圈摩擦产生的热量,增强抵抗介质氧化腐蚀的能力。

由于乙二醇产品生产过程形成杂质较多的情况,重新核算过滤器面积与目数,在开停车时增加清洗过滤器的次数,尽可能将系统内的杂质清洗干净。

同时对过滤器内滤网要定期进行清洗更换,特别是乙二醇产品塔釜泵的入口滤网清洗频率要增加。

保证过滤效果,防止杂质进入机封堆积,影响液膜形成和弹簧的补偿能力。

对于碳酸盐泵要保证机封冲洗水的稳定供给,有效地带走结晶物,防止端面磨损。

由于操作的原因造成故障的,要加强对工艺操作流程的控制,编制离心泵单机操作法,机泵操作要严格执行相应的操作法,对操作人员进行培训,提高操作水平,加强奖惩力度,通过考核促进操作人员责任心的提升。

同时对于重要机泵的操作要有设备、工艺技术人员在场进行指导,以保证设备的安全稳定。

在日常工作中,加强机泵的维护管理,提高巡检质量。

对振动、轴温等参数加强监控,利用先进的振动诊断技术,对重要机泵实行在线监测与离线监测相结合的方式,采取振动特性分析,振动谱分析等方法及时准确的监控轴承状态,形成趋势分析,若发现异常及时处理,以防止振动加剧影响机械密封状态[1]。

定期检查基础、地脚螺栓等的连接情况;对于管线振动强烈的加强支撑,提高刚度,减少对机泵的影响,建立机械密封检修档案,对故障率高的机泵进行重点关注等。

对机械密封使用周期短,损坏频率高的情况进行统计,确认是备件质量问题的反馈给设备管理部门,与供货商进行沟通解决;如长时间仍得不到解决,将对供应商进行考核直至清退更换厂家。

将检修单位纳入主业管理,每天检修单位要对机泵进行日常检查,形成设备运行报告,对检修过程进行把关,检修后机泵运行出现机械密封泄漏确认是检修安装造成损坏的,要对施工单位进行考核,督促施工单位对维保人员进行培训,提高维保人员业务能力。

加强制度学习,提高制度执行力,对润滑管理制度,定期盘车制度,防冻防凝制度等相关设备管理制度要认真落实。

并利用TPM工作推动全员包机制开展,将每台机泵落实到每名职工身上,提高职工对自己所承包机泵的爱护程度。

运用先进的智能监控系统,在条件允许的前提下,可以引进较为先进的润滑技术。

如油雾润滑技术在安庆分公司常减压装置机泵群上成功应用[2];机泵群智能监控系统在天津公司炼油厂成功应用。

通过先进技术的引入,增强了对机泵监控的实时性,可以保证机械密封等部件的运转状态,提高机泵整体完好效率。

通过对机械密封故障主要原因分析,制定整改措施,装置机械密封现在的运行状态较之前有了很大幅度的提高,机械密封检修更换频率逐年下降,截至2014年10月,乙二醇装置共更换机械密封18套,与2011年的54套相比较,大大延长了机械密封寿命,降低维护成本。

通过加强对机泵的全寿命周期进行控制管理,不断提高机泵的设计选型水平,细化日常维护内容,完善落实设备管理制度,加强供应商和检维修单位的控制管理,真抓人员技能培训,严把机械密封备件的入厂关等措施,完善转动设备的整体管理工作,提高机械密封管理水平,降低转动设备的维护成本,使机械密封的寿命达到最佳,保证设备的安全稳定高效运行,为化工企业的生产保驾护航。

【相关文献】[1] 王福利,田吉新.压缩机组[M].北京:中国石化出版社,2007.[2] 李守权,方明.油雾润滑技术在常减压装置机泵群上的应用[J].石油化工设备技术,2006,27(3):19-21.。

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