超高压填料组失效的原因分析

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1、超高压填料组失效的原因分析摘要：介绍超高压填料的使用情况，并对超高压填料的特性从它的受力分布、失效的特征等方面进行分析并提出初步的对策及做出提前•预防的方案，为将來对超高压缩机的维护维修等管理作出一些参考。关键词：超高压填料；疲劳失效1刖S化工一厂第二高压管式法聚乙烯装置是燕化公司2000年进行66万吨乙烯改扩建配套项目，装置是引进美国EXX0NM0BLL化学公司的专利技术，由MES整体设计和北京工程公司进行详细设计，装置设计能力为20万吨/年，年运行时间8000小时，掺混后产品一级品率高于95%o装置釆用高压管式法生产工艺，可生

2、产聚乙烯均聚物（包括高透明薄膜料、中密度树脂）和VA含量10%以下的EVA共聚物；共引进18个牌号。主装置由两次压缩、聚合、分离造粒、掺混和风送、储存等几个部分组成，共有设备402台。此装置单线生产能力是目前国内外最高的装置之一，也是乙烯装置的下游关键配套装置，本装置的大型设备很多，单机设备也较多，设计压力高，技术含量很高。一旦设备出现故障就得全线停车，严重影响全厂的生产，乙烯装置就得减负荷，严重影响我厂的全年产量。由意大利新比隆引进的两台大型压缩机……一次机和二次机是公司级特护大型机组，特别是二次机功率高达16500KW,它的易

3、损部件就是超高压填料，于是超高压填料的使用寿命直接影响整个装置的开工率。因此对超高压填料的失效原因分析，同时做出更好的预防和护理对生产是很有利的。2各种失效的检查标准LDPE管式法装置中的二次机是意大利新比隆公司设计及制造的。主要是采用内带密封环的一组金属盘组成金属填料，内带有硬金属（碳化卡乌）柱塞杆的形式。机组的一级是把9Mpa〜30Mpa的乙烯压缩到150Mpa左右；二级把150Mpa左右的乙烯压缩至310Mpa。所以超高压填料是在很苛刻的条件下工作的，并与气缸等部件组成了一个特殊的超高压力器。2.1从DCS系统中鉴视超高压填

4、料的的泄漏所引起的填料泄漏处的温度变化。温度变化的过程及关键点如下表表1正常开始泄漏泄漏鉴测运行失效温度点10〜75°Co°c・20~0°C・30°C以下2.3现场泄漏管线鉴测。这个鉴测是对DCS系统中的鉴视的进一步确认。测量的泄漏管线的温度变化也是以表1中的数据为标准进一步确认超高压填料的泄漏失效。2.4如图1中的孔1处用测爆仪进行测量。如果泄漏值超出范围也确认超高压填料失效的标准。本装置所用的测爆仪型号为：XP-311A；厂家是：COSMOTECTORo所定的标准如表2：正常泄漏鉴测运行失效指标绿色区（（）〜20%）黄色区（2

5、0〜90%）红色区（90〜100%）注：100%为乙烯浓度为2.7%（对大气中乙烯含量）2.5从填料冷却油处观察判断泄漏的情况：如表3表3正常泄漏鉴测运行失效现象无气泡有少量气泡，己串气有大量气泡，油管结冰3超高压填料组失效的分析及预防建议3.1第一道填料盘的失效3.1.1由于气体压力经过逐级密封后压力下降，从第一道密封环以后的密封环润滑不足，气缸由于与吸入，排出管线相联，在阀室孔的外侧承受着相对静止的吸入压力；在阀室孔的内侧承受相对静止的排出压力。自紧密封环将它们与外界分隔开来，这样做有双重目的：a允许外界压力对阀体有一个预压缩

6、，以减少拉伸应力；b在吸入、排出通道消除高的应力波动。另外这些高应变区域开始就处于预压缩状态，这是自增强的功劳。在压缩室和填料盘高应变区域进行热套预压缩。所以第一道填料承受着多种高应变力，填料的受力如图a、图b、图c、图d。每个气缸部件在不同的单元负荷情形下，在运转时同时出现的各种动作，以便弹性动作能够确定。如预负荷图a气体压力（可视为不变压力图b和由于密封环引起的压降图c的组合）、预压缩图d和温度图e的作用下，填料盘中单元负荷情形。负荷状态表明了不同部件间作用力的交换。在填料盘接触表面上的应力和节点作用力也可以得到。从受力图中还

7、可以看出无论从温度，压降情况看第一道填料函所受的应力都远大于其它的填料函，于是它也是最先失效的原因之一。3.1.2如图2中的填料组，1为第一道填料。它距离高压侧最近，受压最高。因此润滑油注入是最困难的。即润滑情况很是不良。在这种工作环境很恶劣的情况下填料组也很容易受损。3.1.3超高压缩机的气体是脉动形式的，第一道填料和填料盘的冲击力是最大的。这也是第一道填料组容易损坏的原因之一。3.1.4对第一道填料盘的预防措施第一道填料盘的径向密封面与气缸体接触处的脉动冲击太大，在高压下很容易产生振动蘑损。所以从设计开始就做了一道0.02mm

8、的银层做保护。每次损坏只是银层，经过研磨后再镀上0・02mm的银层做密封和保护又可以再做备件了。图a螺栓预紧力安装J1-pi■P£ilimpmup11111图b内部的均匀压力图巳温度影响力11111AP图C每填料函泄漏压力情况3.2超高压填料盘密封