机械密封失效分析及预防.pdf

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1、石油和化工设备-106-安全密封2017年第20卷机械密封失效分析及预防宋志宇（晋煤天源化工有限公司，山西高平048400）[摘要]机械密封由于优良的密封性能及可靠性在工业生产中被广泛应用，其加工精度及安装质量有严格的规范。加强对机械密封使用工况的研究以及生产过程中的正确维护，对于延长设备使用周期、减少检修工作量意义重大。本文从机械密封的结构原理、实际检修案例、常见失效分析等方面进行了分析及总结，为正确使用及维护提供参考。[关键词]机械密封；动环；静环；摩擦副；失效分析机械密封由于性能可靠、泄漏量小、摩擦所丙烯装置的核心设备，其机械密封的长周期安全消耗的能量较低，

2、因此在多种行业内的旋转设备运行尤为重要，主密封（背靠背双端面密封）外中得到广泛应用。但在生产过程中，由于选型、侧安全密封的动静环配对材质的动静环配对材质均安装、检修等方面的原因，因密封泄漏引起的设为WC/SiC，则为WC/进口高强度石墨，密封冲洗方备停车仍占较大比重，为此，正确了解并掌握机案为：Plan32+53C+52，系统介质、工况参数、密械密封的使用，十分必要。封介质及压力见表1，密封结构示意图见图1。在化工生产中，生产设备涉及化工用水泵、表1密封及系统工况参数工艺介质泵、风机、压缩机等多型号运转设备，70℃丙烯、其中绝大多数的旋转设备的密封都采用了机械密工

3、艺介质转速1485r/min聚丙烯浆液封，经统计，在设备停车故障中，由于机械密封泵进/出口压力3.4MPa/3.5MPaPlan323.8MPa丙烯泄漏导致的维修占很大比重，因此，加强对机械Plan53C4.2MPa白油Plan52ATM白油密封使用工况的研究以及日常生产过程中的正确维护，对于延长设备的使用周期，降低检修工作量都具有重要作用。本文通过生产实例，对造成密封损坏的原因进行了分析、判断及总结，并给出了可行的解决方案，可有效指导生产及检修工作。1机械密封失效事例分析图1密封结构示意图某聚丙烯装置循环泵的密封采用串联式机械作者简介：宋志宇（1980—），男，

4、山西阳高人，大学本科，工密封，分为主密封和安全密封，由于循环泵是聚程师。晋煤天源化工有限公司机动部部长。第6期宋志宇机械密封失效分析及预防-107-该P201泵机械密封于6月7日安装，并对泵进主密封动环碎裂主要原因应当是动静环摩擦副端行了密封系统Plan32（1.0MPa氮气）+53C+52不面温度过高出现干摩擦导致的。投料运行2小时，泵运行状态良好，机械密封无泄漏。但在6月11日装置投料生产中，P201运行仅10分钟即出现外侧安全密封封油罐充满并压力高报警，初步判断为外侧主密封泄漏，现场拆解密封后如下：图3拆解后的内侧主密封1.1原因分析产生此现象可能有如下原因

5、：开车瞬间出现主密封腔压力Plan53C低于外侧安全密封油压力Plan32，导致外侧主密封静环被顶出压盖，待压力恢复正常后，静环恢复到压盖时传动槽与防转销错开而无法正确归位，弹簧压死，导致静环碎裂、动环端面热裂损坏。图4是曾经正常换下的外侧安全密封主密封静环照片，从中可以看出，在设备运行过程中是存在这种现象的，只是静环被顶出后又侥幸地回到原位，但静环防转销处已有局部碰缺损坏。图2损坏拆解后的外侧主密封(1)由图2可以看出，外侧主密封SiC静环磨成碎渣，其配对的WC动环在整个圆周端面上出现严重的磨损并带有细小的径向发散型热裂纹，WC动环断裂成多块。从碎裂的硬质合金动

6、环可以看到，环端面摩擦痕迹及径向裂纹为典型的发散型热裂纹。图4安全密封损坏静环(2)内侧主密封动、静环及外侧安全密封动环、静环均正常完好，见图3。1.2整改及预防措施针对P201密封出现外侧主密封干摩擦，外侧为了使该机封长周期稳定运行，针对现场可石油和化工设备-108-安全密封2017年第20卷能出现的偶然情况，制定了如下整改建议：(2)石墨环破裂：环被压死，承受了过高的内(1)外侧主密封静环增加防脱出卡圈，并对防压。转销位置进行优化调整。(2)对机封内置轴承侧螺旋套、外侧主密封进行优化，尽量增加主密封液的循环效果，改善外侧主密封端面润滑条件。(3)安装密封时，确

7、保传动螺钉定位准确，拧紧后方可移开定位块，保证机封在运行中弹簧的工作高度与设计值一致。(4)无论泵设备处在何种状态，都需要确保Plan32外冲洗丙烯压力高于叶轮侧的工艺介质压力；同时主密封腔Plan53C封油压力既要高于Plan32冲洗液压力，也要高于安全密封Plan52封油图6石墨环破裂罐压力，只有Plan32、Plan53C、Plan52三者维持正确的压力逻辑关系，才能确保主密封始终处于(3)硬质合金环破裂：应力破坏，安装损坏。受正压状态。(4)碳化硅环端面破裂：安装损坏。(5)Plan53C封油罐应根据现场情况充分排气，2.3辅助密封圈的失效避免因气阻降低封

8、油循环换热