PTA第一精制结晶搅拌器机械密封失效分析-论文.pdf

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1、第２９卷第１期合成技术及应用Ｖｏｌ．２９Ｎｏ．１２０１４年３月ＳＹＮＴＨＥＴＩＣＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＡＮＤＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＭａｒ．２０１４设备改造ＰＴＡ第一精制结晶搅拌器机械密封失效分析袁立新（中国石化仪征化纤股份有限公司ＰＴＡ生产中心，江苏仪征２１１９００）摘要：通过对ＰＴＡ第一精制结晶器搅拌器机械密封的失效机理进行分析，查找导致机封频繁失效的深层次原因，并制定具体的解决方案。关键词：ＰＴＡ第一精制结晶搅拌器机械密封失效分析稳定轴承中图分类号：ＴＨ１３６文献标识码：Ｂ文章编号：１００６３３４Ｘ（２０１４）０１００５００４

2、ＰＴＡ第一结晶器是ＰＴＡ生产主流程中的一台构（件４和件５）。机封采用水作为密封液，密封水关键设备。近年来，该结晶器机械密封频繁失效，机为连续管道供水。轴套（件１２）与搅拌轴（件１０）之封的使用寿命短（平均６个月左右），已经成为困扰间通过收缩盘（件９）进行锁紧联接，传递运动。据装置长周期稳定运行的一个突出问题。通过对失效供货商陈述，精制结晶器采用共用弹簧的机封结构，机封进行拆解分析，发现几乎每台失效机封的故障主要是考虑：一旦上端面或者下端面动／静环出现磨特征都非常相似，笔者结合机封的运行工况，从机封损，可以通过共用弹簧在上／下密封副之间

3、进行一定的故障特征、结构选型以及搅拌器的日常维修等方的压缩量调节补偿。但是这种共用弹簧结构可能存面进行分析，最终发现机封频繁失效的根本原因除在的一个弊端在于：一旦上／下密封副中有一个出现了存在选型不当、机封结构不合理等问题，多年来对严重磨损，则会对另外一个密封副直接造成影响。搅拌器上部稳定轴承缺乏检修和调试也是导致该机械密封频繁失效的两个重要原因。１失效机封的工况及结构１．１机封的工况条件从ＰＴＡ第一结晶器机封的工况参数表（表１）可以看到：搅拌器的转速为４６ｒ／ｍｉｎ，为低转速工况；工作温度２４０℃左右，故采用连续供给的工艺脱盐水进行

4、密封冷却和冲洗；密封水压力４．０～４．６ＭＰａ，而结晶器釜内工作压力为３．４～４．２ＭＰａ，满足介质侧密封压差０．２～０．５ＭＰａ的设计要求。同时，密封底座上也设计了循环水冷却夹套。表１ＰＴＡ第一结晶器机封工况表参数名称参数值工作介质醋酸／对苯二甲酸／水蒸汽图１改进前的机封装配示意图工作温度／℃２４０１．密封座组合；２．静环；３．动环；４．弹簧座；５．共用弹簧；６．顶丝；－１搅拌器转速／ｒ·ｍｉｎ４６７．卡环；８．端盖组合；９．收缩盘；１０．搅拌轴；１１．定位压板；结晶器釜内工作压力／ＭＰａ３．４～４．２１２．轴套；１３．传动键；１４

5、．机封腔体；１５．Ｏ形环密封水压力／ＭＰａ４．０～４．６１．２机封的结构原理收稿日期：２０１４－０１－１５从机封的结构示意图（图１）可以看出：该机封作者简介：袁立新（１９６６—）男，江苏靖江人，高级工程师，多年来一为双端面密封，上／下密封副之间采用了共用弹簧结直从事聚酯、ＰＴＡ装置设备管理工作。第１期袁立新．ＰＴＡ第一精制结晶搅拌器机械密封失效分析５１２．２．３机封的介质侧动环、Ｏ形圈及四氟挡断裂破２机封的失效分析损的原因分析２．１故障特征介质侧动环断裂破损，断口颜色陈旧，判断为机ａ）据统计，每次精制结晶器机封在运行过程中封失效达到一

6、定程度时，介质侧密封面发生封液失的失效过程都大致表现为：首先在大气侧的检漏口压，使密封产生反压，导致摩擦副环断裂。断裂的动出现密封水微微滴漏，仔细观察会发现机封的轴套环对Ｏ形圈及四氟挡环造成挤压，导致Ｏ形圈及四出现了向上的位移窜量。开始时窜量较小，密封水氟挡损坏。的漏量也很小；随着运行时间的延长，机封的轴套窜２．３故障判断量会越来越大，虽然密封水外漏情况仍然不太明显，２．３．１机封的结构设计方面存在缺陷但是内漏却越漏越大，最后不得不停车更换机械综合上述机封失效原因分析，可以看出一个共密封。同而且明显的故障特征：机封在运行过程中频繁发生

7、轴套沿轴向向上位移，而且轴套位移总是发生在ｂ）通过对失效后的机封进行拆解，发现几乎每故障初起状态，这是造成该机封频繁失效的直接原台失效机封都具有非常相似的故障特征，主要表现因。不同机封在不同时间周期内均出现同一种故障为：机封的轴套都存在向上的位移窜量，机封大气侧特征，不是属于偶然发生的问题，有必要从机封的选静环密封面存在环形深沟磨痕，机封的介质侧动环型和结构方面进行系统分析。破损或断裂、Ｏ形圈及四氟挡环破损或断裂。机封在运行过程中，由于釜内的压力直接作用２．２故障分析在轴套下端面，轴套因受到釜内压力的作用产生一２．２．１机封大气侧静环

8、密封面出现磨痕的原因个向上的推力。从结构上看，轴套与搅拌轴之间是分析通过一个锁紧盘进行锁紧传动。如果锁紧盘设计合机封大气侧静环材料为碳化硅，静环表面出现理或者锁紧盘锁紧操作符合要求，应该不会出现轴深沟环形磨痕，直接原因是