導(dǎo)語(yǔ)：晶化釜機(jī)械密封失效成因及改善策略一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀(guān)點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

高壓晶化釜是分子篩合成工藝使用的關(guān)鍵設(shè)備，其工作狀態(tài)對(duì)后續(xù)產(chǎn)品質(zhì)量影響至關(guān)重要。若在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)泄漏，不僅會(huì)造成浪費(fèi)、導(dǎo)致產(chǎn)品收率降低，而且釜內(nèi)泄漏的有毒、易燃、易爆氣體會(huì)對(duì)裝置及周邊環(huán)境產(chǎn)生極大危害。釜用機(jī)械密封結(jié)構(gòu)復(fù)雜，檢修費(fèi)用高，中斷生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)生產(chǎn)影響大。要提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，確保安全生產(chǎn)，改善工作環(huán)境，必須穩(wěn)定反應(yīng)釜工作狀況，延長(zhǎng)釜用機(jī)械密封的使用壽命。湖南建長(zhǎng)石化股份有限公司特種催化材料廠(chǎng)專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)特種分子篩，生產(chǎn)過(guò)程中使用的晶化釜，容積1Om，密封形式均為機(jī)械密封。在生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常發(fā)生泄漏，嚴(yán)重影響了裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，且造成環(huán)境污染。晶化釜的主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。晶化釜機(jī)械密封采用雙端面平衡型釜用機(jī)械密封，其小彈簧不共用，密封面直接冷卻，機(jī)封雙夾套間接冷卻，結(jié)構(gòu)圖如圖l。

l常見(jiàn)機(jī)械密封故障現(xiàn)象及失效原因

1．1常見(jiàn)故障現(xiàn)象

據(jù)歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我公司的釜用機(jī)封平均使用壽命不到3個(gè)月，最短的只有兩周，檢修十分頻繁、檢修質(zhì)量不穩(wěn)定，且在機(jī)械密封檢修過(guò)程中，一次試壓合格率不高，往往需幾次裝配才能成功。機(jī)械密封的故障給裝置的正常生產(chǎn)帶來(lái)很大影響。經(jīng)對(duì)失效的機(jī)封進(jìn)行解體觀(guān)察，可發(fā)現(xiàn)以下幾種損壞情況。

(1)靜環(huán)密封端面磨損嚴(yán)重，厚度減少2~3mm。

(2)所有O型橡膠圈產(chǎn)生永久變形、磨損、熱腐蝕，失去作用。

(3)軸肩與機(jī)封結(jié)合處聚四氟乙烯O型圈磨損變形。

1．2失效原因分析

從機(jī)械密封的使用工況看，反應(yīng)釜工作時(shí)需升溫至160～180℃，恒溫24h''''-~120h不等。釜內(nèi)壓力1．OMPa~1．5MPa，由于頻繁升溫、降溫，使得釜內(nèi)壓力與機(jī)械密封腔內(nèi)的壓力經(jīng)常處于變化狀態(tài)。升溫時(shí)，隨著釜內(nèi)壓力的持續(xù)上升，釜內(nèi)的氣相物質(zhì)向機(jī)械密封腔內(nèi)滲漏；降溫時(shí)，機(jī)械密封腔內(nèi)的封液又向釜內(nèi)滲漏，使得機(jī)械密封的下端面很快失效。工作時(shí)又必須關(guān)閉密封冷卻水，造成動(dòng)靜環(huán)工作時(shí)處于干摩擦狀態(tài)，直接影響機(jī)械密封的使用壽命。在實(shí)際工作中，由于反應(yīng)釜內(nèi)工況惡劣，造成密封失效的原因較多。從多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)分析，晶化釜密封失效的主要原因是：

(1)靜環(huán)端面磨損嚴(yán)重。動(dòng)靜環(huán)接觸的端面比壓過(guò)大，導(dǎo)致快速磨損，加之反應(yīng)物為小型顆粒，強(qiáng)度大，易進(jìn)入密封腔體，加速了端面磨損。

(2)0型圈老化失效。由于原設(shè)計(jì)使用的0形圈材質(zhì)不適用特種分子篩晶化的高溫、高壓、腐蝕性強(qiáng)的工藝條件。

(3)軸肩與機(jī)封接觸處聚四氟乙烯O形圈變形損壞。由于機(jī)封與軸肩固定不牢，產(chǎn)生了相對(duì)滑動(dòng)。

(4)摩擦副之間發(fā)生干摩擦。原沖洗潤(rùn)滑系統(tǒng)由于經(jīng)常泄漏，導(dǎo)致物料進(jìn)入系統(tǒng)或系統(tǒng)介質(zhì)進(jìn)入釜內(nèi)。每當(dāng)內(nèi)漏發(fā)生時(shí)，關(guān)閉沖洗潤(rùn)滑系統(tǒng)，摩擦副間便處于干摩擦狀態(tài)，必然產(chǎn)生摩擦熱。此外，釜內(nèi)溫度較高，產(chǎn)生熱量積聚，使密封腔內(nèi)溫度升高。這些熱量可導(dǎo)致端面問(wèn)液膜粘度降低并發(fā)生汽化。拆開(kāi)摩擦副可見(jiàn)磨損后留下的亮斑。O形橡膠圈超過(guò)許用溫度繼續(xù)使用，加速了其老化、龜裂及溶脹的程度。

2改進(jìn)措施

2．1調(diào)整機(jī)封端面比壓：一般單端面密封的壓縮量為4"~6mm，雙端面密封的壓縮量為單端面密封的2倍即8～l2mm。壓縮量過(guò)大，不但會(huì)增加密封端面的PV值，而且會(huì)導(dǎo)致彈簧應(yīng)力上升，從而加速?gòu)椈傻钠谄茐?。通過(guò)檢修安裝測(cè)量，發(fā)現(xiàn)原設(shè)計(jì)壓縮量在12ram以上。在小彈簧長(zhǎng)度已不能改變的情況下，將動(dòng)環(huán)厚度減少2-~,3mm。

2．2將O形圈從原設(shè)計(jì)丁晴橡膠改為硅橡膠或氟橡膠。改進(jìn)后發(fā)現(xiàn)耐溫性好但受熱后彈性變形大，復(fù)位效果差，易快速老化，效果不理想。通過(guò)試驗(yàn)，改用既有一定硬度又有補(bǔ)償性的氟塑料包覆圈(硅橡膠O性圈外套加一薄的聚四氟乙烯保護(hù)套)，提高其耐高溫和抗老化性能，密封圈使用壽命明顯提高，使用效果良好。三種材料的壓縮特性對(duì)比曲線(xiàn)見(jiàn)圖2。

2．3每次檢修時(shí)，將機(jī)封與軸肩結(jié)合處改用雙螺母鎖緊到位，避免攪拌軸軸向竄動(dòng)，從而避免機(jī)封與軸肩結(jié)合處產(chǎn)生泄漏。

2．4對(duì)機(jī)械密封引入平衡罐輔助密封系統(tǒng)。如圖3所示，將平衡罐出口管線(xiàn)接入機(jī)械密封腔。工作時(shí)，反應(yīng)釜內(nèi)氣相壓力逐漸升高，釜內(nèi)氣相介質(zhì)逐漸向機(jī)械密封腔滲透，使機(jī)械密封腔內(nèi)的壓力也隨之升高。機(jī)械密封腔的出口、平衡罐的化學(xué)水入口以及工業(yè)風(fēng)入口均采用針形閥密封，良好的密封使反應(yīng)釜與機(jī)械密封腔內(nèi)的壓差保持穩(wěn)定，并達(dá)到平衡，從而有效地防止了由于反應(yīng)釜內(nèi)的氣相介質(zhì)不斷向機(jī)械密封腔滲透而破壞雙端面機(jī)械密封的下端面，造成其過(guò)早失效。系統(tǒng)圖示如圖3。此外，釜用機(jī)封的檢修安裝與維護(hù)應(yīng)嚴(yán)格要求，保證檢修質(zhì)量。安裝前應(yīng)檢查配件質(zhì)量，安裝中每一步驟必須符合規(guī)范。釜用機(jī)封使用一段時(shí)間以后，內(nèi)部產(chǎn)生一些銹蝕和積垢，鉗工拆卸時(shí)，可能會(huì)進(jìn)行敲打，導(dǎo)致推環(huán)、推環(huán)座和平衡套發(fā)生變形。因此，檢修時(shí)，應(yīng)采用銼削、刮削、去毛刺等手段，使動(dòng)環(huán)、動(dòng)環(huán)座在平衡套上自由地滑移而不致?lián)p壞平衡套，達(dá)到其配合精度要求。

3結(jié)語(yǔ)

2009年按上述措施進(jìn)行改造后，釜用機(jī)械密封的平均使用壽命由原來(lái)的3個(gè)月延長(zhǎng)至10個(gè)月以上，其中1Om分子篩反應(yīng)釜機(jī)械密封現(xiàn)已穩(wěn)定運(yùn)行20個(gè)月，大大延長(zhǎng)了機(jī)械密封的使用壽命，降低了檢修和維修的費(fèi)用，保證了生產(chǎn)正常進(jìn)行。通過(guò)對(duì)晶化釜機(jī)械密封動(dòng)環(huán)的改進(jìn)處理，結(jié)合選用合適的輔助O形圈材質(zhì)，增加平衡罐系統(tǒng)，可以提高機(jī)械密封的使用壽命，降低設(shè)備維護(hù)和維修費(fèi)用，保證裝置的連續(xù)長(zhǎng)周期生產(chǎn)，為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。