高粘度齒輪泵機(jī)械密封泄漏狀態(tài)和失效組件形態(tài)

正常切換，啟動(dòng)備用泵時(shí)，出現(xiàn)短暫的抽空現(xiàn)象，運(yùn)行數(shù)小時(shí)后，密封出現(xiàn)泄漏。泄漏現(xiàn)象為先滴狀后線(xiàn)狀漏，而且越漏越大，并伴有間斷油氣外涌。拆卸密封，檢查發(fā)現(xiàn)：①動(dòng)環(huán)表面有均勻磨損的環(huán)紋；②波紋管上有固體顆粒；③動(dòng)環(huán)座防轉(zhuǎn)銷(xiāo)移位，防轉(zhuǎn)銷(xiāo)處破損缺口。

1、操作造成泵體抽空可能導(dǎo)致密封故障

高粘度齒輪泵維修后，進(jìn)行甩油操作。甩油前開(kāi)背冷蒸汽充分預(yù)熱密封約60min。將泵的進(jìn)口閥和出口閥關(guān)閉，在泵出口高壓力的作用下，渣油從泵的甩油閥門(mén)入口法蘭處進(jìn)入泵體，經(jīng)過(guò)出口法蘭進(jìn)入甩油系統(tǒng)。甩油過(guò)程間斷盤(pán)車(chē)30min左右。啟動(dòng)前進(jìn)行了倒灌預(yù)熱。預(yù)熱是先將泵的出口閥微開(kāi)，泵體進(jìn)口閥微開(kāi)，在泵出口壓力作用下，少量渣油從泵的出口閥門(mén)通過(guò)泵體和進(jìn)口閥門(mén)。預(yù)熱過(guò)程一直到啟動(dòng)泵前停止，關(guān)閉出口閥門(mén)。甩油和預(yù)熱過(guò)程保證將泵體內(nèi)空氣和其它水分等造成泵抽空的因素排除并使密封不受高溫影響，即抽空現(xiàn)象不是操作造成的。

2、 泵殼和泵軸膨脹不同可能造成密封故障

當(dāng)泵體入口管法蘭溫度到140℃以上時(shí)便可啟動(dòng)泵，此時(shí)測(cè)得泵外殼表面溫度在95℃左右。啟動(dòng)前關(guān)閉出口閥門(mén)，將入口閥門(mén)開(kāi)大。啟動(dòng)電機(jī)，出口壓力正常后打開(kāi)出口閥。出口閥門(mén)一旦打開(kāi)，泵的流量在110～120m3/h。啟動(dòng)過(guò)程中隨之而來(lái)的是183℃的熱油。由于轉(zhuǎn)子被熱油包圍，而泵為雙層泵殼體，幾分鐘的時(shí)間內(nèi)不會(huì)達(dá)到轉(zhuǎn)子溫度，轉(zhuǎn)子和泵外殼的溫度差達(dá)88℃。這一溫差造成軸的熱膨脹大于泵殼的熱膨脹。

3、輔助系統(tǒng)對(duì)密封端面溫度控制效果差

另外一個(gè)很大的影響因素就是密封輔助系統(tǒng)對(duì)密封腔內(nèi)介質(zhì)的溫度控制。由于缺乏有效的測(cè)量手段，密封端面處介質(zhì)實(shí)際溫度無(wú)法準(zhǔn)確得到。為了衡量密封端面的溫度，對(duì)運(yùn)行中泵的背冷蒸汽進(jìn)行了測(cè)量。用測(cè)溫儀測(cè)得背冷蒸汽溫度為180℃。而出口溫度為188℃。背冷蒸汽進(jìn)出口溫差只有8℃，比較小。背冷蒸汽未中斷，說(shuō)明冷卻水帶走的熱量比較少，使得對(duì)密封端面溫度降低的效果不好，造成介質(zhì)高溫汽化，致使泵抽空。

4、密封元件失效造成密封失效

波紋管密封是平衡型密封，無(wú)補(bǔ)償環(huán)滑移輔助使其有良好的追隨性和補(bǔ)償性，在高速下對(duì)軸的振動(dòng)和振擺適應(yīng)性較強(qiáng)。靜止型金屬波紋管密封可以克服軸和密封壓蓋傾斜問(wèn)題。且密封本身為集裝式密封，通常情況下，安裝過(guò)程不會(huì)引起密封故障。

高粘度齒輪泵啟動(dòng)前發(fā)現(xiàn)盤(pán)車(chē)較重，拆卸密封檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)壓縮量有所增大，軸套固定環(huán)上定位螺絲有松動(dòng)，拆檢密封沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其它密封元件異常和損傷的情況。密封故障泄漏后，定位螺絲有松動(dòng)，定位環(huán)出現(xiàn)變形。

軸套傳動(dòng)方式為頂絲傳動(dòng)，固定環(huán)用6個(gè)螺釘和軸套螺紋孔徑向相連固定，用6個(gè)頂絲固定在軸表面上。

分析認(rèn)為在常溫下尚可使用，在直徑較大和溫度較高時(shí)，熱油泵在溫度和離心力的作用下頂絲松動(dòng)，傳動(dòng)頂絲和軸套打滑，動(dòng)環(huán)和軸套同時(shí)發(fā)生軸向串動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)中容易失效。波紋管壓縮量太大，造成端面比壓大，摩擦副溫度升高，啟動(dòng)過(guò)程發(fā)生短暫抽空。進(jìn)而發(fā)生動(dòng)環(huán)座防轉(zhuǎn)銷(xiāo)移位，動(dòng)環(huán)座在防轉(zhuǎn)銷(xiāo)處破損缺口。

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