炼油厂泵类设备机械密封故障分析

1.概述

密封技术决定着机器设备的安全性、可靠性和耐久性。据统计，转动设备的故障中，因机械密封泄漏而停机的约占维修设备总量的50%。美国有关机构曾对泵类机械进行过数年调查，密封失效的原因及其所占比例见表3-1。

表3-1 密封失效原因及其所占比例

从设备维修经验来看，泵类设备故障最多的是热油泵、轻烃泵，而密封失效为其主要问题。因此，加强对这两类机械密封失效机理的研究，对降低机泵的故障率，延长运行周期，节能增效，安全环保有着十分重要的意义。

在机泵运行过程中，摩擦和搅拌产生的热量会使机械密封温度升高，加之介质的影响，就会出现密封面间介质的汽化、密封环变形、热磨损，甚至出现热裂。有的介质在温度变化时会加剧固化、聚合、结晶、溶解、结焦和腐蚀。分析机械密封故障时，要对其整个过程，包括拆卸前的泄漏状态、泄漏量，拆卸中的检查、密封部件检测等进行深入的研究，找到机械密封的泄漏点及其原因。

2.轻烃泵

轻烃泵主要指输送介质是C₂（乙烯、乙烷）、C₃（丙烯、丙烷）、C₄（丁烯、丁烷）的泵。由于沸点低，轻烃在常温常压下会迅速汽化，产生结冰现象，使密封失效。汽化还会使泵产生压力波动，出现抽空现象，有时会由于汽化结冰而使动静摩擦副工作面磨损而产生泄漏，可用蒸汽带加热使冰溶化，摩擦复位。

举例；某重油催化装置所用的几台高速泵由温州嘉利特泵业有限公司生产，其机械密封采用的是SE04AA02A型，出现了多次泄漏，主要现象是在运行中出现间断性的密封面打开，介质外泄，密封失效。对密封进行校核，原密封的载荷系数

K=（d₁²-D_b²）/（d₁²-d₂²）=（39²-35²）/（39²-34²）=0.81

分析认为工艺发生了变化，介质组分也有所变化，载荷系数偏小。将石墨环尺寸d₁由39mm改为40mm，d₂由34mm改为34.8mm(www.xing528.com)

K=（d₁²-D_b²）/（d₁²-d₂²）=（40²-35²）/（40²-34.8²）=0.96

改动后密封使用效果很好。

3.热油泵

介质在200℃以上的热油泵，动密封环多采用镶嵌WC环，在高温介质中，由于WC环与不锈钢环座的热膨胀系数不同而经常会出现密封泄漏。

某台150YⅡ150B的高温蜡油泵，检修后试车，出现密封泄漏且泄漏量稳定的现象，拆检两次均未能找到泄漏原因。在第3次拆检时，WC环与环座组装为过盈配合，而高温下因环与环座的膨胀系数不同，过盈配合成为间隙配合，从而使WC环松脱导致密封失效。更换硬质合金整体环后，没有再出现类似问题。

4.重油催化车间泵

该泵型号为EMC40×5，由大连深蓝泵业有限公司生产，密封形式；博格曼H7N−45。此泵的介质是碱液，有一段时间经常泄漏，拆下后发现碳环被碱腐蚀软化，辅助密封圈老化，密封失效（石墨环材质是普通石墨、密封圈材质是丁腈橡胶）。向厂家提供介质参数后，对密封的材质重新选择，改用碳化硅环，密封圈改用硅橡胶，密封效果明显提高。但碱液易结晶，所以还是不能长周期运行，因而，选用波纹管密封，泄漏明显减少。

5.重油催化车间气体分离罐区的送料泵

该泵型号；65Y50×12，为某公司乙烯化工二厂输送轻烃原料，泵间歇运转。一段时间内泵前密封经常泄漏，前轴承箱振动大于后端。密封拆下后检查发现，硬环的摩擦痕迹比石墨环的工作面宽。造成这种现象的原因一是对中不好，二是轴弯曲，三是振动。对泵进行解体检查发现，叶轮口环、壳体口环发生磨损，其配合间隙达2mm，级间小套间隙也约为2mm，且联轴器对中高低差0.7mm。对叶轮、级间小套全部更换，找到联轴器同轴度标准后，经试车运行效果良好。