發(fā)表時(shí)間： 2025-12-23 11:47:19
作者： 石油化工設(shè)備維護(hù)與檢修網(wǎng)
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一、石化行業(yè)機(jī)泵密封的難點(diǎn)是什么
石化行業(yè)中一臺(tái)工作的泵出了問題，將影響全裝置的生產(chǎn)。因此，要求機(jī)泵密封要可靠，使用壽命要長(zhǎng)。但是，在生產(chǎn)工藝過程中，介質(zhì)具有易燃、易爆、有毒和腐蝕等性質(zhì)，給解決機(jī)泵密封帶來(lái)了困難。大量泄漏不但危及裝置內(nèi)的安全，還能對(duì)較大范圍的環(huán)境造成污染，這就對(duì)機(jī)泵密封提出了更高的要求。尤其是高溫、低溫和易汽化介質(zhì)泵是石化行業(yè)機(jī)泵密封的難點(diǎn)。
多年來(lái)，從事機(jī)泵維修的廣大技術(shù)人員和工人，對(duì)這些問題進(jìn)行了深入的探索，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。需要指出的是這里整理的僅是其中的一部分。
二、石化行業(yè)高溫泵的特點(diǎn)是什么
石化行業(yè)典型的高溫泵（以下簡(jiǎn)稱熱油泵）要算各裝置中的分餾塔底泵。例如常減壓蒸餾裝置中的常壓分餾塔、減壓分餾塔、催化裂化和延遲焦化裝置中的分餾塔。這些裝置中的分餾塔底泵具有以下特點(diǎn)：
溫度高：一般都在360~380℃；
壓力低：泵的入口壓力在0.1~0.3MPa，減壓塔底泵入口壓力為負(fù)壓（﹣0.03~﹣0.02MPa）。對(duì)雙支承泵，出口端密封腔處壓力稍高，為0.6~0.9MPa；
介質(zhì)粘度大：工作溫度下的粘度為（0.06~2）×10ˉ4㎡/s（6~200厘沲）；
介質(zhì)中含有固體顆粒。有的是催化劑（如催化油漿泵）；
有的是機(jī)械雜質(zhì)，有的是生成的焦炭。此外還有一定的腐濁性。這
些特點(diǎn)為解決熱油泵的軸封增加了難度。
三、熱油泵機(jī)械密封失效的主要形式和原因是什么
熱油泵機(jī)械密封失效的主要形式表現(xiàn)為：密封表面磨損，當(dāng)動(dòng)環(huán)為碳化鎢、靜環(huán)為石墨時(shí)，在靜環(huán)表面出現(xiàn)環(huán)狀溝紋；當(dāng)動(dòng)環(huán)用碳化鎢環(huán)熱裝在不銹鋼環(huán)座上時(shí)，會(huì)出現(xiàn)碳化鎢環(huán)松脫的現(xiàn)象；在動(dòng)環(huán)和軸套之間結(jié)水垢，動(dòng)環(huán)不能浮功；動(dòng)環(huán)密封圈磨損或翻邊（用4F-V形墊制造時(shí)）：靜環(huán)離位等。
其主要原因是溫度高。高溫使密封端面內(nèi)介質(zhì)汽化；.高溫使石墨環(huán)性能下降；高溫使冷卻水結(jié)垢；高溫使熱裝的碳化鎢環(huán)松脫；由于溫度高，熱油泵容易抽空，使靜環(huán)離位、動(dòng)環(huán)密封圈產(chǎn)生翻邊等缺陷。有機(jī)械雜質(zhì)存在時(shí)，也會(huì)加劇密封面的磨損。
四、怎樣降低熱油泵密封的溫度
熱油泵的高溫是機(jī)械密封失效的主要原因，尋找降低密封溫度的方法就很重要了。
1）國(guó)產(chǎn)泵和密封降低溫度常用的方法是在密封腔周圍設(shè)冷卻水套，通以冷卻水進(jìn)行冷卻。這個(gè)方法可使密封腔內(nèi)的溫度降低到200~250℃。由于國(guó)產(chǎn)泵密封腔徑向尺寸較小，一般不采用在密封腔內(nèi)設(shè)冷卻盤管的方法；冷卻軸套的方法也不采用，這會(huì)把結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。有的廠在靜環(huán)周圍用水冷卻是可以采納的。
2）如果是單端面密封，可以采用注入式?jīng)_洗。從外界用清潔的、溫度較低的蠟燭（100℃左右），既降低了溫度，又改善了工作環(huán)境，是個(gè)行之有效的方法。
3）壓蓋外側(cè)采用急冷水。為了防止水結(jié)垢可采用60℃左右的軟化水，除了降低溫度，還可防止下水管路堵塞。
五、熱油泵采用單端面機(jī)械密封怎樣才有好的效果
熱油泵采用普通國(guó)產(chǎn)104型密封，經(jīng)過多年實(shí)踐證明，是完全能勝任的。這是一種旋轉(zhuǎn)型、大彈簧，內(nèi)流式單端面密封（圖13）。靠傳動(dòng)座的傳動(dòng)突耳帶動(dòng)動(dòng)環(huán)旋轉(zhuǎn)。靜環(huán)采用石墨環(huán)浸漬合成樹脂，輔助密封圈為4F-V形；動(dòng)環(huán)用碳化鎢環(huán)熱裝在不銹鋼環(huán)座上，也可采用表面堆焊硬質(zhì)合金的動(dòng)環(huán)；動(dòng)環(huán)密封圈也是4F-V-形。采用注入式?jīng)_洗，封油為100℃左右約減二線蠟油。封油壓力比密封腔內(nèi)高0.05~0.15MPa。壓蓋外側(cè)采用熱水（軟化水）進(jìn)行急冷。
圖92為進(jìn)口的克朗109B型密封，結(jié)構(gòu)和國(guó)產(chǎn)B104型相近。一其區(qū)別在于材料上不同。動(dòng)環(huán)用石墨制造，由于質(zhì)量較輕，傳動(dòng)突耳不易磨損，靜環(huán)采用合金鑄鐵，材料價(jià)格低。動(dòng)環(huán)密封圈為楔形墊。采用與上述相同的注入式?jīng)_洗。上述兩種密封，一般情況下可使用一個(gè)生產(chǎn)周期（約十個(gè)月）。
六、熱油泵采用焊接金屬波紋管密封的效果如何
高溫泵的軸封也可采用焊接金屬波紋管的密封方式。
圖17是一種靜止式焊接金屬波紋管，將輔助密封圈改為了靜密封，是從國(guó)外進(jìn)口的熱油泵上配備的密封結(jié)構(gòu)。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)介紹，對(duì)美國(guó)24家石油化工廠和煉油廠的調(diào)查表明：450°F（232℃）以上的高溫泵軸封，94%采用機(jī)械密封，而其中的96%為單端面的焊接金屬波紋管密封。使用壽命半年到2年，平均為一年。近年來(lái)國(guó)內(nèi)也出現(xiàn)了一些制造焊接金屬波紋管密封的廠家，也有一些煉油廠應(yīng)用，使用效果眾說(shuō)紛紜。有的廠認(rèn)為較好，有的廠認(rèn)為不好。荊門煉油廠對(duì)國(guó)產(chǎn)金屬波紋管密封進(jìn)行了五年的工業(yè)試驗(yàn)，在一次中石化總公司密封技術(shù)會(huì)議上公布了他們的結(jié)果，認(rèn)為“在國(guó)內(nèi)尚缺少高溫下不易失彈，可做熱處理的各種沉淀硬化不銹鋼材料的情況，目前用18一8鋼焊接的金屬波紋管密封不適用于高溫。如用在高溫場(chǎng)合，必須加設(shè)可靠的冷卻、沖洗措施。”勝利煉油廠使用隨泵引進(jìn)的焊接金屬波紋管密封一（圖17）用于減底泵軸封，經(jīng)過十多年的實(shí)踐，盡管波紋管的介質(zhì)側(cè)采用蠟油沖洗，大氣側(cè)（波紋管內(nèi)側(cè)）有蒸汽吹掃，久而久之，在波谷處仍然避免不了結(jié)焦或積炭的現(xiàn)象，影響了波紋管的浮動(dòng)性和彈性。荊門煉油廠也有這方面的記載。因此，這些問題不解決，焊接金屬波墳管密封用于煉油廠的高溫泵將不能充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。
美國(guó)對(duì)24個(gè)廠家調(diào)查結(jié)論認(rèn)為，焊接金屬波紋管密封，在條件不太茍刻的工況下使用，其壽命為普通機(jī)械密封的2~3倍。又因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便，頗受用戶歡迎。如在波片材料、波形等方面做些改進(jìn)，價(jià)格降到（或接近）普通機(jī)械密封的價(jià)格，那么，其前途是廣闊的。
七、高溫泵采用雙端面密封的情況怎樣
兩個(gè)單端面密封組成一個(gè)雙端面密封，其間形成一個(gè)密封室把泵內(nèi)介質(zhì)和大氣隔開。密封室內(nèi)必須有沖洗設(shè)施，一般采用循環(huán)沖洗。
每個(gè)單端面密封可以是普通機(jī)械密封，也可以是波紋管式密封。循環(huán)沖洗的方式可以在軸上安裝小葉輪使密封液循環(huán)經(jīng)冷卻后再返回到密封室內(nèi)；也可以采用熱虹吸沖洗，利用密封液溫度差引起能密度差而流動(dòng)，經(jīng)外部冷卻后再返回密封室；還可以用外部供應(yīng)沖洗液的方法實(shí)現(xiàn)循環(huán)沖洗。
雙端面密封結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝困難，較少采用。據(jù)對(duì)美國(guó)24家石油化工廠和煉油廠的調(diào)查，在高溫泵軸封中，采用雙端面密封的泵只有4%，壽命一般是單端面密封的1.5~2倍。
八、“硬對(duì)硬”的密封應(yīng)用情況怎樣
一般的密封大都是從改善環(huán)境的辦法入手，將苛刻的工作環(huán)境變?yōu)槟芙邮艿沫h(huán)境。所謂“便對(duì)硬”的密封是從另一個(gè)角度出發(fā)，提高摩擦副的材料等級(jí)，使之能適應(yīng)苛刻的工作條件，達(dá)到密封的目的。
常用的摩擦副材料為碳化鎢，也有的用碳化硅等材料。密封結(jié)構(gòu)仍為原有的普通機(jī)械密封。碳化鎢有高的硬度和強(qiáng)度，400℃以下性能幾乎沒有什么變化。介質(zhì)中的固體顆粒不能把碳化鎢磨損，密封表面的光潔度不受破壞，能保持良好的密封性。此外，碳化鎢有很好的導(dǎo)熱性，線膨脹系數(shù)也很小，僅為一般碳鋼的1/4~1/3。良好的導(dǎo)熱性和小的線膨脹系數(shù)，使碳化鎢在高溫下工作，熱變形量小，密封端面的平直度不受破壞，也有利于保持良好的密封性。這種摩擦副尤其適用于高粘度及含有少量固體顆粒的介質(zhì)中，可以不用沖洗就能很好地工作，但壓蓋處需設(shè)低壓蒸汽或熱水冷卻。勝利煉油廠從1976年開始將YG6一YG6的密封用于減壓塔底泵的密封上，使用效果很好，壽命在一年左右，大修時(shí)將摩擦副進(jìn)行研磨后仍可繼續(xù)使用。在有結(jié)最出現(xiàn)的泵上也可以用硬對(duì)硬的密封，例如堿液泵等，使用效果也很好。
天津石化公司煉油廠在290℃的柴油泵上采用碳化鎢對(duì)硅化石墨（M456）的摩擦副（取消沖洗）取得了很好的效果。美國(guó)在高溫泵上采用碳化鎢對(duì)碳化硅的摩擦副占總數(shù)的20%，居各種配對(duì)方式的第二位。
使用碳化鎢的密封環(huán)時(shí)，可以是整體結(jié)構(gòu)，也可以采用鑲裝結(jié)構(gòu)。鑲裝結(jié)構(gòu)的密封環(huán)價(jià)格較低，但是高溫下仍有松脫的可能，因此要注意選擇環(huán)座材料。當(dāng)環(huán)座材料選用CAP42時(shí)，400℃以下幾乎不會(huì)出現(xiàn)松脫的缺陷，但要注意在有些介質(zhì)中CAP42不耐腐蝕。選用整體碳化鎢雖然價(jià)格高，但因使用壽命長(zhǎng)，仍是可取的。
來(lái)源：機(jī)械密封
