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        土霉素發(fā)酵罐機(jī)械密封損壞的原因和解決措施

        2016-05-30 10:00:02劉偉強(qiáng)
        科技尚品 2016年3期
        關(guān)鍵詞:損壞機(jī)械密封發(fā)酵罐

        劉偉強(qiáng)

        摘 要:本文主要針對(duì)土霉素發(fā)酵罐機(jī)械密封系統(tǒng)損壞的原因進(jìn)行分析,并根據(jù)損壞原因找到解決措施,改善機(jī)械密封結(jié)構(gòu),提高精度,調(diào)整焊接方法,改變找正方法,確保安裝質(zhì)量。

        關(guān)鍵詞:發(fā)酵罐;機(jī)械密封;損壞;解決措施

        1 前言

        隨著土霉素發(fā)酵工藝的不斷改進(jìn),對(duì)密封要求也越來越高,對(duì)機(jī)械密封的有效性提出了更高的要求,在發(fā)酵罐消毒過程中,為保證滅菌溫度,發(fā)酵罐罐體壓力保持在0.2MPa,若機(jī)械密封發(fā)生損壞,無法保持罐體壓力,滅菌溫度無法保證,對(duì)滅菌效果影響較大,若造成染菌,則會(huì)造成巨大損失。保證機(jī)械密封的可靠性,對(duì)土霉素發(fā)酵具有較大意義。

        2 機(jī)械密封損壞原因分析

        2.1 發(fā)酵罐用機(jī)械密封的基本結(jié)構(gòu)

        發(fā)酵罐現(xiàn)應(yīng)用兩種釜用機(jī)械密封,一種為傳統(tǒng)的204型機(jī)械密封,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,檢修方便,動(dòng)環(huán)采用不銹鋼材質(zhì),靜環(huán)為石墨填充四氟材質(zhì),為分體式。

        另一種為204B型,動(dòng)環(huán)采用石墨,靜環(huán)為合金,相對(duì)于上一種密封來講,這種密封的平衡性和同心度都要高,密封效果好,逐步替代上述密封。

        2.2 從維修過程中分析,機(jī)械密封損壞的原因主要如下

        (1)密封件的選材不當(dāng),密封面加工精度低,質(zhì)量差

        從檢修記錄上可以看出,靜動(dòng)環(huán)密封面腐蝕,異常磨損,壓緊彈簧腐蝕,這些都和選材不當(dāng)有關(guān)。

        (2)用于動(dòng)環(huán)與攪拌軸密封的O型圈老化變形

        據(jù)統(tǒng)計(jì),機(jī)械密封的泄漏有30%是由于動(dòng)環(huán)與攪拌軸密封的O型圈老化變形而引起的。

        (3)機(jī)械密封安裝質(zhì)量的影響

        安裝質(zhì)量問題主要有以下幾個(gè)方面:動(dòng)靜環(huán)摩擦副的偏斜;輔助密封圈的壓緊力不當(dāng);彈簧壓縮量過大。

        (4)密封座水平度達(dá)不到要求

        機(jī)械密封座固定在凸緣上,凸緣密封座的水平度達(dá)不到要求,對(duì)靜環(huán)與動(dòng)環(huán)配合造成影響,影響密封效果,增大安裝難度。

        (5)軸的彎曲和徑向擺動(dòng)量過大

        在發(fā)酵罐運(yùn)行過程,由于料液對(duì)攪拌葉的較大反向沖擊力,使攪拌軸承受較大的剪切力和扭力,加上轉(zhuǎn)動(dòng)慣性,使軸產(chǎn)生徑向跳動(dòng),而影響機(jī)械密封端面的接觸受力情況,土霉素發(fā)酵罐由于采用平衡器而拆除了底軸承,造成軸在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中擺動(dòng)量超過要求,造成密封損壞隱患。

        (6)軸向力和軸向竄動(dòng)量的影響

        在軸上攪拌系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)使軸產(chǎn)生軸向力,使軸發(fā)生軸向竄動(dòng),會(huì)直接影響機(jī)械密封的效果。

        (7)大罐皮帶輪運(yùn)行過程中不平衡

        發(fā)酵罐采用皮帶傳動(dòng),大皮帶輪直徑為1600mm,質(zhì)量大,在運(yùn)行過程,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很大,如果動(dòng)平衡達(dá)不到要求,在運(yùn)行過程中,攪拌軸劇烈搖晃、振動(dòng),使機(jī)械密封損壞。

        3 發(fā)酵罐機(jī)械密封損壞的解決措施

        3.1 嚴(yán)格控制機(jī)械密封件制造、加工質(zhì)量

        (1)動(dòng)靜環(huán)上下端面表面精度符合要求;(2)合理選用密封材料,密封材料應(yīng)滿足密封功能的要求,在選擇密封材質(zhì)時(shí)應(yīng)考慮被密封的介質(zhì)、工作壓力;(3)發(fā)酵罐應(yīng)選用石墨和硬質(zhì)合金作為機(jī)械密封的動(dòng)靜環(huán)材料。

        3.2 凸緣的制作與安裝

        凸緣加工過程中要保證凸緣與機(jī)架的配合面與機(jī)械密封座的平行度,以保證攪拌軸與機(jī)封座垂直,在焊接過程中,要采取三人等分點(diǎn)焊法,凸緣發(fā)生變形錯(cuò)位要隨時(shí)糾正,要杜絕順序焊接,焊接完成后要用錘擊法消除焊接應(yīng)力。

        3.3 正確安裝機(jī)械密封

        (1)設(shè)備轉(zhuǎn)軸的徑向跳動(dòng)應(yīng)≤0.02mm,軸向竄動(dòng)量不允許大于0.1mm;(2)機(jī)封座和軸上密封位在安裝時(shí)應(yīng)保持清潔,密封端面完好無損,并做好防護(hù);(3)在安裝過程中嚴(yán)禁碰擊、敲打,以免使機(jī)械密封面破損而損壞;(4)安裝靜環(huán)壓蓋時(shí),擰緊螺絲必須受力均勻,保證靜環(huán)端面與軸心線的垂直要求;(5)選擇合適的端面比壓:外裝式機(jī)械密封端面比壓一般選取0.2~0.4MPa。

        3.4 攪拌軸的安裝與調(diào)試,保證軸的直線度和徑向擺動(dòng)量

        攪拌軸在加工制作過程中,保證加工精度,直線度≤0.1mm/m。

        攪拌軸安裝的是否合格是密封效果好壞的關(guān)鍵,在軸的安裝過程中一定要保證其徑向跳動(dòng)不超出范圍,如表1,確保軸的安裝質(zhì)量。

        3.5 安裝中間軸承

        土霉素發(fā)酵罐在前期改造過程中,去掉了中間軸承和底軸承,增加了平衡裝置,但由于攪拌軸較長(zhǎng),無剛性限制,軸在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中徑向擺動(dòng)量偏大,對(duì)機(jī)封影響較大,根據(jù)以上情況,在保留平衡器的前提下,在一、二層攪拌葉之間安裝井式中間軸承,為保護(hù)軸不被磨損,設(shè)計(jì)了鋼套,鋼套采用304材質(zhì),中間軸瓦應(yīng)采用聚四氟乙烯,通過安裝中間軸承,提高了軸的徑向限制,減小了軸的擺動(dòng)量,對(duì)機(jī)械密封起到了保護(hù)作用。

        3.6 大皮帶輪需要做好動(dòng)平衡

        大皮帶輪鑄造完成后,需要進(jìn)行精加工,并做動(dòng)平衡,動(dòng)平衡檢驗(yàn)合格方可使用。

        4 結(jié)論

        機(jī)械密封是發(fā)酵罐的重要組成部分,通過對(duì)土霉素發(fā)酵罐機(jī)械密封損壞原因的分析,從而制訂合理的解決措施,保證機(jī)械密封可靠運(yùn)行,降低維修成本,保證發(fā)酵的順利進(jìn)行,提高經(jīng)濟(jì)效益。

        參考文獻(xiàn)

        [1]陳德才.機(jī)械密封設(shè)計(jì)制造與使用[M].機(jī)械工業(yè)出版社,1990.

        [2]張麥秋.化工機(jī)器安裝修理[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2004.

        (作者單位:河北圣雪大成制藥有限責(zé)任公司)

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