楊宏運(yùn)　武岳華

摘 要：目前雙端面機(jī)械密封在化工企業(yè)生產(chǎn)釜類設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是使用環(huán)氧乙烷等?；返纳a(chǎn)釜類設(shè)備對密封要求較高，采用雙端面機(jī)械密封密封效果比較好。本文以生產(chǎn)使用環(huán)氧乙烷作為原料反應(yīng)釜的典型應(yīng)用，對雙端面機(jī)械密封的安裝及維護(hù)進(jìn)行分析，希望能夠?yàn)橥袠I(yè)人士提供一定的參考;

關(guān)鍵詞：雙端面機(jī)械密封;環(huán)氧乙烷;生產(chǎn)釜

雙端面機(jī)械密封的密封效果較好，適用于易燃 、易爆、強(qiáng)腐蝕、帶顆粒及真空下密封要求較高的場合。我車間生產(chǎn)釜使用環(huán)氧乙烷作為主要生產(chǎn)原料，環(huán)氧乙烷具有易燃，易爆、有毒，為致癌物，具刺激性，具致敏性等特性，一旦泄露將造成嚴(yán)重事故，因此在生產(chǎn)釜上采用雙端面機(jī)械密封，有效防止環(huán)氧乙烷泄露。雙端面機(jī)械密封的失效原因主要集中在安裝過程中機(jī)械密封的選型不當(dāng)和安裝精度不夠以及維護(hù)不到位等造成的。下面從釜用雙端面機(jī)械密封的安裝和維護(hù)兩個方面進(jìn)行分析，確保雙端面機(jī)械密封的安全使用。

1 釜用雙端面機(jī)械密封的安裝

1.1 雙端面機(jī)械密封的選型

我車間生產(chǎn)釜操作壓力-0.085-0.4MPa，操作溫度小于160℃，轉(zhuǎn)速120r/min，軸徑80mm，操作介質(zhì)主要為環(huán)氧乙烷、環(huán)氧乙烷、聚醚等。選用的是小彈簧，雙端面，非平衡型、帶冷卻功能的205型釜用雙端面機(jī)械密封。在選型中尤其要注意的是環(huán)氧乙烷的特性如環(huán)氧乙烷和鐵銹接觸會發(fā)生自聚反應(yīng)，環(huán)氧乙烷爆炸極限為3-100%， 環(huán)氧乙烷為有機(jī)溶劑化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，能與許多化合物發(fā)生開環(huán)加成反應(yīng)等因素，因此我們選用的雙端面機(jī)械密封為全不銹鋼材質(zhì)，密封面禁止金屬對金屬摩擦，密封圈使用聚四氟材質(zhì)嚴(yán)禁使用橡膠制品，在安裝前要對這些進(jìn)行再次檢查和確認(rèn)。

1.2 雙端面機(jī)械密封的安裝

雙端面機(jī)械密封原理與單端面機(jī)械密封基本相同，都是靠垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面（摩擦副）在流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)彈力的作用以及輔助密封的配合下保持貼合并相對滑動而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置。雙端面機(jī)械密封結(jié)構(gòu)在工作時，由流體壓力（介質(zhì)壓力）和彈性元件的彈力等引起的合力作用下，在密封環(huán)的端面上產(chǎn)生一個適當(dāng)?shù)谋葔海▔壕o力），使兩個接觸端面（動環(huán)、靜環(huán)端面）相互緊密貼合，并在兩端面間極小的間隙中維持一層極薄的液膜，從而達(dá)到密封的目的。雙端面機(jī)械密封有兩道端面密封，若一級密封失效，二級密封仍然可密封，防止泄露。我廠使用的205型雙端面密封使用外供密封液（白油）系統(tǒng)，向密封腔內(nèi)引入封液進(jìn)行堵封、潤滑和冷卻，且為循環(huán)冷卻使用，并有循環(huán)水系統(tǒng)對密封液進(jìn)行降溫。密封液不僅可以沖洗摩擦副改善機(jī)械密封工作環(huán)境，還可以作為一級密封面是否失效的重要檢測手段。釜用雙端面機(jī)械密封安裝流程如圖2-1所示。釜用雙端面機(jī)械密封在安裝過程中要注意的關(guān)鍵點(diǎn)如下：

①檢查釜軸的竄動，擺動量和撓度是否符合機(jī)械密封的安裝技術(shù)要求，密封腔是否符合機(jī)械密封的安裝尺寸，密封端蓋與軸是否垂直。要求：軸的軸向竄動量≤±0.5mm，

軸擺動量（裝旋轉(zhuǎn)環(huán)密封圈處）≤0.06mm，軸的最大撓度≤0.05mm，密封端蓋與密封圈接觸平面對中心線的垂直度允差0.03-0.05mm，安裝機(jī)械密封部位的軸公差為h8，光潔度為1.6;②安裝過程中應(yīng)保持機(jī)械密封裝置清潔，特別是密封面和輔助密封圈表面應(yīng)無雜質(zhì)，灰塵。不允許用不清潔的布及其他物品擦拭密封面;③安裝過程中要先將攪拌軸定位且處于自由垂體狀態(tài)下再緊固機(jī)械密封螺栓最后再緊固機(jī)械密封上部軸套螺母;④機(jī)械密封安裝完成后，用手轉(zhuǎn)動回轉(zhuǎn)軸，檢查靜環(huán)與動環(huán)之間、壓蓋與軸套之間和旋轉(zhuǎn)件與密封腔之間有無摩擦，軸轉(zhuǎn)動一周應(yīng)感覺用力均勻，如轉(zhuǎn)不動或轉(zhuǎn)一周局部用力不均，則應(yīng)檢查密封是否存在安裝問題，必要時應(yīng)拆卸后查找問題，解決后重裝;⑤密封液補(bǔ)充后要將機(jī)械密封內(nèi)部氣體排凈，避免氣蝕，密封液儲罐壓力高于釜內(nèi)壓力0.05MPa，密封液儲罐使用氮?dú)猓ǘ栊詺怏w）補(bǔ)壓，嚴(yán)禁使用空氣補(bǔ)壓，避免空氣進(jìn)入釜內(nèi)，與環(huán)氧乙烷形成爆炸混合氣體;⑥密封液循環(huán)泵采用磁力泵，設(shè)定程序連鎖，開啟攪拌時，磁力泵先于攪拌2-3秒開啟對機(jī)械密封進(jìn)行潤滑。

2 雙端面機(jī)械密封的維護(hù)

當(dāng)前，國內(nèi)各企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)發(fā)生著日新月異的變化，這也促使生產(chǎn)設(shè)備不斷改善，設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)也發(fā)揮了更為重要的作用，并逐漸成為一個企業(yè)核心競爭力的重要部分。在化工企業(yè)反應(yīng)釜是關(guān)鍵設(shè)備，是保證安全生產(chǎn)的重要組成部分，在運(yùn)行中常會存在高溫、高壓、易燃、易爆、高毒等多種潛在危險(xiǎn)，而雙端面機(jī)械密封是反應(yīng)釜設(shè)備的重要組成部分也是最易發(fā)生泄露引起事故的關(guān)鍵部位。因此做好機(jī)械密封的維護(hù)檢查，提前發(fā)現(xiàn)隱患、延長機(jī)械密封使用壽命、是有效保證安全生產(chǎn)的重要手段。關(guān)于釜用雙端面機(jī)械密封的維護(hù)注意事項(xiàng)如下：

①應(yīng)注意釜用攪拌設(shè)備啟動工作時，必須先檢查確認(rèn)密封液循環(huán)保護(hù)系統(tǒng)壓力后才可緩慢升高釜內(nèi)壓力，密封液循環(huán)保護(hù)系統(tǒng)壓力應(yīng)始終保持高于釜內(nèi)壓力0.05-0.10MPa;②注意停車時應(yīng)先停止攪拌傳動系統(tǒng)，待釜內(nèi)溫度、壓力降到常溫、常壓后再關(guān)閉冷卻循環(huán)水。要經(jīng)常檢查冷卻水管、沖洗水管線，防止管線堵塞造成冷卻失效，導(dǎo)致機(jī)械密封故障;③雙機(jī)械密封在使用工作中應(yīng)注意保持密封液儲罐規(guī)定的液面位置，凡低于規(guī)定位置應(yīng)予以補(bǔ)充，以防引起干磨;④如密封液突然發(fā)生泄漏并持續(xù)不變，這通常表明是輔助密封圈損壞或異物進(jìn)入密封面而導(dǎo)致密封面被破壞等原因。當(dāng)泄漏量超過允許值時，應(yīng)檢查并分析泄漏原因，主要分析內(nèi)容如下：a.攪拌軸的軸向竄動及徑向擺動量是否超過規(guī)定值;b.轉(zhuǎn)速、溫度、壓力及其他條件是否超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定;c.密封液循環(huán)系統(tǒng)是否正常工作，密封液儲罐壓力是否達(dá)到要求;d.冷卻水是否暢通并起到冷卻作用;e.密封液是否有鐵銹等固體雜質(zhì)進(jìn)入;f.如流出的泄漏液是混濁黑色的，則說明石墨環(huán)已經(jīng)嚴(yán)重磨損;⑤新機(jī)封安裝后需更換密封液，并使用密封液對機(jī)械密封進(jìn)行沖洗。密封液每年最少更換一次，更換密封液后要從雙端面機(jī)械密封回油管處排氣，確保機(jī)封內(nèi)空氣排凈。補(bǔ)充或更換密封液要待反應(yīng)釜停止，雙端面機(jī)械密封水路、油路停止使用，且釜內(nèi)無壓時操作，更換完成后要對密封液罐進(jìn)行氮?dú)庵脫Q2-3次;⑥空轉(zhuǎn)時攪拌擺動比較大，會造成機(jī)械密封故障，生產(chǎn)釜攪拌啟動前要檢查釜內(nèi)液位是否浸沒攪拌，高轉(zhuǎn)速生產(chǎn)釜禁止攪拌空轉(zhuǎn)情況的情況發(fā)生，低轉(zhuǎn)速生產(chǎn)釜也應(yīng)注意避免攪拌空轉(zhuǎn);⑦及時清理雙端面機(jī)械密封表面灰塵雜物，保持機(jī)械密封清潔，避免雜物混入機(jī)械密封內(nèi)，加速機(jī)械密封磨損，每年清理密封液線路過濾器2次，防止過濾器堵塞，密封液供液不足;⑧攪拌長期不用時每月最少啟動攪拌系統(tǒng)一次，每次最少運(yùn)行5min，促進(jìn)密封液循環(huán)，防止密封液結(jié)垢潤滑、冷卻失效導(dǎo)致機(jī)械密封泄露。

3 結(jié)論

雙端面機(jī)械密封的泄露原因有很多，大多與安裝檢修、維護(hù)保養(yǎng)和工藝操作有直接的關(guān)系，因此在日常生產(chǎn)中應(yīng)加強(qiáng)管理，提高安裝精度、規(guī)范操作，注重維護(hù)保養(yǎng)。要充分的認(rèn)識到機(jī)械密封泄露帶來的危害，提高安全意識、注重細(xì)節(jié)，通過先進(jìn)的技術(shù)手段和管理來避免雙端面機(jī)械密封泄露，真正做到防患于未然，延長設(shè)備使用壽命，避免事故的發(fā)生，為企業(yè)帶來更好的效益。

參考文獻(xiàn)：

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[2]王顯偉，宋巍.機(jī)泵密封失效原因分析與預(yù)防[J].遼寧化工，2004，033（008）：490-491.

作者簡介：

楊宏運(yùn)（1982- ），男，漢族，河北省滄州市人，工程師，中海油（天津）油田化工有限公司設(shè)備工程師，主要從事化工設(shè)備維保管理工作。