机械密封失效分析与改进

催化剂浆液泵机械密封失效分析与改进

P-204Ⅱ泵是丁醇装置的加氢催化剂浆液泵，投产以来，机械密封频繁失效，运行周期平均为1周左右，为此在检修过程中对该机械故障进行了分析，并采取了相应的改进措施。

一、泵的基本情况

该泵为单吸悬臂卧式离心泵，主要技术参数如下：

介质 5％wt催化剂（固）；95％wt水

该泵为催化剂混合槽（位号为：V-202Ⅱ；容积为：0.48M3）的外送泵，为间歇式操作。催化剂在V-202Ⅱ配好后，混合液用该泵送出，运行时间大约15～20分钟。

介质温度 常温 介质粘度 200cp 流量 2m/hr 扬程 17m 二、泵端机械密封结构及冲洗方式

1.机封结构形式

泵端机械密封为博格曼机封，型号为： M7N/45-G9-Q2BVGG.动环材质为碳化硅，静环材质为石墨，O形圈为氟橡胶，弹簧为波纹弹簧。机封结构如图1所示：

图1

2.泵的冲洗方式

该泵的冲洗方式为PLAN02，即用泵本身的液体冲洗机封，在混合液送完后，再加入清水反冲洗机封，防止催化剂沉淀在密封腔内。

三、机封的故障诊断

1. 故障现象：

（1） 动静环“O”形圈硬化失效。 （2） 动静环接触面有明显环状磨损痕迹。 （3） 密封腔内有催化剂。

（4） 动环弹簧被催化剂卡滞，弹簧失效，失去补偿作用。

2. 失效分析

（1） 催化剂混合液送完后，用清水冲洗机封，但是不可能冲洗的很干净，停泵后，催化剂不可避免地沉积于密封腔中，使动环与轴套的间隙被催化剂阻塞，同时动环弹簧被催化剂卡滞，导致轴向调节量不够，造成密封面间不能很好地贴合，发生微漏。催化剂颗粒进入密封端面后，进一步加剧了端面的磨损，造成泄漏量增加，最终导致机封失效。

（2） 该泵为间歇式操作。V-202Ⅱ槽子比较小，用该泵很容易就把槽子送空，时间大约为15～20分钟。在这个时间段，一旦操作人员有其他的操作要进行，就容易发生槽子被送空了，泵依然在运行，造成机封干磨，机封瞬间失效。这种情况在实际操作过程中发生过几次。

3. 机械密封的改进措施

（1） 改变冲洗方式。如图2所示：

图2

冲洗方式由原来的PLAN02改为PLAN32,即为由原来的自冲洗改为从其它地方引入纯净的液体冲洗机封，且该液体可以和原来的混合液混合在一起。新冲洗液在密封腔冲洗完机封后到达叶轮处，然后和其它混合液一起被叶轮送出。这样就可以保持机封处为纯净的液体，不再会发生催化剂沉淀现象。

（2） 改变静环材质

静环材质由原来的石墨改为碳化硅，，这样动静环均为碳化硅材质。碳化硅具有良好的耐磨性和抗腐蚀性，使催化剂难以对其造成磨损。

（3） 改变辅助密封圈的材质

辅助密封圈选用氟橡胶外包四氟材料的O型圈，耐腐蚀，弹性好。 （4） 改变操作泵的操作步骤。

如图2所示，开泵前，先打开阀门A，然后再按步骤启动泵。停泵时，先停泵，然后让密封冲洗液冲洗密封腔5～10分钟后再关闭阀门A。这样操作是防止催化剂沉积到密封腔内，同时可以防止机封干磨。因为即使槽子被送空，依然有冲洗液冲洗润滑机封，不会干磨机封。

四、效果

改造后的机械密封冲洗系统自2006.8月投入运行以来，机封运行良好，至今尚未更换。改造是非常成功的，每月可节省该机封4套左右，大大降低了维修费用。

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