陳欣 楊建敏 壽竼
（浙江巨化股份有限公司電化廠）
摘 要：分析了強(qiáng)酸、強(qiáng)堿輸送泵機(jī)械密封失效的原因，闡述了相應(yīng)改進(jìn)措施。實(shí)施后杜絕了污染、降低了消耗、提高了裝置的安全性和穩(wěn)定性。
關(guān)鍵詞：氯堿企業(yè)；機(jī)械密封；改進(jìn)
氯堿企業(yè)生產(chǎn)中，強(qiáng)酸是重要的生產(chǎn)輔料，強(qiáng)堿是Z終產(chǎn)品。這兩種物料輸送泵的密封問題多年來始終困擾著設(shè)備管理人員。為此我們分別對(duì)原輸送泵的機(jī)械密封結(jié)構(gòu)和材質(zhì)做了改進(jìn)，較好地解決了問題。
一、高溫強(qiáng)堿輸送泵機(jī)械密封的改進(jìn)
某車間蒸發(fā)工號(hào)Ⅰ強(qiáng)堿液循環(huán)泵機(jī)械密封國(guó)產(chǎn)化。該循環(huán)泵用于輸送高溫濃堿，泵殼材質(zhì)為鎳，機(jī)械密封為雙端面內(nèi)裝式密封。
1、工藝指標(biāo)：物料50%NaOH、溫度140℃、壓力595kPa、冷卻水25℃。
2、單價(jià)。進(jìn)口機(jī)械密封的單價(jià)為1.6544萬元人民幣。
3、缺陷情況。
（1）檢修周期1~1.5個(gè)月；
（2）機(jī)械密封傳動(dòng)銷彎曲變形；
（3）補(bǔ)償彈簧斷裂；
（4）動(dòng)環(huán)面腐蝕嚴(yán)重；
（5）動(dòng)環(huán)“O”，型圈斷裂。
4、原因分析
（1）該機(jī)械密封原始設(shè)計(jì)未充分考慮到此處應(yīng)用的工藝指標(biāo)。
（2）機(jī)械密封結(jié)構(gòu)不合理。采用傳動(dòng)銷傳動(dòng)，傳動(dòng)銷易彎曲，會(huì)導(dǎo)致彈簧扭曲變形，失去補(bǔ)償能力，造成物料泄漏。
（3）機(jī)械密封動(dòng)、靜環(huán)采用碳化硅材質(zhì)，而介質(zhì)為50％燒堿，使得動(dòng)環(huán)游離硅析出氧化。
（4）動(dòng)靜環(huán)“O”型圈不耐高溫、強(qiáng)堿，容易斷裂。
5、改進(jìn)措施
（1）動(dòng)靜環(huán)材質(zhì)改為硬質(zhì)合金。
（2）動(dòng)靜環(huán)“O”型圈改為F46包覆橡膠“O”型圈，耐溫超過150℃，且密封性能好。
（3）動(dòng)環(huán)傳動(dòng)采用專用動(dòng)環(huán)座傳動(dòng)，安裝方便，傳動(dòng)效果好。
（4）彈簧安裝在專用動(dòng)環(huán)座下，先作用于動(dòng)環(huán)座，再作用于動(dòng)環(huán)，補(bǔ)償均勻。
6、改進(jìn)結(jié)果及效益
（1）檢修周期≥6個(gè)月，完全可以滿足實(shí)際使用需要。
（2）進(jìn)口機(jī)械密封的單價(jià)為1.654 4萬元人民幣，國(guó)產(chǎn)機(jī)械密封單價(jià)為800元人民幣。
二、濃硫酸循環(huán)泵機(jī)械密封的優(yōu)化設(shè)計(jì)
1、缺陷情況
（1）原配114-55型機(jī)械密封使用壽命短，動(dòng)環(huán)易磨損、動(dòng)環(huán)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)不能補(bǔ)償磨損位移，軸套易產(chǎn)生內(nèi)漏，機(jī)封冷卻水經(jīng)常呈酸性。
（2）安裝要求高，導(dǎo)致檢修過程中機(jī)封返修率較高。
（3）由于機(jī)械密封經(jīng)常泄漏，泵軸、托架、底座經(jīng)常出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕。每年需更換大量備件。
（4）機(jī)械密封經(jīng)常泄漏，產(chǎn)生較嚴(yán)重污染。
2、原因分析
輸送介質(zhì)含有游離氯、少量酸渣、80%~98%濃硫酸。該硫酸泵采用的機(jī)械密封是114-55型，屬于外裝單端面單彈簧旋轉(zhuǎn)外型結(jié)構(gòu)，通過撥叉?zhèn)鲃?dòng)。其動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、密封圈、軸套材質(zhì)分別是聚四氟乙烯、氧化鋁陶瓷、氟橡膠、高硅鑄鐵。單純從結(jié)構(gòu)上看，該形式機(jī)封可適用于濃硫酸介質(zhì)。但該結(jié)構(gòu)機(jī)封對(duì)補(bǔ)償緩沖機(jī)構(gòu)要求較高，動(dòng)環(huán)“O”型圈與軸套之間的摩擦力以及軸套處結(jié)垢都會(huì)影響補(bǔ)償緩沖機(jī)構(gòu)的性能。在實(shí)際使用和檢修過程中發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)機(jī)封故障原因如下。
（1）氟橡膠“O”
（2）軸套上動(dòng)環(huán)“O”型圈處發(fā)現(xiàn)少量酸渣積存，以及軸套表面出現(xiàn)的輕微腐蝕現(xiàn)象，使得動(dòng)環(huán)“O”型圈與軸套的摩擦力增大，降低了補(bǔ)償緩沖機(jī)構(gòu)的補(bǔ)償能力以及動(dòng)、靜環(huán)的端面比壓，導(dǎo)致密封失效。
（3）動(dòng)環(huán)、靜環(huán)材料間的摩擦系數(shù)相對(duì)較大，使得動(dòng)環(huán)壽命較短。
（4）軸套密封采用三角墊，而軸與軸套之間的傳動(dòng)是借助該三角墊的摩擦力，故三角墊處容易松動(dòng)，造成軸套內(nèi)漏。
3、改進(jìn)措施
（1）根據(jù)現(xiàn)有密封箱尺寸，將114-55型機(jī)械密封改為151-55型機(jī)械密封。新密封采用波紋管傳動(dòng)，取消了“O”型圈，大大增強(qiáng)了浮動(dòng)性，使密封端面受力比較合理。同時(shí)軸套的腐蝕及結(jié)垢對(duì)機(jī)封的正常使用無影響，也大大方便了安裝。
（2）靜環(huán)材質(zhì)改用潤(rùn)滑性能良好、摩擦系數(shù)小、耐磨性能好、耐腐蝕性強(qiáng)的碳化硅陶瓷，可大大提高動(dòng)環(huán)使用壽命。
（3）改進(jìn)軸套結(jié)構(gòu)和材質(zhì)。軸套上增開一鍵槽，將傳動(dòng)和密封結(jié)構(gòu)分開，防止軸套內(nèi)漏，軸套材質(zhì)改為316L。
（4）在泵托架內(nèi)側(cè)安裝PVC接液斗，避免機(jī)封冷卻水直接接觸托架和底座造成腐蝕。
4、改進(jìn)效果及效益
（1）改進(jìn)后機(jī)封的檢修頻率明顯下降，大幅度減少了硫酸泵的故障，年檢修費(fèi)用可降低6.8457萬元人民幣。
（2）降低了對(duì)環(huán)境的污染。
來源：《中國(guó)設(shè)備工程》2006年10期
