冰機機械密封失效原因分析和處理

1、安全技術冰機機械密封失效原因分析和處理1 簡介 我廠冰機是由意大利辛比隆公司設計制造的多級離心式壓縮機型號為2MCL528/1，軸端密封采納德國伯格曼公司生產(chǎn)的H-D1/142-Kbl型機械密封。整個機械密封由一套雙端面主機械密封和一套單端面幫助機械封組成。 雙端面主機械密封動環(huán)3，由鎖緊套8壓緊在機械密封套6上，動環(huán)下面裝有O形密封環(huán)4。動環(huán)和軸套間無驅動銷，依靠兩端面壓緊產(chǎn)生的摩擦力，使其隨軸套一起轉動。為防止動環(huán)鎖緊套8松動退出，鎖緊套后部還設有四個周向均布的防松螺絲7。單端面幫助機械密封環(huán)也裝在機械密封軸套上，靠鎖緊套9壓緊。 密封油以比A腔參考密封氣體壓力高約0.6MPa的壓力進入機

2、械密封，之后分兩路，一路通到燈籠環(huán)1與殼體形成的環(huán)形槽中，將燈籠環(huán)連同幫助機械密封靜環(huán)一起推到左面位置，使動、靜環(huán)工作。 另一路進入主機械密封腔至。這路油絕大郡分直接從腔至頂郡流出，作為主機械密封的沖洗和冷卻用油，一小部分油由外側靜環(huán)和動環(huán)密封面流出，進入軸承箱中，而極少量油穿過內側靜環(huán)和動環(huán)密封面流入B腔;同工藝氣體混合，這部分油又流入A腔，從A腔下部排出，經(jīng)油氣分別器后排入污油脫氣槽，在脫氣槽中被加熱，脫除氨氣，再流回主油箱循環(huán)使用。 幫助機械密封僅在停密封油時才投入正常工作。這時燈籠環(huán)在左面氣體壓力和靜環(huán)彈簧推力作用下，克服O形環(huán)阻力，被推到右面位置，動、靜環(huán)工作面接觸。這樣主、輔機械密

3、封動、靜環(huán)密封面均在彈簧力作用下緊密貼合，起密封作用，有效地保證了在停密封油期間,機械密封也能起到牢靠的密封作用。 2 機械密封第一次泄漏緣由分析和處理 1994年10月份年度大修時，采納進口備件，更換了動、靜環(huán)和O形環(huán)，但剛開車兩天就發(fā)覺主油箱中進氨，油氨味極大。為查找泄漏源，我們首先分析了主油箱中油被氨污染的可能緣由：一是污油脫氣槽工作狀況不好，未能把流到A腔油中混入的氨氣脫凈，帶入主油箱里;二是機械密封泄漏，氨氣漏入軸承箱里，隨潤滑油進入主油箱中。 在現(xiàn)場我們檢查了油氣分別器、污油脫氣槽等工作狀況都正常，說明主油箱油中氨來自機械密封。于是認真檢查軸端密封系統(tǒng)，發(fā)覺壓縮機兩端密封沖洗油回油

4、溫度有明顯差異，經(jīng)實測壓縮機自由端回油溫度遠低于正常值和檢修后驅動端值，見表14"(供油溫度約50)。 依據(jù)這一特點，我們推斷自由端主機械密封動環(huán)3已不隨軸套同步轉動，并且轉速大大低于軸轉速。由于動、靜環(huán)間相對旋轉速度降低，密封面所產(chǎn)生的摩擦熱也削減，相應在同樣流量下密封沖洗油回油溫度也降低。 主機械密封動環(huán)同軸套發(fā)生相對轉動，必定導致動環(huán)下面的O形環(huán)4磨損失效，使工藝氣體沿動環(huán)同軸套的徑向縫隙漏出，進入軸承箱，部分氨氣溶解于油中。由于這部分油直接流回主油箱，所以就污染了整箱潤滑油。經(jīng)分析，造成主機械密封動環(huán)相對軸套轉動的因素有兩個，一是組裝時動環(huán)鎖緊套8未緊到位或預緊力太小，二是組

5、裝時已將動環(huán)壓緊，但防松螺絲7未擰緊，在運行中鎖緊套8松動退出。 1月14日因燃氣輪機故障，全廠聯(lián)鎖停車，趁此機會對氨壓縮機進行搶修。為慎重起見，同時整體更換了兩端機械密封。由于此時潤滑油破乳化時間已達77min，接近標準規(guī)定的80min的換油指標，于是一起更換了壓縮機用油。 1月17日解體換下的機械密封，發(fā)覺自由端主機械密封動環(huán)鎖緊套的四個防松螺絲7均未擰緊，鎖緊套8已松動退出。動環(huán)同定位套5軸向間隙約3mm，動環(huán)可以在軸套上自由敏捷地轉動和軸向竄動,動環(huán)下面O形環(huán)4已被磨得同槽平，不起密封作用。動環(huán)定位套5兩端面、動環(huán)鎖緊套8內端面都過熱變色，且有相互摩擦、擠壓造成的毛刺和刃口。 解體驅動

6、端機械密封時，拆開外殼后，取出機械密封軸套組件。經(jīng)檢查主機械密封動環(huán)3固定很好，因此未對軸套上零部件作進一步解體。 3 機械密封其次次泄漏緣由分析和處理 搶修后開車，開頭機械密封運行狀況良好，但一星期后，主油箱油中開頭有氨味，分析油中氨含量和油破乳化時間也漸漸增加。認真檢查污油分別與脫氣部分，工作均正常，說明機械密封又發(fā)生了泄漏。檢查密封油供油壓力、流量等都在正常范圍內。測量密封沖洗油回油溫度，驅動端77，自由端79，也在正常范圍內，并且兩端基本相等，因此可排解類似故障緣由。 我們仔細討論了機械密封的結構，列出其可能引起泄漏的各種緣由，并依據(jù)上次搶修及機組實際運行狀況，逐項進行了分析排解。最終

7、，將疑點集中在主機械密封動環(huán)下面O形環(huán)4上。經(jīng)計算，正常轉油潤滑，但坯會產(chǎn)些丈壹熱量，搪動不噩，廢裙席。從正積運行對密封坤d6腫田油溫度近80看，動環(huán)實際溫度要遠高于100。經(jīng)查，目前備件用于此處O形環(huán)材質同用于機械密封其他部位的O形環(huán)材質一樣，都是丁腈橡膠，而此類橡膠適用溫度范圍為130以下，因而滿意不了該處高溫的要求，工作時間稍長，就會老化失效。這也同剛開車階段不漏,而后來泄漏的實際狀況相符。 為驗證此推斷，我們又于1月30日解體了上次換下的、但未進一步解體的驅動端機械密封軸套組件，發(fā)覺雙端面動環(huán)下面O形環(huán)變硬、變脆、失去彈性，已開頭碳化。同時在庫房查找了用剩的機械密封隨機備件，發(fā)覺還剩兩個用于主機械密封動環(huán)下面的O形環(huán)，同目前進口的O形環(huán)相比，形狀尺寸雖差不多，但使用材料卻明顯不同。原隨機備件在選材上就考慮到了該處溫度較高的工作條件，選擇耐高溫材料，用氟橡膠O形環(huán)外包氟化乙丙烯制成。 聯(lián)想到第一次機械密封泄漏，實際上即使雙端面動環(huán)鎖緊套不松動，也會發(fā)生泄漏，只不過鎖緊套松動退出，引起動環(huán)相對軸套發(fā)生轉動和軸向竄動，加速了其下部O形環(huán)4的失效過程。 2月25日，利用其他緣由停車的機會，對氨壓縮機進行了其次次搶修，并將換下的機械密封當場進行解體。解體發(fā)覺，兩端主機械密封動環(huán)