冰機(jī)機(jī)械密封失效原因分析和處理
作者:王信旗
評論: 更新日期:2010年11月10日
??? 2 機(jī)械密封第一次泄漏原因分析和處理
??? 1994年10月份年度大修時,采用進(jìn)口備件,更換了動、靜環(huán)和O形環(huán),但剛開車兩天就發(fā)現(xiàn)主油箱中進(jìn)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原因:一是污油脫氣槽工作情況不好,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(jī)械密封泄漏,氨氣漏入軸承箱里,隨潤滑油進(jìn)入主油箱中。
??? 在現(xiàn)場我們檢查了油氣分離器、污油脫氣槽等工作情況都正常,說明主油箱油中氨來自機(jī)械密封。于是仔細(xì)檢查軸端密封系統(tǒng),發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)兩端密封沖洗油回油溫度有明顯差異,經(jīng)實測壓縮機(jī)自由端回油溫度遠(yuǎn)低于正常值和檢修后驅(qū)動端值,見表14“(供油溫度約50℃)。

根據(jù)這一特點,我們判斷自由端主機(jī)械密封動環(huán)3已不隨軸套同步轉(zhuǎn)動,并且轉(zhuǎn)速大大低于軸轉(zhuǎn)速。由于動、靜環(huán)間相對旋轉(zhuǎn)速度降低,密封面所產(chǎn)生的摩擦熱也減少,相應(yīng)在同樣流量下密封沖洗油回油溫度也降低。??? 主機(jī)械密封動環(huán)同軸套發(fā)生相對轉(zhuǎn)動,必然導(dǎo)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(jìn)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(jī)械密封動環(huán)相對軸套轉(zhuǎn)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(yù)緊力太小,二是組裝時已將動環(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?xì)廨啓C(jī)故障,全廠聯(lián)鎖停車,趁此機(jī)會對氨壓縮機(jī)進(jìn)行搶修。為慎重起見,同時整體更換了兩端機(jī)械密封。由于此時潤滑油破乳化時間已達(dá)77min,接近標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的80min的換油指標(biāo),于是一起更換了壓縮機(jī)用油。
??? 1月17日解體換下的機(jī)械密封,發(fā)現(xiàn)自由端主機(jī)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)可以在軸套上自由靈活地轉(zhuǎn)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(nèi)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(qū)動端機(jī)械密封時,拆開外殼后,取出機(jī)械密封軸套組件。經(jīng)檢查主機(jī)械密封動環(huán)3固定很好,因此未對軸套上零部件作進(jìn)一步解體。
??? 3? 機(jī)械密封第二次泄漏原因分析和處理
??? 搶修后開車,開始機(jī)械密封運行情況良好,但一星期后,主油箱油中開始有氨味,分析油中氨含量和油破乳化時間也逐漸增加。仔細(xì)檢查污油分離與脫氣部分,工作均正常,說明機(jī)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(nèi)。測量密封沖洗油回油溫度,驅(qū)動端77℃,自由端79℃,也在正常范圍內(nèi),并且兩端基本相等,因此可排除類似故障原因。
??? 我們認(rèn)真研究了機(jī)械密封的結(jié)構(gòu),列出其可能引起泄漏的各種原因,并根據(jù)上次搶修及機(jī)組實際運行情況,逐項進(jìn)行了分析排除。最后,將疑點集中在主機(jī)械密封動環(huán)下面O形環(huán)4上。經(jīng)計算,正常轉(zhuǎn)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(yuǎn)高于100℃。經(jīng)查,目前備件用于此處O形環(huán)材質(zhì)同用于機(jī)械密封其他部位的O形環(huán)材質(zhì)一樣,都是丁腈橡膠,而此類橡膠適用溫度范圍為130℃以下,因而滿足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,而后來泄漏的實際情況相符。
??? 為驗證此判斷,我們又于1月30日解體了上次換下的、但未進(jìn)一步解體的驅(qū)動端機(jī)械密封軸套組件,發(fā)現(xiàn)雙端面動環(huán)下面O形環(huán)變硬、變脆、失去彈性,已開始碳化。同時在庫房查找了用剩的機(jī)械密封隨機(jī)備件,發(fā)現(xiàn)還剩兩個用于主機(jī)械密封動環(huán)下面的O形環(huán),同目前進(jìn)口的O形環(huán)相比,外形尺寸雖差不多,但使用材料卻明顯不同。原隨機(jī)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(jī)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(zhuǎn)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,利用其他原因停車的機(jī)會,對氨壓縮機(jī)進(jìn)行了第二次搶修,并將換下的機(jī)械密封當(dāng)場進(jìn)行解體。解體發(fā)現(xiàn),兩端主機(jī)械密封動環(huán)下O形環(huán)4均同1月30日解體驅(qū)動端機(jī)械密封時一樣,已經(jīng)失效,起不到應(yīng)有的密封作用。檢查動靜環(huán)和其他輔助密封件,都無明顯缺陷。???
??? 主機(jī)械密封動環(huán)下O形環(huán)用特制O形環(huán)備件,重新組裝兩套機(jī)械密封,裝到壓縮機(jī)上,開車后運行狀況良好。