酸泵機(jī)械密封損壞原因分析及改造措施

2009-09-09 呂志勇唐山鋼鐵公司薄板廠

1、引言

　　唐鋼酸軋聯(lián)機(jī)生產(chǎn)線2003年3月開工，2004年10月一次試車成功，開始生產(chǎn)酸洗卷；2005年12月完成酸軋聯(lián)機(jī)改造，成功生產(chǎn)出冷軋卷。生產(chǎn)線為3 段式連續(xù)酸洗，具有備用漂洗槽和5段式漂洗，裝備有1臺(tái)閃光對(duì)焊機(jī)、1臺(tái)破鱗機(jī)、1臺(tái)轉(zhuǎn)塔式切邊剪、1臺(tái)平整機(jī)、1臺(tái)涂油機(jī)和3個(gè)用于連續(xù)操作的活套及五機(jī)架連軋機(jī)組。該線年產(chǎn)140萬(wàn)t 冷軋帶鋼，產(chǎn)品規(guī)格范圍為厚度0.8mm～4mm,寬度850 mm～1680mm,主要用于建筑、器具和工業(yè)建設(shè)。酸洗段工況為18%稀鹽酸，溫度80～90℃，使用德國(guó)蒙奇公司（MUNSCH）生產(chǎn)的臥式耐酸泵，型號(hào)NP200-150-250，流量400m3/h,揚(yáng)程38m，電機(jī)為變頻調(diào)速電機(jī)，功率110KW。

2、機(jī)械密封分析

2.1、耐酸泵的機(jī)械密封結(jié)構(gòu)型式

　　蒙奇公司耐酸泵密封淘汰了原有在泵軸填充填料進(jìn)行密封的型式，采用雙端面機(jī)械密封（見圖1），機(jī)械密封主要由動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、彈簧、軸套、水密封、O 型圈幾部分組成。為了防酸保護(hù)，采用水洗式機(jī)封，沖洗水同時(shí)帶走運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的機(jī)械密封溫升，大大延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。

2.2、機(jī)械密封的工作原理

　　機(jī)械密封是通過(guò)與軸垂直并作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的兩個(gè)密封面進(jìn)行密封，動(dòng)環(huán)緊壓在葉輪軸上，靜環(huán)裝在蓋室密封座上，通過(guò)彈性元件使兩端始終緊貼一起，從而達(dá)到密封的目的。

2.3、機(jī)械密封特點(diǎn)

　　利用靜環(huán)保持架調(diào)整靜環(huán)與動(dòng)環(huán)貼合來(lái)密封，徑向密封由O 型圈來(lái)完成，它彈性強(qiáng)、調(diào)節(jié)密封性能好、隔離密封可靠。

2.4、存在缺陷

　　原裝機(jī)械密封（見圖1）在設(shè)計(jì)上較為完美，無(wú)論是結(jié)構(gòu)形式還是材質(zhì)的選用，都是極其科學(xué)和先進(jìn)的，完全適合唐鋼冷軋薄板廠酸泵的正常工作需要。但是，當(dāng)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)酸液雜質(zhì)———氧化鐵顆粒超標(biāo)和冷卻中斷等不正常情況時(shí)，原裝機(jī)械密封就會(huì)因嚴(yán)重受損而失效。從原裝機(jī)械密封現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用情況看，當(dāng)酸液中出現(xiàn)大量顆粒介質(zhì)———氧化鐵聚集時(shí)，機(jī)械密封的主密封動(dòng)環(huán)（472）和靜環(huán)（475）就會(huì)快速磨損，特別是靜環(huán)（475）的直角外緣會(huì)出現(xiàn)鋸齒形破損，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)械密封失效；當(dāng)泵正常工作中出現(xiàn)冷卻液中斷時(shí)，主密封的靜支環(huán)（473）和墊片（474.2）會(huì)因溫升受熱化而被靜環(huán)(475)背部擠壓變形，使機(jī)械密封失效。

雙端面機(jī)械密封

圖1 雙端面機(jī)械密封

3、耐酸泵原機(jī)械密封改造措施

　　在充分研究原裝機(jī)械密封的設(shè)計(jì)和德國(guó)進(jìn)口MUNSCH 泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)后，對(duì)原裝進(jìn)口機(jī)械密封進(jìn)行了如下技術(shù)化改造。

　　（1）對(duì)靜環(huán)（475）磨擦面外緣增加倒角處理，以分散氧化鐵顆粒對(duì)其外緣的沖擊力，從而有效延長(zhǎng)了該部件的使用壽命。

　　（2）對(duì)靜支環(huán)（473）和墊片（474.2）采用高強(qiáng)度耐熱塑料（PP）加工，其最高耐熱溫度達(dá)到150℃，從而有效保證了機(jī)械密封在出現(xiàn)冷卻液中斷時(shí)能夠正常工作。

　　（3）對(duì)前置軸套（523.6）放大部分尺寸，然后據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要加工配套。

　　（4）材質(zhì)選用：橡膠件全部采用26 型氟橡膠，保證其優(yōu)異的耐化學(xué)和耐高低溫性能；碳化硅件全部采用熱壓加工，保證其高耐磨性能；塑料件采用增強(qiáng)型耐熱塑料（PP），保證其能夠在150℃的鹽酸溶液中正常工作；板彈簧采用AM350合金，保證其有效的彈性和韌性；部件前置軸套（523.6）的內(nèi)套采用304不銹鋼模鑄加工；部件前置軸套（523.6）的外套噴涂PVDF聚偏二氟乙烯，保證其整體耐熱和抗壓性能。