王長(zhǎng)青，曾登林，王彥江，劉光成，戚海軍，王健偉

（獨(dú)山子石化公司設(shè)備檢修公司，833699）

引言

汽提塔進(jìn)料泵主要作用是將工藝水送入汽提塔，塔內(nèi)的低壓蒸汽將工藝水中的酸性物質(zhì)和油類組分汽提出，余下的較為潔凈的工藝水一部分用急冷油預(yù)熱到158℃進(jìn)入1#稀釋蒸汽發(fā)生罐，一部分去1#爐作急冷介質(zhì)，一部分去廢汽油洗滌罐作洗滌水。該泵出現(xiàn)故障將影響整個(gè)后續(xù)工藝流程的正常運(yùn)行，因此必須確保該泵安全穩(wěn)定長(zhǎng)周期運(yùn)行。

1 汽提塔進(jìn)料泵設(shè)備及工藝簡(jiǎn)介

1.1 汽提塔進(jìn)料泵主要運(yùn)行參數(shù)

某車間汽提塔進(jìn)料泵為單級(jí)懸臂式離心泵，工作介質(zhì)為工藝水。設(shè)備其本參數(shù)如表1所示：

表1 汽提塔進(jìn)料泵主要設(shè)備參數(shù)

1.2 氣提塔進(jìn)料泵工藝簡(jiǎn)介

從急冷水中分離出稀釋蒸汽凝液，通過工藝水汽提塔進(jìn)料泵送往工藝水汽提塔。塔內(nèi)汽提低壓蒸汽汽提出油類和酸性組分，由塔頂經(jīng)過換熱器冷卻后返回另一座汽提塔。塔釜合格的工藝水經(jīng)過稀釋蒸汽發(fā)生器進(jìn)料泵輸送到蒸汽進(jìn)料預(yù)熱器，一部分工藝水用急冷油預(yù)熱到158℃進(jìn)入1#稀釋蒸汽發(fā)生罐10-V-115/165，一部分工藝水去1#爐10-L-101A作急冷介質(zhì)，此外還有一部分工藝水去廢汽油洗滌罐10-V-802作洗滌水。

2 設(shè)備機(jī)封運(yùn)行狀態(tài)及故障現(xiàn)象

2.1 機(jī)封及輔助系統(tǒng)介紹

該泵采用小彈簧非集裝單端面式機(jī)械密封,型號(hào)為58B-45，摩擦副配對(duì)材質(zhì)為石墨—碳化硅，該組合耐腐蝕性好，導(dǎo)熱性好且具有低的線脹系數(shù)，適用于該泵工況。輔助系統(tǒng)沖洗方案為PLAN11，從泵出口引出介質(zhì)對(duì)密封進(jìn)行沖洗，沖洗液可增加密封腔壓力和介質(zhì)汽蝕余量，滿足設(shè)備設(shè)備密封要求。

2.2 機(jī)封故障現(xiàn)象

該泵于2019年3月18日發(fā)現(xiàn)機(jī)封泄漏，經(jīng)與生產(chǎn)車間協(xié)商，3月19對(duì)該泵進(jìn)行檢修。3月22日配合生產(chǎn)車間對(duì)該泵進(jìn)行試車，試車時(shí)該泵狀態(tài)良好，運(yùn)行20分鐘后發(fā)現(xiàn)該泵發(fā)生泄漏，立即進(jìn)行搶修。

3 機(jī)封拆檢情況及泄漏原因分析

3.1 機(jī)封拆檢情況

檢修人員于2019年3月19日第一次對(duì)該泵進(jìn)行檢修時(shí)，在拆檢過程中發(fā)現(xiàn)該機(jī)封動(dòng)、靜環(huán)O型圈發(fā)生損壞（圖一）。2019年3月22日第二次對(duì)該泵進(jìn)行檢修，在拆檢過程中發(fā)現(xiàn)該機(jī)封動(dòng)、靜環(huán)O型圈發(fā)生溶脹（圖二），動(dòng)環(huán)出現(xiàn)嚴(yán)重碎裂裂紋（圖三）。

圖一 密封圈斷裂

圖二 密封圈溶脹

圖三 機(jī)封動(dòng)環(huán)碎裂

3.2 機(jī)封泄漏原因分析

3.2.1 密封圈碎裂原因分析

機(jī)封密封圈所用的材質(zhì)為氟橡膠，該材質(zhì)具備耐高溫、耐油、耐酸、耐腐蝕以及氣密封性好的性能特征。該泵介質(zhì)為工藝水，介質(zhì)溫度85°。由工藝情況可知，該介質(zhì)中含有油類和酸性組份。正常情況下，氟橡膠材質(zhì)的密封圈適用于該泵的工況。但是在氟橡膠密封圈加工過程中存在一些異常和難點(diǎn)，其中常見的混煉時(shí)出現(xiàn)較少死料、白點(diǎn)、燒邊缺膠、模具污染等。這些產(chǎn)品質(zhì)量問題，從氟橡膠外表面無法直接觀察出來。而這些問題的存在，會(huì)導(dǎo)致介質(zhì)中的溶劑分子進(jìn)入到氟橡膠高分子鏈的空隙中，增大了鏈段間的體積，所以氟橡膠的體積因膨脹而溶脹。氟橡膠密封圈溶脹后直徑變大，力學(xué)性能會(huì)大幅下降，密封效果急劇降低，進(jìn)而引起機(jī)封泄漏。

3.2.2 機(jī)封動(dòng)環(huán)破損原因分析

該機(jī)封密封圈材質(zhì)為氟橡膠，產(chǎn)品質(zhì)量不合格時(shí)容易發(fā)生溶脹現(xiàn)象，在機(jī)封座中的氟橡膠密封圈由于受到機(jī)封座的限制，無法向外膨脹，只能擠壓機(jī)封靜環(huán)，由于靜環(huán)的材質(zhì)為碳化硅，強(qiáng)度較高，膨脹的密封圈最終把機(jī)封靜環(huán)從機(jī)封座中擠壓出來，從而造成機(jī)封泄漏。

機(jī)封動(dòng)環(huán)密封圈發(fā)生溶脹后同樣會(huì)對(duì)動(dòng)環(huán)摩擦副產(chǎn)生擠壓，由于機(jī)封動(dòng)環(huán)摩擦副材料為石墨，材質(zhì)較軟，在密封圈的強(qiáng)力擠壓下發(fā)生破損，進(jìn)而造成機(jī)封泄漏。

4 故障處理及改進(jìn)措施

4.1 更換密封圈材料

圖四 杜邦全氟醚密封圈

由于該泵介質(zhì)中所含的油類和酸性組份容易使氟橡膠發(fā)生溶脹，因此建議更換該機(jī)封密封圈的材質(zhì)。全氟醚密封圈有優(yōu)異的耐化學(xué)性能，一般的氟橡膠無法適用的醚類，胺基化合物、酮類、氧化劑、有機(jī)溶劑、酸堿等環(huán)境中，全氟醚密封圈都能顯示其卓越的穩(wěn)定性。在溶脹試驗(yàn)中，全氟醚能耐受多達(dá)1800多種化學(xué)品的攻擊，在本次檢修中將該機(jī)封中的密封圈更換為杜邦kalrez全氟醚密封圈。

4.2 提高裝配質(zhì)量

設(shè)備回裝前認(rèn)真檢查配件質(zhì)量并測(cè)量相關(guān)數(shù)據(jù)，經(jīng)檢查安裝機(jī)械密封部位的軸或軸套，表面無銹斑、裂紋等缺陷，粗糙度為Ra1.6。靜環(huán)尾部的防轉(zhuǎn)槽根部與防轉(zhuǎn)銷頂部的軸向間隙1.5mm。彈簧自由高度一致，壓縮量符合檢修標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)檢測(cè)，該機(jī)封軸套跳動(dòng)值為0.02mm，該泵聯(lián)軸器型式為膜片式，回裝時(shí)找正結(jié)果為：外圓0.10mm，端面0.05mm，相關(guān)數(shù)據(jù)均符合檢修標(biāo)準(zhǔn)。目前該機(jī)封已穩(wěn)定運(yùn)行26個(gè)月。

5 結(jié)語

本文通過分析，找到了引起機(jī)封泄漏的具體原因并有針對(duì)性的提出了解決方案。此次機(jī)械密封泄漏的的成功解決，大大延長(zhǎng)了設(shè)備的運(yùn)行周期，降低了檢修頻次。減少了因頻繁檢修造成的經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)石化公司創(chuàng)建無污染企業(yè)具有積極的作用。同時(shí)對(duì)于同類型機(jī)泵在故障分析及處理方面提供了一定參考，具有一定的推廣作用。