稠油泵密封失效的原因及分析
柳转阳1 崔春秋1 郭发德2
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柳转阳1 崔春秋1 郭发德2,. 稠油泵密封失效的原因及分析[J]. 天然气进展,2021.11. DOI:10.12721/ccn.2021.157110.
摘要: 本文首先提出了多级泵机械密封失效的原因及分析,以及在生产过程中密封发生渗漏处理方法。机械密封又叫轴端密封密封是用来防止旋转轴与机体之间介质泄漏的密封装置,它有四处密封,三处静密封和一处动密封。机械密封在安装过程中精度要求高,动环和静环表面不准有任何杂质和凹坑,曙五联大部分机泵都安装了机械密封,由于污水和油中含机杂和油污较多,运转一段时间密封性能变差,产生渗漏。经过对生产情况进行分析、判断机械密封是否失效即可解决部分问题。
关键词: 机械密封;失效分析
DOI:10.12721/ccn.2021.157110
基金资助:

引言:曙光采油厂一区共有大小机泵八十台次,主要大型设备污水岗华油、特油外输泵和掺水泵,输油岗原油外输泵、掺油泵,分别选用D型(多级泵)泵和KY(水平中开油泵)油泵,在运转过程中经常发生机械密封渗漏情况,通过对密封失效原因的分析总结,逐步解决了生产中的部分难题。

1.闪蒸对密封的损坏

1.1故障一:污水岗现有两台掺水泵型号为(150KY180-265)),掺水泵进口来水是沉降罐放水汇管来水,由于生产调节各区水层放水是动态变化的;来水水温过高。现场发现冲洗管线不热,泵吸入口压力低,泵体振动,噪音大,密封处有水雾状气体溢出,密封压盖处温度高。

1.2闪蒸引起的密封端面破坏

分析原因,机械密封它是靠两块密封元件(动、静环)的光洁平直的端面相互贴合,并作相对转动的密封装置;靠弹性构件(如弹簧)和密封介质的压力在旋转的动环和静环的接触表面(端面)上产生适当的压紧力,使这两个端面紧密贴合,端面间维持一层有薄的液体膜,从而达到密封的目的;这层液体膜具有流体的动压力与静压力,起着润滑和平衡压力的作用。通过故障原因的分析得出密封面发生了闪蒸现象,即端面的液膜发生局部的沸腾(液膜汽化),变成的了气液混合相,瞬间逸出大量的蒸汽,同时产生大量的泄漏并破坏密封面。出现这种情况的原因是,密封面过热,密封的工作压力低于介质的饱和蒸汽压造成的。 `

1.3纠正措施:

提高泵的入口压力,增加泵的吸入量,控制各沉降罐平稳放水。

改泵内高压区水冲洗为清水冲洗,增大冲洗管线管径,以减小堵塞现象的发生。检查密封辅助措施的冲洗管线是否畅通、是否堵塞,冲洗管线的阀门是否完全打开,或开度太小等。

检查冲洗液是否不足,必要时可以增大冲洗量。

检查密封的冷却水是否堵塞。

2.干运转

2.1故障二:由于生产调节需要,华油、特油、原油外输量是不断在变化的,造成机泵频率变化,各区缓冲罐、净化油罐、滤后水罐罐位偏低;还有是变频器电位器失灵,在调节过程中泵的频率变化大;由于沉降罐放水水质差、含油量高,造成高压区冷却水冲洗管线结垢或被油污堵塞,在检查过程中发现密封过热,密封处结垢,密封压盖处有周期液体渗出。

2.2分析原因:当密封面间液体不足或无液体时就会产生干运转,症状为;静环有严重的磨损和凹槽、金属环表面有伤痕,有的是径向裂纹。O形环老化、硬化和开裂等。

2.3纠正措施:

检查冲洗液入口和过滤器否堵塞,定期清泵过滤器。

检查循环管线是否堵塞。

生产调节过程要平稳,定期检查泵的变频器,防止频率波动大。

工艺问题,低罐位运行要防止泵的抽空,对机泵进口管线法兰、阀门、盘根要定期检查防止进口管线进气。

3.密封持续泄漏

3.1故障三:机械密封在安装过程中发现以下现象,压缩量测量不规范,动环和静环表面清洗不干净,玻纹管有裂纹,轴套表面不光滑,密封圈过紧或过松,安装不符合技术要求,压盖偏磨轴套,三处动密封环安装不到位。

3.2分析原因:确定泄漏源的位置。检查压盖垫片压缩量是否合适;有可能是密封面不平直,压盖螺栓上得太紧使静环表面翘曲。安装时石墨环密封面有开裂、凹口、切边、刻痕或被尘粒划伤现象;也有可能是从轴套垫处的泄漏;泄漏比较严重的通常是密封面泄漏,而不是O形圈泄漏和轴套垫的泄漏。

3.3纠正措施:

检查安装尺寸是否正确,主要检查密封的压缩量。

检查所用密封或者材料是否合适;应针对不同介质正确选用材料。

检查压盖垫片压缩量的过盈量是否合适。

清除密封面间任何外来杂质。

检查所有安装情况,损坏的密封件应更换。

O形圈老化、永久变形、碳化、变硬、粘住和擦伤,也是密封泄漏的主要原因。

4.泵和轴振动

4.1故障四:特油和华油外输泵是多级泵,轴的窜动量达到2-6mm,安装过程中发现,前后密封压缩量测量安装时没有将泵轴打到前后止点,造能测量安装不准确。对轮缓冲垫损坏,机泵振动大,安装过程中造成前后轴窜量增加,泵运行一段时间后发现密封处有周期液体渗出。

4.2分析原因:是转子不平衡,泵体口环和叶轮口环的间隙过小产生摩擦,或间隙过大产生振动。汽蚀或轴承问题,比如轴承的间隙过大,泵的基础螺钉松动,联轴器不对中,叶轮堵塞等。这些情况会引起泵的振动,缩短密封寿命,不是立刻能见到密封泄漏。但是振动会加速密封泄漏概率,可以根据维护修理标准来纠正上述问题。

4.3纠正措施

机泵要定期保养,大修过程中,泵的转子在安装过程中一定要符合技术要求。

检查过程中发现的问题要及时处理,如转承声音异常,机组振动过大,进口温度过高,吸入压力过低,油温过低等。

5.密封寿命短

其它原因:密封寿命短原因很多,可能是介质中含有磨粒,造成剧烈磨损,缩短密封寿命,可以利用各种冲洗减少磨粒沉积。

结束语:通过此法,能准确分析出机械密封的失效的原因,便于解决工作中存在的问题,减少泄漏损失,提高泵的安全操作性。

通过现场运用,提高了岗位员工在巡检过程中发现和解决问题的能力,提高了机械密封的利用率。

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