酸泵機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

　　唐鋼酸軋聯機生產線2003年3月開工，2004年10月一次試車成功，開始生產酸洗卷；2005年12月完成酸軋聯機改造，成功生產出冷軋卷。生產線為3 段式連續酸洗，具有備用漂洗槽和5段式漂洗，裝備有1臺閃光對焊機、1臺破鱗機、1臺轉塔式切邊剪、1臺平整機、1臺涂油機和3個用于連續操作的活套及五機架連軋機組。該線年產140萬t 冷軋帶鋼，產品規格范圍為厚度0.8mm～4mm,寬度850 mm～1680mm,主要用于建筑、器具和工業建設。酸洗段工況為18%稀鹽酸，溫度80～90℃，使用德國蒙奇公司（MUNSCH）生產的臥式耐酸泵，型號NP200-150-250，流量400m3/h,揚程38m，電機為變頻調速電機，功率110KW。

2、機械密封分析

2.1、耐酸泵的機械密封結構型式

　　蒙奇公司耐酸泵密封淘汰了原有在泵軸填充填料進行密封的型式，采用雙端面機械密封（見圖1），機械密封主要由動環、靜環、彈簧、軸套、水密封、O 型圈幾部分組成。為了防酸保護，采用水洗式機封，沖洗水同時帶走運轉時的機械密封溫升，大大延長設備使用壽命。

2.2、機械密封的工作原理

　　機械密封是通過與軸垂直并作相對轉動的兩個密封面進行密封，動環緊壓在葉輪軸上，靜環裝在蓋室密封座上，通過彈性元件使兩端始終緊貼一起，從而達到密封的目的。

2.3、機械密封特點

　　利用靜環保持架調整靜環與動環貼合來密封，徑向密封由O 型圈來完成，它彈性強、調節密封性能好、隔離密封可靠。

2.4、存在缺陷

　　原裝機械密封（見圖1）在設計上較為完美，無論是結構形式還是材質的選用，都是極其科學和先進的，完全適合唐鋼冷軋薄板廠酸泵的正常工作需要。但是，當設備運行過程中出現酸液雜質———氧化鐵顆粒超標和冷卻中斷等不正常情況時，原裝機械密封就會因嚴重受損而失效。從原裝機械密封現場實際使用情況看，當酸液中出現大量顆粒介質———氧化鐵聚集時，機械密封的主密封動環（472）和靜環（475）就會快速磨損，特別是靜環（475）的直角外緣會出現鋸齒形破損，進而導致機械密封失效；當泵正常工作中出現冷卻液中斷時，主密封的靜支環（473）和墊片（474.2）會因溫升受熱化而被靜環(475)背部擠壓變形，使機械密封失效。

雙端面機械密封

圖1 雙端面機械密封

3、耐酸泵原機械密封改造措施

　　在充分研究原裝機械密封的設計和德國進口MUNSCH 泵的結構特點后，對原裝進口機械密封進行了如下技術化改造。

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

　　（2）對靜支環（473）和墊片（474.2）采用高強度耐熱塑料（PP）加工，其最高耐熱溫度達到150℃，從而有效保證了機械密封在出現冷卻液中斷時能夠正常工作。

　　（3）對前置軸套（523.6）放大部分尺寸，然后據現場需要加工配套。

　　（4）材質選用：橡膠件全部采用26 型氟橡膠，保證其優異的耐化學和耐高低溫性能；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。