酸泵机械密封损坏原因分析及改造措施

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)唐山钢铁公司薄板厂 作者:吕志勇

1、引言

  唐钢酸轧联机生产线2003年3月开工,2004年10月一次试车成功,开始生产酸洗卷;2005年12月完成酸轧联机改造,成功生产出冷轧卷。生产线为3 段式连续酸洗,具有备用漂洗槽和5段式漂洗,装备有1台闪光对焊机、1台破鳞机、1台转塔式切边剪、1台平整机、1台涂油机和3个用于连续操作的活套及五机架连轧机组。该线年产140万t 冷轧带钢,产品规格范围为厚度0.8mm~4mm,宽度850 mm~1680mm,主要用于建筑、器具和工业建设。酸洗段工况为18%稀盐酸,温度80~90℃,使用德国蒙奇公司(MUNSCH)生产的卧式耐酸泵,型号NP200-150-250,流量400m3/h,扬程38m,电机为变频调速电机,功率110KW。

2、机械密封分析

2.1、耐酸泵的机械密封结构型式

  蒙奇公司耐酸泵密封淘汰了原有在泵轴填充填料进行密封的型式,采用双端面机械密封(见图1),机械密封主要由动环、静环、弹簧、轴套、水密封、O 型圈几部分组成。为了防酸保护,采用水洗式机封,冲洗水同时带走运转时的机械密封温升,大大延长设备使用寿命。

2.2、机械密封的工作原理

  机械密封是通过与轴垂直并作相对转动的两个密封面进行密封,动环紧压在叶轮轴上,静环装在盖室密封座上,通过弹性元件使两端始终紧贴一起,从而达到密封的目的。

2.3、机械密封特点

  利用静环保持架调整静环与动环贴合来密封,径向密封由O 型圈来完成,它弹性强、调节密封性能好、隔离密封可靠。

2.4、存在缺陷

  原装机械密封(见图1)在设计上较为完美,无论是结构形式还是材质的选用,都是极其科学和先进的,完全适合唐钢冷轧薄板厂酸泵的正常工作需要。但是,当设备运行过程中出现酸液杂质———氧化铁颗粒超标和冷却中断等不正常情况时,原装机械密封就会因严重受损而失效。从原装机械密封现场实际使用情况看,当酸液中出现大量颗粒介质———氧化铁聚集时,机械密封的主密封动环(472)和静环(475)就会快速磨损,特别是静环(475)的直角外缘会出现锯齿形破损,进而导致机械密封失效;当泵正常工作中出现冷却液中断时,主密封的静支环(473)和垫片(474.2)会因温升受热化而被静环(475)背部挤压变形,使机械密封失效。

双端面机械密封

图1 双端面机械密封

3、耐酸泵原机械密封改造措施

  在充分研究原装机械密封的设计和德国进口MUNSCH 泵的结构特点后,对原装进口机械密封进行了如下技术化改造。

  (1)对静环(475)磨擦面外缘增加倒角处理,以分散氧化铁颗粒对其外缘的冲击力,从而有效延长了该部件的使用寿命。

  (2)对静支环(473)和垫片(474.2)采用高强度耐热塑料(PP)加工,其最高耐热温度达到150℃,从而有效保证了机械密封在出现冷却液中断时能够正常工作。

  (3)对前置轴套(523.6)放大部分尺寸,然后据现场需要加工配套。

  (4)材质选用:橡胶件全部采用26 型氟橡胶,保证其优异的耐化学和耐高低温性能;碳化硅件全部采用热压加工,保证其高耐磨性能;塑料件采用增强型耐热塑料(PP),保证其能够在150℃的盐酸溶液中正常工作;板弹簧采用AM350合金,保证其有效的弹性和韧性;部件前置轴套(523.6)的内套采用304不锈钢模铸加工;部件前置轴套(523.6)的外套喷涂PVDF聚偏二氟乙烯,保证其整体耐热和抗压性能。

4、实施效果

  经过长达12个月的在线实践检验,改造后机械密封完全满足冷轧厂的生产工况,且弥补了原进口机械密封的缺陷。改造后产品具有以下优点:

  (1)改造后机械密封无论是技术、质量、使用效果,还是规格尺寸,均能完全替代进口机械密封,而且,个别部件比原装机封部件性能更优。

  (2)改造后机械密封采购周期只需要2周,比进口件采购周期15周缩短了13周,能够及时保障生产需要。

  (3)改造后机械密封使用成本仅需2万元/ 套,而进口机械密封则需要近4万元/套,大大降低了使用成本。

  (4)改造后产品与原产品一定程度上具有互换性。

5、结束语

  通过对进口酸泵机械密封的成功改造,降低了设备事故率,提高设备作业率,改善唐钢冷轧薄板厂产品质量,提高了产量,提高了用户对产品满意度。

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