導語：晶化釜機械密封失效成因及改善策略一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

高壓晶化釜是分子篩合成工藝使用的關鍵設備，其工作狀態對后續產品質量影響至關重要。若在生產過程中出現泄漏，不僅會造成浪費、導致產品收率降低，而且釜內泄漏的有毒、易燃、易爆氣體會對裝置及周邊環境產生極大危害。釜用機械密封結構復雜，檢修費用高，中斷生產時間長，對生產影響大。要提高產品質量，降低生產成本，確保安全生產，改善工作環境，必須穩定反應釜工作狀況，延長釜用機械密封的使用壽命。湖南建長石化股份有限公司特種催化材料廠專業生產特種分子篩，生產過程中使用的晶化釜，容積1Om，密封形式均為機械密封。在生產過程中，經常發生泄漏，嚴重影響了裝置的穩定運行，且造成環境污染。晶化釜的主要技術參數見表1。晶化釜機械密封采用雙端面平衡型釜用機械密封，其小彈簧不共用，密封面直接冷卻，機封雙夾套間接冷卻，結構圖如圖l。

l常見機械密封故障現象及失效原因

1．1常見故障現象

據歷史數據統計，我公司的釜用機封平均使用壽命不到3個月，最短的只有兩周，檢修十分頻繁、檢修質量不穩定，且在機械密封檢修過程中，一次試壓合格率不高，往往需幾次裝配才能成功。機械密封的故障給裝置的正常生產帶來很大影響。經對失效的機封進行解體觀察，可發現以下幾種損壞情況。

(1)靜環密封端面磨損嚴重，厚度減少2~3mm。

(2)所有O型橡膠圈產生永久變形、磨損、熱腐蝕，失去作用。

(3)軸肩與機封結合處聚四氟乙烯O型圈磨損變形。

1．2失效原因分析

從機械密封的使用工況看，反應釜工作時需升溫至160～180℃，恒溫24h''''-~120h不等。釜內壓力1．OMPa~1．5MPa，由于頻繁升溫、降溫，使得釜內壓力與機械密封腔內的壓力經常處于變化狀態。升溫時，隨著釜內壓力的持續上升，釜內的氣相物質向機械密封腔內滲漏；降溫時，機械密封腔內的封液又向釜內滲漏，使得機械密封的下端面很快失效。工作時又必須關閉密封冷卻水，造成動靜環工作時處于干摩擦狀態，直接影響機械密封的使用壽命。在實際工作中，由于反應釜內工況惡劣，造成密封失效的原因較多。從多年的實踐經驗分析，晶化釜密封失效的主要原因是：

(1)靜環端面磨損嚴重。動靜環接觸的端面比壓過大，導致快速磨損，加之反應物為小型顆粒，強度大，易進入密封腔體，加速了端面磨損。

(2)0型圈老化失效。由于原設計使用的0形圈材質不適用特種分子篩晶化的高溫、高壓、腐蝕性強的工藝條件。

(3)軸肩與機封接觸處聚四氟乙烯O形圈變形損壞。由于機封與軸肩固定不牢，產生了相對滑動。

(4)摩擦副之間發生干摩擦。原沖洗潤滑系統由于經常泄漏，導致物料進入系統或系統介質進入釜內。每當內漏發生時，關閉沖洗潤滑系統，摩擦副間便處于干摩擦狀態，必然產生摩擦熱。此外，釜內溫度較高，產生熱量積聚，使密封腔內溫度升高。這些熱量可導致端面問液膜粘度降低并發生汽化。拆開摩擦副可見磨損后留下的亮斑。O形橡膠圈超過許用溫度繼續使用，加速了其老化、龜裂及溶脹的程度。

2改進措施

2．1調整機封端面比壓：一般單端面密封的壓縮量為4"~6mm，雙端面密封的壓縮量為單端面密封的2倍即8～l2mm。壓縮量過大，不但會增加密封端面的PV值，而且會導致彈簧應力上升，從而加速彈簧的疲勞破壞。通過檢修安裝測量，發現原設計壓縮量在12ram以上。在小彈簧長度已不能改變的情況下，將動環厚度減少2-~,3mm。

2．2將O形圈從原設計丁晴橡膠改為硅橡膠或氟橡膠。改進后發現耐溫性好但受熱后彈性變形大，復位效果差，易快速老化，效果不理想。通過試驗，改用既有一定硬度又有補償性的氟塑料包覆圈(硅橡膠O性圈外套加一薄的聚四氟乙烯保護套)，提高其耐高溫和抗老化性能，密封圈使用壽命明顯提高，使用效果良好。三種材料的壓縮特性對比曲線見圖2。

2．3每次檢修時，將機封與軸肩結合處改用雙螺母鎖緊到位，避免攪拌軸軸向竄動，從而避免機封與軸肩結合處產生泄漏。

2．4對機械密封引入平衡罐輔助密封系統。如圖3所示，將平衡罐出口管線接入機械密封腔。工作時，反應釜內氣相壓力逐漸升高，釜內氣相介質逐漸向機械密封腔滲透，使機械密封腔內的壓力也隨之升高。機械密封腔的出口、平衡罐的化學水入口以及工業風入口均采用針形閥密封，良好的密封使反應釜與機械密封腔內的壓差保持穩定，并達到平衡，從而有效地防止了由于反應釜內的氣相介質不斷向機械密封腔滲透而破壞雙端面機械密封的下端面，造成其過早失效。系統圖示如圖3。此外，釜用機封的檢修安裝與維護應嚴格要求，保證檢修質量。安裝前應檢查配件質量，安裝中每一步驟必須符合規范。釜用機封使用一段時間以后，內部產生一些銹蝕和積垢，鉗工拆卸時，可能會進行敲打，導致推環、推環座和平衡套發生變形。因此，檢修時，應采用銼削、刮削、去毛刺等手段，使動環、動環座在平衡套上自由地滑移而不致損壞平衡套，達到其配合精度要求。

3結語

2009年按上述措施進行改造后，釜用機械密封的平均使用壽命由原來的3個月延長至10個月以上，其中1Om分子篩反應釜機械密封現已穩定運行20個月，大大延長了機械密封的使用壽命，降低了檢修和維修的費用，保證了生產正常進行。通過對晶化釜機械密封動環的改進處理，結合選用合適的輔助O形圈材質，增加平衡罐系統，可以提高機械密封的使用壽命，降低設備維護和維修費用，保證裝置的連續長周期生產，為企業創造更多的經濟效益。