采用無油潤滑技術(shù)解決壓縮機填料函泄漏難題

采用無油潤滑技術(shù)解決壓縮機填料函泄漏難題一、問題的提出在往復式壓縮機中均設(shè)計有填料函以實現(xiàn)對活塞桿的密封， 八十年代以前設(shè)計的壓縮機填料函一般在中低壓段， 因為工作壓力低，所以密封效果良好，工作壽命也很長。 隨著時間的推移、技術(shù)進步，各類節(jié)能型壓縮機機型開始推出并投入使用， 由于壓縮機的結(jié)構(gòu)設(shè)計需要，壓縮機出現(xiàn)了高壓段填料函， 例如取消平衡段氣缸及高壓平衡式氣缸都擁有密封最高壓力31.4Mpa的填料函。同時由于壓縮機輸氣量的提高，密封直徑也隨之增大，填料函的工作環(huán)境惡劣，使用壽命變短，有些填料函的更換周期甚至只有幾個星期，設(shè)備經(jīng)常泄漏，來不及更換，泄漏的氣體嚴重污染工作環(huán)境，損失了原料，破壞了穩(wěn)定生產(chǎn)的局面。多年來我們按用戶的需要，利用無油潤滑技術(shù)已經(jīng)很好地解決了高壓填料函泄漏問題。本文主要介紹解決填料函泄漏的技術(shù)關(guān)鍵和實際使用情況。二、無油潤滑填料函實現(xiàn)長周期有效密封的技術(shù)關(guān)鍵1．正確選擇密封圈材質(zhì)及其填充配方：作為填料函中實現(xiàn)密封的元件， 密封圈的作用十分重要， 在工作狀況下其內(nèi)孔與活塞桿外徑緊密貼合，以阻斷氣體泄漏實現(xiàn)有效密封。 由于密封圈內(nèi)孔和活塞桿外徑存在滑動摩擦，密封壓力越高，密封圈與活塞桿的接觸正壓力就越大， 密封圈工作時就越容易發(fā)熱， 越容易被磨損。在無油潤滑技術(shù)中選用填充聚四氟乙烯作密封圈材料， 由于聚四氟乙烯材料的摩擦磨損性能可以通過填充劑的配方不同加以調(diào)節(jié)， 因此我們可以獲得具有良好摩擦磨損性能的密封圈，以保證密封圈在實現(xiàn)良好密封的同時不會很快被磨損， 從而為實現(xiàn)長周期無泄漏運行創(chuàng)造條件。因此，要實現(xiàn)填料函長周期無泄漏運行， 必須使用具有適當配方填充的聚四氟乙烯材料作為密封圈。2．按不同工況選擇密封圈的結(jié)構(gòu)型式：平環(huán)密封圈由于其結(jié)構(gòu)簡單， 加工制作方便，已經(jīng)成為填料函中應(yīng)用最廣泛的一種密封圈結(jié)構(gòu)。目前，我們采用具有補償開口的平環(huán)密封圈，密封圈具有補償開口，因此可以在運行中自動補償內(nèi)孔的磨損，始終保持內(nèi)孔與活塞桿的良好接觸保證密封。該種密封圈在活塞桿外徑磨損量達到15―20絲時仍舊能保持良好密封。平環(huán)密封圈在安裝時對密封圈內(nèi)孔和活塞桿外徑配合間隙無嚴格要求也無需對密封圈內(nèi)孔進行修刮，安裝后不必開空車進行“跑合”，安裝使用十分方便，是一種理想的密封圈結(jié)構(gòu)。平環(huán)密封圈按其補償開口方式不同而有不同型式。單T字開口補償?shù)钠江h(huán)廣泛用于壓縮機中低壓填料函和循環(huán)機填料函中。T字開口結(jié)構(gòu)型式?jīng)Q定該密封圈必須成對使用，以避免T字開口處泄漏。對于所密封氣體壓力高同時氣體溫度也很高的氮氫氣壓縮機高壓段填料函，成對使用的密封圈對熱量散發(fā)不利，使用中常發(fā)生填料函發(fā)熱，活塞桿發(fā)燙，冒煙情況，因而常采用三瓣式結(jié)構(gòu)的密封圈，每組填料內(nèi)一片密封圈有利于密封圈熱量散發(fā)，以保證塑料材質(zhì)的密封圈在高溫高壓狀況下的正常工作。3．采用金屬塑料阻流環(huán)是防止平環(huán)密封圈在高壓下工作時“冷流”破壞的關(guān)鍵：盡管平環(huán)密封圈有眾多優(yōu)點，然而當其在高壓填料函中未配有輔助密封元件阻流環(huán)工作時，往往難以實現(xiàn)長周期有效密封。這是由于平環(huán)密封圈是一種自緊式密封元件，工作狀況下為防止氣體沿活塞桿泄漏，密封圈在所密封氣體作用下，抱緊活塞桿產(chǎn)生一定的接觸比壓，實現(xiàn)有效密封。顯而易見，在高壓填料函中密封圈對活塞桿的接觸比壓很大，工作時在密封圈內(nèi)表面產(chǎn)生的摩擦熱也大，而填充聚四氟乙烯材料雖然有良好的摩擦磨損性能，但其導熱性較差。摩擦所產(chǎn)生的熱量積蓄在密封圈內(nèi)圈無法被帶走，隨著運行時間增加，該溫度逐漸升高，最終使得密封圈受熱的內(nèi)圈強度變小而發(fā)生軟化，在所密封氣體作用下，此軟化的內(nèi)圈會沿著活塞桿和填料盒內(nèi)孔之間的間隙向前擠出，密封圈內(nèi)孔發(fā)生“冷流”變形。因為冷流變形的密封圈端面不再平整，因而導致密封失效。這就是平環(huán)密封圈在高壓填料函中短期密封失效的原因。為了延長密封圈在高壓填料函中使用的工作壽命，必須防止其在工作中發(fā)生“冷流”這也就是在填料盒中配用輔助密封元件阻流環(huán)的原因。阻流環(huán)放在密封圈前面，阻流環(huán)的內(nèi)孔與活塞桿外徑的間隙應(yīng)盡可能小，才能防止密封圈沿活塞桿擠出發(fā)生“冷流”變形。阻流環(huán)能否起到阻流作用的關(guān)鍵是用什么材料作阻流環(huán)，對阻流環(huán)的要求是既和活塞桿外徑保持最小徑向間隙同時又不能擦傷活塞桿，有些填料函中用銅作阻流環(huán)，銅的摩擦系數(shù)很大，內(nèi)孔過小，肯定會擦傷活塞桿，內(nèi)孔太大，阻流環(huán)效果不明顯；有些填料函用填充聚四氟乙烯作阻流環(huán)，當然它的摩擦系數(shù)很小不會擦傷活塞桿，可是它和活塞桿摩擦后發(fā)熱具有冷流傾向的聚四氟乙烯塑料自己先冷流變形，因而無法阻止密封圈“冷流”。如今我們采用FH-1B金屬塑料作阻流環(huán)，該阻流環(huán)內(nèi)孔有銅粉燒結(jié)層并浸漬聚四氟乙烯塑料，形成金屬塑料復合材料，因此它的摩擦系數(shù)很小，導熱性能很好，它的內(nèi)孔可以和活塞桿間隙控制得相當小具有良好的阻流作用，同時又不用耽心拉傷活塞桿。由于金塑阻流環(huán)的使用，有效防止了平環(huán)密封圈在高壓作用下的冷流變形，延長了其有效密封工作壽命，從而解決了高壓填料函易于泄漏的難題。三、無油潤滑填料函應(yīng)用實例：項工作壓工作周期（小目填料函種類力時）壓縮機種類（兆帕）具有平衡腔氣缸的816000中低壓填料氮氫氣壓縮機多級壓縮機的高壓13-324000填料取消平衡段氣缸高324000壓段填料平衡式循環(huán)機填料32前4000，后6000循環(huán)壓縮機對置式循環(huán)機填料326000-8000四、結(jié)束語：填料是壓縮機的一個重要組成部分，由于填料函工作壽命不長易泄漏，造成原料氣損失，環(huán)境污染，被迫經(jīng)常停車更換。經(jīng)常停車維修更會消耗大量人力、物力，并且影響機臺的正常運行和其出率，因此能否保證填料函長周期無泄漏運行是壓縮機管理中的一件大事。當前，我們利用無油潤滑技術(shù)， 有效地解決了壓縮機包括高壓段填料在內(nèi)的填料函的長周期有效密封問題， 使壓縮機能確保長周期無泄漏運行。 當然，壓縮機填料的正常運行除填料函本身的正確設(shè)計之外，還有一些其他影響因素，比如填料函在氣缸