卸硫酸泵機(jī)械密封改造畢業(yè)設(shè)計(jì)

湖南廣播電視大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）過程管理資料前言原料車間卸酸泵，由于xxx生產(chǎn)所需的外購硫酸都是P203A/C泵擔(dān)負(fù)卸車任務(wù)，由于物料的強(qiáng)腐蝕性、及工藝的特殊性，原機(jī)械密封的設(shè)計(jì)與工況不適應(yīng)，造成機(jī)械密封經(jīng)常泄漏，檢修頻繁，如果一旦發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，就易造成操作人員的人身傷害事故，原料接卸不及時(shí)會影響到整個(gè)裝置生產(chǎn)的長滿優(yōu)運(yùn)行，因此迫切需要對卸酸泵進(jìn)行改造消除人身傷害事故隱患及確保裝置生產(chǎn)的長滿優(yōu)運(yùn)行。原料車間的P203A/C均為自吸式離心泵，其機(jī)械密封均為單彈簧式機(jī)械密封。部件如圖1、如圖2、如圖3。圖1、靜環(huán)壓蓋圖2、靜環(huán)圖3、動環(huán)組及軸套

第二章改造前機(jī)械密封運(yùn)行及失效情況2.1改造前機(jī)械密封運(yùn)行情況P203A/C兩臺泵是原料車間卸車站臺的兩臺自吸式離心泵,型號：DHBZ80-50-200，制造商：xxx機(jī)泵配套有限公司。擔(dān)負(fù)著xxx的發(fā)煙酸硫酸原料的卸車任務(wù)，年卸車量達(dá)十二萬噸，每天的卸車十多臺次。自2013年6月安裝后，在一年內(nèi)運(yùn)行還比較平穩(wěn)，大概兩、三月更換一次機(jī)械封。隨著運(yùn)行的時(shí)間延長，在物料的強(qiáng)腐蝕的作用下，靜環(huán)座與靜環(huán)密封圈的密封面變得粗糙，并破壞了原有的配合，是使配合變得松動；由于在卸車過程中當(dāng)槽車的液位降低，在泵的吸入口及泵腔產(chǎn)生一定的真空度，在內(nèi)外壓差的作用下，由于靜環(huán)與靜環(huán)座間的靜應(yīng)力與動環(huán)彈簧的合力，不能克服內(nèi)外壓差作用產(chǎn)生的軸向力，當(dāng)靜環(huán)從靜環(huán)座中脫出后，導(dǎo)致機(jī)械密封泄漏或損壞，運(yùn)行周期急劇下降，檢修頻率越來越高，達(dá)到了每檢修完后，卸一臺次車，機(jī)械密封就產(chǎn)生泄露；特別是在機(jī)泵在運(yùn)行時(shí)機(jī)械密封的突然破裂，帶壓且具有強(qiáng)腐蝕性的煙酸的大量噴出，煙酸的大量噴出的同時(shí)伴有大量的三氧化硫氣體揮發(fā)出來，具有強(qiáng)腐蝕性的硫酸和三氧化硫氣體對操作工人的生命安全造成極大威脅；在檢修時(shí)由于泵腔及系統(tǒng)的排空造成在原料的浪費(fèi)和環(huán)保壓力。由于故障頻繁，xxx生產(chǎn)裝置的重要生產(chǎn)原料無法及時(shí)裝卸，對整個(gè)生產(chǎn)裝置的長滿優(yōu)運(yùn)行是重大生產(chǎn)隱患；同時(shí)因頻繁檢修，維修任務(wù)繁重，配件消耗大，維修成本高，因此急需對這兩臺泵進(jìn)行改造，消除這一制約生產(chǎn)的瓶頸問題。2.2失效情況機(jī)泵解體檢修時(shí)檢查機(jī)械密封失效情況主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。靜環(huán)在靜環(huán)座中松動，靜環(huán)密封圈無法密封靜環(huán)座與靜環(huán)間的物料泄露通道，造成泄露。靜環(huán)座的密封面腐蝕嚴(yán)重，靜環(huán)密封圈達(dá)不到密封效果。靜環(huán)從靜環(huán)座中脫出，動、靜環(huán)碎裂造成主軸、軸套、靜環(huán)座嚴(yán)重破壞，物料大量泄露。軸套上與動環(huán)密封圈的密封面由于物料的腐蝕，造成機(jī)械密封的泄露。

機(jī)械密封組成及密封原理3.1機(jī)械密封組成[1]“機(jī)械密封又稱端面密封

，如圖1所示，主要由下列三部分組成。主要密封元件：由動環(huán)、靜環(huán)組成。輔助密封原件：由動環(huán)密封圈和靜環(huán)密封圈及其它密封墊片組成，根據(jù)不同的要求，輔助密封原件常采用O形環(huán)，V形環(huán)，楔形環(huán)或其它形狀的密封環(huán)，輔助密封原件除具有密封能力外，還應(yīng)有一定的彈力，以便能吸收對密封面有不良影響的振動。壓緊原件和其它輔助原件，如彈簧，推環(huán)，傳動座，防轉(zhuǎn)銷等元件組成”。

圖一圖13.2密封原理[2]“機(jī)械密封的密封原理是由動環(huán)和靜環(huán)的端面組成一對摩擦副，動環(huán)靠密封室中介質(zhì)和彈性元件的壓力使其端面壓緊在靜環(huán)端面上，并作相對運(yùn)動，在兩環(huán)密封面間產(chǎn)生適當(dāng)?shù)谋葔汉捅３忠粚訕O薄的液膜而達(dá)到密封的目的。彈性元件產(chǎn)生壓力，可使泵在不運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，也保持端面貼合，保證密封介質(zhì)不外漏，并防止雜質(zhì)進(jìn)入密封端面。密封元件起到密封動環(huán)與軸之間密封元件起到密封動環(huán)與軸之間、靜環(huán)與壓蓋之間間隙的作用，同時(shí)對泵的振動、沖擊起緩沖作用。利用這兩個(gè)在外力作用下相互緊密接觸并作相對運(yùn)動的平面而達(dá)到密封的目的”。第四章機(jī)械密封失效形式及處理方法4．1機(jī)械密封裝置泄漏通路（1）.動環(huán)與靜環(huán)之間的通路。（2）．動環(huán)與軸套之間的通路。（3）．軸套與主軸之間的通路。（4）.封靜環(huán)與壓蓋之間的通路。（5）．壓蓋與填料盒之間的通路。4.2動環(huán)與機(jī)械密封靜環(huán)之間失效的幾種形式及相應(yīng)的處理方法機(jī)械密封在實(shí)際運(yùn)行中每個(gè)部件都不是個(gè)孤立的,它是與泵的其它零部件一起組合起來運(yùn)行的，機(jī)械密封的正常運(yùn)行是有條件的，從上面所列的五個(gè)泄漏通路來具體分析一些可能造P203卸酸泵機(jī)械密封幾種失效形式及相應(yīng)的處理方法。(1).

動環(huán)與靜環(huán)的密封面腐蝕嚴(yán)重。機(jī)械密封的材料與所密封的介質(zhì)不匹配造成的，更換機(jī)械密封的材質(zhì)。(2).

密封面的破損，開裂或磨損嚴(yán)重。a彈簧被壓得過死沒有活動的余量，更換機(jī)械密封并重新調(diào)整彈簧壓縮量。b密封介質(zhì)中有機(jī)械雜質(zhì)，檢查泵入口的過濾器是否損壞。c主軸軸承磨損嚴(yán)重或損壞，軸向與徑向跳動量太大，而導(dǎo)致動環(huán)或靜環(huán)破裂，更換軸承與機(jī)械密封。(3).

動環(huán)與靜環(huán)的密封端面之間比壓不夠。a裝配時(shí)彈簧的壓縮量不夠，彈簧磨損斷裂，彈簧彈性減弱彈力不足。b密封圈與軸套之間的摩擦阻力過大，介質(zhì)中的雜質(zhì)沉積在軸套上，介質(zhì)易結(jié)晶等；使動環(huán)密封圈在軸套上滑動的靈敏性不夠甚至抱死，增加彈簧的壓縮量或更換彈簧。c檢查并測量密封圈與軸套之間的間隙和密封圈橫切面的尺寸是否合適，密封圈是否老化或變形，更換密封圈。d軸套與密封圈接觸的表面的光潔度是否符合要求，進(jìn)行打磨或更換，對機(jī)械密封部件上和密封腔里的結(jié)晶物進(jìn)行清理。(4).

動環(huán)密封面與靜環(huán)密封面之間的平行度及同軸度是否在允許的范圍之內(nèi)，檢查軸直線度，靜環(huán)壓蓋與軸垂直度，檢查靜環(huán)壓蓋是否緊勻，軸承箱與泵蓋的聯(lián)接是否緊勻。4.3各部件之間用密封圈密封泄漏的幾種形式(1)軸套與軸之間的泄漏存在密封墊不完好或漏裝；軸套、葉輪及鎖母是否有缺陷；軸套與軸之間的配合尺寸是否在合理的范圍內(nèi)。(2)動環(huán)與軸套之間的密封圈泄漏檢查密封圈是否完好，軸套與密封圈的接觸面是否磨損和腐蝕，并根據(jù)損壞的情況綜合分析是材料性質(zhì)的原因造成的，還是由于介質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)變化所導(dǎo)致的，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況考慮是否更換軸套，或重新選用不同材質(zhì)的密封圈，或重新選用不同類型的密封圈，也可以選用不同結(jié)構(gòu)類型機(jī)械密封。(3)靜環(huán)與靜環(huán)座之間密封的泄漏。泵抽空時(shí)靜環(huán)的軸向位移過大密封圈從防轉(zhuǎn)銷中脫出。防轉(zhuǎn)銷脫落。密封圈由腐蝕、變形、老化等的損壞。由于密封圈尺寸的關(guān)系導(dǎo)致靜環(huán)在靜環(huán)座中松動或在裝配時(shí)太緊將密封圈刮壞；靜環(huán)座與密封圈的密封面腐蝕，導(dǎo)致靜環(huán)與靜環(huán)座間的密封失效等。第五章P203卸酸泵機(jī)械密封的改造5.1卸酸泵P203A/C泵損壞情況我們在檢修時(shí)P203A/C泵時(shí)，將機(jī)械密封拆下后對機(jī)械密封各個(gè)元件逐一檢查，大多數(shù)是碳化硅的靜環(huán)破裂，靜環(huán)座與密封圈的密封面腐蝕；靜環(huán)防轉(zhuǎn)銷腐蝕掉落，當(dāng)機(jī)泵運(yùn)行時(shí)靜環(huán)與密封腔轉(zhuǎn)動，導(dǎo)致靜環(huán)密封圈圖4、改造后的靜環(huán)磨損嚴(yán)重，靜環(huán)與靜環(huán)座脫離，在高速旋轉(zhuǎn)的軸的擠壓下破裂，圖5、改造后的靜環(huán)座高硬度的碳化硅碎屑將動環(huán)和軸套損壞。5.2損壞情況原因分析5.2.1機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)上分析因?yàn)樵谛盾嚂r(shí)在物料將要卸完時(shí)導(dǎo)致泵的來料不足就會使泵產(chǎn)生一段時(shí)間的抽空現(xiàn)象，根據(jù)原來的靜環(huán)座的結(jié)構(gòu)分析，因?yàn)楸们粌?nèi)存在一定的負(fù)壓，在內(nèi)外壓差作用下，靜環(huán)就會從靜環(huán)座中松動，嚴(yán)重時(shí)會從防轉(zhuǎn)銷中脫落，導(dǎo)致機(jī)械密封的泄露與損壞。5.2.2從物料的性質(zhì)性質(zhì)上分析當(dāng)機(jī)械密封松動不嚴(yán)重時(shí)，由于靜環(huán)密封圈與靜環(huán)座緊密配合松動形成微小間隙，由于殘留在靜環(huán)座與靜環(huán)密封圈間隙間的濃硫酸吸收空氣中的水分，形成稀硫酸，這樣就加速了靜環(huán)密封面的腐蝕，導(dǎo)致密封的失效，靜環(huán)座報(bào)廢。5.3機(jī)械密封改造針對以上的原因分析，故在機(jī)械密封改造時(shí)要克服以下兩點(diǎn)原因：1、要避免在泵有抽空時(shí)靜環(huán)產(chǎn)生的松動，或脫落現(xiàn)象。2、要避免稀硫酸腐蝕靜環(huán)座與靜環(huán)密封圈的密封面。故采取密封更加可靠的從外部加壓蓋，密封圈由O型密封改為端面密封的平面聚四氟密封墊的結(jié)構(gòu)。根據(jù)泵的結(jié)構(gòu)測繪，從新設(shè)計(jì)靜環(huán)、靜環(huán)座、軸套，結(jié)構(gòu)如圖4、圖5、圖6。改造后的靜環(huán)與靜環(huán)座裝配示意圖如圖8。圖8

結(jié)論改造后通過實(shí)際運(yùn)行消除了，1、泵在抽空時(shí)靜環(huán)產(chǎn)生的松動，或脫落現(xiàn)象；避免稀硫酸對靜環(huán)座與靜環(huán)密封圈的密封面的腐蝕這兩種現(xiàn)象。卸酸泵的運(yùn)行周期由原來的幾個(gè)小時(shí)提高到現(xiàn)在的7-8個(gè)月。1、減輕了維修工的勞動強(qiáng)度；2、減少了維修過程中的物料排放從而減輕了對環(huán)境的污染及污水處理的壓力，節(jié)約了能源；3、減少了配件的更換，節(jié)省了維修成本；4、消除了濃硫酸泄漏對操作人員傷害的事故隱患。這次成功改造取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益，節(jié)約維修成本以年計(jì)約十幾萬元，減少濃硫酸的排放約五-六噸，及大量的三氧化硫的排放，并對同類結(jié)構(gòu)的卸酸泵有一定的借鑒作用。參考文獻(xiàn)[1].關(guān)則亮等.石油技工學(xué)校試用教材《機(jī)泵與安裝修理》第一章離心泵（機(jī)械密封43頁）[2].韓立江，黃志遠(yuǎn).

《檢修鉗工》.化學(xué)工業(yè)出版社,2004第六章常用化工離心泵（236頁）[3].顧永泉.機(jī)械密封實(shí)用技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社,2001. 致謝本人之所以選擇這個(gè)題目來寫是因?yàn)檫@是我在二十年來工