气压机机械密封泄漏原因简析

2022-09-29郭鸿钧张向龙

中国设备工程 2022年18期

关键词：油膜动静端面

郭鸿钧，张向龙

（兰州石化公司，甘肃兰州 730060）

1 概述

某石油炼化单元气压机组开机后，前后机封发生泄漏，密封油因此进入气压机内部，每天需补充大量密封油，这不仅影响到设备的正常运行，也无法保证排气质量。

2 机封构架

该机封为动压机械密封，由天津某机封制造厂研制，具体结构，如图1所示。

图1 机封总装图

该机封为双端面机封，动环面烧制螺旋沟槽，工作时对密封油做功，形成动压密封油膜，达到密封工作介质作用。

3 拆检

3.1 机体拆检

将气压机拆检后，对各部件进行检查，转子、轴承等各部件完好无损伤，中分面完好无损伤，无密封油过流痕迹。但气压机进气侧内部有大量过油痕迹，排气侧无明显过油痕迹。

3.2 机封拆检

拆检后各部件完好，弹簧完好、动静环完好无磨损。但其装配情况出现4点问题。

（1）气压机进气侧一静环内部密封圈在随静环轴向滑动时有卡涩现象，这可能造成其密封端面有与动环产生夹角（如图2）；且南北两套机封密封圈均有不同程度硬化变形情况。南侧机封动静环产生夹角后，动静环因此构成的楔形空间，而不是均匀环状空间，冲洗油进入到楔形空间后，随动静环一起旋转运动，此时动环上的螺旋沟槽对楔形槽大空间区域的冲洗丧失挤压作用，油膜因此无法形成，造成大量冲洗油从此处泄漏至机体之内。

图2 机封静环端面夹角示意图

（2）两套机封为双端面密封，且两个静环格兰对合，由螺栓紧固连接，但因两格兰配合面为平面，且无子扣、定位销，这样就造成两格兰配合时产生径向错位现象，经测量，两套机封都有径向偏移现象，其中径向偏移量最大值为0.67mm，如图3所示。

图3 径向偏移量示意图

机封的配合格兰发生偏移现象后，直接导致动静环环面对中错位，排除其他因素影响，当液流在动静环构筑的空间内随动环运动形成环流后，液流方向应为动静环圆周切向方向，这种定向环流在动环面的螺旋沟槽作用下形成密封液膜，但因存在错位影响，在两个环面交错点上，液流为无规则流动，液膜无法形成，故此处产生漏点，造成密封油泄漏。

（3）吸气侧机封在调整压缩量时需用到调整垫定位，经厂家重新测量，两个调整垫此次互换位置安装。具体如下：两调整垫原安装位置为：7mm（北面）、6.5mm（南面）；调整后：7mm（南面）、6.5mm（北面）。

压缩量影响：总压缩量不变，调整垫更换后南侧机封壳体侧机封压缩量增大，轴承侧机封压缩量减少。

北侧机封调整垫未更换。

（4）气压机机封弹性补偿机件为多弹簧结构，两件机封共有四套弹性机件。但吸气侧机封高压部位静环弹性机件弹簧非均布置，有缺失（其他三套弹性机件弹簧为均布），具体情况见图4。为此，厂家来人解释为调整弹性机件弹力，使弹力沿轴向均匀分布，不承认弹簧缺失。就此，我们对四件机封静环分别进行简单弹力测试（方法：用手对静环施压），感觉弹簧均布静环受压反弹力均匀，而弹簧不均静环有明显反弹力弱区。这样，当气压机运转时，动静环间形成的油膜压力在反弹力弱区“顶开”动静环，使局部间隙增大，产生油膜压力泄漏点，从而破坏整个压力油膜，造成密封油外漏。油膜一旦破坏，油膜压力消失，动静环重新回复到贴合状态，再次具备压力油膜形成条件，产生油膜、动静环分离、漏油、恢复，如此周而复始，形成一种脉动泄漏状态。