双列反向螺旋槽上游泵送密封性能实验研究

利用中低速泵用密封实验装置,在变工况下,对双列反向螺旋槽上游泵送密封的性能进行了实验研究。得到了密封端面液膜压力、液膜厚度、端面温升等重要参数。分析了变工况下密封端面间液膜压力、液膜厚度随转速的变化规律,并测量了不同介质压力下密封端面的温升。实验结果表明,双列反向螺旋槽上游泵送密封在压力、转速变化的条件下能实现非接触运转,保证端面处于流体润滑状态,具有较强的抗干扰能力,完全适应变工况操作条件。     

浅谈影响炼油厂机械密封使用的几个因素

机械密封运行状况的好坏 ,直接影响装置的正常生产。分析了影响机械密封使用的几个因素 ,包括温度、压力、转速以及被密封介质的特点。针对各种不同的使用条件 ,提出了相应的可行性方案。例如普热条件时采用普通弹簧型机械密封 ,并加装水冷却系统 ;高温条件时采用金属波纹管机械密封 ;对于工作压力波动的机械密封应选用碳化钨对碳化钨摩擦副 ;对于气体介质采用双端面密封等。采用这些方案 ,可在一定程度上提高机械密封性能 ,延长其使用寿命     

螺旋槽机械密封性能影响因素的解析法分析

端面开有螺旋槽的机械密封能有效地解决普通接触式机械密封端面摩擦和磨损严重等问题 ,研究影响螺旋槽机械密封性能的结构因素和操作因素对设计和应用该类密封具有重要意义。鉴于此 ,运用解析方法分析了影响端面外侧开有螺旋槽的泵入式机械密封性能的操作因素和结构因素 ,并与相应的内侧开槽泵出式密封环进行比较。结果发现 ,边界压力、介质粘度、轴转速、非槽区液膜厚度等操作参数对密封性能有重要影响 ;开槽深度和螺旋角等结构参数对密封性能也有重要影响。在同样条件下 ,外开槽泵入式密封环的开启力和液膜刚度大于内开槽泵出式密封环的开启力和液膜刚度。     

液态烃泵用机械密封结构分析及应用改造

在石化生产过程中涉及到很多烃类介质,由于这些介质具有饱和蒸汽压高、易汽化等特点,决定了该类泵用机械密封动、静环端面间常处于不稳定的汽液混相状态,密封工作条件恶劣;使用寿命短。本文对液态烃泵用金属波纹管机械密封可靠性差的成因进行了分析,介绍了正在使用的双端面密封及串级密封的改造原理及应用情况。     

上游泵送+螺旋阻塞+唇片组合式机械密封设计

上游泵送机械密封是全液膜非接触式机械密封,近年来在化工流体输送中得到推广应用。与传统接触式密封相比,流体动压产生的效应使上游泵送机械密封端面形成全液膜,液膜压力高于介质压力,实现用低压流体阻封高压流体。上游泵送机械密封高速旋转时,端面开启,处于非接触状态,可极大提高机械密封的使用寿命,实现被密封高黏度介质的零泄漏。为满足高黏度浆料介质的密封需求,以上游泵送机械密封代替普通接触式密封作为主密封,以螺旋阻塞及唇片密封作为副密封,设计了一种组合式机械密封。介绍了组合式机械密封的结构特点、设计参数,计算了组合式机械密封的泄漏量,并通过运转试验进行验证。设计的组合式双端面机械密封在某ABS胶乳装置中得到应用,密封效果良好。     

接触式机械密封稳态摩擦特性研究

接触式机械密封在运转中主要处于混合润滑状态，其端面间隙与表面粗糙度处于同一数量级。为探究混合润滑状态下接触式机械密封的摩擦磨损特性，分析端面温度和摩擦扭矩等性能参数受工况参数的影响规律，结合平均雷诺方程以及ZMC接触模型，求解混合润滑端面间的接触特性，建立混合润滑磨损模型，研究接触式机械密封在润滑条件下，摩擦特性参数随操作参数的变化规律，开展了相应的试验研究，并对理论分析结果进行验证。研究结果表明：随介质压力增加，微凸体接触力占比增加，通过改变端面间接触状态来改变摩擦状态；随转速增加，端面间接触状态不变，但转速加大了端面间磨损距离与温度，进而导致磨损加剧；在压力影响试验中，密封环温度和密封腔温度随压力变化成正比，且每次压力变化都使得密封环温度产生阶跃变化。所得结论对机械密封因过热和磨损导致的失效现象分析具有一定的理论指导意义。     

平衡型波纹管式机械密封试验研究

研究设计了１台弹簧比压可调的机械密封试验台,并对平衡型波纹管式机械密封的弹簧比压、转速、介质压力、泄漏量以及摩擦扭矩等数据进行了测试。试验表明,运行中的机械密封存在一个适宜的密封工作点,通过对弹簧比压的控制与调节,可实现这一工况。     

焊接金属波纹管失弹的试验研究

通过对机械密封失效机理分析发现,导致焊接金属波纹管机械密封失效的原因都直接或间接地与波纹管有关,主要形式是波纹管失弹,其次是波纹管的破裂。试验研究表明,炼油厂焊接金属波纹管失弹的主要原因是高温、缝隙沉积和过度压缩。     

凝缩油泵波纹管串联式机械密封失效解析及改造

某石化公司催化裂化装置为减少凝缩油泵机械密封泄漏的发生,进行了机械密封系统改造。将金属波纹管单端面密封改为串联式机械密封,在实际运行中频繁出现泄漏,现场检查发现主密封的凝缩油介质只有微量泄漏,而副密封的隔离液泄漏较多。通过改变大气侧外密封材质,改进密封结构及其附件,更换隔离液,改变操作条件等措施,解决了密封失效的问题,使金属波纹管密封得以长周期安全平稳运行。     

S型双层焊接金属波纹管启动瞬间失效分析

焊接金属波纹管在启动扭矩和介质压力作用下容易发生启动时的瞬间失效.介绍了焊接金属波纹管受力分析及变形理论计算方法,对S型双层焊接金属波纹管进行Solidworks软件三维建模和模型在最恶劣实际启动工况下的有限元仿真计算,得到了S型双层焊接金属波纹管发生屈服失效和极限破坏失效时的临界介质压力,确定了最容易发生失效的位置....     

变工况时气液两相机械密封端面动压实验分析

在理论分析变工况时机械密封动环密封圈摩擦力和比压的变化 ,以及端面轴向力平衡变化的基础上 ,采用 1GX70非平衡型机械密封 ,在实验室模拟变工况条件下开展了气液两相机械密封端面动压实验。实验结果表明 ,变工况时处于气液两相的机械密封 ,因端面间液膜闪蒸而导致端面开启 ,动、静环不再平行 ,动环密封圈摩擦力增大 ,动环追随性遭破坏致使密封失效 ;机械密封的动压膜压沿收敛间隙呈正弦分布 ,计算变工况密封开启力时不但要考虑密封端面闪蒸造成沸腾区压力的影响 ,还要考虑动压的影响     

基于薄壳理论的焊接金属波纹管失弹机理研究

依据弹性薄壳理论中应变位移关系以及材料的应力松弛理论,导出了机械密封用焊接金属波纹管在实际工况下的失弹方程,得到了波纹管的失弹曲线。根据试验得到的材料应力松弛曲线,确定了材料在工况温度下的应力松弛参数值。在ANSYS Workbench中对波纹管失弹进行有限元分析,将有限元分析结果与理论计算结果对比。研究结果表明,理论计算公式能较好地描述波纹管长期在高温下工作的失弹现象,有限元分析验证了采用弹性薄壳理论建立失弹方程的正确性,可为波纹管的可靠性研究提供依据。     

高温油泵串级波纹管密封改造

近年来,石化行业高温油泵泄漏着火事故主要原因就是密封泄漏.分析了某炼油厂炼油装置高温油泵单端面波纹管密封泄漏的原因,包括密封面磨损、波纹管失弹、密封面热裂等.根据对单端面密封使用效果及隐患的分析,对高温油泵进行改造,包括机械密封的冲洗方案由PLAN32＋ 62改为PLAN32＋ 53B和将单端面波纹管机械密封改为串级双端面波纹管机械密封.详细介绍了改造的结构特点和技术优势,冲洗方案的改造极大地改善了密封的工作环境,使密封的使用寿命显著延长;串级波纹管机械密封的改造为油泵增加了一道防泄漏措施,并能够提前预判密封可能存在的故障,保证了密封的安全可靠运行.现场使用效果表明：高温油泵波纹管串联式机械密封使用寿命长、安全可靠、密封冷却效果好.     

机械密封腔内流场及摩擦副温度场的数值计算

应用FLUENT6.2软件,对机械密封腔内流场及摩擦副温度场进行了三维数值计算,并利用经验公式计算了密封腔内的摩擦热、搅拌热和对流换热.通过求解三维N-S方程,分析了密封腔内流场的流动特性以及摩擦副端面温度随冲洗液流量、密封介质压力、主轴转速等因素的变化规律.     

渣油泵波纹管密封泄漏分析及解决对策

为了解决渣油泵波纹管机械密封泄漏的问题,检查了操作方法,简单计算了密封端面比压、温度,诊断了失效的密封元件,分析了泵体抽空和波纹管压缩量增大的原因。通过改进密封辅助系统蒸汽背冷方式,改善密封面的散热程度和冷却效果,降低密封端面的温度,使密封端面处在合理的温度范围。改进机械密封元件,增加传动轴套固定环的厚度,更换防退螺钉,保证了机械密封轴套的有效传动,从而解决了波纹管密封泄漏的问题。实际应用结果表明：保证轴套的有效传动和合理控制波纹管密封的端面温度,可以很好地解决渣油泵金属波纹管密封泄漏的问题。     

焊接金属波纹管机械密封的国产化

通过对PTA装置中蒸汽列管干燥机配套的国外公司超大轴径焊接金属波纹管机械密封力学参数和几何参数的剖析,优化设计并制造出满足扩容工艺条件的波纹管机械密封,解决了扩容改造的重大问题。     

连续重整装置脱C7塔底泵机械密封失效改造总结

中国石化青岛炼油化工有限责任公司1.8 Mt/a连续重整装置脱C_7塔底泵为两端支撑两级离心泵,属高温油泵,介质易结焦。自2011年投运以来,更换密封23次,严重影响装置的长周期运行。从工艺、设计、设备等方面进行机械密封失效分析,并根据API 682—2014 《离心泵和转子泵用轴封系统》规定,将单端面波纹管密封改为单端面弹簧式机械密封,更换O型圈、静环材质,调整密封压量,更换冲洗液,在大气侧引入蒸汽进行单端面密封冲洗。2019年装置大检修时,将单端面弹簧式机械密封改为双端面串联式静止型波纹管密封,密封冲洗方案由PLAN21改为PLAN21+PLAN53B,改造后解决了长期存在的密封故障,确保了设备的正常运行和装置的平稳生产。     

串联式波纹管机械密封在减底泵上的应用

采用串联式波纹管机械密封代替原单端面机械密封,解决了减底泵机械密封冲洗液对介质的影响问题。冲洗液进入机械密封后引出,冷却之后循环利用,避免了冲洗液对被输送物料产生的影响。     

泵用干气密封在高温、高凝、易结焦、易腐蚀介质上的应用研究

PO117为石家庄化纤公司甲苯氧化装置苯甲酸蒸馏塔循环泵,介质含氧化反应副产物,介质组分复杂,具有温度高、腐蚀性强,易结焦、易凝固等特点,原轴封采用单端面波纹管机械密封,使用效果不好,寿命短并且泄漏频繁,虽经国内主要波纹管密封制造厂多次改进,始终没能彻底解决。为此,经过研究决定改为干气密封。     

弹簧比压对平衡型机械密封基本性能的影响

弹簧比压是形成机械密封端面密封比压的重要组成部分。分析了弹簧比压对平衡型机械密封摩擦特性和密封性能的影响,利用自行研制的动态下弹簧比压可控机械密封试验装置对平衡型机械密封进行了试验。研究表明,弹簧比压不仅使机械密封端面贴合,而且会使得粗糙端面的接触点产生变形,形成较小的密封间隙。对于平衡系数与膜压系数相近的机械密封,弹簧比压对泄漏量的影响明显增大。尽管弹簧比压的变化有时不足以改变机械密封的端面摩擦状态,但随着弹簧比压的增大,摩擦副之间的润滑介质相对减少。兼顾摩擦特性和密封性能两方面的要求并正确选择弹簧比压,是使机械密封处于最佳工作状态的要点。