重油泵ZYB-7.5/2.0机械密封失效分析及技术改进
一、基本情况：
该泵为单吸悬臂卧式离心泵，损坏情况如下：
1、动环和动环座、轴套间的间隙被阻塞
2、动环和静环有环状磨损痕迹
3、密封腔内有粘稠状聚合物、焦状颗粒等杂质
4、弹簧锈蚀严重，被杂质和聚合物卡涩，弹性不足
其主要技术参数如下表：
介质 介质温度 介质粘度 流量 扬程 吸入/排出压力 轴功率 电机转数
齿轮 170℃ 7.15mm2/s 8.9m3/h 76m 0.091MPa/0.785MPa 15KW 2950r/m
二、失效分析：
重油泵一般造成密封失效的主要原因有端面液膜失效、材料与介质不相容，以及制造和安装问题等。端面比压是机械密封的重要性能参数，端面比压要在设计的范围之内（内装式机械密封一般为0.4MPa～0.7MPa），以保证机械密封端面良好配合，使密封面间形成有效液膜。
端面比压的计算公式为：
Pb＝Pt＋Pp－Pm
Pb＝Pt＋（K-λ）P
其中：d2＝72mm d1＝37mm d2＝34mm
弹簧比压Pt＝Ft（弹簧力）／［π／4（d22－d02）］＝0.45MPa(厂家设计值)
载荷系数K＝（d22－d02）／（d22－d12）＝1.056
膜压系数λ=0.742
密封腔内介质压力P＝(入口压力+出口压力)/2=0.438MPa
可以计算出原8B1-P型机械密封端面比压Pb为0.586MPa，是符合设计规范的， 在正常工作条件下是能够满足生产要求的。这和实际情况相吻合，在使用初期机械密封并不泄漏，那导致其失效的原因又是什么呢?这就必须从机械密封的工作环境入手，进行综合分析。
重油泵经过滤器后注入。在实际生产过程中，由于齿轮粘度比较大，流动性差，并且齿轮介质中含有粒状和粉沫状结焦物，在摩擦副周围不可避免地存在着结焦物，这对摩擦副的危害相当大。通过对冲洗系统彻底检查，发现冲洗液管严重结焦阻塞。由于该泵处于气提塔底部，管道和设备的锈蚀物以及杂质和重组份聚合物都沉积在塔底，进入泵体内的齿轮含有大量的杂质和聚合物，同时由于冲洗量不足，使这些杂质和聚合物不可避免地沉积于密封腔内，造成使动环和动环座、轴套间的间隙被阻塞，导致动环在轴向的动作不灵活甚至被卡死，弹簧被卡涩，不能提供原设计0.586MPa的端面比压，导致密封面不能良好地贴和，液膜平衡被破坏，这时密封就会出现微漏，随着聚合物和杂质颗粒进入摩擦副端面，密封面逐渐被磨损，再加上动环轴向补偿不灵，造成密封泄漏量增加，最终导致密封彻底失效。
三、改进措施
根据密封的失效原因，我们有针对性地从以下几个方面进行了技术改造：
1、改变密封结构形式
根据该泵的具体工况条件，其主要特点如下:
通过自动锁紧环实现精确定心。
可调节式压盖可直接配合常用螺栓使用，集装式结构安装方便。
弹簧位于辅助密封圈外侧，与介质完全隔开，避免了弹簧的卡涩。
动环采用的是整体浮动式非镶嵌，静环是通过计算机分析，设计的Z形，其优点是散热好，热量不宜积聚。
2、用柴油组分作冲洗液
由于齿轮组分过重并含有较多的杂质和聚合物，使冲洗管线堵死而造成机械密封损坏，所以必须选用合适的冲洗液。我们认为用混合柴油作为冲洗液比较合适，原因如下：
2.1 混合柴油组分清洁，并与齿轮相容性好。
2.2 混合柴油组分的压力和温度都适合重油泵ZYB-7.5/2.0工况。混合柴油组分为300℃以上的馏分，而齿轮的工作温度为170℃，混合柴油作冲洗液不会汽化，有效地避免了泵的汽蚀。泵的出口压力为0.54MPa，出口温度80℃。泵其密封腔中的压力可由以下公式估算:
P＝(入口压力+出口压力)/2=0.438MPa
冲洗液压力比密封腔中的压力大0.1 MPa左右，是非常合适的，直接从泵出口引入密封腔即可。
2.3 用混合柴油组分作冲洗液是最经济的，几乎没用增加任何投入，因为这部分柴油组分最终还是要与齿轮混合。
四、结束语
通过对重油泵ZYB-7.5/2.0机械密封结构的改造，并合理选用冲洗液，提高了机械密封的使用性能，解决了机械密封频繁泄漏的问题，降低了设备维护和维修费用，保证了装置的连续稳定生产
一、基本情况：
该泵为单吸悬臂卧式离心泵，损坏情况如下：
1、动环和动环座、轴套间的间隙被阻塞
2、动环和静环有环状磨损痕迹
3、密封腔内有粘稠状聚合物、焦状颗粒等杂质
4、弹簧锈蚀严重，被杂质和聚合物卡涩，弹性不足
其主要技术参数如下表：
介质 介质温度 介质粘度 流量 扬程 吸入/排出压力 轴功率 电机转数
齿轮 170℃ 7.15mm2/s 8.9m3/h 76m 0.091MPa/0.785MPa 15KW 2950r/m
二、失效分析：
重油泵一般造成密封失效的主要原因有端面液膜失效、材料与介质不相容，以及制造和安装问题等。端面比压是机械密封的重要性能参数，端面比压要在设计的范围之内（内装式机械密封一般为0.4MPa～0.7MPa），以保证机械密封端面良好配合，使密封面间形成有效液膜。
端面比压的计算公式为：
Pb＝Pt＋Pp－Pm
Pb＝Pt＋（K-λ）P
其中：d2＝72mm d1＝37mm d2＝34mm
弹簧比压Pt＝Ft（弹簧力）／［π／4（d22－d02）］＝0.45MPa(厂家设计值)
载荷系数K＝（d22－d02）／（d22－d12）＝1.056
膜压系数λ=0.742
密封腔内介质压力P＝(入口压力+出口压力)/2=0.438MPa
可以计算出原8B1-P型机械密封端面比压Pb为0.586MPa，是符合设计规范的， 在正常工作条件下是能够满足生产要求的。这和实际情况相吻合，在使用初期机械密封并不泄漏，那导致其失效的原因又是什么呢?这就必须从机械密封的工作环境入手，进行综合分析。
重油泵经过滤器后注入。在实际生产过程中，由于齿轮粘度比较大，流动性差，并且齿轮介质中含有粒状和粉沫状结焦物，在摩擦副周围不可避免地存在着结焦物，这对摩擦副的危害相当大。通过对冲洗系统彻底检查，发现冲洗液管严重结焦阻塞。由于该泵处于气提塔底部，管道和设备的锈蚀物以及杂质和重组份聚合物都沉积在塔底，进入泵体内的齿轮含有大量的杂质和聚合物，同时由于冲洗量不足，使这些杂质和聚合物不可避免地沉积于密封腔内，造成使动环和动环座、轴套间的间隙被阻塞，导致动环在轴向的动作不灵活甚至被卡死，弹簧被卡涩，不能提供原设计0.586MPa的端面比压，导致密封面不能良好地贴和，液膜平衡被破坏，这时密封就会出现微漏，随着聚合物和杂质颗粒进入摩擦副端面，密封面逐渐被磨损，再加上动环轴向补偿不灵，造成密封泄漏量增加，最终导致密封彻底失效。
三、改进措施
根据密封的失效原因，我们有针对性地从以下几个方面进行了技术改造：
1、改变密封结构形式
根据该泵的具体工况条件，其主要特点如下:
通过自动锁紧环实现精确定心。
可调节式压盖可直接配合常用螺栓使用，集装式结构安装方便。
弹簧位于辅助密封圈外侧，与介质完全隔开，避免了弹簧的卡涩。
动环采用的是整体浮动式非镶嵌，静环是通过计算机分析，设计的Z形，其优点是散热好，热量不宜积聚。
2、用柴油组分作冲洗液
由于齿轮组分过重并含有较多的杂质和聚合物，使冲洗管线堵死而造成机械密封损坏，所以必须选用合适的冲洗液。我们认为用混合柴油作为冲洗液比较合适，原因如下：
2.1 混合柴油组分清洁，并与齿轮相容性好。
2.2 混合柴油组分的压力和温度都适合重油泵ZYB-7.5/2.0工况。混合柴油组分为300℃以上的馏分，而齿轮的工作温度为170℃，混合柴油作冲洗液不会汽化，有效地避免了泵的汽蚀。泵的出口压力为0.54MPa，出口温度80℃。泵其密封腔中的压力可由以下公式估算:
P＝(入口压力+出口压力)/2=0.438MPa
冲洗液压力比密封腔中的压力大0.1 MPa左右，是非常合适的，直接从泵出口引入密封腔即可。
2.3 用混合柴油组分作冲洗液是最经济的，几乎没用增加任何投入，因为这部分柴油组分最终还是要与齿轮混合。
四、结束语
通过对重油泵ZYB-7.5/2.0机械密封结构的改造，并合理选用冲洗液，提高了机械密封的使用性能，解决了机械密封频繁泄漏的问题，降低了设备维护和维修费用，保证了装置的连续稳定生产
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