酸泵机械密封损坏原因分析及改造措施

1、引言 

    唐钢酸轧联机生产线2003年3月开工，2004年10月一次试车成功，开始生产酸洗卷；2005年12月完成酸轧联机改造，成功生产出冷轧卷。生产线为3段式连续酸洗，具有备用漂洗槽和5段式漂洗，装备有1台闪光对焊机、1台破鳞机、1台转塔式切边剪、1台平整机、1台涂油机和3个用于连续操作的活套及五机架连轧机组。该线年产140万t冷轧带钢，产品规格范围为厚度0.8mm～4mm,宽度850mm～1680mm,主要用于建筑、器具和工业建设。酸洗段工况为18%稀盐酸，温度80～90℃，使用德国蒙奇公司（MUNSCH）生产的卧式耐酸泵，型号NP200-150-250，流量400m3/h,扬程38m，电机为变频调速电机，功率110KW。 

    2、机械密封分析 

    2.1、耐酸泵的机械密封结构型式 

    蒙奇公司耐酸泵密封淘汰了原有在泵轴填充填料进行密封的型式，采用双端面机械密封（见图1），机械密封主要由动环、静环、弹簧、轴套、水密封、O型圈几部分组成。为了防酸保护，采用水洗式机封，冲洗水同时带走运转时的机械密封温升，大大延长设备使用寿命。 

    2.2、机械密封的工作原理 

    机械密封是通过与轴垂直并作相对转动的两个密封面进行密封，动环紧压在叶轮轴上，静环装在盖室密封座上，通过弹性元件使两端始终紧贴一起，从而达到密封的目的。 

    2.3、机械密封特点 

    利用静环保持架调整静环与动环贴合来密封，径向密封由O型圈来完成，它弹性强、调节密封性能好、隔离密封可靠。 

    2.4、存在缺陷 

    原装机械密封在设计上较为完美，无论是结构形式还是材质的选用，都是极其科学和先进的，完全适合唐钢冷轧薄板厂酸泵的正常工作需要。但是，当设备运行过程中出现酸液杂质———氧化铁颗粒超标和冷却中断等不正常情况时，原装机械密封就会因严重受损而失效。从原装机械密封现场实际使用情况看，当酸液中出现大量颗粒介质———氧化铁聚集时，机械密封的主密封动环（472）和静环（475）就会快速磨损，特别是静环（475）的直角外缘会出现锯齿形破损，进而导致机械密封失效；当泵正常工作中出现冷却液中断时，主密封的静支环（473）和垫片（474.2）会因温升受热化而被静环(475)背部挤压变形，使机械密封失效。   
    3、耐酸泵原机械密封改造措施 

    在充分研究原装机械密封的设计和德国进口MUNSCH泵的结构特点后，对原装进口机械密封进行了如下技术化改造。 

    （1）对静环（475）磨擦面外缘增加倒角处理，以分散氧化铁颗粒对其外缘的冲击力，从而有效延长了该部件的使用寿命。 

    （2）对静支环（473）和垫片（474.2）采用高强度耐热塑料（PP）加工，其最高耐热温度达到150℃，从而有效保证了机械密封在出现冷却液中断时能够正常工作。 

    （3）对前置轴套（523.6）放大部分尺寸，然后据现场需要加工配套。 

    （4）材质选用：橡胶件全部采用26型氟橡胶，保证其优异的耐化学和耐高低温性能；碳化硅件全部采用热压加工，保证其高耐磨性能；塑料件采用增强型耐热塑料（PP），保证其能够在150℃的盐酸溶液中正常工作；板弹簧采用AM350合金，保证其有效的弹性和韧性；部件前置轴套（523.6）的内套采用304不锈钢模铸加工；部件前置轴套（523.6）的外套喷涂PVDF聚偏二氟乙烯，保证其整体耐热和抗压性能。 

    4、实施效果 

    经过长达12个月的在线实践检验，改造后机械密封完全满足冷轧厂的生产工况，且弥补了原进口机械密封的缺陷。改造后产品具有以下优点： 

    （1）改造后机械密封无论是技术、质量、使用效果，还是规格尺寸，均能完全替代进口机械密封，而且，个别部件比原装机封部件性能更优。 

    （2）改造后机械密封采购周期只需要2周，比进口件采购周期15周缩短了13周，能够及时保障生产需要。 

    （3）改造后机械密封使用成本仅需2万元/套，而进口机械密封则需要近4万元/套，大大降低了使用成本。 

    （4）改造后产品与原产品一定程度上具有互换性。 

    5、结束语 

    通过对进口酸泵机械密封的成功改造，降低了设备事故率，提高设备作业率，改善唐钢冷轧薄板厂产品质量，提高了产量，提高了用户对产品满意度。