纯环氧乙烷 P—1411 泵机封结构型式改型

庞武超

摘 要：P-1411原机封采用的API682标准PLAN53A型机封，该密封为双端面背靠背型式，选型存在一定的问题，当稍微存在机封配件问题时，机封就会发生严重的泄漏，我们希望通过对机封结构型式的改型，提高机封的使用寿命，降低检修频率，从而提高生产安全性，减少对环境的影响

关键词：纯环氧乙烷；机封；结构；改型

中图分类号：TQ223.26 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）11-0015-02

1 设备概况

我车间（扬子石化乙二醇装置）于2010年对环氧装车系统原装车泵G-1410泵进行改造，更换成P-1411泵。该泵为环氧乙烷产品外送泵，工作介质是环氧乙烷，该介质极易发生爆炸（爆炸极限3%～100%）并且有毒，入口压力0.3 MPa，出口压力1.38 MPa，工作温度-5 ℃。该泵机封原始采用的是API682标准中的PLAN11+72+75方案，由成都一通密封有限公司生产的2CW-CS单端面机封+干气密封系统，如图1所示。

投用后不久就出现了泄漏，接着对机封型式又进行了改进改型，于2010年8月改型为API682标准PLAN53A型式的双端面机封，结构如图2所示。

内侧动环O型圈材质升级为进口FFKM，避免环氧乙烷的腐蚀，机封内部结构，如图3所示。

该机封于2010年8月投用，一直沿用至今。2015年6月， P-1411A泵更换机封试车，在运行到25 min时，机封突然发生喷射性泄漏。我们首先联系厂家和检维修车间检修人员进行技术交流，且检修时全程参与检修过程，严格控制拆检程序，发现机封外侧动环O型圈腐蚀胀大，导致破裂失效。我们立即要求厂家技术人员来我厂进行技术交流，通过交流，最后我们与厂家意见达成一致，机封存在一定的技术缺陷，决定再次进行机封结构型式的改型。

2 原因分析

究其原因，我们认为该泵机封存在改型失误。该泵采用的是双端面背对背型式的机封，如图3所示，两个动环背对背固定在轴套上，弹簧安装在两个动环之间，且共用一个弹簧，弹簧较长。当机封腔内压力与介质侧压力存在压差波动时，两个动环就很容易发生轴向移动的可能，这种现象在开停泵时趋势最大，若O型圈与轴套之间存在制造偏差较大时，极易出现动环在轴套上锁死，不能回弹，导致摩擦副失效。

环氧乙烷介质对常规的FKM的O型圈存在较大的腐蚀性，该机封在改造时，只对内侧动环O型圈进行了升级，其它位置的O型圈均未做材质升级处理。此次检修拆检发现，外侧动环O型圈损坏失效原因是：

停泵时，泵腔压力瞬间高于机封腔压力，内侧动环连同弹簧以及外侧动环整体向外侧轴向位移，导致内侧摩擦副失效泄漏环氧乙烷至机封腔内，外侧动环O型圈FKM材质在环氧环境中，被溶胀破坏，最终导致破裂失效。

该密封系统存在以下缺点：

①存在很大的泄漏隐患。

②环氧乙烷泄漏后该泵会联锁停泵，影响安全生产。

③泄漏较大的话，严重时会发生爆炸事故。

④检修频次较多，泵体倒空是浪费环氧乙烷介质，同时影响环境。

3 改型方案的确定和实施

结合环氧乙烷的性质和现场的实际情况，加上车间原有G-1410A泵的使用经验，我们决定将机封改型为原G-1410泵使用的同种冲洗方案（API682PLAN53A）的串联型式，即机封内部型式为两套摩擦副串联安装在机封腔内，如图4所示。

改型后的机封在冲洗形式上與改造前无差别，操作及维护方法基本一致，只是内部结构稍作调整，但是，为防止O型圈被环氧乙烷介质腐蚀溶胀的再次发生，将机封所有O型圈材质全部升级为FFKM，并且跟厂家沟通后决定使用杜邦公司生产的专门耐环氧乙烷的特定FFKMO型圈。

此次机封改型，现场不需要增减任何设备设施，只需机封厂家对其设计的原有机封型式稍作改动，并作必要的核算即可，所以，我生产车间不许做任何投资。

4 投用后的实际运行情况

P-1411A于2015年中旬已经将改型后的机封投入使用。经过近大半年的实践检验，机封缓冲液压力和液位非常稳定，未发生泄漏；改造后密封系统结构更加稳定，操作也相应简化，不必担心压力波动对机封带来的失效，极大地提高了该泵的运行平稳率。

5 结 语

P-1411A改造至今，机封缓冲液压力和液位非常稳定，未发生泄漏，对该泵的振动、温度、泄露监测也非常平稳，完全能够达到设定的检修周期半年以上的目的。对该泵的机封内部结构型式的改型获得成功。

参考文献：

[1] ANSI API610：2004/ISO13709，石油、石化和天然气工业用离心泵（第 10版）[S].

[2] ANSI API682：2004/ISO21049，标准冲洗布置和辅助硬件图PPT课件 密封标准冲洗方案的解释（第3版）[S].