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泵的泄漏故障(附案例说明)!

时间:2018-01-01 16:50来源:互联网作者:中国泵网 点击:
泵的泄漏故障(附案例说明)! 泄漏,在我们的装置运转过程中,是很常见的事件。而导致泄漏的原因,一般而言,腐蚀、工艺异常波动、材料选型错误等都可能造成泄漏。在生产装置
    泵的泄漏故障(附案例说明)!


泄漏,在我们的装置运转过程中,是很常见的事件。而导致泄漏的原因,一般而言,腐蚀、工艺异常波动、材料选型错误等都可能造成泄漏。在生产装置中,最常用的输送机械-泵,发生泄漏的事件也比比皆是。
众所周知,装置连续运转,泵也就长时间处于运转过程,其间由于磨损、物料冲刷、物料腐蚀等导致泄漏在装置中是很常见的事情,但是,往往是这样的小事件却导致安全事故的发生,甚至发生重大事故。

 
2015年4月10日,大连西太平洋石油化工有限公司加氢裂化装置汽提塔塔底泵泄漏着火,塔底泵上方一条管线(直径200mm)开裂,管线内油气在开裂处燃烧,事故造成3台泵、泵上方框架、少量仪表和动力电缆过火,一条管线开裂,无其他设备损坏,无人员伤亡。事故原因是:汽提塔塔底泵密封失效,泄漏着火。通过对泵解体检查,轴承损坏是密封快速失效的主因。机泵在高速运转过程中,由于轴承严重损坏,设备产生剧烈震动,导致机械双密封快速同时失效,介质泄漏,遇轴承体摩擦产生的高温,引发着火。2015年4月10日22时57分,主控室操作员通过视频监控,发现加氢裂化装置汽提塔附近泵区着火,经确认,为汽提塔塔底泵泄漏着火,西太公司装置紧急泄压,切断隔离汽提塔进出料管线阀门, 装置操作退守到稳定状态,消除事故进一步扩大的可能性。23时,公司消防车辆到达现场灭火冷却, 23时30分火势减弱,由于电缆线过火,须手动关闭全部切断阀,为确保人员安全、不发生次生灾害,待汽提塔、塔底泵彻底隔离,确保安全后,11日1时35分扑灭塔底泵明火。为防止可燃气体聚集,导致次生事故,采取消防冷却控制燃烧方式对管线开裂处火点留明火,管线及其连通装置内的油气基本燃尽后,4时50分余火完全熄灭,并成功封堵管线及装置内残存的油气。
原因:泵轴承损坏,震动导致密封失效。
后果:介质泄漏,遇轴承体摩擦产生的高温,引发着火。严重时导致火灾爆炸发生。



保护措施:1、可燃气体报警仪;2、现场消防设施;3、视频监控;4、操作规程定点巡检,设备定期检查。



正是由于保护措施到位,事故发生时现场操作人员能迅速处理,事故未进一步扩大。
 
 
机械密封的故障原因及处理
 
1腐蚀
 



机泵机械密封的腐蚀包括金属环腐蚀、非金属环腐蚀以及辅助密封圈及接触部位的腐蚀。 



金属环腐蚀  
金属环本身不具备抗腐蚀能力,直接接触到腐蚀性介质表面会被腐蚀,初期阶段会出现怪声、泄露、磨损等现象。腐蚀会以一定的速度往内部蔓延。在外力的作用下金属环会发生应力变形,变形后外露的部分是腐蚀的重灾区,并通过薄弱环节逐渐影响到其他区域,进而产生机械密封泄漏。
 

非金属环腐蚀
 
  石墨环被腐蚀也是机械密封是小的重要原因之一(公众号:泵管家),断面温度过高、浸渍树脂选择不当、浸渍树脂深度不够等都是导致石墨环被腐蚀的原因。当石墨环处于氧化性介质中时,全面出冷却不良或产生摩擦时,环境产生三四百度会促使石墨与氧化性介质发生氧化反应,使端面变得失去性能。
 
辅助密封圈及接触部位的腐蚀
 
  不同的材料有不同的抗腐蚀性,辅助密封圈的材料一般选取具有弹性的橡胶,而橡胶被腐蚀后会使表面变得异常粗糙,失去原有的弹性。并且橡胶的耐高温性能比较差,一般不超过两百度。
  与辅助密封圈相接触的部位处于相对静止的状态,二者之间的缝隙以及摩擦等都会是腐蚀产生的原因,并且腐蚀面一般较宽、较深。
 
 
2发热、冒烟、析出磨蚀物、消耗功率大等
 
原因 处理措施
转子与密封腔间隙过小,因振动引起摩擦而磨损 扩大密封腔内径,增大间隙,检查转子平衡,调整同心度
轴(轴套)与固定零件摩擦 纠正压盖,提高装配精度
高温高压下密封面磨损严重 减少弹簧压力,增大平衡系数,改进润滑方式
动环与平衡台顶死,与静环严重摩擦 保持动环与平衡台间隙2~3mm
介质汽化而形成干磨 增大冷却量和压力,双端面
冷却不够,润滑恶化 增大冷却流量,改进措施,清洗
转子不平衡产生了跳动 做平衡,提高零件加工精度
 
 
3端面泄漏
 
原因 处理
密封端面比压过小 加大弹簧压缩量,增加比压
弹簧拆断、动静环热裂 更换、改进材质和结构
杂质进入端面,使端面磨损 用Y-Y密封面,或改双密封
双端面密封有封液压力小出现泄漏 增大封液压力,并保持稳定
介质结焦、结晶或杂物沉积,使动环失去浮动作用 改进结构,加强外冲洗,防止动环卡涩,或用软水做冷却液等
 
 
3轴向泄漏
 
原因 处理
辅助密封圈太紧或太松 选择合理的配合尺寸
橡胶密封圈挤入轴隙而破损 减小配合间隙,更换密封圈
密封材料的耐热,耐蚀性差 更换、选取好材料
安装时密封圈卷边、扭转等 密封圈过盈量适当,V形圈要注意安装的方向
密封圈表面有损伤 装配前检查仔细
 
 
 
机械密封的故障表现






  生产过程中,机泵机械密封泄露的原因有其本身的原因及外部原因,材料的选择以及安装方式和使用方式都会引起机械密封的失效,失效时的故障表现也各有差异,学会通过不同故障表现并做出正确及时的判断能够对实际生产提供强有力的支持。
 
 
1静压实验时泄露
 
  机械密封装置在安装时由于员工不细心,经常会使密封端面被碰伤以至于变形和损坏,清理不够彻底,使得机械密封夹有颗粒状杂质,或者是由于定位螺钉的松动、压盖没有压紧以及机器设备精度不够高,使密封面之间没有完全贴合,都会造成机械密封失效,介质泄漏。如果是轴套发生泄漏,原因可能是轴套密封圈装配时压缩量不够或未被压紧,也有可能是装置已经损坏。
 
 
 
2周期性泄漏
 
  机械密封组成部件中转子组件的周期性转动以及轴向移动量过大都会在成机械密封的泄露,机械密封的密封面要受到一定的应力作用才能起到良好的密封作用。要做到以上要求,机械密封的弹簧装置必须有一定的压缩量才能给端面一定的应力作用,使机械密封达到预期的密封效果。同时为了保证应力处于适当范围,泵轴不能有较大的移动量,但是实际设计中往往出现不合理的因素,使得泵轴的移动量高于预期,这对机械密封的性能具有很大程度的不利影响。
 
 
 
3机械密封经常性泄露
 
  由密封端面的损伤引起的经常性泄漏故障表现有机械密封石墨端面出现均匀环状沟纹、石墨断面处产生的环状深沟、石墨内部边缘的磨损、石墨环台阶被磨损、石墨外边援缺口、石墨环断裂、石墨环上出现腐蚀坑、硬质合金面裂痕以及灼伤等。



  辅助密封圈引起的经常性泄漏故障表现有端面磨损、镶嵌环松脱等。



  弹簧引起的泄漏包括转子振动、零件松动、介质问题以及机械密封辅助设置的损坏等。
 
 
 
4其他机械密封性泄露
 
  除了以上几种常见的泄露表现,还有机械密封振动偏大、泵抽空引起的密封泄漏、密封腔中汽蚀引起的密封泄漏、密封端面汽化造成密封泄漏、泵振动过大造成的密封泄漏、没有冲洗的密封泄露故障等。






保护措施
 
安装防故障设备
 
  故障的出现与实际操作和机械内部结构有一定的关系,一些诱因会在一定情条件下引发故障的发生(公众号:泵管家),只要找到相关诱因就能通过一些防故障设备消除故障诱因。比如在泵出口处安装电接点压力表,将泵机泵与泵出口处压力建立连锁,如果出现泵掉压的情况就会自动断电。为防止自动泵停泵时发生倒转的现象,可以在自动泵出口处加上单流阀。
 
2改进设备结构
 
  机械密封在结构设计上存在一定不合理性,这些不合理的结构增加了机械密封的泄露风险。在条件允许的情况下可以对机械密封的结构重新设计,将泄漏风险降到最低。如机械密封的端面大都采用双端面设计,双端面增加了装置与介质的接触面积,从而增加了腐蚀风险。从安全角度考虑可以将双端面设计改成单端面封闭波纹管机械设计。
 
 
3选取合适的组成材料
 
  不同材料的抗腐蚀性不同,介质的腐蚀性要求机械密封组成材料具有良好的抗腐蚀性能,如果选择材料不当会降低设备的使用寿命。陶瓷由化学性质不活泼的物质组成,难以与介质发生氧化反应,因此在购买机械密封时可以重点考虑使用陶瓷密封环。
 
 
4提高操作员的专业技能
 
  机械密封的失效除了机械自身原因外还有人为因素的影响,例如操作员专业知识不足操作不当导致不良后果的产生。为杜绝类似可避免失误的产生,必须对操作员进行专业知识培训,并制定作业指导书与注意事项说明书,提倡标准作业,引进防呆措施,定期对设备进行维护,将人为因素的影响降到最低。
 
 
 
5提高检修效果
 
  定期检修是发现问题和预防问题的重要手段,然而许多员工却将其当做一般例行事项看待,认为是走走过场,在检修时只是做做样子。员工的工作态度使一些问题没有在早期被发现,等到问题彻底爆发为时已晚。员工在检修时应注重每一个细节,不忽视任何点滴,公司可以采取一些奖励措施,以此鼓励员工检修的积极性,从而提高检修效果。
  机泵机械密封在生产中频发泄漏故障,必须针对性解决故障,在分析故障发生原因的基础上对设备进行改进,安装防故障设备,做好定期维护管理,才能将故障发生概率降到最低
 
 
 
6其他
 
1、泵采用可靠密封(如双端面密封);
2、DCS增设紧急停泵设施;
3、泵上游设备增加紧急切断阀;
 



当然,所有以上保护措施都设置齐全,安全系数就很高。但是,在这样的投资也非常高。其实,在实际装置设计中,为防止泵泄漏引发事故,考虑到装置的投资,输送介质的危险程度,以上保护措施有选择性的使用。例如:1997年,某石化公司发生过密封突然失效、液化气大量泄漏的情况。2011年,某公司丙烯进料泵机械密封突然失效,丙烯泄漏。同一公司发生类同事故,原因都是因为泵密封采用的是单端面多弹簧结构。后来,公司对危险程度高的泵,采用双端面机械密封来提高密封的稳定性和可靠性,同时,在现有高风险设备和易燃易爆机泵出入口增加紧急切断阀,在操作间内增设紧急停泵按钮,实现远程控制;同时,操作规程明确应急操作的关键步骤,体现事故状态下应急操作的优先顺序,提高事故发生的应急效率。





在装置设计中,我们对于泵泄漏的保护措施,不外乎采取就是防止措施、减缓措施,泵自身增设防止措施,泵周围设置减缓措施,这些安全保护措施的启用,可以最大限度的保护装置。想一想:泵发生泄漏,只是滴漏可能不会发生重大事故;连续运转过程中,如果未能及早发现,大量可燃物外泄,一旦点火燃烧,那么想控制就不是那么容易了。而泵附近的设施设备被点燃,那么很可能导致更严重的火灾爆炸事故。既然,我们通过HAZOP分析能发现这些风险,那么这些安全保护措施为什么不能采用呢?不要等到事故发生时再来补救,那时候后悔都晚了。风险是客观存在的,关键看你是否真正提高了风险防范意识,是否真正想保证你的装置安全。当心泄漏,确保装置安全!






 


 
(责任编辑:中国泵网)
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