立式搅拌釜PLY70机械密封的失效分析与改进

摘　要：机械密封是搅拌釜的关键、易损部件，为了延长机械密封的使用寿命，减少反应釜的停车检修时间，本文对原机械密封的失效原因进行了分析,并从颗粒阻挡、密封材料、端面比压、密封结构、密封液选择等方面作出改进。结果表明：水封能有效阻挡颗粒介质进入密封面，介质端密封摩擦副YG6—SiC可以提高耐热、耐磨性能，改进的端面比压减少了泄漏、发热和磨损，更改的轴承和轴套结构降低了密封面的跳动，密封液从油改为水节约了成本、降低了污染。改进的设计大大延长了机械密封的使用寿命。

关键词：机械密封　轴承　水封　端面比压　辅助系统

Failure Analysis and Improvement on the Mechanical Seal of the Vertical Stirred Kettle PLY70

CHEN Jun

（Polyester Department of Sinopec Shanghai Petrochemical Co.Ltd,Shanghai200540,China）

Abstact: Mechanical seal is the key and vulnerable part of the stirred kettle,in order to extend the service life of the mechanical seal, reduce parking main-

tenance time of the reaction kettle,the failure reason of the previous mech-anical seal has been analysed,and also mechanical seal was improved in par-ticles blocking,sealing materials, surface specific pressure,sealing structure and sealing liquid choice. The result shows that watery seal can prevent particle medium into the sealing surface effectively, sealing friction pair of YG6-SiC near the medium can improve the heat resistance, abrasion resistance, improved surface specific pressure reduces the leakage, fever and wear, changed bearing and structure of the shaft sleeve reduce the beating of the sealing surface , sealing liquid changed from oil to water saves the cost and reduces the pollution. Improved design extends the service life of the mechanical seal greatly.

Key words:mechanical seal；bearing；waltery seal；surface specific pressure；auxiliary system

一、前言

立式搅拌釜PLY70是PVC、VCM生产流程中的关键设备，釜腔压力为1.4 MPa，温度80 °C左右。该反应釜带有立式搅拌装置，包括电机、减速箱、机械密封轴与搅拌轴。搅拌轴为悬臂式，搅拌轴转速为98r/min。原设计采用双端面平衡型机械密封，有外置的反冲洗装置和循环冷却系统，冲洗液为N32抗磨液压油，采用两副角接触向心球轴承支撑。

反应釜的常见故障为机械密封泄漏失效。机械密封失效导致反冲洗液外漏到轴承导致轴承损坏，而漏到高温釜体上则引起火灾，反冲洗液内漏到釜内导致工艺无法控制。一旦出现严重故障，就要进行釜内物料排空、清洗、降温、机械密封修复、再组装、升温等复杂的检修工程，检修时间很长。

二、原装机械密封的失效分析

1.原装机械密封结构

原装机械密封结构见图1所示，该设计采用双端面平衡型多弹簧机械密封。法兰和静环座上各开有一个冲洗冷却孔，冲洗液对密封面起和冷却作用，冲洗液下进上出；密封腔体上还有一个冷却腔体，通过冷循环却水对腔体降温；机封轴下端法兰联接搅拌轴，上端联接减速箱；整个搅拌与机械密封的支撑为两副角接触向心球轴承，该轴承内圈固定在与轴套有间隙的内套上。

1-法兰； 2—下端面机械密封； 3—轴套； 4—密封腔组件； 5--上端面机械密封； 6—静环座组件； 7—骨架油封； 8—轴承座； 9—轴承； 10—内套； 11—外盖； 12—驱动环

2.原装机械密封失效分析

原装机械密封使用寿命短，为此对密封失效的原因进行具体分析：

2.1原密封仅靠釜底高压冲水及釜内的三瓣环阻挡PVC粒料介质，冲水压力一旦波动或停止，介质很容易进入密封面，形成树化片，破坏机械密封 。

2.2原上密封摩擦副采用石墨—硬质合金（软对硬），一旦有细小颗粒进入，极易造成磨料磨损，损坏密封，降低寿命。

2.3原下密封环端面设计不合理，造成端面比压过大，摩擦热大，液压油散热性欠佳，对密封环的材料要求很高，密封环易磨损，影响使用寿命。

2.4原密封采用两副QJ1048角接触向心球轴承面对面安装，该轴承只能微量承受轴向载荷，且采用双轴套配合，径向易产生间隙导致径向跳动过大，影响密封的效果和使用寿命。

3.机械密封改进措施