某丙烷脫瀝青裝置工程瀝青泵波紋管密封失效分析與處理措施

　　某丙烷脫瀝青裝置瀝青泵(雙螺桿泵)金屬波紋管密封自2007年10月開工以來至2011年9月，瀝青泵密封使用效果一直較差，密封頻繁泄漏，經常造成工藝生產波動。通常情況下使用周期1個月內，需要   換4套金屬波紋管密封，維修成本較高。
　　脫油瀝青是重交道路瀝青和改性瀝青的原料，有毒、具有腐蝕性。瀝青泵為雙螺桿泵，密封形式是單端面非平衡型金屬波紋管密封，型號為YH609-M060DP。泵體本身和前后端密封均設置有蒸汽預熱夾套，無輔助密封系統。其中殼體材質為1Cr18NiTi，轉子、軸材質為0Cr17Ni4Cu4Nb，動、靜環材質均為SiC。
　　密封失效現象
　　啟動運行的初期，泄漏量較小，滴狀泄漏，泄漏量不斷增大，直至線狀大量泄漏，并伴隨有大量的油氣外涌。經過多次對發生泄漏故障的密封拆檢，發現常見的故障現象為:動、靜環密封摩擦副內徑表面和波紋管內外側結焦嚴重、波紋管失去彈性、撕裂、密封端面磨損過度。
　　瀝青大量泄漏時容易對操作人員造成高溫和中毒。同時，機泵基礎周圍冷凝后的瀝青清理困難，泵體內螺桿、密封等清洗困難，對環境的污染較為嚴重。
　　失效分析
　　從密封處油氣大量外涌的現象分析，脫油瀝青內含有不穩定的氣相組分。螺桿泵所輸送的脫油瀝青來源于脫油瀝青汽提塔。而汽提塔長期處于高液位，螺桿泵在大負荷的情況下外送都不能將汽提塔控制在中低液位，說明脫油瀝青在丙烷汽提的過程中可能會攜帶較多量的丙烷氣體。
　　泵體材質為1Cr18NiTi，轉子、軸的材質均為沉淀硬化型不銹鋼0Cr17Ni4Cu4Nb，波紋管密封的動、靜環材質都為SiC，輔助密封圈為的柔性石墨。從密封摩擦副的材料來分析，均符合使用螺桿泵輸送瀝青的范圍。
　　瀝青泵處于運行狀態中，密封端面和波紋管內、外側結焦也是引發泄漏的主要故障。脫油瀝青介質溫度較高，工作溫度達到了238℃，黏度大時達到了63mm2/s。高溫瀝青在旋轉的摩擦副中溫度繼續升高，一部分正常泄漏量的介質泄漏出摩擦副端面后，溫度降低出現聚集，在波紋管內徑波谷處逐漸堆積出結焦物和積碳，影響了波紋管的浮動性和彈性，進而導致泄漏。
　　瀝青泵停運后，泵體內殘存介質溫度下降，瀝青開始凝固，結焦。雖然泵啟動運行前充分預熱泵體，但是未   融化的介質將會阻礙波紋管的旋轉，密封波紋管在電機的傳動扭力和瀝青傳質的黏附力的共同作用下發生變形，焊接金屬波片變形量過大，密封失效。
　　結焦后膠體顆粒很容易進入密封面間使密封面加速磨損，結焦導致波紋管失去彈性，沒有補償能力，導致密封失效。
　　丙烷脫瀝青裝置瀝青泵(雙螺桿泵)金屬波紋管密封在使用中頻繁出現泄漏，分析密封摩擦副和波紋管結焦是造成泄漏的主要原因。生產工藝優化地解決了瀝青攜帶丙烷造成瀝青泵半抽空的難題，金屬波紋管密封運行環境了很大的；密封集裝式改造使螺桿泵維修勞動強度明顯降低；安裝蒸汽背冷使密封壓蓋處溫度從210℃降低到了160℃，同時，背冷蒸汽減少了高溫軸對軸承箱內嚙合齒輪和軸承潤滑油的傳熱，降低了軸承和齒輪的工作溫度，延長了工作壽命，使金屬波紋管密封得以長周期平穩運行。