提要：由于碱液中含有杂质和结晶物，原机封采用的自身反冲洗形式难以达到预期目的，生产现场又无适合作冲洗液的其他介质。再加上介质工作温度不高（45℃），3055型卡式机械密封，在去除自冲洗的条件下，完全可以正常运行，这既能降低冲洗带来的能耗、物耗损失，又能简化机械密封的日常维护。

    对碱液循环泵机械密封的改进

    崔晓晖

    1．基本情况
    氧化铝厂多处使用碱液循环泵，该种类泵在实际运行中，频繁发生泄漏，机械密封在安装运行一周左右开始微漏，1～2个月内泄漏量增大，无法继续使用。该种类泵均为单吸悬臂卧式离心泵，主要技术参数：介质成分为含胶状、颗粒杂质20％的NaOH液体；介质温度45℃；介质勃度1070CP；流量30m3/h；扬程10～30m；吸入压力0.58～1.078MPa；排出压力0.6～1.272MPa；轴功率2.7～60kW；电机转数2950r/min。
    将失效后的机械密封解体，动环和动环座、轴套间的间隙被阻塞；动环和静环有环状磨损痕迹；密封腔内有焦状聚合物、颗粒等杂质和结晶物；弹簧锈蚀严重，被杂质和结晶物卡涩，弹性不足。
    2．失效分析
    在生产过程中，管道和设备会产生锈蚀物，同时碱液槽内NaOH与空气中CO2组分发生反应，生成的Na2CO3会产生结晶物。泵入口滤网原为40目，实际生产中经常堵塞，使泵抽空。把滤网改为20目，基本解决了入口堵塞问题，但同时造成进入泵体内的碱液含有大量杂质和结晶物。由于采用自身冲洗方式，这些杂质和结晶物不可避免地沉积于密封腔内，使动环和动环座、轴套间的间隙阻塞，导致动环轴向动作不灵活甚至被卡死，弹簧腐蚀卡涩、弹性不足，不能提供原设计0.28MPa的端面比压，导致密封面不能良好地贴合，液膜平衡破坏，密封出现微漏。随着结晶物和杂质颗粒进入摩擦副端面，密封面逐渐磨损，再加上动环轴向补偿不灵，密封泄漏量增加，最终导致密封彻底失效。
    3．改进措施
    (1)改变密封结构形式。由于介质是含有杂质的碱液，从密封结构上看，采用静环补偿比原设计的动环补偿更为适合。根据该泵的具体工况条件，选用艾志3055型卡式单端面机械密封（集装式），其主要特点是：
    通过自动锁紧环实现精确定心；可调节式压盖，可直接配合常用螺栓使用，集装式结构安装方便；静环和轴套的间隙不在介质侧，保证了静环轴向补偿的灵活性；弹簧位于辅助密封圈外侧，与介质完全隔开，避免了弹簧的腐蚀和卡涩。
    (2)改变摩擦副材料。卡式密封动环和静环材料均采用碳化钨。碳化钨具有极高的强度和硬度，良好的耐磨性和抗腐蚀性，这就使杂质和结晶物难以对其造成损坏。同时，碳化钨摩擦副具有优良的导热性，线性膨胀系数很小，使其能够在较高的温度下保持良好的密封性。辅助密封环材料选用氟橡胶FPM2461，它耐腐蚀、弹性好，最高工作温度为250℃。
    (3)去除密封冲洗。由于碱液中含有杂质和结晶物，原机封采用的自身反冲洗形式难以达到预期目的，生产现场又无适合作冲洗液的其他介质。再加上介质工作温度不高（45℃），3055型卡式机械密封，在去除自冲洗的条件下，完全可以正常运行，这既能降低冲洗带来的能耗、物耗损失，又能简化机械密封的日常维护。
    两台泵自2005年1月开始使用卡式集装式机械密封，现场密封效果非常好，运行至今没有任何泄漏迹象，使用寿命达到两年以上。