刘记杨凤娟/大庆油田有限责任公司天然气分公司
【摘要】针对柱塞计量泵在运行过程中经常出现的盘根渗漏超标问题，分析盘根密封渗漏原因，增加3个石墨浸渍树脂密封环，与填料环间隔安装。改造后密封效果好，密封使用寿命长，并且提高了泵的效率和运行时间。
【关键词】柱塞泵密封技术改造
1引言
我公司有多台ZJ800/3Ⅱ型的柱塞计量泵。此型号泵密封形式是油浸石棉盘根填料密封。根据泄漏标准，通常规定填料密封的泄漏量不超过15滴/分钟。此种型号泵在运行过程中，泄漏量达60滴/分钟，已严重超标，造成密封箱内积液多，锈蚀严重。影响了设备的正常运行，增加了维护工时和费用，降低了设备使用效率。
2密封泄漏原因分析
从填料密封的原理和结构来看，流体在密封腔内可泄漏的通道有3处：一是流体穿透纤维材料造成泄漏；二是在填料与填料箱体之间泄漏；三是在填料与运动轴表面之间泄漏。见图1。为解决泄漏和使用周期短的问题，对工艺条件和设备结构进行了分析。对活塞杆进行技术测量后，没有发现变形、椭圆和尺寸超差问题，且活塞杆表面无裂纹、毛刺、斑点及沟槽等缺陷。可以确定产生泄漏的原因不在活塞杆本身，柱塞计量泵采用的密封是油浸石棉盘根，虽具有耐热性、柔软性好、强度高的优点，但编结后表面粗糙、摩擦系数大、长时间使用后浸入的润滑剂容易流失。因此，使用一段时间后，泄漏量便不断增加，调整压盖和更换填料的工作也逐渐频繁。排除填料密封安装不当及活塞杆尺寸偏差原因外，认为造成泄漏的主要原因是：
（1）盘根填料被介质穿透而出现泄漏；
（2）压盖安装的预紧力对内外侧填料施加力不均匀造成介质泄漏。被压入填料箱内的填料，每道填料环的受力情况是不一样的，外侧填料受力最大，里侧填料受力最小，呈抛物线形，介质在填料与填料箱体之间泄漏、在填料与运动轴表面之间泄漏是主要原因。
3对密封进行技术改造
对盘根填料密封进行技术改造。原密封体不变，根据活塞杆尺寸用石墨浸渍树脂材料加工3个尺寸为Φ75×Φ55×10的密封环，安装在填料环之间，使填料环与石墨环间隔安装（见图2）。因盘根填料环有一定的塑性，在压紧力作用下能产生一定的径向力而与轴紧密接触。石墨环传递预紧力能力强，且不会被介质穿透，可增大内侧填料的径向力，改善预紧力等，使每道环所受的预紧力相差很小，这样，填料箱内每道环所受的径向力相差很小，当大于介质的压力，即能阻止泄漏。石墨浸渍树脂材料耐腐蚀性好，且自润滑性好，摩擦系数小，此材料的机械强度比石墨高。虽然石墨浸渍树脂材料膨胀系数较大，但因柱塞泵介质温度低，膨胀量很小，适于作为填料，填料密封预紧后，机械损耗小，可提高了泵的效率，解决了原盘根填料被介质穿透后出现泄漏和安装预紧力不均匀问题。
改造的技术关键是保证圆环的加工精度和尺寸。安装时的技术关键是保证正确的安装方法并使装配数据在规定的范围内。填料的每道切口必须以45°或90°交错安装，最后压扣填料压盖时必须保证压盖端面与轴垂直。填料压盖与轴套直径间隙在0.75～1.00mm范围内。其外径与填料盒间隙为0.1～0.15mm。安装后，预紧力大小十分重要，如果过大，摩擦力也会急剧增加，加快填料磨损，温度升高，填料中的浸渍剂磨损加快，填料体积也随之减少，径向密封力下降，很容易造成泄漏。反之，预紧力小于介质压力时，又起不到密封作用。对容易汽化的泵应开启后再进行热压紧。
改造的密封体结构经运行具有以下几种优点：
（1）结构简单，改造容易。原密封体不变，只加工3个尺寸为Φ75×Φ55×10的浸树脂石墨环即可完成，也可根据维修情况将石墨浸渍树脂密封环制作成斜切口或直切口。
（2）安装、检修方便。
（3）密封效果好，泄漏量不超标，泄漏量为8滴/分钟。
（4）使用寿命长。整组填料半年更换一次，由原来的半个月更换一次提高到半年更换一次。
4改造后运行效果
改造后，提高了设备利用率和效率，没有再发生因泄漏严重需停泵的现象。保证了装置的正常运行。此种型号泵密封的改造成功，为公司同型号泵的密封改造提供了技术保证，可推广应用到其它型号的往复泵上。
从经济效益上看，原填料密封，一套价值700元，改用石墨浸渍树脂密封环后，每套环只需100元。因密封填料从原来的半个月更换一次提高到半年一次，则一台泵每年维修次数可减少22次，因改用密封环后，泵效率提高，由原来的两台泵运行改为一台泵即可保证运行，每小时可节约电2.2千瓦时。则一年可增加经济效益为6.2万元。
5结论
对柱塞计量泵进行技术改造，原密封体不变，根据活塞杆尺寸用石墨浸渍树脂材料加工3个尺寸为Φ75×Φ55×10的密封环，与填料环间隔安装，解决了原盘根填料因介质穿透而出现泄漏和安装预紧力不均匀而造成的泄漏严重问题，改造后密封效果好，密封使用寿命长，泄漏量不超标，而且还提高了泵的效率。