壓力對(duì)密封膠圈的影響范文

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《中國(guó)設(shè)備工程雜志》2015年第二期

一、膠圈損壞原因分析

1.膠圈材質(zhì)特性密封膠條材質(zhì)為氟橡膠（FPM），由含氟單體共聚而得。其特征為耐高溫（可達(dá)300℃）、耐腐蝕，此外機(jī)械強(qiáng)度、電絕緣性、耐老化性能都很好，適合于密封條件。

2.氣體介質(zhì)特性分析該機(jī)組的介質(zhì)是以甲烷為主的氣體，無(wú)色、無(wú)臭，溶于水，密度為0.7174kg/m3，燃點(diǎn)450℃，爆炸極限為5%～15%。同時(shí)氣體中還伴有有機(jī)硫化物和硫化氫（H2S），其酸性成分長(zhǎng)期與橡膠類物質(zhì)接觸，易于發(fā)生腐蝕。

3.配合間隙值對(duì)膠圈的影響該機(jī)組在機(jī)殼與內(nèi)機(jī)殼配合的密封處有4處密封膠條，在這4處密封膠條中只有內(nèi)機(jī)殼二段出口側(cè)的密封槽配合外徑尺寸φ1678mm與其它三個(gè)密封槽配合外徑尺寸φ1690mm不相同，直徑差12mm，單邊差6mm。而在φ1690mm尺寸處配合的公差在0.35～0.5mm，如圖2所示。此種密封結(jié)構(gòu)決定了靠近機(jī)殼與內(nèi)機(jī)殼密封配合間隙小的一側(cè)不易發(fā)生膠圈損壞，而靠近機(jī)殼與內(nèi)機(jī)殼密封配合間隙大的一側(cè)易發(fā)生膠圈損壞。主要是這一側(cè)的膠圈直接與氣流接觸，同時(shí)還受介質(zhì)氣體中含硫物質(zhì)的腐蝕，時(shí)間長(zhǎng)了將使膠圈變型、老化、腐蝕。

4.氣體壓力對(duì)膠圈的影響氣體壓力和流速會(huì)對(duì)物體產(chǎn)生沖擊作用，在密封處氣體與膠圈直接接觸，并在氣體壓力和氣體流速的作用下，不斷地沖擊密封膠圈，使該處膠圈長(zhǎng)時(shí)間的在氣流摩擦力的作用下。該天然氣氣體長(zhǎng)期與裸露的橡膠類物質(zhì)表面接觸，易于發(fā)生腐蝕，更易發(fā)生侵蝕、老化、變質(zhì)。

二、密封處結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

通過(guò)上述的分析可以得出結(jié)論，該處密封膠圈的結(jié)構(gòu)尺寸不合理。為此提出以下幾個(gè)方案為該機(jī)組進(jìn)行改造。

1.方案1:更改密封膠條的寬度在密封膠圈高度不變的情況下，將寬度變窄，在兩側(cè)增加金屬護(hù)板，以防氣體介質(zhì)直接接觸密封膠圈，同時(shí)將氣體的壓力和流速由原來(lái)直接作用在密封膠圈上改為作用在膠圈兩側(cè)金屬護(hù)板上，其徑向配合間隙為0.35～0.5mm，這樣起到保護(hù)的作用。金屬護(hù)板結(jié)構(gòu)如圖3所示。因增加的該金屬護(hù)板的內(nèi)外直徑較大，加工難度大，精度要求高（采用數(shù)控線切割設(shè)備），為便于安裝，故其結(jié)構(gòu)采用6等分，它們之間采用螺釘銷相連。

2.方案2：更改該密封處的局部結(jié)構(gòu)在密封膠圈標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)尺寸不變的情況下，對(duì)內(nèi)機(jī)殼與機(jī)殼二段出風(fēng)口靠平衡盤(pán)側(cè)密封處的密封槽進(jìn)行局部的結(jié)構(gòu)尺寸更改，在該處設(shè)計(jì)一個(gè)鑲嵌環(huán)形結(jié)構(gòu)的密封槽，然后用螺釘?shù)确职押希{(diào)整好配合尺寸間隙，保證密封性和安裝工藝性要求。其鑲嵌密封槽結(jié)構(gòu)如圖4所示。

3.方案3：對(duì)內(nèi)機(jī)殼進(jìn)行更換對(duì)內(nèi)機(jī)殼重新進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，重新選擇該處密封膠條規(guī)格，以保證該處的密封性和安裝的工藝性要求。

三、結(jié)論

經(jīng)過(guò)上述對(duì)該機(jī)組所產(chǎn)生的原因分析及幾套整改方案的準(zhǔn)備，經(jīng)征求使用單位意見(jiàn)，同時(shí)考慮生產(chǎn)的運(yùn)行情況，決定采用方案1對(duì)機(jī)組內(nèi)機(jī)殼二段出風(fēng)口靠衡盤(pán)側(cè)密封處進(jìn)行改造。經(jīng)過(guò)改造的內(nèi)機(jī)殼回裝后，機(jī)組于2013年11月開(kāi)車，經(jīng)過(guò)近1年的使用，機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

作者：李鵬郭歡王興偉王永杰單位：沈陽(yáng)鼓風(fēng)集團(tuán)