焊接金屬波紋管失彈的原因分析

       焊接金屬波紋管機械密封廣泛應用于石油化工生產中, 是減壓泵、溶劑泵和熱油泵的關鍵部件。從近幾年離心泵使用情況的調查研究結果來看, 機械密封依然是離心泵的唯一弱點, 是引起泵維修的主要原因。這主要是由于使用條件非常惡劣, 介質多為熱油或輕烴類, 溫度為300～400℃, 壓力為018～ 1010M Pa, 苛刻的工況常常造成密封的失效。由于煉油廠的介質易燃、易爆、有毒、有害, 為確保安全生產, 提高經濟效益, 確定焊接金屬波紋管機械密封的運行狀態(tài)和使用壽命便成為亟待解決的問題。

        從查閱工控論壇提供的文獻看, 雖然機械密封, 包括金屬波紋管機械密封已廣泛應用在工業(yè)生產中。國內外研究人員已對其密封機理有了比較深入的了解, 但仍然存在許多問題, 最為突出的是機械密封的使用壽命和穩(wěn)定性。國內外的生產廠家和科研院所對密封件的穩(wěn)定性和使用壽命研究得較少, 仍然停留在現(xiàn)場使用記錄與試驗判定的階段。至今尚未見有關機械密封使用壽命研究的理論模型或試驗研究報告, 還沒有建立一個比較完整的分析模型或理論來預測機械密封的使用壽命。A. O. L ebeck 將之形象地稱為A rchelis 的腳后跟。由于不能較準確地預測其使用壽命, 工業(yè)上一方面為保安全生產, 往往在密封件還是完好的情況下就被拆換丟棄, 造成極大浪費; 另一方面則是密封件不能被及時更換, 發(fā)生嚴重泄漏, 造成災難。

        因此對該種機械密封裝置進行深入研究, 改善其工作性能, 預測并提高其使用壽命, 將具有極大的理論意義和社會效益。

焊接金屬波紋管失彈的原因分析

        波紋管在使用過程中, 其剛度(或彈性) 會慢慢減小, 這種彈性減小的現(xiàn)象通常稱之為失彈。大量的使用經驗表明, 當波紋管的失彈量超過初始彈力的18%～20% 時, 整個波紋管機械密封就會發(fā)生泄漏, 造成密封失效。

        從金屬波紋管的失彈機理看, 主要是由于永久變形或應力松弛。當波紋管被過度壓縮, 其外邊緣焊接區(qū)域便會發(fā)生屈服, 產生永久變形; 當使用溫度過高, 波紋管材料在高溫和應力作用下內部晶格便會發(fā)生變化, 產生應力松弛; 還有一種情況是工作介質結晶沉淀或凝固在波紋管的縫隙中, 使波紋管變形能力減小或喪失變形能力。

        總之, 造成焊接金屬波紋管失彈的因素較多,大體上可以分為兩大類:

       一是波紋管本身存在的問題, 如材質、結構、焊接工藝和熱處理等;

       二是使用方面存在的問題, 主要有介質壓力、溫度以及工作壓縮量等。

       因此, 要防止或消除波紋管的失彈必須從這兩方面進行研究和改進。目前, 為防止失彈, 采取的措施主要有: 更換波紋管的材質、選用彈性材料、改進波紋管的制造工藝、在使用時進行沖洗冷卻和引進吹掃系統(tǒng)以防結焦等。