淺談往復壓縮機填料密封的檢修方法
2024-07-04
張志強
（大慶煉化公司機電儀廠生產科）
通過對煉油裝置往復壓縮機填料密封的歷次檢修, 作者對于往復壓縮機填料密封的拆卸與安裝積累了寶貴的經驗。明確了往復壓縮機填料密封的結構、工作原理及其拆卸與安裝過程中的注意事項，分享給大家：
1、往復壓縮機填料密封的工作原理
1.1往復式壓縮機填料密封環的作用是防止氣缸中的高壓氣體沿著活塞桿方向泄漏, 它是壓縮機中最重要的零部件之一, 也是壓縮機最主要的外泄漏途徑之一。通常情況下, 我們常說的填料密封環是一種動密封環, 即只有在壓縮機工作時才起密封作用, 而壓縮機停機時或者其它特殊情況下, 它并不能起密封作用。
1.2這里的動密封指作用到填料密封環上的壓力隨著活塞的往復運動而成明顯的周期變化，也即壓力為脈動壓力。為了便于說明, 下面以最常用的填料密封環 (如圖1 (1) ) 來解釋實際的工作原理, 該環由一片徑向切口環和一片切向切口環組成, 為典型的單作用環。
圖1
如圖1 ( (2) ) 所示, 狀態一為所需密封的工作氣缸端被壓縮時, 填料密封環由于受氣體力的作用靠向低壓側, 氣體從填料密封環與填料盒杯槽之間的軸向間隙和徑向環的切口間隙中進入填料的外側, 在氣體力的作用下形成三個密封面:徑向環與切向環切口錯開形成密封面、切向環與活塞桿表面形成密封面、切向環與杯槽側面形成密封面。這樣就阻止了氣體的泄漏, 從而起到密封作用;當氣缸吸氣時 (如圖1 ( (2) ) 狀態二) , 氣體通過徑向環的切口間隙部分回流進氣缸。
1.3在壓縮機的往復運行周期內:在壓縮階段, 氣缸內的高壓氣體作用在填料密封環上, 在填料密封環前后形成壓差, 各密封面在氣體壓差的作用下能夠很好的工作, 氣體逐步泄漏到隨后的填料杯槽里并形成類似的密封形式, 最終保證整個填料盒的密封效果;在吸氣階段, 由于氣體通過填料密封環組中徑向環的切口回流到氣缸, 填料杯槽內的氣體壓力逐漸下降, 因此這樣就可以保證在下一個壓縮過程中, 填料密封環的前后又能建立起新的壓差, 使填料密封環形成三個密封面, 起到密封作用。
2、往復壓縮機填料密封的檢修方法
在壓縮機組進行維護保養和因填料引起的故障時, 都要對其進行拆卸檢查。拆卸檢查填料密封過程中的注意事項:
2.1抽活塞桿式用透明膠帶 (或專用保護套) 對活塞桿絲扣進行纏縛保護。
2.2把活塞桿總成從氣缸外端取出來。活塞桿與十字頭連接帶螺紋的一端直徑比填料處的內徑小1/4英寸 (6mm) 。要特別小心, 慢慢地把活塞桿通過填料段取出來, 以防止損壞活塞桿的螺紋或填料環。
2.3從填料箱頂部拆下潤滑油管路和冷卻液接口等附屬管線, 并從填料函底部拆下放空口。拆下將壓力填料函固定在氣缸上的的帶帽螺栓。
2.4此時不要從螺栓上拆下小螺母。這些螺栓的作用是保持填料函的整體性從而可以作為一個總成來拆裝。
2.5將整個壓力填料拉出到中體箱內。接下來, 填料箱可以從箱體的側面開口取出。此時可以把壓力填料放到一個干凈的位置進行拆卸。
2.6將壓力填料放在清潔的平面上, 凹槽面或朝向氣缸的一面朝下。壓力填料是靠三個長固定螺栓保持固定的。螺栓孔間隔不等。這是為了防止零件沒有正確對中, 把固定螺栓拆卸后填料便可以分開。
2.7在活塞桿上, 填料環的磨損可以通過把一個組填料環放在活塞桿上來鑒定。(記錄對應點的位置) 檢查端部的間隙。如果端部被磨平或接近磨平, 應該更換新的環。
2.8重新組裝前要保證所有零件是清潔的。
3、安裝填料密封過程中的注意事項
3.1新的壓力填料的維修包里包括壓力填料總成圖紙。認真查看壓力填料總成圖紙, 以便增加自己的操作效率。如果在現有的填料函上安裝一套新的填料環, 則需要檢查填料函零件的磨損程度。凹面靠在填料環必須密封的一側應當是平滑的。一般很少會需要修改十字頭一側的填料杯, 當然, 如果發現有必要, 則要注意新換的填料環有正確的側間隙。
3.2在填料函重新安裝前, 應將其解體并浸泡在適當的溶液里徹底清潔。安裝操作步驟如下:
(1) 確認每個填料環和杯正確就位并且在組裝前環上涂上清潔的潤滑油。檢查所有零件是否有非正常的缺口、劃痕, 它們會妨礙填料環在填料杯中自由浮動。要特別小心由軟材料制成的填料環, 例如銅或特氟隆, 而且特別重要的是刮油環要正確安裝以至于不會損傷刮油環的鋒邊。
(2) 零件應該平放到工作臺上, 這樣可以使它們能夠按正確的位置和朝向正確的受壓面有順序安裝。注意所有的填料環上有編號 (在正上方12點位置) , 在安裝時必須一一對應。這對于正確密封是非常重要的。在固定螺栓擰緊后, 所有的填料環應當可以在填料杯里自由徑向浮動。
(3) 在把填料函裝進氣缸之前, 必須檢查最后一個填料杯的墊圈是否有缺口和損傷, 這會引起泄漏。如果懷疑有損傷, 應更換墊圈。
(4) 在把填料函裝入氣缸之前, 要確認填料背對著氣缸的曲柄端的墊圈表面是清潔和無劃痕的。
(5) 重新安裝整個填料函總成, 供油點在上。使用填料螺栓將填料固定就位。
(6) 把包括活塞環的活塞和活塞桿總成, 安裝到氣缸上。在有螺紋的活塞桿十字頭一端直徑比填料的內徑小1/4英寸 (6mm) 。從活塞桿尾端沿螺紋裝入直桶段護套, 接著裝入另一段。小心滑過填料函后拆下護套。
(7) 在十字頭螺母擰緊后, 按扭矩要求均勻的擰緊填料環螺栓。這個步驟將確保壓力填料在端部墊圈的受力均勻。用塞尺測量和調節, 使填料函和活塞桿之間的所有位置保持一致的間隙, 這樣可以容易地完成對中。
(8) 重新擰緊小的鎖緊螺母。重新安裝供油管路、放空口和冷卻液接口。小心不要損傷管路螺母的螺紋。螺母必須擰緊。
4、結論
往復式壓縮機的活塞桿填料在機組運行過程中起著非常重要的作用, 對它了解的越多, 越有利于故障的分析和解決。由于現場情況的不同, 出現的問題也不盡相同, 所以故障處理要需要大家共同開動腦筋, 總結經驗, 開拓創新, 為更好的保證往復壓縮機長周期運行奠定基礎。
來源：《科學技術創新》
（版權歸原作者或機構所有）
