焊接金屬波紋管機(jī)械密封廣泛應(yīng)用于石油化工生產(chǎn)中, 是減壓泵、溶劑泵和熱油泵的關(guān)鍵部件。從近幾年離心泵使用情況的調(diào)查研究結(jié)果來(lái)看, 機(jī)械密封依然是離心泵的唯一弱點(diǎn), 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(zhì)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(zhì)易燃、易爆、有毒、有害, 為確保安全生產(chǎn), 提高經(jīng)濟(jì)效益, 確定焊接金屬波紋管機(jī)械密封的運(yùn)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(xiàn)看, 雖然機(jī)械密封, 包括金屬波紋管機(jī)械密封已廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中。國(guó)內(nèi)外研究人員已對(duì)其密封機(jī)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(jī)械密封的使用壽命和穩(wěn)定性。國(guó)內(nèi)外的生產(chǎn)廠家和科研院所對(duì)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(chǎng)使用記錄與試驗(yàn)判定的階段。至今尚未見有關(guān)機(jī)械密封使用壽命研究的理論模型或試驗(yàn)研究報(bào)告, 還沒有建立一個(gè)比較完整的分析模型或理論來(lái)預(yù)測(cè)機(jī)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(zhǔn)確地預(yù)測(cè)其使用壽命, 工業(yè)上一方面為保安全生產(chǎn), 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(fèi); 另一方面則是密封件不能被及時(shí)更換, 發(fā)生嚴(yán)重泄漏, 造成災(zāi)難。

        因此對(duì)該種機(jī)械密封裝置進(jìn)行深入研究, 改善其工作性能, 預(yù)測(cè)并提高其使用壽命, 將具有極大的理論意義和社會(huì)效益。

焊接金屬波紋管失彈的原因分析

        波紋管在使用過(guò)程中, 其剛度(或彈性) 會(huì)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(jīng)驗(yàn)表明, 當(dāng)波紋管的失彈量超過(guò)初始彈力的18%～20% 時(shí), 整個(gè)波紋管機(jī)械密封就會(huì)發(fā)生泄漏, 造成密封失效。

        從金屬波紋管的失彈機(jī)理看, 主要是由于永久變形或應(yīng)力松弛。當(dāng)波紋管被過(guò)度壓縮, 其外邊緣焊接區(qū)域便會(huì)發(fā)生屈服, 產(chǎn)生永久變形; 當(dāng)使用溫度過(guò)高, 波紋管材料在高溫和應(yīng)力作用下內(nèi)部晶格便會(huì)發(fā)生變化, 產(chǎn)生應(yīng)力松弛; 還有一種情況是工作介質(zhì)結(jié)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(zhì)、結(jié)構(gòu)、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(zhì)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(jìn)行研究和改進(jìn)。目前, 為防止失彈, 采取的措施主要有: 更換波紋管的材質(zhì)、選用彈性材料、改進(jìn)波紋管的制造工藝、在使用時(shí)進(jìn)行沖洗冷卻和引進(jìn)吹掃系統(tǒng)以防結(jié)焦等。