壓裂泵密封泄漏的原因分析
閱讀：1048發布時間：2014-11-12
壓裂泵動力端是由主軸、連桿、十字頭、小連桿、軸承、齒輪、殼體及泵殼蓋等組成，其動力端有獨立的潤滑系統。壓裂泵動力端柱塞密封泄漏會造成嚴重后果，首先潤滑油的泄漏會造成環境污染，其次油箱內由于泄漏造成潤滑油不足會引起爆缸，造成設備損壞。針對ZC-3ZB105-1100型壓裂泵動力端柱塞密封出現的問題，經過反復分析和實驗，我們認為致使壓裂泵動力端柱塞密封失效主要有以下幾個原因。柱塞往復運動的速度柱塞是壓裂泵的主要易損件之一。壓裂泵動力端主要是由曲軸的旋轉運動轉換成柱塞的往復運動，給液力端提供動力。
當柱塞往復運動速度在每分鐘100沖～350沖之間，當其往復運動速度達到每分鐘350沖的時候，柱塞表面與油封密封唇間會產生大量的摩擦熱，使橡膠材質的密封唇加速老化而過早的失去彈性，從而減小了對柱塞的徑向抱緊力而產生泄漏。旋轉運動轉化為往復運動的時候，曲軸要與柱塞頭保持同一水平面上，當運動速度加快的時候，容易偏離水平面使密封圈產生偏磨而失效。
油封的材料決定密封圈的適用范圍的關鍵條件和使用壽命的重要因素就是對密封圈材質的選擇。朱維兵等對密封圈失效的原因進行了分析，指出由于過熱引起的燒傷是密封圈失效的主要原因。原密封件采用的是橡膠(NBR)作為其唇口材料，這種橡膠的*工作溫度為-10℃～120℃，zui高使用溫度為170℃。NBR材質的密封件適用于中低速條件下，在柱塞部分做高速運動的時候會產生高溫，這使得橡膠急劇老化而失效。
油封的結構原密封件為Garlock公司生產的53R2樣式油封，其結構是兩個密封唇板簧結構，即在金屬凹槽中安裝一個K字型的橡膠部件，用板片彈簧代替螺旋彈簧是為了避免在劇烈振動的環境下螺旋彈簧的脫出。
但是這種結構的油封用在ZC-3ZB105-1100型壓裂泵上會出現泄漏問題，實際應用證明這種結構設計不夠完善。筆者經過反復的分析研究，在柱塞進行往復運動時，左邊的密封唇將軸上的潤滑油刮掉，使油流回油箱，但會有刮不干凈的情況，右邊的密封唇在這種情況下會起到刮掉剩下的油的作用，由于兩道密封唇中間的空間是密閉的，而且中間的空腔空間也較小，當油在這個密閉空間中越積越多達到其空間容量的極*就會向兩邊溢出，出現泄漏問題。
