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泵軸承和密封不耐磨損、高溫的解決方案

2016-01-14
(一)出現(xiàn)問題:軸偏離引起高振動(dòng),縮短了機(jī)械密封的壽命,同時(shí)產(chǎn)生噪音。 

    解決方法:用聚酰亞胺碳纖維復(fù)合材料的葉輪口環(huán)配合不銹鋼的泵殼口環(huán);用我們材料的喉部襯套代替原有的石墨襯套。 

    結(jié)果:減小了振動(dòng)幅度,從而延長了密封使用壽命和軸承使用壽命,增強(qiáng)了泵的自由運(yùn)作。很多泵在使用中都是以盤根作為填充物,盤根主要作用是防泄漏,但也起到軸承的作用,穩(wěn)定軸。目前很多泵已經(jīng)將盤根改為機(jī)械密封,隨著機(jī)械密封的轉(zhuǎn)變,軸承影響沒有了,而軸偏離(高振動(dòng)及相關(guān)影響)成了問題。 

    用聚酰亞胺碳纖維復(fù)合材料改善泵,成功地解決了客戶的問題,主要有以下兩點(diǎn): 

    1) 聚酰亞胺碳纖維復(fù)合材料是一種無金屬磨損、不咬合的材料。這使得運(yùn)轉(zhuǎn)間隙縮小(只有API規(guī)定的金屬材質(zhì)隙間的一半),較小間隙的襯套可以穩(wěn)定軸,較小間隙的口環(huán)可以進(jìn)一步限制泄漏及泄漏速度。 

    2) 聚酰亞胺碳纖維復(fù)合材料是一種高強(qiáng)度、高性能的熱塑性材料。它易于注塑,能夠吸收振動(dòng)及沖擊,而在被替代的金屬是會(huì)引起振動(dòng)及軸的磨損。 

零部件:配用可移動(dòng)的密封軸套及Teflon的軸承 

    (二)出現(xiàn)問題:支撐軸承劇烈磨損。工廠試用了很多不同材料如碳、石墨、有填充物的Teflon材料,試圖找到一種合適的來解決磨損及軸偏離的問題,所有材料2到3個(gè)月就報(bào)廢了。其中聚四氟乙烯材質(zhì)的產(chǎn)品因磨損而使得軸磨損,產(chǎn)生極大泄漏,導(dǎo)致機(jī)械密封失效。 

    解決方法:用聚酰亞胺碳纖維復(fù)合材料代替原來使用的有填充物的PTFE軸承。 

    結(jié)果:聚酰亞胺碳纖維復(fù)合材料支撐軸承安裝后,已經(jīng)成功運(yùn)作超過13個(gè)月,使用后第8個(gè)月時(shí),攪拌器中心部分被拆下暫時(shí)用到其他設(shè)備,那時(shí)候,工作人員檢測(cè)了攪拌器軸承,發(fā)現(xiàn)每邊每英寸泄漏量小于0.005,此時(shí)平均故障間歇時(shí)間提高了300%到400%。 

    (三)出現(xiàn)問題:此泵是以不銹鋼和帶硬外殼的不銹鋼作口環(huán)和襯套。一般來講,泵的間隙干轉(zhuǎn)是因?yàn)檫\(yùn)作過程中吸入量的減少產(chǎn)生,而主要的一些干轉(zhuǎn)情況常會(huì)導(dǎo)致泵過早的損壞,金屬部件也受到極大損傷。而這些泵的平均故障間隔時(shí)間也只有六個(gè)月之久。 

    解決方法:用聚酰亞胺碳纖維復(fù)合材料代替不銹鋼的葉輪口環(huán)和襯套,運(yùn)作間隙降低大約50%。 

    結(jié)果:用聚酰亞胺碳纖維復(fù)合材料改進(jìn)過的泵現(xiàn)在已經(jīng)使用了一年多。以前運(yùn)作過程中一些不良狀況常會(huì)出現(xiàn),引起間隙性干轉(zhuǎn),使泵無法工作,但經(jīng)過聚酰亞胺碳纖維復(fù)合材料更新已經(jīng)使得這種現(xiàn)象延緩。此外,客戶也出具報(bào)告:通過采用聚酰亞胺碳纖維復(fù)合材料材質(zhì)對(duì)其改造,縮小了運(yùn)作間隙,泵的輸出流量已增長了 400gpm,同時(shí)也對(duì)其它兩臺(tái)多級(jí)泵進(jìn)行了更新。 

    (四)出現(xiàn)問題:劇烈振動(dòng),泵效率低 

    解決方法:用聚酰亞胺碳纖維復(fù)合材料作泵殼口環(huán)及襯套。運(yùn)轉(zhuǎn)間隙由API標(biāo)準(zhǔn)降低到每英寸轉(zhuǎn)動(dòng)直徑0.0015英寸。 

    結(jié)果:起始振動(dòng)0.600英寸/秒 ,改進(jìn)后振動(dòng)0.094英寸/秒,效率提升5%。 

    振動(dòng)方面:振動(dòng)減小的原因如下: 

    1) 再循環(huán)流動(dòng)和它對(duì)轉(zhuǎn)子不穩(wěn)定影響減小 ; 
    2) 間隙減小,軸的跑動(dòng)減小; 
    3) 天然熱塑性材料有易注塑性能,吸收震動(dòng)或沖擊。 

    效率方面:效率提高是因?yàn)闇p小了泵殼與葉輪環(huán)之間的間隙。在泵的此處間隙反過來會(huì)減少內(nèi)部再循環(huán)。 

    可靠性方面:此泵已經(jīng)連續(xù)工作四年多了,該煉油廠也已經(jīng)將?聚酰亞胺碳纖維復(fù)合材料用在十多臺(tái)泵上。 

    聚酰亞胺碳纖維復(fù)合材料抗研磨材料的優(yōu)點(diǎn)特性及應(yīng)用 : 

    a.具有杰出的抗磨損性能. 在有研磨顆粒的工況中優(yōu)于橡膠、青銅、碳石墨等材料。 

    b.廣泛用于污水泵、海水泵(工作環(huán)境是沙粒和其它研磨粒)中的襯套, 管線泵軸承和碗口耐磨環(huán)。 

    c.只推薦作為固定部件用(由于材料的溫度限制)。 

    d.相比于其它的非金屬材料,抗研磨復(fù)合材料 具有更好的抗化學(xué)腐蝕性。 

    e.相比于橡膠襯套和其它金屬材料,聚酰亞胺碳纖維復(fù)合材料材料具有非常低的摩擦系數(shù)。
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