泵轴承密封不耐磨损、高温的解决方案

HEATS · 发表于 2010-9-11 21:02:39

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    （一）出现问题：轴偏离引起高振动，缩短了机械密封的寿命，同时产生噪音。
    解决方法：用聚酰亚胺碳纤维复合材料的叶轮口环配合不锈钢的泵壳口环；用我们材料的喉部衬套代替原有的石墨衬套。
    结　　果：减小了振动幅度，从而延长了密封使用寿命和轴承使用寿命，增强了泵的自由运作。很多泵在使用中都是以盘根作为填充物，盘根主要作用是防泄漏，但也起到轴承的作用，稳定轴。目前很多泵已经将盘根改为机械密封，随着机械密封的转变，轴承影响没有了，而轴偏离（高振动及相关影响）成了问题。
    用聚酰亚胺碳纤维复合材料改善泵，成功地解决了客户的问题，主要有以下两点：
    1) 聚酰亚胺碳纤维复合材料是一种无金属磨损、不咬合的材料。这使得运转间隙缩小（只有API规定的金属材质隙间的一半），较小间隙的衬套可以稳定轴，较小间隙的口环可以进一步限制泄漏及泄漏速度。
    2) 聚酰亚胺碳纤维复合材料是一种高强度、高性能的热塑性材料。它易于注塑，能够吸收振动及冲击，而在被替代的金属是会引起振动及轴的磨损。
    零部件：配用可移动的密封轴套及Teflon的轴承
    （二）出现问题：支撑轴承剧烈磨损。工厂试用了很多不同材料如碳、石墨、有填充物的Teflon材料，试图找到一种合适的来解决磨损及轴偏离的问题，所有材料2到3个月就报废了。其中聚四氟乙烯材质的产品因磨损而使得轴磨损，产生极大泄漏，导致机械密封失效。
    解决方法：用聚酰亚胺碳纤维复合材料代替原来使用的有填充物的PTFE轴承。
    结　　果：聚酰亚胺碳纤维复合材料支撑轴承安装后，已经成功运作超过13个月，使用后第8个月时，搅拌器中心部分被拆下暂时用到其他设备，那时候，工作人员检测了搅拌器轴承，发现每边每英寸泄漏量小于0.005，此时平均故障间歇时间提高了300%到400%。
    （三）出现问题：此泵是以不锈钢和带硬外壳的不锈钢作口环和衬套。一般来讲，泵的间隙干转是因为运作过程中吸入量的减少产生，而主要的一些干转情况常会导致泵过早的损坏，金属部件也受到极大损伤。而这些泵的平均故障间隔时间也只有六个月之久。
    解决方法：用聚酰亚胺碳纤维复合材料代替不锈钢的叶轮口环和衬套，运作间隙降低大约50%。
    结　　果：用聚酰亚胺碳纤维复合材料改进过的泵现在已经使用了一年多。以前运作过程中一些不良状况常会出现，引起间隙性干转，使泵无法工作，但经过聚酰亚胺碳纤维复合材料更新已经使得这种现象延缓。此外，客户也出具报告：通过采用聚酰亚胺碳纤维复合材料材质对其改造，缩小了运作间隙，泵的输出流量已增长了400gpm，同时也对其它两台多级泵进行了更新。
    （四）出现问题：剧烈振动，泵效率低
    解决方法：用聚酰亚胺碳纤维复合材料作泵壳口环及衬套。运转间隙由API标准降低到每英寸转动直径0.0015英寸。
    结　　果：起始振动0.600英寸/秒，改进后振动0.094英寸/秒，效率提升5%。
    振动方面：振动减小的原因如下：
    1) 再循环流动和它对转子不稳定影响减小；
    2) 间隙减小，轴的跑动减小；
    3) 天然热塑性材料有易注塑性能，吸收震动或冲击。
    效率方面：效率提高是因为减小了泵壳与叶轮环之间的间隙。在泵的此处间隙反过来会减少内部再循环。
    可靠性方面：此泵已经连续工作四年多了，该炼油厂也已经将聚酰亚胺碳纤维复合材料用在十多台泵上。
    聚酰亚胺碳纤维复合材料抗研磨材料的优点特性及应用：
    a.具有杰出的抗磨损性能. 在有研磨颗粒的工况中优于橡胶、青铜、碳石墨等材料。
    b.广泛用于污水泵、海水泵（工作环境是沙粒和其它研磨粒）中的衬套，管线泵轴承和碗口耐磨环。
    c.只推荐作为固定部件用（由于材料的温度限制）。
    d.相比于其它的非金属材料，抗研磨复合材料具有更好的抗化学腐蚀性。
    e.相比于橡胶衬套和其它金属材料，聚酰亚胺碳纤维复合材料材料具有非常低的摩擦系数。

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