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解决方案

泵轴承和密封不耐磨损、高温的解决方案
来源:江南石墨   时间:2013-05-07

  (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:用碳/碳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。
  
  用碳/碳复合材料改善泵,成功地解决了客户的问题,主要有以下两点:
  
  1)碳/碳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)碳/碳复合材料是一种高强度、高性能的韧性材料。它易于加工,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:用碳/碳复合材料代替原来使用的有填充物的PTFE轴承。
  
  结果:碳/碳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:泵是以不锈钢和带硬外壳的不锈钢作口环和衬套。泵的间隙干转是因为运作过程中吸入量的减少产生,而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:用碳/碳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:用碳/碳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,但经过碳/碳复合材料更新已经使得这种现象延缓。此外,:通过改造,缩小了运作间隙,泵的输出流量已增长了400gpm。


  (四)出现问题:剧烈振动,泵效率低
  
  解决方法:用碳/碳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)碳/碳复合材料具有韧性,易吸收震动或冲击。
  
  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,该炼油厂也已经将碳/碳复合材料用在十多台泵上。
  
  碳/碳复合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。
  
  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,碳/碳复合材料具有非常低的摩擦系数。