斯特拉斯堡小法兰西:泵軸承和密封不耐磨損、高溫的解決方案

(一)出現問題:軸偏離引起高振動,縮短了機械密封的壽命,同時產生噪音。 

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

    結果:減小了振動幅度,從而延長了密封使用壽命和軸承使用壽命,增強了泵的自由運作。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,穩定軸。目前很多泵已經將盤根改為機械密封,隨著機械密封的轉變,軸承影響沒有了,而軸偏離(高振動及相關影響)成了問題。 

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

    1) 聚酰亞胺碳纖維復合材料是一種無金屬磨損、不咬合的材料。這使得運轉間隙縮?。ㄖ揮蠥PI規定的金屬材質隙間的一半),較小間隙的襯套可以穩定軸,較小間隙的口環可以進一步限制泄漏及泄漏速度。 

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

零部件:配用可移動的密封軸套及Teflon的軸承 

    (二)出現問題: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個月就報廢了。其中聚四氟乙烯材質的產品因磨損而使得軸磨損,產生極大泄漏,導致機械密封失效。 

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

    結果:聚酰亞胺碳纖維復合材料支撐軸承安裝后,已經成功運作超過13個月,使用后第8個月時,攪拌器中心部分被拆下暫時用到其他設備,那時候,工作人員檢測了攪拌器軸承,發現每邊每英寸泄漏量小于0.005,此時平均故障間歇時間提高了300%到400%。 

    (三)出現問題:此泵是以不銹鋼和帶硬外殼的不銹鋼作口環和襯套。一般來講,泵的間隙干轉是因為運作過程中吸入量的減少產生,而主要的一些干轉情況?;岬賈鹵霉緄乃鴰?,金屬部件也受到極大損傷。而這些泵的平均故障間隔時間也只有六個月之久。 

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

    結果:用聚酰亞胺碳纖維復合材料改進過的泵現在已經使用了一年多。以前運作過程中一些不良狀況?;岢魷?,引起間隙性干轉,使泵無法工作,但經過聚酰亞胺碳纖維復合材料更新已經使得這種現象延緩。此外,客戶也出具報告:通過采用聚酰亞胺碳纖維復合材料材質對其改造,縮小了運作間隙,泵的輸出流量已增長了 400gpm,同時也對其它兩臺多級泵進行了更新。 

    (四)出現問題:劇烈振動,泵效率低 

    解決方法:用聚酰亞胺碳纖維復合材料作泵殼口環及襯套。運轉間隙由API標準降低到每英寸轉動直徑0.0015英寸。 

    結果:起始振動0.600英寸/秒 ,改進后振動0.094英寸/秒,效率提升5%。 

    振動方面:振動減小的原因如下: 

    1) 再循環流動和它對轉子不穩定影響減小 ; 
    2) 間隙減小,軸的跑動減??; 
    3) 天然熱塑性材料有易注塑性能,吸收震動或沖擊。 

    效率方面:效率提高是因為減小了泵殼與葉輪環之間的間隙。在泵的此處間隙反過來會減少內部再循環。 

    可靠性方面:此泵已經連續工作四年多了,該煉油廠也已經將?聚酰亞胺碳纖維復合材料用在十多臺泵上。 

    聚酰亞胺碳纖維復合材料抗研磨材料的優點特性及應用 : 

    a.具有杰出的抗磨損性能. 在有研磨顆粒的工況中優于橡膠、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。 

    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,抗研磨復合材料 具有更好的抗化學腐蝕性。 

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