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离心泵耐磨环材料多样化选择

发布时间:2015年12月21日 03:35   阅读:3748   返回   来源:泽德

泵运转中出现机械问题或是效率降低,就会对整个工厂的生产造成不良影响。耐磨环可以在泵非正常操作条件下运转时,对泵起到提供保护以及控制液体的回收循环情况。所以其性能的优化十分重要。传统的耐磨环是以不同材料的金属所制造,但是由于金属材料的特性所限,影响了离心泵整体功能的进一步提升。 

耐磨环的作用 

耐磨环的作用,是将泵中转动及静止的零件,高压和低压的部分分隔开。多年来,设计人员尝试了不同的材料来取代金属耐磨环,以期获得性能的改善。在美国石油协会标准(API 610)中,规定离心泵中必须使用耐磨环,并且准许使用复合材料来制造这些零件 ,耐磨环结构如图1和图2所示。 

金属耐磨环失效原因 

当金属耐磨环有所接触时,通常会产生高温、造成金属焊接在一起(摩擦焊接),并造成泵运转不顺。这种情况会大幅增加耗电量,造成设备严重损坏,同时可能会使得液体渗漏到大气中,对现场的工作人员造成伤害。以下情况耐磨环可能会发生接触。 

(1)在泵刚起动,液体还没有流过叶片之前而空转时(尤其是垂直式泵更为严重)。 

(2)当转动轴变形,转动叶片因为泵内压力突然升高或其他异常情况而偏离转动轴。 

(3)在起动或停止期间“慢速转动”时,因为振动而使得套管偏离转动轴。 

(4)在低压蒸汽下、出现气泡或在处理低密度的液体时。 

(5)放射状轴承失灵,使得耐磨环彼此接触时。 

金属耐磨环之外的其他选择 

在了解使用金属和复合材料零件的实际成本费用之后,有些生产厂商转而使用石墨/金属合金等替代材料。但是石墨/金属合金制造的零件脆性太大,耐冲击性、抗振动和抗强烈撞击性能差。这些特性使得石墨/金属合金零件,在运送和安装的过程中可能会出现断裂的情况,大幅提高更换组件的成本。 

在20世纪80年代中期,DuPontTM杜邦开发出一种以氟化树脂为基材,通过特种纤维强化的高性能材料Vespel CR-6100。CR—6100结合氟化树脂的抗化学侵蚀及耐高温性(使用温度可高达288℃),以及特种纤维的强度与尺寸稳定性。 

CR—6100材料已被应用在西岸纯化公司、钢材研磨、纸张研磨、化学工厂以及食品加工厂等产业使用的泵中。它取代金属及其他复合材料,作为泵中的耐磨环、喉管轴衬和套管轴承,大幅度提升泵的效能。 

大多数离心泵的运转条件,都很容易造成其耐磨环受到损坏。但是炼油厂商可以有效避免这种情况,选择具有最佳之操作及功能特性的零件。这样,管理人员就可以提高作业的效率和安全性,同时大幅降低公司的营运成本。 

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