泵軸承和密封不耐磨損、高溫的解決方案
2007-03-29
（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。這使得運轉間隙縮小（只有API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常會導致泵過早的損壞，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常會出現，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，軸的跑動減小； 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。
