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高壓往復泵填料泄漏原因分析及改進措施

瀏覽次數(shù)：110 次 更新時間：2020-06-11

1、高壓往復泵密封的機理

密封的目的在于，對一處有或許發(fā)生泄露而要對其施以密封的本地，設置一個完善的物理壁壘。欲抵達此目的，密封件需有滿足的彈性，以可以流入和填滿密封面上的任一高低不的當?shù)兀煌€要堅持滿足的剛性，以避免在系統(tǒng)滿載密封壓力下擠入表面間的縫隙中。這兩項懇求須長時間得到滿足。全部彈性環(huán)行密封件都需要密封材料在安裝情況下與協(xié)作件有過盈協(xié)作。因此，不管密封的結構方法怎樣，在密封觸點與協(xié)作面之間都會發(fā)生一種載荷。這種界面載荷的大小，取決于組裝密封件時的過盈量或構成的緊縮量以及材料的彈性模量。關于動密封件來說，為求得使密封組件運動的動力載荷，須以抵觸系數(shù)去乘密封件的載荷，這種載荷實質上是一種功率丟掉。

在選用一個緊縮型密封件的情況下，較大的預加載荷和較大的抵觸力是不行避免的。經(jīng)過選用恰當?shù)奶盍匣蛎芊獠牧?，可以將抵觸力減小到一定程度，在選用填料的情況下，也可以經(jīng)過擠緊壓蓋的方法來調整抵觸力的大小，以求得到一個與許用密封性和答應泄露量相適應的最小緊縮。再者，為了賠償填料表面或許發(fā)生的磨損，壓蓋的壓緊情況需要守時加以調整。這對大多數(shù)方法的壓蓋填料密封來說是一項常規(guī)懇求。

2、填料箱的結構

1.柱塞;2.填料螺母;3.填料箱;4.柱塞襯套;5.填料

3、填料泄露的要素分析及改進方法

3.1、設備進程對填料泄露的影響及改進方法

3.1.1、設備進程對填料泄露的影響

填料假如設備的不精確，其運用壽數(shù)將會縮短15%～20%。填料的設備應按照下述進程進行：

①將內(nèi)表面已被磨損的填料環(huán)卸除，清洗填料壓蓋內(nèi)表面，留心避免劃傷壓蓋內(nèi)表面;

②填料環(huán)切斷及表面面應涂改薄層光滑脂，襯套及壓蓋內(nèi)表面也圖上光滑脂。把每個填料放入精確方位。留心填料密封內(nèi)表面和旁邊面應光滑平整，也不行用螺絲刀捅入的方法裝密封，這種方法會損壞密封面，或構成密封面曲折刺進;

③填料環(huán)的切斷塞填時應互為180°或120°;

④在前一個填料未放入精確方位之前，不行放入第二個。

⑤填料螺母的螺紋嚙合應確保5牙以上，若嚙合牙數(shù)過少，將損壞螺紋絲牙。為避免此種缺陷發(fā)生，可選用削減填料環(huán)的方法完結;

⑥用光滑油涂改柱塞表面，并把柱塞刺進填料箱，用手將填料壓蓋壓入填料箱內(nèi)，避免因偏斜被填料箱口部掛牢。然后用手將填料螺母擰緊，再用東西輕量地將填料壓緊。

柱塞襯套和柱塞以及和填料箱內(nèi)表面屬公差協(xié)作，一同柱塞襯套除了起到導向作用為，還起到密封減壓作用。柱塞襯套(亦稱導向環(huán))和柱塞之間以及填料箱之間的空地協(xié)作欠好，將會構成柱塞和柱塞襯套之間干磨，致使填料箱溫度增加，嚴重的會拉傷柱塞表面，構成泄露。2010年5月4日，因為填料漏量增大在對加氫進料泵進行修補時，發(fā)現(xiàn)柱塞的表面有明顯的軸向傷痕，而柱塞襯套的內(nèi)上表面有明顯的抵觸痕跡，說明柱塞襯套和柱塞發(fā)生了抵觸。

經(jīng)過現(xiàn)場實習測量，柱塞襯套和柱塞之間的單端面空地為0.16mm，柱塞襯套和填料箱之間的單端面空地為0.30mm，說明柱塞襯套完全落在填料箱表面上之前，柱塞襯套和柱塞發(fā)生了嚴重的抵觸，然后構成了柱塞表面的傷痕，致使填料端的泄露。

因為柱塞襯套和填料箱內(nèi)表面的公差空地太大，經(jīng)過長時間工作后填料逐步磨損，柱塞襯套和填料之間的空地逐步增大，柱塞襯套在重力的作用下下移，構成柱塞襯套和柱塞干磨，損害柱塞。空地太小會帶來設備不方便。柱塞襯套內(nèi)表面和柱塞之間的公差空地太大，會構成柱塞襯套起不到密封作用，一般最大不能超過0.5mm;空地太小，會構成柱塞襯套和柱塞干磨，損壞柱塞。

3.1.2、改進方法

為此，經(jīng)過從頭加工將柱塞襯套和填料箱內(nèi)表面的公差空地調為0.08mm，將柱塞襯套內(nèi)表面和柱塞之間的協(xié)作空地改為0.20mm，改進經(jīng)過查詢柱塞和填料襯套再也沒有干磨現(xiàn)象的發(fā)生，泄露量和泄露率大大降低。

3.2、柱塞質料對填料泄露的影響及改進方法

3.2.1、柱塞質料對填料泄露的影響

柱塞質料對填料泄露有很大的影響，在高壓條件下，柱塞做往復運動，柱塞表面上要承受很大的負荷，而這些負荷又轉化為抵觸力時間對柱塞發(fā)生磨損，所以柱塞有必要具有高硬度、高強度的特征，才干滿足柱塞嚴苛的工作條件。而我廠往復泵所用柱塞質料是45號鋼，表面沒有經(jīng)過格外處理，2010年5月在對泵體填料函進行崩潰時發(fā)現(xiàn)，柱塞表面上呈現(xiàn)了數(shù)不清的溝槽，現(xiàn)已嚴重磨損，然后致使了泄露的發(fā)生。

3.2.2、改進方法

鑒于這種情況組織了加工廠家對柱塞表面進行了處理，首要運用一種新式的表面噴涂技術即超音速火焰噴涂(HVOF)技術在柱塞表面上涂了一層金屬氧化物陶瓷。該技術是經(jīng)過超音速火焰，將粉末狀的陶瓷材料加熱至熔化或半熔化情況，并加速構成高速熔滴，噴向基體材料，構成涂層，然后對材料表面功用(耐磨性、耐蝕性、耐熱性等)進行強化或再生，起到維護作用，并對因磨損腐蝕或加工超差致使的零件標準減小進行修復。表1是經(jīng)過表面處理的柱塞和沒經(jīng)過表面處理的45號鋼柱塞的功用對比。

表1 柱塞表面處理前后參數(shù)對比

柱塞表面處理前后參數(shù)對比

綜上分析，改造后，運用在金屬表面涂覆陶瓷涂層的方法制備的材料，既確保了金屬的強度和耐性，又具備陶瓷耐高溫、耐磨損、耐腐蝕的特性。經(jīng)運用后兩個月的查詢，新改造的柱塞再也沒有柱塞表面磨損嚴重的現(xiàn)象發(fā)生。經(jīng)研討證實，經(jīng)過這種表面處理的陶瓷柱塞的壽數(shù)是沒有經(jīng)過表面處理的45號柱塞壽數(shù)的5倍。實習上這種表面處理的方法用極少量的材料起到許多、寶貴的整體材料難以起到的作用，一同又極大地降低產(chǎn)品的加工本錢，然后抵達前進產(chǎn)品質量、延伸運用壽數(shù)、節(jié)約本錢和動力的目的。

3.3、填料質料對填料泄露的影響及改進方法

3.3.1、填料質料對填料泄露的影響

該高壓往復泵柱塞所用填料質料原來是芳綸纖維，該填料在實習出產(chǎn)傍邊根天性確保往復泵柱塞密封的運用懇求，但缺陷是運用4～6個月后填料變硬，抵觸系數(shù)變大，并對柱塞構成一定程度的磨損，終究致使密封失效，所以一再更換填料，也增加了修補本錢。

3.3.2、改進方法

根據(jù)這種情況，經(jīng)過重復選擇，選用了美國戈爾公司出產(chǎn)的GFO盤根。該盤根在pH值0～14的環(huán)境中不與任何物質反應。其溫度適用規(guī)模是-240～280℃，適用于各種類型的泵。它是在膨體聚四氟乙烯中參加抗腐蝕性的光滑劑，具有優(yōu)異的抗拉強度和光滑功用，抵觸系數(shù)大大減小，選用這種填料后，對等工況下該高壓往復泵的工作電流減小了5A，大大降低了能耗。受壓后，這種材料具有一定的填充功用，能自動添補不規(guī)則處，因此選用這種材料進行密封就避免了寶貴的修補和繁瑣的更換工作。一般情況下，一根新的柱塞，選用GFO盤根柱塞的更換時間為4～5年，這么就大大前進了設備的工作壽數(shù)。

3.4、工作維護對填料泄露的影響及改進方法

3.4.1、工作維護對填料泄露的影響

填料會跟著時間的延伸逐步磨損，其成果將構成填料與柱塞、填料與填料、填料與填料箱之間的空地變大，構成柱塞泄露量增大，嚴重的會致使填料變形甚至失效。

3.4.2、改進方法

在平時維護傍邊應守時檢查填料箱壓蓋的松緊和柱塞泄露量的大小。若填料壓蓋過松，泄露量增大，應及時緊固填料壓蓋，確保泄露量在正常規(guī)模以內(nèi)。但填料壓蓋又不能太緊，因為太緊反而會增大填料的磨損，降低的填料的壽數(shù)。在壓緊填料壓蓋時，應分數(shù)次逐步壓緊，切勿運用俄然的力氣壓緊填料。

4、結論

(1)填料箱的設備方法對填料泄露起著十分重要的作用，設備方法不妥，填料的泄露就不行避免。其他填料箱里柱塞襯套和柱塞以及填料箱的協(xié)作公差也不容忽視，因柱塞襯套還起著降壓節(jié)約的作用，協(xié)作空地太大，降壓作用不明顯，就簡略構成填料泄露，協(xié)作空地太小，簡略構成設備困難。

(2)填料質料對填料泄露起著決議作用，選擇適合質料的填料，不但能削減泄露，還能延伸材料壽數(shù)，降低設備維護費用。

(3)柱塞的質料對填料的泄露也占有一定的作用，選用適合質料的柱塞可以在降低泄露率的一同還能大大降低設備修補率。

(4)工作維護時需要守時對填料箱進行緊固，這么可以避免不必要的泄露，大大降低泄露率。

關于特油設備加氫進料泵連續(xù)泄露，我廠采用關于性的方法，大大降低了填料箱的泄露量，其他也延伸了設備的修補周期，確保了安全出產(chǎn)，一同也完結了節(jié)能減排，對我廠設備的平穩(wěn)工作起到了十分重要的作用。