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高壓往復(fù)泵填料泄漏原因分析及改進(jìn)措施

瀏覽次數(shù)：155 次 更新時(shí)間：2020-06-11

1、高壓往復(fù)泵密封的機(jī)理

密封的目的在于，對(duì)一處有或許發(fā)生泄露而要對(duì)其施以密封的本地，設(shè)置一個(gè)完善的物理壁壘。欲抵達(dá)此目的，密封件需有滿(mǎn)足的彈性，以可以流入和填滿(mǎn)密封面上的任一高低不的當(dāng)?shù)?，一同還要堅(jiān)持滿(mǎn)足的剛性，以避免在系統(tǒng)滿(mǎn)載密封壓力下擠入表面間的縫隙中。這兩項(xiàng)懇求須長(zhǎng)時(shí)間得到滿(mǎn)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(guò)盈協(xié)作。因此，不管密封的結(jié)構(gòu)方法怎樣，在密封觸點(diǎn)與協(xié)作面之間都會(huì)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(shí)的過(guò)盈量或構(gòu)成的緊縮量以及材料的彈性模量。關(guān)于動(dòng)密封件來(lái)說(shuō)，為求得使密封組件運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力載荷，須以抵觸系數(shù)去乘密封件的載荷，這種載荷實(shí)質(zhì)上是一種功率丟掉。

在選用一個(gè)緊縮型密封件的情況下，較大的預(yù)加載荷和較大的抵觸力是不行避免的。經(jīng)過(guò)選用恰當(dāng)?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(guò)擠緊壓蓋的方法來(lái)調(diào)整抵觸力的大小，以求得到一個(gè)與許用密封性和答應(yīng)泄露量相適應(yīng)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(shí)加以調(diào)整。這對(duì)大多數(shù)方法的壓蓋填料密封來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)常規(guī)懇求。

2、填料箱的結(jié)構(gòu)

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(jìn)方法

3.1、設(shè)備進(jìn)程對(duì)填料泄露的影響及改進(jìn)方法

3.1.1、設(shè)備進(jìn)程對(duì)填料泄露的影響

填料假如設(shè)備的不精確，其運(yùn)用壽數(shù)將會(huì)縮短15%～20%。填料的設(shè)備應(yīng)按照下述進(jìn)程進(jìn)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(yīng)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(gè)填料放入精確方位。留心填料密封內(nèi)表面和旁邊面應(yīng)光滑平整，也不行用螺絲刀捅入的方法裝密封，這種方法會(huì)損壞密封面，或構(gòu)成密封面曲折刺進(jìn);

③填料環(huán)的切斷塞填時(shí)應(yīng)互為180°或120°;

④在前一個(gè)填料未放入精確方位之前，不行放入第二個(gè)。

⑤填料螺母的螺紋嚙合應(yīng)確保5牙以上，若嚙合牙數(shù)過(guò)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(jié);

⑥用光滑油涂改柱塞表面，并把柱塞刺進(jìn)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(dǎo)向作用為，還起到密封減壓作用。柱塞襯套(亦稱(chēng)導(dǎo)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(huì)構(gòu)成柱塞和柱塞襯套之間干磨，致使填料箱溫度增加，嚴(yán)重的會(huì)拉傷柱塞表面，構(gòu)成泄露。2010年5月4日，因?yàn)樘盍下┝吭龃笤趯?duì)加氫進(jìn)料泵進(jìn)行修補(bǔ)時(shí)，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(shuō)明柱塞襯套和柱塞發(fā)生了抵觸。

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)測(cè)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(shuō)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(yán)重的抵觸，然后構(gòu)成了柱塞表面的傷痕，致使填料端的泄露。

因?yàn)橹r套和填料箱內(nèi)表面的公差空地太大，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)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(gòu)成柱塞襯套和柱塞干磨，損害柱塞。空地太小會(huì)帶來(lái)設(shè)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(huì)構(gòu)成柱塞襯套起不到密封作用，一般最大不能超過(guò)0.5mm;空地太小，會(huì)構(gòu)成柱塞襯套和柱塞干磨，損壞柱塞。

3.1.2、改進(jìn)方法

為此，經(jīng)過(guò)從頭加工將柱塞襯套和填料箱內(nèi)表面的公差空地調(diào)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(jìn)經(jīng)過(guò)查詢(xún)柱塞和填料襯套再也沒(méi)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(zhì)料對(duì)填料泄露的影響及改進(jìn)方法

3.2.1、柱塞質(zhì)料對(duì)填料泄露的影響

柱塞質(zhì)料對(duì)填料泄露有很大的影響，在高壓條件下，柱塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，柱塞表面上要承受很大的負(fù)荷，而這些負(fù)荷又轉(zhuǎn)化為抵觸力時(shí)間對(duì)柱塞發(fā)生磨損，所以柱塞有必要具有高硬度、高強(qiáng)度的特征，才干滿(mǎn)足柱塞嚴(yán)苛的工作條件。而我廠(chǎng)往復(fù)泵所用柱塞質(zhì)料是45號(hào)鋼，表面沒(méi)有經(jīng)過(guò)格外處理，2010年5月在對(duì)泵體填料函進(jìn)行崩潰時(shí)發(fā)現(xiàn)，柱塞表面上呈現(xiàn)了數(shù)不清的溝槽，現(xiàn)已嚴(yán)重磨損，然后致使了泄露的發(fā)生。

3.2.2、改進(jìn)方法

鑒于這種情況組織了加工廠(chǎng)家對(duì)柱塞表面進(jìn)行了處理，首要運(yùn)用一種新式的表面噴涂技術(shù)即超音速火焰噴涂(HVOF)技術(shù)在柱塞表面上涂了一層金屬氧化物陶瓷。該技術(shù)是經(jīng)過(guò)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(gòu)成高速熔滴，噴向基體材料，構(gòu)成涂層，然后對(duì)材料表面功用(耐磨性、耐蝕性、耐熱性等)進(jìn)行強(qiáng)化或再生，起到維護(hù)作用，并對(duì)因磨損腐蝕或加工超差致使的零件標(biāo)準(zhǔn)減小進(jìn)行修復(fù)。表1是經(jīng)過(guò)表面處理的柱塞和沒(méi)經(jīng)過(guò)表面處理的45號(hào)鋼柱塞的功用對(duì)比。

表1 柱塞表面處理前后參數(shù)對(duì)比

柱塞表面處理前后參數(shù)對(duì)比

綜上分析，改造后，運(yùn)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(qiáng)度和耐性，又具備陶瓷耐高溫、耐磨損、耐腐蝕的特性。經(jīng)運(yùn)用后兩個(gè)月的查詢(xún)，新改造的柱塞再也沒(méi)有柱塞表面磨損嚴(yán)重的現(xiàn)象發(fā)生。經(jīng)研討證實(shí)，經(jīng)過(guò)這種表面處理的陶瓷柱塞的壽數(shù)是沒(méi)有經(jīng)過(guò)表面處理的45號(hào)柱塞壽數(shù)的5倍。實(shí)習(xí)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(qián)，然后抵達(dá)前進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量、延伸運(yùn)用壽數(shù)、節(jié)約本錢(qián)和動(dòng)力的目的。

3.3、填料質(zhì)料對(duì)填料泄露的影響及改進(jìn)方法

3.3.1、填料質(zhì)料對(duì)填料泄露的影響

該高壓往復(fù)泵柱塞所用填料質(zhì)料原來(lái)是芳綸纖維，該填料在實(shí)習(xí)出產(chǎn)傍邊根天性確保往復(fù)泵柱塞密封的運(yùn)用懇求，但缺陷是運(yùn)用4～6個(gè)月后填料變硬，抵觸系數(shù)變大，并對(duì)柱塞構(gòu)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(bǔ)本錢(qián)。

3.3.2、改進(jìn)方法

根據(jù)這種情況，經(jīng)過(guò)重復(fù)選擇，選用了美國(guó)戈?duì)柟境霎a(chǎn)的GFO盤(pán)根。該盤(pán)根在pH值0～14的環(huán)境中不與任何物質(zhì)反應(yīng)。其溫度適用規(guī)模是-240～280℃，適用于各種類(lèi)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(qiáng)度和光滑功用，抵觸系數(shù)大大減小，選用這種填料后，對(duì)等工況下該高壓往復(fù)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(dòng)添補(bǔ)不規(guī)則處，因此選用這種材料進(jìn)行密封就避免了寶貴的修補(bǔ)和繁瑣的更換工作。一般情況下，一根新的柱塞，選用GFO盤(pán)根柱塞的更換時(shí)間為4～5年，這么就大大前進(jìn)了設(shè)備的工作壽數(shù)。

3.4、工作維護(hù)對(duì)填料泄露的影響及改進(jìn)方法

3.4.1、工作維護(hù)對(duì)填料泄露的影響

填料會(huì)跟著時(shí)間的延伸逐步磨損，其成果將構(gòu)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(gòu)成柱塞泄露量增大，嚴(yán)重的會(huì)致使填料變形甚至失效。

3.4.2、改進(jìn)方法

在平時(shí)維護(hù)傍邊應(yīng)守時(shí)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(guò)松，泄露量增大，應(yīng)及時(shí)緊固填料壓蓋，確保泄露量在正常規(guī)模以?xún)?nèi)。但填料壓蓋又不能太緊，因?yàn)樘o反而會(huì)增大填料的磨損，降低的填料的壽數(shù)。在壓緊填料壓蓋時(shí)，應(yīng)分?jǐn)?shù)次逐步壓緊，切勿運(yùn)用俄然的力氣壓緊填料。

4、結(jié)論

(1)填料箱的設(shè)備方法對(duì)填料泄露起著十分重要的作用，設(shè)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(jiǎn)略構(gòu)成填料泄露，協(xié)作空地太小，簡(jiǎn)略構(gòu)成設(shè)備困難。

(2)填料質(zhì)料對(duì)填料泄露起著決議作用，選擇適合質(zhì)料的填料，不但能削減泄露，還能延伸材料壽數(shù)，降低設(shè)備維護(hù)費(fèi)用。

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

(4)工作維護(hù)時(shí)需要守時(shí)對(duì)填料箱進(jìn)行緊固，這么可以避免不必要的泄露，大大降低泄露率。

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