通用选择器
只有完全匹配
搜索标题
搜索内容

用金属填充石墨磨损部件改善锅炉给水泵可靠性

Graphalloy.
Graphaly锅炉给水图1_轴向分开多级水平泵,带石墨_金属合金固定式磨损件

用金属填充石墨磨损部件改善锅炉给水泵可靠性

经过:Graphalloy.

对具有金属填充石墨固定式磨损构件的新型和现有的“金属”水平多级泵对新的和现有的“金属”的修改在锅炉给水服务中具有提高的可靠性。本文提出了案例研究,从OEM测试实验室到现场经验,表明安装有金属填充石墨的泵将在没有癫痫发作的情况下损失(干式运行)或使用闭合排出阀(无流量)的操作更换衬套或壳体磨损环。

在过去的15年中,在单一和多级水平锅炉给水泵中使用自润滑衬套和壳体环已经从好奇心移动到接受的标准。对自润滑衬套和壳体环材料的变化由对传统水平多级泵的严重需求放置的操作实践驱动。这些实践导致了更高的失败率,为泵用户提供了更多的停机时间和更高的维护成本。典型的问题已经干燥运行,随后的磨损表面和经过快速温度瞬变的泵,导致骨折或粘附和癫痫发作。

多级水平泵需要通过衬套的泵流和壳体环形环流,以支撑和旋转元件。如果由于NPSH不足而中断该流动,则泵闪烁或系统镦粗,旋转元件将由于其重量而凹陷,并且可以与固定构件接触。

当静止构件具有类似的材料时,例如铬叶轮和壳体环的标准组合,这些构件在触摸时胆(焊接)。一般来说,当相同的金属在运行干燥时使接触时,陷入困境(焊接)将在一系列孤立点进行。在旋转构件显影足够的力之后,焊接松动留下留下粗糙的表面,在该粗糙的表面上几乎立即重复,直到旋转构件不能再撕裂,发生松散并且癫痫发作。

背景

金属填充石墨是用于加热器排水管,热井和冷凝水处理的垂直泵的标准套管材料。它是由于其独特的自润滑性,耐化学性,尺寸稳定性,耐高差压腐蚀,以及高负荷承载力的特性。

最初,使用金属填充的石墨作为衬套和壳体圈提出了关于材料是否能够承受的严格条件,例如在多级水平泵中发现的高周速度和差分压力。经过13多年的现场经验,在多种安装中,这些因素都没有问题。

最初,泵中的磨料是一个担忧,但在经受偶尔磨蚀的造影的锅炉饲料系统中已经成功使用了新的金属填充石墨。

运行清关

运行间隙通常由要求防止旋转和固定构件接触的要求。大型运行间隙通过允许过度阶段到阶段内部泄漏来惩罚液压效率。由于金属填充的石墨是自润滑材料,因此可以显着降低运行间隙,从而提高泵液压效率和转子动态稳定性,而不会旋转元件释义的风险。

材质说明

金属填充的石墨不是单一材料,而是一种材料系列,每个材料可以在很大程度上变化以适应特定的应用。为多种泵浦应用生产了数百种等级,从低温到极高的温度范围内。金属填充的石墨是通过复合碳过滤器,粘合剂和添加剂制成的。这些原料在加热的混合器中转化为塑料面团。将面团冷却,粉碎和研磨成粉末。

将粉末与有机粘合剂混合并形成粗糙的形状。然后将其置于受控的时间,温度和大气烘箱中以将有机粘合剂转化为碳并烘烤以产生多孔细粒石墨化材料。这件慢慢冷却,然后尽可能粗糙地加工成成品。

通过用熔融金属的压力或真空工艺重新加热并浸渍多孔的半成品件,冷却至室温,然后加工或研磨成成品尺寸和耐受性。用于浸渍石墨的金属被选择与环境和应用相容。

OEM测试程序

经过多次成功的现场对话,泵原始设备制造商(OEM)决定运行测试程序,以记录金属填充石墨拟合多级水平泵的可靠性和液压性能的提高。

图2:镍浸渍的石墨/金属合金旋转元件

在干燥的运行和目标期间,测试计划有三个预期:

  • 获得足够的测试数据,以验证任何液压效率的改进,采用近距离运行的间隙,无粘的金属填充石墨泵
  • 验证金属填充石墨的能力安装泵以存活干燥的运行(吸入损失)并保持可操作
  • 验证金属填充的石墨的能力安装在泵上以在关闭的情况下长时间运行(封闭放电使用的镍浸渍的石墨/金属阀)并保持可操作

测试泵

试验泵是五级,轴向分开,单壳相对的叶轮;双蜗壳,具有单一吸力的第一级叶轮。基于在测试程序的干跑和关闭部分期间预期的温度,选择镍浸渍的石墨/金属合金。图1和2表示测试泵和旋转元件的横截面图。

GraphAlloy表1_测试泵直径运行间隙

表1:测试泵径向运行间隙

测试结果
性能测试
测试1和2是相同的六点基线性能测试,表明液压效率的提高。对于测试1,泵配有“铬镀铬”,带有行业标准的运行间隙。测试2合金固定式和镀铬件,运行间隙减小(表1代表了运行间隙的比较)。在最佳效率点(BEP)处(BEP)镍浸渍的石墨/金属合金拟合泵的效率高于“铬”泵上的“铬”效率高2%。图3表示泵性能和效率比较。

干跑试验(吸入损失)

镍浸渍的石墨/金属合金装配架空:采用数据点来验证泵性能与基线性能测试相同(测试2)。然后通过关闭吸入阀并打开放电(流出)阀来运行泵。机械密封注射以2I GPM的速率保持。干燥的运行持续22分钟,并且在没有观察到可见的变化并且所有温度稳定时,得出结论。打开吸入阀并重新填充试验回路。立即运行了六点基线性能测试,该试验确认了22分钟的干跑,没有改变泵液压性能。后测试检验显示没有摩擦,不寻常的磨损或其他异常。

Chiwne-Pited泵(测试6):采用数据点来验证泵性能与基线性能测试相同(测试1)。然后关闭吸阀,电动机瓦数从492滴到23并保持稳定。两分钟后,瓦数在五秒钟内跳到500 W,泵立即关闭。旋转元件抓住了突然的停止。测试后检查显示第一阶段眼罩壳体和叶轮磨损环的陷入困境(焊接在一起)。在旋转元件的另一端的节气门衬套和套筒之间也发生艰苦。图4显示了镍浸渍石墨/金属合金和铬环组合的测试后比较。

截止头试验(封闭排出阀)

镍浸渍的石墨/金属合金配合泵(测试4):采用数据点来验证泵性能是否与基线性能测试相同(测试2)。然后在关闭条件下运行泵(无流量),放电阀给出54分钟。将泵内部温度记录在第五阶段蜗壳处,45分钟后在315°F稳定。

Graphalloy图3_液压效率比较

图3:水力效率比较

在关闭54分钟后运行后,机械密封件的泄漏开始增加,因此放电磨料磨损测试程序显示阀门快速打开。打开排出阀导致温度瞬态,冷却速率为每秒22°F。泵浦温度稳定后,立即运行六​​点基线性能试验,证实了54分钟的截止测试和随后在排放阀打开时引起的热冲击,没有改变泵液压性能。后测试检验显示没有摩擦,不寻常的磨损或其他异常。

磨料磨损

关于锅炉给水系统中金属填充石墨的主要问题是其能够承受泵送泵的磨料。例如,这可能导致偶尔的系统不扰。在过去的五年中,已经开发了一种“冷凝水泵”石墨/金属合金的级,具有多于双铜或普通碳磨损构件的运行寿命。为了得到冷凝水泵级石墨/金属合金的磨料磨损特性的比较,在纽约特洛伊的雷德斯莱尔理工学院进行ASME磨损试验。“冷凝水泵”级石墨/金属合金的结果比普通碳均为约2.8倍,比SAE 660青铜在抵抗磨料磨损时大约2.5倍(图5)。

现场经验

炼油厂锅炉供给仪表泵:该锅炉部分有四个英格兰兰兰6阶段'CNTA'径向分开水平泵。使用这种锅炉部分的许多操作单元由蒸汽轮机驱动。当L原料变化时出现问题,并且速率快速增加或减少。对蒸汽涡轮机的需求使锅炉供给泵从关闭到最大流量的任何地方操作。随着对蒸汽的需求增加或减少,将信号被给予一个备用泵,以启动或者到操作泵关闭。当操作泵关闭时,它可以暂时运行干燥,这可能会导致它抓住。2001年7月,石墨/金属合金的“冷凝水泵”等级安装在一个泵中。第二次泵于2001年8月被转换。两种转换泵都幸存下来的最后一个干跑,导致第三金属泵失效。现在正在转换为石墨/金属合金固定件的“冷凝水泵”等级。

抓住时,第四泵将被转换。

Papermill锅炉供给泵

1986年8月,四级径向拆分沃思顿'UNQ'锅炉进料泵配有石墨/金属合金固定式磨损件。由于重复癫痫发作,泵被转换为石墨/金属合金,同时安装了标准的“铬的镀铬件上的标准”铬“。泵在1991年3月被拉进行日常维护之前运行的情况下,备用泵也被备用泵与石墨/金属合金固定式磨损部件进行了改装。

Graphalloy锅炉给水图4_干跑试验后环比较

图4:干运行试验后环比较

距离劳动节假期约50英里距离酒店约50英里的姊妹造纸厂在劳动节假期中扣押,并安排从另一厂借用备用锅炉供给泵。安装借用的石墨/金属合金安装泵后,它与蒸汽轮机相连,并达到3,700 rpm的运行速度。它们很快发现石墨/金属合金泵,具有更近距离的径向运行间隙,产生过多的容量。为了降低泵容量,有必要将涡轮机减慢至3,250转。当一个人改变泵的速度时,这就是发生的事情:

  • 泵容量直接随着速度和推力轴承使用寿命的变化而变化。
  • 头部(压力)随着速度变化的平方而变化
  • 所需的力量随着速度变化的多维数据集而变化

在这种情况下,当泵从3,700到3,250转速减慢时,理论上,运行该泵所需的功率如下更改,([3250/3700] 3)= 0.678。因此,配备石墨/金属合金磨损部件,只需要三分之二的电源,以便以3,250rpm运行泵,因为它以3,700rpm为3,700转。

Graphalloy图5_磨料磨损测试程序和结果

图5:磨料磨损测试程序和结果

结论

测试程序和现场经验展示了泵配有金属填充石墨磨损部件的能力,以在没有癫痫发作的情况下在延长的时间内存活或在截止时运行。当在高达750°F的温度下使用时,金属填充的石墨不会熔化,扭曲,解开或脱落。因此,没有必要更换金属填充的石墨,还提供更好的旋转元件阻尼,从而减少振动并增加机械密封和推力轴承使用寿命。

关于作者:

Robert P Kornin代表石墨金属化公司(GMC),自1981年以来,俄勒冈州巴伐仑·俄勒冈州。他花了30多年的工作直接在泵业工作。Komin在国际泵用户研讨会上提出了论文,并在工业水上会议上提出了论文。先进的材料摩擦学代表GMC在印度。

最初发表在化学世界。

阅读A.25岁的Graphalloy套管仍在运行中!!

相关文章

减少WWTP滤波器润滑衬套

减少WWTP过滤器润滑

废水处理厂需要多种维护,以确保顺利运行。本文介绍了石墨/金属合金衬套如何减少......

相关白皮书

Dualpac®2211将纤维板工厂的3倍延伸3倍

挑战问题客户正在使用竞争对手的PTFE包装用于高一致性纸浆股的泵。包装需要每三周更换一次。目标…

泵振动问题鉴定并用Chesterton Connect™解决了

造成造纸厂的挑战,具有高浓度固体的临界水合物浆料泵具有不常见的高振动,这对设备构成了威胁......

10种杀死膜片泵的方法

空气操作的双膜片泵是一种非常可靠的泵型,肯定很容易操作和维护。然而,有许多......

正确安装垫圈的8个步骤

1.检查和清洁法兰,螺栓,螺母和垫圈,并在必要时确保替换任何缺陷的部件。2.润滑 - 润滑螺栓......

注释

发表评论

您的电子邮件地址不会被公开。必需的地方已做标记*

注册我们的通讯!

选择要订阅的列表


通过提交此表格,您正在同意接收营销电子邮件:Empowering Pumps&Equipment,2205-C 7th Street,Tuscaloosa,德赢滚球Al,35401,//www.logis-pro.com。您可以通过使用在每封电子邮件底部的SafeUnsubscribe®链接随时接收电子邮件的同意。电子邮件由常量联系服务