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翻新API 610第五版老式泵,以满足12版规定的标准。

化学
Sulzer太平洋JTC泵API 610第五版

翻新API 610第五版老式泵,以满足12版规定的标准。

由:苏尔寿

在许多行业中使用高能泵,其中一家是石化工业的行业之一。作为重要资产,他们旨在提供可靠性,同时保持其设计效率多年。虽然泵设计人员在设计泵时有点自由手,但石化市场的一些设计特征必须满足API 610的要求。在过去30年中,API 610已从第5版转变为第12版。Sulzer拥有专业知识和工程设施,将这些复古泵带入他们的服务中心,设计了多年前为API 610第5版,并将其作为API 610 12th Edition返回给客户。

Sulzer的现场工程师Manuel Monroy以太平洋JTC®多级离心泵为例,解释了一系列可以实施的改进。

油气行业面临的动态挑战不断催生出对创新解决方案的需求,以实现更长、无故障的作业间隔。多年前为特定服务而设计的泵现在可能不会在设计时的条件下运行。在Sulzer,我们的理念是通过业界最新的升级,为客户的设备提供维修解决方案,从而提高可靠性和效率。

从1958年到1989年,太平洋JTC多级扩散泵被引入石油工业,以及电力工业,化石燃料和核能。

JTC是一种带背对背叶轮配置的水平分离式径向型泵。大多数分裂箱泵的蜗壳风格有液压通道在整个壳体中浇铸。JTC的壳体是更简单的设计,如上图所示。壳体具有一个主要直径,径向定位所有覆盖层。覆盖层在其外部直径上用壳体密封,以防止级间泄漏,包含扩散器和返回导向叶片,并将流体从一个叶轮的排放到下一个叶轮的入口中转移到下一个叶轮的入口。用于螺栓的螺栓图案在一起的螺栓图案不必在蜗壳通道周围编织,从而更容易实现密封目的所需的分裂线上的均匀负载。

其他类似设计的泵有IR CNTA、IR HMTA和Worthington WT。与IR HMTA和Worthington WT采用串联叶轮设计相比,JTC和CNTA泵采用对置叶轮设计。JTC和CNTA上的对置叶轮结构平衡了由叶轮产生的轴向推力。串联式叶轮结构产生非常高的内侧推力,与对置式叶轮设计相比,平衡这种推力需要更深入的设计。

许多年前装运的大多数泵都是带填料密封装运的。JTC的轴直径较小,压盖填料至关重要。不仅密封产品从泄漏到大气,但它也作为一个轴承,因此帮助中心和节流衬套在运行期间保持转子的稳定性。使用压盖填料来密封泵的填料函,通常需要在现场进行调整,这对许多操作人员来说是一个持续的维护难题。

机械密封及其优越密封技术的引入增加了对售后市场升级的需求,为改装泵和新的行业标准铺平了道路。

改造的JTC泵现在通常配备机械密封件消除了逃逸排放,这是一个主要的驱动力,这是API-610第7版的释放,在机械密封上标准化和填料箱要求。然而,用填充填料箱的现有泵的修改在没有问题的情况下没有出现问题。随着机械密封件的加入,安装在细长轴上,泵的转子动态行为发生了变化。这种变化导致了闭合运行间隙的加速磨损,振动的增加,进一步打开间隙和恶性循环继续,直到泵不能再由于内部泄漏而振动而机械地执行其功能。。转子动态行为的变化导致创建创新解决方案以维持和增加JTC泵的维修(MTBR)的平均时间。

最近,在常规周转过程中,一家位于帕萨迪纳的化工厂,借此机会大修他们的JTC泵,以改善轴承和密封寿命。Sulzer的休斯顿服务中心提供了工程支持和修复解决方案来增加MTBR。该泵是典型的JTC小轴设计,具有机械密封件,最初设计用于包装。

客户提供的JTC泵到达服务中心时严重损坏。客户注意到,泵的密封和轴承不断出现故障。发现套管内径冲刷过度,在套管内径和套管内径之间有一个o形圈提供级间密封。苏尔寿的质量(QA)团队也发现该案的分割线平整度超公差。典型的磨损是发现转子磨损部件从多年的服务。

为了满足客户的期望,Sulzer的休斯顿服务中心工程团队承担了增加现有泵MTBR的解决方案的任务。配备了最先进的三维激光扫描仪和API经验丰富的工程师,服务中心开始完全反向工程最初的JTC泵。在设计审查之后,维修和改造泵的建议被创建并提交给客户。

Sulzer有两个主要目标,一是按照原始设计标准修复套管损坏,二是提供一种解决方案,以消除紧密运行的内部间隙的加速磨损。

Sulzer中心衬套Perf-Seal设计

中心衬套Perf-Seal设计Vespel插件

套管修复

为了恢复泵盒内心适合并将它们恢复到原始设备制造商(OEM)公差,在行业中实行这种配合的镗孔。在钻孔盒时,泵箱对其中心线的对准是加工过程中最重要的步骤和整个修复。重要的是要策略和适当的工程师并执行适当的修复过程,以便允许恢复泵的批判性案例。

JTC上的堆叠扩散器设计要求对所有内部配合面进行多点检查,以确保平行度和同心度符合Sulzer的标准。为了纠正超差跳动,Sulzer设计和制造了特殊的工具来正确纠正关键配合表面的过度跳动。

为了消除泵壳上的冲蚀和跳动,对泵壳进行了多阶段加工。案子的分割线是在苏尔泽的刨床上设计的。套管孔配合也被加工成所需的尺寸,以保持紧公差和套管分割线的同心度。最后,对箱体内壁进行了加工,并对箱体的一半进行了扭矩加工,以确保两个内壁之间的平行度,轴向定位相距40英寸的内部元件。

转子升级

当在JTC泵的关闭运行间隙中解决加速磨损时,有两个典型的改进选项。

  • 为易损件提供非金属复合材料,减少运行间隙
  • 将转子从间隔套筒设计转子升级到分流环设计的转子

在这种情况下,Sulzer为所有固定磨损部件采用了非金属材料,如眼和轮毂环、节流阀衬套和中心衬套。节流阀衬套和中心衬套上明显的压力分布需要进行额外的设计计算,最终实现了如图2所示的穿孔插入(Perf-Seal)设计。穿孔密封镶件具有贯穿非金属镶件的径向钻孔,这些孔可以防止压差从金属支架挤压镶件。

非金属复合材料能够承受高达500°F(260°C)的温度。它们广泛用于泵行业的磨损环组件、衬套和镶件。这些复合材料的主要优点是能够承受偶尔的干运行。如果有一个泵故障,那么非金属环成为牺牲件,所有其他部件可以修复和重复使用。复合材料还可以减少运行间隙,从而改善转子的刚度和阻尼,提高转子的稳定性,并提高泵的效率。值得注意的是,转向非金属环的主要原因是可靠性,其次是效率。

随着服务中心机械加工的情况完全恢复并用新的磨损部件,泵已准备好装配。叶轮是单独平衡的,组装的转子检查平衡。叶轮和轴之间的松散设计适合在组装过程中需要临界跳动检查。最后,在转子堆叠期间,将所有叶轮和漫射器设置为它们相应的运行位置,以确保叶轮'和漫射器的液压通道正确对齐。

苏尔泽在情况转子组装

在转子组件

进一步升级可用

由于时间限制,转子的升级从套环设计不能适应。现有的隔套设计,两端各有两个锁紧螺母,旨在将转子锁在一起,已知在装配和运行过程中都会产生跳动问题。转子可以进一步升级为分裂环设计转子。这就消除了叶轮之间的隔离套,并允许每个单独阶段的叶轮推力通过劈开环转移到泵轴上。由于消除了隔离套,在某些情况下,通过泵轴的叶轮段,轴的直径可以增加0.5 - 0.75英寸(12 - 19毫米)。这也允许轴和叶轮之间的过配合,减少叶轮磨损表面的跳动,并提供了平衡更严格的平衡标准的能力。以这种方式升级后的泵可以满足最新API 610标准的振动要求。

如果叶轮是可焊的,那么后轮毂可以焊接到现有的叶轮,允许现有的叶轮可重复使用。如果原来的叶轮是铸铁的,必须更换。

对于具有复杂几何体的组件,例如叶轮和壳体扩散器,Sulzer使用CreaForm®扫描仪来允许客户提供的设备快速建模。3D扫描仪是一个强大的工具,广泛用于行业,以适当地实现铸造部件的制造。这使Sulzer提供满足现有液压和包络要求的更换叶轮。对于泵性能的变化,Sulzer Engineering可以分析现有的性能数据,可以相应地调节液压元件以满足新的工艺条件。在时间限制的转变期间,新的转子征用不可行,苏尔寿工程可以对现有转子进行机械回顾,并建议改善轴承寿命的必要转子变化,提高转子稳定性。

以亚马为中心

在JTC上的原始转子设计包括一个定心垫片,这确保转子紧密配合到泵的外壳通过垫片的中心阶段外壳相应。的缺点有一个定心垫片的转子必须拆卸转子的一半正确调整垫片应转子不适合套管与适当的轴向间隙,看到的一个例子,以防转子装配详细图片3。一个升级是可用的,移走中心垫片,并把它移到第一阶段扩散器的前面。通过提供一个层压垫片,可以快速调整转子轴向长度为最终组装。该升级是快速包交换的理想选择,并有可能减少修理的交付时间。

轴承和密封修改

为了增加轴承寿命,轴承座升级也可以通过改造现有的铸铁轴承座与Sulzer的碳钢球或球套安排轴承座。这些设备设计有散热的整体翅片,可以与各种各样的仪器连接,如电阻温度探测器(rtd)、轴承冷却器和振动探头。

在一些情况下,新的风冷轴承壳体可以允许去除现有的水冷壳和相关管道。

苏尔盒的轴承壳体组件可以增加球球布置的轴承尺寸,或者为套筒布置实现较短的长度/直径比(L / D)轴颈轴承。外壳还配备了InPro®隔离器,以保护外壳内部免受污染物。工程师可以定制设计轴承壳体配合法兰,以适应电流泵壳螺栓图案,并最大限度地减少任何案例重新工作。

达到新标准

石化工业具有广泛的分体式扩散泵,类似于JTC,如IR CNTA,IR HMTA和Worthington WT。虽然,它们之间的转子配置变化,但许多可靠性挑战在这些产品线之间保持不变。上面详述的一些JTC升级而不是抄写过时的分离案例扩散器泵,可以是恢复和改善泵性能的实用解决方案,同时升级到API的610第12版,最终增加MTBR。

Sulzer的目标是通过工程和内部制造提供泵的可靠性解决方案。Sulzer自豪地为所有类型的泵提供维修和改造(Sulzer和非Sulzer),接受挑战升级客户的设备,以满足新的行业标准。

关于苏尔寿公司
Sulzer是流体工程的全球领导者。我们专注于为所有类型的流体泵送,搅拌,混合,分离和应用技术。我们的客户从我们的创新,绩效和质量的承诺中受益,并从我们在全球范围内的180个世界级生产设施和服务中心的响应网络。苏尔寿总部位于瑞士冬季,自1834年以来。在2020年,我们的15,000名员工提供了33亿瑞士法郎的收入。我们的股票在六瑞士交易所(六:太阳)上交易。www.sulzer.com。泵设备部门专门用于泵送解决方案,专门用于客户的过程。我们提供泵,搅拌器,压缩机,磨床和通过流体动力学和先进材料的密集研发开发的筛网。我们是泵送水,石油和天然气,电力,化学品和大多数产业段的市场领导者。

苏尔策尔在整个美洲提供尖端部件以及用于泵,涡轮机,压缩机,电机和发电机的维护和修复解决方案。我们为我们的客户提供自己的原始设备以及第三方旋转设备。基于技术的解决方案可以最大限度地提高可靠性和生命周期的成本效益。

想了解更多关于Sulzer的信息,请访问www.sulzer.com

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