柱塞泵泄漏分析及處理措施.doc

中國石油大學（北京）現(xiàn)代遠程教育畢業(yè)設計（論文） 中國石油大學（北京）現(xiàn)代遠程教育 畢 業(yè) 設 計（論 文）柱塞泵泄漏分析及處理措施姓 名：王桂保 學 號：903612 性 別：男 專 業(yè): 機械設計制造及其自動化 層次：專升本批 次：0809 電子郵箱：. 聯(lián)系方式學習中心：甘肅蘭州奧鵬學習中心摘 要乙烯裝置一臺加氫進料泵，型號為5V32德國Flowserve漢堡有限公司生產，通過曲軸帶動三柱塞做功，密封形式為填料密封。物料為液體，輸送介質溫度為3000C，介質壓力16.2MPa 。在使用過程中該泵填料處出現(xiàn)物料泄漏，更換隨機附帶的石棉四氟填料，使用1周后，再次產生泄漏，這一問題亟待解決。關鍵詞 柱塞泵 填料密封 彈簧 戈爾填料目 錄摘 要1一、泵概述1二、泄漏原因分析1三、故障處理1后 記4參考文獻4 柱塞泵泄漏分析及處理措施第一章 柱塞泵概述柱塞泵，型號為5V32德國Flowserve漢堡有限公司生產，通過曲軸帶動三柱塞做功，密封形式為填料密封。在使用過程中該泵填料處出現(xiàn)物料泄漏，更換隨機附帶的石棉四氟填料，使用1周后，再次產生泄漏。第二章 柱塞泵泄漏原因分析2.1柱塞泵工作原理以一個柱塞為原理介紹，一個柱塞泵上有兩個單向閥，并且方向相反，柱塞向一個方向運動時缸內出現(xiàn)負壓，這時一個單向閥打開液體被吸入缸內，柱塞向另一個方向運動時，將液體壓縮后另一個單向閥被打開，被吸入缸內的液體被排出。這種工作方式連續(xù)運動后就形成了連續(xù)輸送物料。2.2填料密封原理填料裝入填料腔以后，經(jīng)壓蓋對它作軸向壓縮，當軸與填料有相對運動時，由于填料的塑性，使它產生徑向力，并與軸緊密接觸。與此同時，填料中浸漬的潤滑劑被擠出，在接觸面之間形成油膜。由于接觸狀態(tài)并不是特別均勻的，接觸部位便出現(xiàn)“邊界潤滑”狀態(tài)，稱為“軸承效應”；而未接觸的凹部形成小油槽，有較厚的油膜，接觸部位與非接觸部位組成一道不規(guī)則的迷宮，起阻止液流泄漏的作用，此稱“迷宮效應”。這就是填料密封的機理。顯然，良好的密封在于維持“軸承效應”和“迷宮效應”。也就是說，要保持良好的潤滑和適當?shù)膲壕o。若潤滑不良，或壓得過緊都會使油膜中斷，造成填料與軸之間出現(xiàn)干摩擦，最后導致燒軸和出現(xiàn)嚴重磨損。為此，需要經(jīng)常對填料的壓緊程度進行調整，以便填料中的潤滑劑在運行一段時間流失之后，再擠出一些潤滑劑，同時補償填料因體積變化所造成的壓緊力松弛。顯然，這樣經(jīng)常擠壓填料，最終將使浸漬劑枯竭，所以定期更換填料是必要的。此外，為了維持液膜和帶走摩擦熱，有意讓填料處有少量泄漏也是必要的。2.3填料密封泄漏原因分析2.3.1在檢修泵的過程發(fā)現(xiàn)填料失效主要是因為填料壓緊使填料失去了彈性。填料失效的效果是導致泵泄漏的第一個主要原因，考慮更換填料種類。2.3.2經(jīng)過更換填料后多次嘗試，仍出現(xiàn)泄露，最后發(fā)現(xiàn)原本起自動補償作用的彈簧在高溫、高壓，長時間擠壓下失去彈性，達不到自動補償?shù)哪康摹椈墒б彩菍е卤眯孤┑牡诙€主要原因；2.3.3在檢修中發(fā)現(xiàn)，柱塞的外表面鍍的一層碳化鎢脫落，初步分析是高溫和介質導致其脫落，使不光滑的柱塞表面與填料摩擦，損壞填料，導致物料泄露。柱塞外表面碳化鎢脫落劃傷填料是導致泵泄漏的第三個主要原因。第三章 柱塞泵泄漏故障處理3.1選材經(jīng)過多次試驗，我們選擇了耐高溫且自潤滑性能較好的進口戈爾填料，該填料是由美國戈爾公司出品的GFO纖維為原料的盤根，戈爾填料是將石墨融入到四氟乙烯中編織而成。戈爾填料產品特性： 獨特的耐高壓性能、優(yōu)良的耐磨耗能力和自潤滑能力、廣泛的化學介質適應性、良好的耐溫性能和較低的高溫蠕變、獨特的熱傳導性能, 同時熱膨脹系數(shù)很小，摩擦系數(shù)極小、優(yōu)良的潤滑性，并且十分柔軟，不易老化和硬化，所以能有效緩解因潤滑失效引起的泄漏 。尤其適用于高速動態(tài)密封，防泄漏效果優(yōu)異，使用壽命更長從而節(jié)省了運行費用。 應用領域： 石油、煉油、石油化工 造紙、食品、制藥、發(fā)電 化學工業(yè)、機械制造 （上述行業(yè)的閥門、泵、攪拌器、壓縮機的填料密封） 截面形狀：方型 溫度: 240288C PH值: 0-14 線速度: 25m/s 壓力:旋轉泵 25bar 往復泵 200bar 閥 300bar 密度(g/cm³) 1.4-1.6 3.2改造實施3.2.1由于填料換成戈爾填料后還見泄漏，經(jīng)分析，是彈簧在高溫高壓條件已經(jīng)失去自動補償作用，考慮用銅環(huán)（10mm）和填料（10*2mm）代替彈簧和彈簧座（30mm），增加填料的層數(shù)，使密封效果更好。同時通過人工定期調節(jié)填料壓蓋的預緊力，達到減少泄漏目的。3.2.3將原來的材質為碳鋼表面鍍碳化鎢的進口柱塞更換成整體材質為38CrMoAL的國產柱塞，外表面進行拋光處理，解決了柱塞外表面脫落的問題，延長了填料和柱塞的使用壽命，備件國產化后，費用也只有進口備件的的1/5，具有重要的經(jīng)濟效益。3.2.4為了減少因背壓過高，物料通過副填料函泄漏而造成的環(huán)境污染，增加一條新的回流管線，減少背壓，同時起到回收物料作用。 第四章 結論通過對09年5月到10年6月檢修統(tǒng)計比較2009年5月2010年6月對比表時間09年5月-09年6月09年7月-09年9月09年10月-09年12月10年1月-10年3月10年4月-10年6月頻次41111從上表可以看出：改造前泵的檢修周期平均為1周；改造后泵的檢修周期為3個月，提高了泵的運行周期，泄漏量明顯減少，減少了對環(huán)境的污染。同時節(jié)約了檢修費用，取得了很好的效益。后 記本設計（論文）是在趙弘教授的悉心指導下完成的。趙弘老師在設計（論文）進行過程中不僅為我提供了大量的參考文獻，還授予我大量的專業(yè)知識和實驗方