离心泵耐磨环材料多样化选择

2015年12月21日 03:35 返回

泵运转中出现机械问题或是效率降低，就会对整个工厂的生产造成不良影响。耐磨环可以在泵非正常操作条件下运转时，对泵起到提供保护以及控制液体的回收循环情况。所以其性能的优化十分重要。传统的耐磨环是以不同材料的金属所制造，但是由于金属材料的特性所限，影响了离心泵整体功能的进一步提升。

耐磨环的作用

耐磨环的作用，是将泵中转动及静止的零件，高压和低压的部分分隔开。多年来，设计人员尝试了不同的材料来取代金属耐磨环，以期获得性能的改善。在美国石油协会标准(API 610)中，规定离心泵中必须使用耐磨环，并且准许使用复合材料来制造这些零件，耐磨环结构如图1和图2所示。

金属耐磨环失效原因

当金属耐磨环有所接触时，通常会产生高温、造成金属焊接在一起(摩擦焊接)，并造成泵运转不顺。这种情况会大幅增加耗电量，造成设备严重损坏，同时可能会使得液体渗漏到大气中，对现场的工作人员造成伤害。以下情况耐磨环可能会发生接触。

（1）在泵刚起动，液体还没有流过叶片之前而空转时(尤其是垂直式泵更为严重)。

（2）当转动轴变形，转动叶片因为泵内压力突然升高或其他异常情况而偏离转动轴。

（3）在起动或停止期间“慢速转动”时，因为振动而使得套管偏离转动轴。

（4）在低压蒸汽下、出现气泡或在处理低密度的液体时。

（5）放射状轴承失灵，使得耐磨环彼此接触时。

金属耐磨环之外的其他选择

在了解使用金属和复合材料零件的实际成本费用之后，有些生产厂商转而使用石墨/金属合金等替代材料。但是石墨/金属合金制造的零件脆性太大，耐冲击性、抗振动和抗强烈撞击性能差。这些特性使得石墨/金属合金零件，在运送和安装的过程中可能会出现断裂的情况，大幅提高更换组件的成本。

在20世纪80年代中期，DuPontTM杜邦开发出一种以氟化树脂为基材，通过特种纤维强化的高性能材料Vespel CR-6100。CR—6100结合氟化树脂的抗化学侵蚀及耐高温性（使用温度可高达288℃），以及特种纤维的强度与尺寸稳定性。

CR—6100材料已被应用在西岸纯化公司、钢材研磨、纸张研磨、化学工厂以及食品加工厂等产业使用的泵中。它取代金属及其他复合材料，作为泵中的耐磨环、喉管轴衬和套管轴承，大幅度提升泵的效能。

大多数离心泵的运转条件，都很容易造成其耐磨环受到损坏。但是炼油厂商可以有效避免这种情况，选择具有最佳之操作及功能特性的零件。这样，管理人员就可以提高作业的效率和安全性，同时大幅降低公司的营运成本。