柱塞泵泄漏分析及处理措施.doc

中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文） 中国石油大学（北京）现代远程教育 毕 业 设 计（论 文）柱塞泵泄漏分析及处理措施姓 名：王桂保 学 号：903612 性 别：男 专 业: 机械设计制造及其自动化 层次：专升本批 次：0809 电子邮箱：. 联系方式学习中心：甘肃兰州奥鹏学习中心摘 要乙烯装置一台加氢进料泵，型号为5V32德国Flowserve汉堡有限公司生产，通过曲轴带动三柱塞做功，密封形式为填料密封。物料为液体，输送介质温度为3000C，介质压力16.2MPa 。在使用过程中该泵填料处出现物料泄漏，更换随机附带的石棉四氟填料，使用1周后，再次产生泄漏，这一问题亟待解决。关键词 柱塞泵 填料密封 弹簧 戈尔填料目 录摘 要1一、泵概述1二、泄漏原因分析1三、故障处理1后 记4参考文献4 柱塞泵泄漏分析及处理措施第一章 柱塞泵概述柱塞泵，型号为5V32德国Flowserve汉堡有限公司生产，通过曲轴带动三柱塞做功，密封形式为填料密封。在使用过程中该泵填料处出现物料泄漏，更换随机附带的石棉四氟填料，使用1周后，再次产生泄漏。第二章 柱塞泵泄漏原因分析2.1柱塞泵工作原理以一个柱塞为原理介绍，一个柱塞泵上有两个单向阀，并且方向相反，柱塞向一个方向运动时缸内出现负压，这时一个单向阀打开液体被吸入缸内，柱塞向另一个方向运动时，将液体压缩后另一个单向阀被打开，被吸入缸内的液体被排出。这种工作方式连续运动后就形成了连续输送物料。2.2填料密封原理填料装入填料腔以后，经压盖对它作轴向压缩，当轴与填料有相对运动时，由于填料的塑性，使它产生径向力，并与轴紧密接触。与此同时，填料中浸渍的润滑剂被挤出，在接触面之间形成油膜。由于接触状态并不是特别均匀的，接触部位便出现“边界润滑”状态，称为“轴承效应”；而未接触的凹部形成小油槽，有较厚的油膜，接触部位与非接触部位组成一道不规则的迷宫，起阻止液流泄漏的作用，此称“迷宫效应”。这就是填料密封的机理。显然，良好的密封在于维持“轴承效应”和“迷宫效应”。也就是说，要保持良好的润滑和适当的压紧。若润滑不良，或压得过紧都会使油膜中断，造成填料与轴之间出现干摩擦，最后导致烧轴和出现严重磨损。为此，需要经常对填料的压紧程度进行调整，以便填料中的润滑剂在运行一段时间流失之后，再挤出一些润滑剂，同时补偿填料因体积变化所造成的压紧力松弛。显然，这样经常挤压填料，最终将使浸渍剂枯竭，所以定期更换填料是必要的。此外，为了维持液膜和带走摩擦热，有意让填料处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在检修泵的过程发现填料失效主要是因为填料压紧使填料失去了弹性。填料失效的效果是导致泵泄漏的第一个主要原因，考虑更换填料种类。2.3.2经过更换填料后多次尝试，仍出现泄露，最后发现原本起自动补偿作用的弹簧在高温、高压，长时间挤压下失去弹性，达不到自动补偿的目的。弹簧失效也是导致泵泄漏的第二个主要原因；2.3.3在检修中发现，柱塞的外表面镀的一层碳化钨脱落，初步分析是高温和介质导致其脱落，使不光滑的柱塞表面与填料摩擦，损坏填料，导致物料泄露。柱塞外表面碳化钨脱落划伤填料是导致泵泄漏的第三个主要原因。第三章 柱塞泵泄漏故障处理3.1选材经过多次试验，我们选择了耐高温且自润滑性能较好的进口戈尔填料，该填料是由美国戈尔公司出品的GFO纤维为原料的盘根，戈尔填料是将石墨融入到四氟乙烯中编织而成。戈尔填料产品特性： 独特的耐高压性能、优良的耐磨耗能力和自润滑能力、广泛的化学介质适应性、良好的耐温性能和较低的高温蠕变、独特的热传导性能, 同时热膨胀系数很小，摩擦系数极小、优良的润滑性，并且十分柔软，不易老化和硬化，所以能有效缓解因润滑失效引起的泄漏 。尤其适用于高速动态密封，防泄漏效果优异，使用寿命更长从而节省了运行费用。 应用领域： 石油、炼油、石油化工 造纸、食品、制药、发电 化学工业、机械制造 （上述行业的阀门、泵、搅拌器、压缩机的填料密封） 截面形状：方型 温度: 240288C PH值: 0-14 线速度: 25m/s 压力:旋转泵 25bar 往复泵 200bar 阀 300bar 密度(g/cm³) 1.4-1.6 3.2改造实施3.2.1由于填料换成戈尔填料后还见泄漏，经分析，是弹簧在高温高压条件已经失去自动补偿作用，考虑用铜环（10mm）和填料（10*2mm）代替弹簧和弹簧座（30mm），增加填料的层数，使密封效果更好。同时通过人工定期调节填料压盖的预紧力，达到减少泄漏目的。3.2.3将原来的材质为碳钢表面镀碳化钨的进口柱塞更换成整体材质为38CrMoAL的国产柱塞，外表面进行抛光处理，解决了柱塞外表面脱落的问题，延长了填料和柱塞的使用寿命，备件国产化后，费用也只有进口备件的的1/5，具有重要的经济效益。3.2.4为了减少因背压过高，物料通过副填料函泄漏而造成的环境污染，增加一条新的回流管线，减少背压，同时起到回收物料作用。 第四章 结论通过对09年5月到10年6月检修统计比较2009年5月2010年6月对比表时间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月频次41111从上表可以看出：改造前泵的检修周期平均为1周；改造后泵的检修周期为3个月，提高了泵的运行周期，泄漏量明显减少，减少了对环境的污染。同时节约了检修费用，取得了很好的效益。后 记本设计（论文）是在赵弘教授的悉心指导下完成的。赵弘老师在设计（论文）进行过程中不仅为我提供了大量的参考文献，还授予我大量的专业知识和实验方