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文檔簡介
1、化工用泵基本知識泵的概念 泵是把原動機的機械能轉(zhuǎn)化成抽送液體能量的機器,在國民經(jīng)濟各個部門中得到廣泛的應用,尤其在化工生產(chǎn)中,其原料、中間產(chǎn)品合最終產(chǎn)品必須依靠泵來實現(xiàn)物料的輸送。在化工生產(chǎn)中使用的泵的種類較多,以適應不同工藝條件的要求。在化工生產(chǎn)裝置中有70以上的投資用于泵及其配套裝置。石油化工用泵的要求 石油化工用泵常采用一些特殊材料和特殊結(jié)構以保護環(huán)境,獲得高的效率和良好的性能。對于輸送惡劣液體、使用條件苛刻的化工泵,發(fā)生故障的原因比普通泵要復雜得多,因此在設計、選用和使用維護檢修時必須引起足夠重視。石油化工用泵大至有以下幾點要求。1.適應工藝要求、運行可靠。 泵在化工生產(chǎn)中的地位好比人
2、的心臟,必須滿足工藝要求中的流量、壓力等指標,并且要保證長周期連續(xù)可靠的運轉(zhuǎn),還要操作維護檢修方便,才能保證化工生產(chǎn)的連續(xù)運行。2.耐腐蝕、耐磨損 石油化工生產(chǎn)中的液體種類繁多、特性各異,所輸送的液體往往具有腐蝕性(有機溶劑、酸、堿等),有的含有固體顆粒。因此,泵殼、葉輪等部件就要針對不同的介質(zhì)采用不同的耐腐蝕和耐磨蝕材料。常用的不銹鋼材料、鈦材、搪瓷、塑料、橡膠等整體或復合材料基本上能滿足這方面的要求。3.滿足無泄漏要求由于石油化工生產(chǎn)中泵所輸送的許多介質(zhì)有易燃易爆、有毒有害、揮發(fā)性強的特性。為了保證生產(chǎn)的安全,滿足環(huán)保要求,化工用泵在輸送過程中不應有泄漏。泵的泄漏主要在泵軸的動密封處,選用
3、合適的密封結(jié)構和新技術,是防止泵發(fā)生泄漏的關鍵。4.耐高溫或低溫性能 在化工生產(chǎn)中泵的操作條件往往十分苛刻,高溫介質(zhì)和低溫介質(zhì)都有。例如在導熱油加熱系統(tǒng)中,導熱油泵的工作溫度常在300左右,有的泵的工作溫度甚至可達到900 。另外,在輸送液氮、液氧等狀態(tài)介質(zhì)時,泵的低溫工作溫度都要在-20 以下,有的可達-100 以下。耐高溫泵要考慮熱膨脹對泵正常工作的影響,耐低溫泵要考慮泵材質(zhì)的冷脆性等等,裝配間隙的大小以及溫差的影響。1.屏蔽泵1.1 屏蔽泵的概念 屏蔽泵又稱無填泵、密閉電動泵等,它是一種無泄漏的泵。泵的葉輪和電機轉(zhuǎn)子聯(lián)為一體,并在同一個密封殼體內(nèi),不需采用填料函或機械密封機構,從根本上消
4、除了被輸送介質(zhì)的外漏。電機的定子和轉(zhuǎn)子用薄壁圓筒(稱屏蔽套)與介質(zhì)隔離,稱之為屏蔽泵也是出于這種特點?;拘推帘伪?.2 屏蔽泵的特點1.工藝過程的絕對密封2.輸送極毒、侵蝕、放射性、易燃和易爆液體時操作的安全。3.工作壓力從高真空到100mp、工作溫度從-270到450 范圍時操作的可靠。4.產(chǎn)品的無菌和純潔5.能實現(xiàn)工藝過程的完全自動化6.能實現(xiàn)軸承的無油潤滑,取消潤滑設施。屏蔽泵與普通離心泵比較1.3 屏蔽泵的結(jié)構特點 日本的佐藤哲曾給屏蔽泵下了一個定義,即屏蔽泵是這樣的一種泵:泵的電動機是一個整體制造;泵的葉輪和電動機的轉(zhuǎn)子聯(lián)為一體,并在同一個密封殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn);電動機的定子和轉(zhuǎn)子用薄圓筒
5、(稱屏蔽套)保護,與輸送液體隔離;泵送液體與外結(jié)的密封采用墊片或o形環(huán)等密封。由此可見,屏蔽泵的主要結(jié)構特點是沒有軸封結(jié)構,泵的密封采用泵和電動機整體結(jié)構來實現(xiàn)的。1.4 屏蔽泵的分類1 按泵的布置方式分:按泵與電動機的布置方式分為以下兩類(1)立式屏蔽泵。轉(zhuǎn)動軸垂直布置的為立式屏蔽泵。這種型式的屏蔽泵,又有兩種布置方式,即一種泵裝在電動機的下面;一種泵裝在電動機的上面。立式屏蔽泵的轉(zhuǎn)子重量和泵運轉(zhuǎn)過程中所產(chǎn)生的軸向力全部由止推軸承承擔,因而,采用較普遍。一般認為,大容量電動機用此型式較為合適。(2)臥式屏蔽泵。轉(zhuǎn)動軸水平布置的為臥式屏蔽泵。由于轉(zhuǎn)子重量給軸承造成的負荷,將使軸承的磨損增大;而
6、電動機的定子、轉(zhuǎn)子屏蔽套之間的間隙又很小,因而,這種型式只能適合小容量的電動機。立式屏蔽泵臥式屏蔽泵2.按循環(huán)冷卻液的流動方式分 屏蔽泵內(nèi)的循環(huán)液體的作用有兩個,一是冷卻電機和軸承;二是潤滑軸承并帶走磨損產(chǎn)物。按循環(huán)冷卻液的流動方式不同,屏蔽泵可分為以下三類:(1)內(nèi)循環(huán)屏蔽泵。潤滑和冷卻液體在泵內(nèi)部循環(huán)的為內(nèi)循環(huán)。這種型式的屏蔽泵,對軸承潤滑與冷卻的液體就是被輸送的液體。循環(huán)液體不引到泵體外,二利用中空軸來形成封閉回路。由于對循環(huán)液不加以冷卻,因而,只適合輸送常溫液體。(2)外循環(huán)屏蔽泵。潤滑與冷卻液體引到泵體外部,經(jīng)循環(huán)管流入電動機處進行循環(huán)的為外循環(huán)。按循環(huán)方式的不同又可分為兩種; 1)
7、直接冷卻,即從泵出口處引出一股輸送液體,進行循環(huán)冷卻,冷卻后又回到入口處。這種循環(huán)方式,按其被輸送液體的溫度,還可分為兩種結(jié)構: a.輸送液體溫度小于50度時,電動機不帶蛇管冷卻器,從泵出口處引出液體直接來潤滑軸承和冷卻電動機 b.輸送液體溫度在50度至100度時,電動機帶有蛇管冷卻器,循環(huán)液從泵出口引出,經(jīng)蛇管被冷卻后對軸承進行潤滑,并冷卻電動機。 2)單獨冷卻,其循環(huán)冷卻液由輔助葉輪輸送,自成單獨的循環(huán)系統(tǒng),電動機設有蛇管冷卻器(或?qū)iT的換熱裝置)。這種型式常用于輸送液體溫度高于100度的高溫場合。(3)混合循環(huán)屏蔽泵。內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)方式的組合。內(nèi)循環(huán)屏蔽泵外循環(huán)屏蔽泵按電機定子的干濕狀態(tài)
8、不同(1)干定子型屏蔽泵。電動機的定子采用專門的非磁性材料制成的屏蔽套保護,定子腔內(nèi)充空氣或惰性氣體,以防止定子線圈受工作液體的影響。(2)濕定子型屏蔽泵。這種型式又有兩種結(jié)構: a.與干定子型結(jié)構相似,僅在定子腔內(nèi)充變壓器油等油類物質(zhì)。因而,在國外有將這種型式的濕定子型與干定子型一起統(tǒng)稱為屏蔽電機型。 b.沒有定子屏蔽套,冷卻循環(huán)液直接引進定子腔內(nèi),國外也只有把這種型式稱為濕定子型。按泵工作葉輪的數(shù)量不同(1)單級型屏蔽泵。泵的工作葉輪為一個。(2)多級型屏蔽泵。泵的工作葉輪為兩個以上的。屏蔽泵主要幾種損壞情況:(1)石墨軸承、軸套和推力板磨損或潤滑液短缺發(fā)生干磨而損壞。(2)定、轉(zhuǎn)子屏蔽套
9、損壞造成屏蔽套損壞的原因,主要是軸承損壞或磨損超過極限值而造成定、轉(zhuǎn)子屏蔽套相擦而損壞;其次由于化學腐蝕造成焊縫等處產(chǎn)生泄漏。(3)定子繞組損壞 除和普通電機一樣:過載、匝間短路、對地擊穿等造成定子繞組損壞的原因外,還有因定子屏蔽套損壞而導致介質(zhì)侵蝕電機繞組使繞組絕緣損壞。屏蔽泵的操作一、啟動1.清除放在泵上的雜物,并把現(xiàn)場清理干凈。2.盤車靈活不費力,無零件碰撞聲或摩擦聲3.檢查軸承箱油位應在規(guī)定范圍內(nèi)。4.打開吸入管路上的閘閥至最大,在管路最高點或外圍輔助設備最高點排氣或抽真空。5.盤車,以利于排氣,同時檢查泵各部分及管路有無泄漏。6.打開各儀表開關7.接通電源,當泵達到正常轉(zhuǎn)速后,在逐漸
10、打開出口閥,并調(diào)節(jié)到所需的工況。屏蔽泵的操作二、運轉(zhuǎn)在開車運轉(zhuǎn)過程中,必須注意觀察各儀表讀數(shù)、電動機溫度、泵的振動、泵的噪聲和軸承箱溫度應在允許范圍內(nèi),如發(fā)現(xiàn)異常情況或監(jiān)控報警,必須及時按稱序關泵,并迅速查明原因。三、停止1.逐漸關閉出口閥2.切斷電源3.關閉進口閥4.盤車,檢查泵轉(zhuǎn)動的靈活性。5.如在現(xiàn)場環(huán)境下泵內(nèi)介質(zhì)能夠結(jié)晶或凍結(jié),應將泵內(nèi)介質(zhì)放出。屏蔽泵維護 屏蔽泵采用石墨軸承,依靠所輸送 的液體來潤滑。軸承的磨損情況,對可靠運行十分重要。為了監(jiān)視軸承磨損狀況,一般都裝有機械式或電磁式軸承監(jiān)視器。當軸承的磨損量超過規(guī)定的允許值時,監(jiān)視器表盤的指針會指向紅區(qū),即示“報警”。此時應立即停止運
11、轉(zhuǎn),進行檢查。如軸承的磨損量已超過極限值時應更換新的石墨軸承,否則有可能造成定、轉(zhuǎn)子屏蔽 套相擦,直至屏蔽套損壞,導致液體介質(zhì)侵蝕到定子繞組等處,造成電機損壞。所以現(xiàn)場的操作人員應當加強巡檢,及早發(fā)現(xiàn)異常情況,避免由于軸承過度磨損造成泵的損壞。2.離心泵2.1.1 葉輪和壓出室2.1.2 密封裝置2.1.3 軸向力2.1 離心泵的結(jié)構離心泵的結(jié)構動畫一、葉輪和壓出室1. 葉輪impeller閉式半開式開式雙側(cè)吸入式單側(cè)吸入式大流量泵常采用雙吸式葉輪,主要是為了限制進口流速,提高抗汽蝕能力。2.渦殼渦殼 渦殼由螺線形蝸室和擴壓管構成。a處為泵舌,o處為基圓,基圓直徑(渦殼內(nèi)徑)為1.051.08
12、倍葉輪外徑,二者差為徑向間隙,影響效率和性能。(1) 渦殼 液體離開葉輪后動量矩不變,cur=常數(shù),所以蝸室截面上cu與r成反比,壓力隨r增大而增加,所以在渦殼中以將部分動能轉(zhuǎn)換成壓力能。(1)蝸室擴壓管是漸擴截面,將大部分動能轉(zhuǎn)換成壓力能。擴散角68。排出管徑為0.71.0倍吸入管徑,低壓泵取1,高壓泵取1。(2).擴壓管二、密封裝置1. 密封環(huán)(阻漏環(huán))1-泵殼 2-葉輪作用:葉輪進口處的徑向間隙對容積效率影響最大。使用密封環(huán)可使泵殼和葉輪進口處的徑向間隙很小,磨損后容易修復。密封環(huán)多為銅合金,也有不銹鋼或酚醛樹脂等。葉輪動環(huán)、泵殼靜環(huán),可成對使用,或只設靜環(huán)。二、密封裝置1. 密封環(huán)(阻
13、漏環(huán))1-泵殼 2-葉輪密封環(huán)有平環(huán)、曲徑環(huán)兩種。平環(huán)使用較多,可用銅套自己加工(車床)。曲徑環(huán)多用于壓頭較高的離心泵,密封效果好。密封環(huán)間隙應符合要求,安裝時用涂紅鉛油方法檢查是否摩擦。2. 軸封shaft sealing作用:防止泵內(nèi)液體通過泵軸和泵殼間隙外漏;防止空氣漏入引起噪聲和振動。(1) 機械密封機械密封的基本概念及組成 機械密封是指由至少一對垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面在流體壓力和補償機構彈力(或磁力)的作用下以及輔助密封的配合下保持貼合并相對滑動而構成的防止流體泄漏的裝置。主要有以下四類部件。1.端面密封副:動環(huán)和靜環(huán);2.彈元件;3.輔助密封件:密封圈;4.傳動件:傳動俏、傳動環(huán)推環(huán)
14、等;5.緊固件件:彈簧座及鍵或固定螺釘。 泵用機械密封種類繁多,型號各異,但泄漏點主要有五處:(l)軸套與軸間的密封;(2)動環(huán)與軸套間的密封;(3)動、靜環(huán)間密封;(4)對靜環(huán)與靜環(huán)座間的密封;(5)密封端蓋與泵體間的密封。一般來說,軸套外伸的軸間、密封端蓋與泵體間的泄漏比較容易發(fā)現(xiàn)和解決,但需細致觀察,特別是當工作介質(zhì)為液化氣體或高壓、有毒有害氣體時,相對困難些。其余的泄漏直觀上很難辯別和判斷,須在長期管理、維修實踐的基礎上,對泄漏癥狀進行觀察、分析、研判,才能得出正確結(jié)論 泵用機械密封的泄漏點機械密封的分類按密封副端面是否接觸分為:接觸式和非接觸式兩種;按彈簧位于介質(zhì)之內(nèi)或之外分為:內(nèi)裝
15、式和外裝式兩種;按摩擦副端面上液體的流向分為:內(nèi)流式和外流式兩種;按彈性無件是否隨軸旋轉(zhuǎn)分為:彈簧旋轉(zhuǎn)式或彈簧靜止式兩種;按密封液體作用面積與密封端面面積比大小分為非平衡式機械密封與平衡式機械密封兩種;按彈性無件(彈簧個數(shù))的多少分為:單彈簧與多彈簧;按密封端面數(shù)量的多少分為單密封、雙密封及多密封機械密封的分類機械密封分類機械密封的分類無壓力串聯(lián)密封有壓力串聯(lián)密封機械密封的基本型式離心泵常用的單端面機械密封的結(jié)構單端面機械密封特點:用一對摩擦副,結(jié)構簡單,制造拆裝容易,一般不需要外供封液系統(tǒng),但需設置自沖洗系統(tǒng),以延長所有壽命。適用范圍:應用廣,適合于一般液體場合,與其它輔助裝置合用時,可用于
16、帶懸浮顆粒,高溫,高壓液體等場合。離心泵常用的串聯(lián)機械密封結(jié)構雙端面串聯(lián)機械密封特點:由兩對單端面機械密封串聯(lián)組合使用,中間填充非加壓外供密封液,目的是潤滑密封,密封液儲液器上部與火炬相通,密封液壓力低于介質(zhì)的壓力,密封液靠密封室內(nèi)的泵送環(huán)強制循環(huán),一旦內(nèi)側(cè)密封失效,導致密封室內(nèi)的壓力升高,即能由儲液器上的壓力表顯示,報警,以便及時檢修,而外側(cè)密封可承擔起密封和容納泄漏液的作用。適用范圍:適用于具有危險性,易燃,易爆的介質(zhì)離心泵常用的雙端面機械密封結(jié)構u背對背機械密封u特點:由兩對單端面機械密封背對背組合使用,中間填充加壓外供密封液,密封液壓力高于介質(zhì)的壓力,密封液靠密封室內(nèi)的泵送環(huán)強制循環(huán),
17、目的是起封堵和潤滑密封端面,一旦內(nèi)側(cè)密封失效,密封液流向被密封介質(zhì)。u適用范圍:適用于具有危險性,易燃,易爆及液化氣帶固體顆粒的介質(zhì)。背靠背和面對面雙端面機械密封機械密封沖洗作用及方式一:內(nèi)沖洗沖洗的目的在于防止雜質(zhì)集積,防止氣囊形成,保持和改善潤滑等,當沖洗液溫度較低時,兼有冷卻作用。沖洗的方式主要有如下:一、內(nèi)沖洗正沖洗:利用工作主機的被密封介質(zhì),由泵的出口端通過管路引入密封腔;主要應用:用于清潔流體, p1稍大于p進,當溫度高或有雜質(zhì)時,可在管路上設置冷卻器、過濾器等反沖洗:利用工作主機的被密封介質(zhì),由泵的出口端引入密封腔,沖洗后通過管路流回泵入口;主要應用:用于清潔流體,且p進p1p出
18、,當溫度高或有雜質(zhì)時,可在管路上設置冷卻器、過濾器等。全沖洗:利用工作主機的被密封介質(zhì),由泵的出口端通過管路引入密封腔,沖洗后再經(jīng)管路流回泵入口;主要應用:冷卻效果優(yōu)于前兩種,用于清潔流體,且p1與p進和p出相接近時。 機械密封沖洗方式二:外沖洗特點:引入外系統(tǒng)與被密封介質(zhì)相容的清潔流體至密封腔進行沖洗。應用:外沖洗液壓力應比被密封介質(zhì)大0.05-0.1mpa,適用于介質(zhì)為高溫或固體顆粒的場合。沖洗液的流量應保證帶走熱量,還需滿足沖洗的需要,不會產(chǎn)生對密封件的沖蝕。為此,需控制密封腔的壓力和沖洗的流速,一般清潔沖洗液的流速應小于5m/s;含有顆粒的漿狀液體須小于3m/s,為達到上述的流速值,沖
19、洗液與密封腔壓力的差值應0.5mpa,一般取0.05-0.1mpa,對雙端面機械密封可取0.1-0.2mpa.沖洗液進入和排出密封腔的孔口位置,應設置在密封端面附近,且應在靠近動環(huán)側(cè),為了防止石墨環(huán)被沖蝕或因冷卻不均引起溫差變形,以及雜質(zhì)堆積和結(jié)焦等,可采用切向引入或多點沖洗。必要時,沖洗液可以是熱水或蒸汽。 機封正常運行和維護問題啟動前的準備工作及注意事項 :a.全面檢查機械密封,以及附屬裝置和管線安裝是否齊全,是否符合技術要求; b.機械密封啟動前進行靜壓試驗,檢查機械密封是否有泄漏現(xiàn)象,若泄漏較多,應查清原因設法消除;如仍無效,則應拆卸檢查并重新安裝。一般靜壓試驗壓力用23公斤/平方厘米
20、;c.按泵旋向盤車,檢查是否輕快均勻。如盤車吃力或不動時,則應檢查裝配尺寸是否錯誤,安裝是否合理。安裝與停運 :a.啟動前應保持密封腔內(nèi)充滿液體。對于輸送凝固的介質(zhì)時,應用蒸氣將密封腔加熱使介質(zhì)熔化。啟動前必須盤車,以防止突然啟動而造成軟環(huán)碎裂; b.對于利用泵外封油系統(tǒng)的機械密封,應先啟動封油系統(tǒng)。停車后最后停止封油系統(tǒng): c.熱油泵停運后不能馬上停止封油腔及端面密封的冷卻水,應待端面密封處油溫降到80度以下時,才可以停止冷卻水,以免損壞密封零件。 運轉(zhuǎn) :a.泵啟動后若有輕微泄漏現(xiàn)象,應觀察一段時間。如連續(xù)運行4小時,泄漏量仍不減小,則應停泵檢查; b.泵的操作壓力應平穩(wěn),壓力波動不大于1
21、公斤/平方厘米; c.泵在運轉(zhuǎn)中,應避免發(fā)生抽空現(xiàn)象,以免造成密封面干摩擦及密封破壞; d.密封情況要經(jīng)常檢查。運轉(zhuǎn)中當其泄漏超過標準時,重質(zhì)油不大于5滴/分,輕質(zhì)油不大于10/分,如2-3日內(nèi)仍無好轉(zhuǎn)趨勢,則應停泵檢查密封裝置 安裝后試車時泄漏原因分析及判斷 安裝靜試時泄漏:如泄漏量較小,多為動環(huán)或靜環(huán)密封圈存在問題;泄漏量較大時,則表明動、靜環(huán)摩擦副間存在問題;在初步觀察泄漏量、判斷泄漏部位的基礎上,再手動盤車觀察,若泄漏量無明顯變化則靜、動環(huán)密封圈有問題;如盤車時泄漏量有明顯變化則可斷定是動、靜環(huán)摩擦副存在問題;如泄漏介質(zhì)沿軸向噴射,則動環(huán)密封圈存在問題居多,泄漏介質(zhì)向四周噴射或從水冷卻
22、孔中漏出,則多為靜環(huán)密封圈失效。試運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)的泄漏:試運轉(zhuǎn)時機械密封泄漏在排除軸間及端蓋密封失效后,基本上都是由于動、靜環(huán)摩擦副受破壞所致。引起摩擦副密封失效的因素主要有:(1)操作中,因抽空、氣蝕、憋壓等異常現(xiàn)象,引起較大的軸向力,使動、靜環(huán)接觸面分離; (2)對安裝機械密封時壓縮量過大,導致摩擦副端面嚴重磨損、擦傷;(3)動環(huán)密封圈過緊,彈簧無法調(diào)整動環(huán)的軸向浮動量;(4)靜環(huán)密封圈過松,當動環(huán)軸向浮動時,靜環(huán)脫離靜環(huán)座;(5)工作介質(zhì)中有顆粒狀物質(zhì),運轉(zhuǎn)中進人摩擦副,探傷動、靜環(huán)密封端面;(6)設計選型有誤,密封端面比壓偏低或密封材質(zhì)冷縮性較大等。離心泵運行中機械密封突然失效的原因離心泵
23、在運轉(zhuǎn)中突然泄漏少數(shù)是因正常磨損或已達到使用壽命,而大多數(shù)是由于工況變化較大或操作、維護不當引起的。抽空、氣蝕或較長時間憋壓,導致密封破壞;對泵實際輸出量偏小,大量介質(zhì)泵內(nèi)循環(huán),熱量積聚,引起介質(zhì)氣化,導致密封失效;回流量偏大,導致吸人管側(cè)容器(塔、釜、罐、池)底部沉渣泛起,損壞密封;對較長時間停運,重新起動時沒有手動盤車,摩擦副因粘連而扯壞密封面;介質(zhì)中腐蝕性、聚合性、結(jié)膠性物質(zhì)增多;環(huán)境溫度急劇變化;工況頻繁變化或調(diào)整;突然停電或故障停機等。離心泵在正常運轉(zhuǎn)中突然泄漏,如不能及時發(fā)現(xiàn),往往會釀成較大事故或損失,須予以重視并采取有效措施。機械密封常見故障、原因及處理方法(一) 振動發(fā)熱冒煙析
24、出磨蝕物、功率消耗增大;主要是由由于轉(zhuǎn)子與密封腔的間隙過小,由于振動與徑向跳動過大,引起摩擦而磨損;可采用擴大密封腔內(nèi)徑,增大間隙,檢查轉(zhuǎn)子平衡性,調(diào)整零件的同心度 ;軸(軸套)與固定零件嚴重摩擦而磨損主要是由于機械密封安裝時壓蓋偏斜,可在安裝時提高裝配精度予以消除; 靜環(huán)滑動 可采用 增大配合過盈,裝好防轉(zhuǎn)銷;高速高壓下密封端面磨損嚴重可采用減少彈簧壓力,增大平衡系數(shù)或降低載荷系數(shù),更換動靜環(huán)匹配材料,改進潤滑方式密封端面寬度過大、潤滑不良 減小彈簧壓力或端面寬度,稍增大潤滑冷卻液壓力(臨時處理措施) 動環(huán)與平衡臺之間頂死、造成與靜環(huán)嚴重摩擦,安裝時保持動環(huán)與平衡臺間隙為23mm 動、靜環(huán)密
25、封端面粗糙或未涂油,起動后惡性發(fā)展,嚴重磨損安裝時檢查端面表面粗糙度達到ra1.60.4m,裝配時注意涂粘度小的潤滑油 機械密封常見故障、原因及處理方法(二)介質(zhì)汽化形成干磨:可采用增大冷卻液流量和壓力,改為雙端面式冷卻不足、潤滑惡化:增大冷卻液流量,增強冷卻措施,清洗供液管道動、靜環(huán)耐腐蝕性不好、熱負載(pv值)太大 更換材質(zhì),合理匹配,改進潤滑方式轉(zhuǎn)子不平衡,徑向跳動和端面跳動過大 平衡轉(zhuǎn)子,提高零件的加工精度和裝配精度壓蓋與軸線不垂直、密封端面歪斜:調(diào)整垂直度,或適當增大彈簧壓縮量,增強動環(huán)的追隨和補償作用 介質(zhì)結(jié)焦、結(jié)晶或雜質(zhì)沉積,使動環(huán)失去浮動作用 改進結(jié)構、加強沖洗作用,防止卡澀動
26、環(huán),或適當增大彈簧力,采用軟水做冷卻液密封端面比壓過?。嚎刹捎眉哟髲椈蓧嚎s量,增大端面比壓彈簧折斷,動、靜環(huán)熱裂:更換損壞件,針對產(chǎn)生原因改進材質(zhì)和結(jié)構 機械密封常見故障、原因及處理方法(三)磨粒進入密封端面,使端面磨損嚴重:可采用 動、靜環(huán)均用碳化鎢環(huán),改為雙端面式密封,冷卻液嚴格過濾;雙端面密封的封液壓力小,造成外泄: 增大封液壓力,并保持壓力穩(wěn)定;軸向泄漏:輔助密封圈配合太松或太緊,選擇合理的密封圈配合尺寸;橡膠密封圈擠入軸隙而破損:減小配合間隙,更換密封圈;密封圈材料耐熱、耐塞或耐蝕性差,發(fā)生老化、變形、粘蓋或破裂:更換密封圈材料,以適應工作條件,改進溫度調(diào)節(jié)措施,控制工作溫度不超過密
27、封圈的允許使用溫度;安裝時密封圈卷邊、扭轉(zhuǎn)或裝反、劃傷 密封圈過盈量要適當,v形圈要注意方向,重視裝配要求和質(zhì)量雙端面密封封液壓力過小,介質(zhì)壓力將靜環(huán)頂出:控制封液壓力,改進密封結(jié)構密封圈表面有劃痕或損傷:裝配前嚴格檢查,有缺陷的不裝 (2) 填料密封填料是由植物纖維、人造纖維、石棉纖維等的編制物或以有色金屬為基體,輔以浸漬材料或充填材料制成的繩狀物,常見的是方形截面的石棉盤根。一般0.5mpa時34圈,0.51mpa時45圈。填料密封應該適當泄漏,不超過60滴/分鐘,可通過軸封壓蓋調(diào)整壓緊度。填料密封簡介填料密封結(jié)構填料1裝在填料函3和轉(zhuǎn)軸2之間的空隙中,用螺栓擰緊填料壓蓋4從而將填料壓緊。
28、使其形狀沿徑向發(fā)生變化。(3) 帶水封環(huán)的填料密封填料密封內(nèi)腔的壓力低于大氣壓或略高于大氣壓時,采用帶水封環(huán)的填料密封。水封環(huán)由斷面呈h形的兩個半圓構成,安裝在軸封殼上水封管位置,壓力水沿泵軸向兩端滲出。作用:可以防止空氣漏入,對泵軸和填料潤滑、冷卻。密封水壓力比密封腔壓力略高(高0.050.1mpa),又不致將填料的潤滑劑沖走。輸送清潔液體排出口液體作為水封水液體含雜質(zhì)過濾后引入水封管出口壓力pb,pc吸入壓力,平衡盤受力(平衡力)為: (pb-pc)s,方向向右,與葉輪軸向力方向相反。1231-平衡盤 2-平衡板 3-平衡套揚程變化導致葉輪軸向力變化時,平衡力與之適應:揚程增加,軸向力平衡
29、力,轉(zhuǎn)動組件左移,b2減小, pb增加,逐漸使(pb-pc)s等于軸向力而達到新平衡位置。轉(zhuǎn)動組件會軸向移動,不能使用止推軸承,而使用滑動軸承。問題:1. 設平衡盤的離心泵工作壓力減小后平衡盤的(軸向、徑向)間隙(增大、減小)。2. 離心泵關小排出閥時,其軸向力(增大、減小)。3. 離心泵開大旁通閥時,其軸向力(增大、減小)。渦殼泵設計工況液流不會撞擊渦室,葉輪周圍壓力均勻,葉輪不產(chǎn)生液壓徑向力。但渦殼泵在非設計工況將產(chǎn)生液壓徑向力。四、徑向力u:圓周速度:相對速度c:絕對速度2c2r2u2c2小于額定流量(流量大小通過c2r反映出來)小于額定流量時,渦室內(nèi)流速(c2r)降低,但絕對速度(c2
30、)增大,方向也變化,所以液體撞擊渦室,使流速下降,部分動能轉(zhuǎn)換為壓力能,在葉輪上產(chǎn)生徑向力r,與泵舌方向90。c2c2r渦殼泵設計工況液流不會撞擊渦室,葉輪周圍壓力均勻,葉輪不產(chǎn)生徑向力。四、徑向力u:圓周速度:相對速度c:絕對速度2c2r2u2c2大于額定流量大于額定流量時,渦室內(nèi)流速(c2r)增大,葉輪出口速度(c2 )小于渦室中流速,液體撞擊,渦室的液體付出能量,葉輪上產(chǎn)生徑向力r,與泵舌方向270。c2c2rc2r大于額定流量此外,渦室中壓力分布不均,葉輪各處流量不同(壓力大,流量小),導致作用在葉輪上的動反力t不同,渦室壓力小處動反力大。動反力是葉輪出口速度反方向的作用力,所以動反力
31、的合力方向為r方向逆轉(zhuǎn)90。小于額定流量trfr流量偏離額定流量越大、揚程越高、葉輪尺寸d2和b2越大,徑向力越大。導輪泵理論上不產(chǎn)生徑向力,但因誤差會帶來較小的徑向力。危害:徑向力是交變負荷,使泵軸疲勞破壞、產(chǎn)生撓度、磨損,使軸承負荷增加等。 2.2.1 2.2.1離心泵的工作原理離心泵的工作原理 2.2.2 2.2.2離心泵的特性曲線離心泵的特性曲線 2.2.3 2.2.3離心泵的流量調(diào)節(jié)和組合操作離心泵的流量調(diào)節(jié)和組合操作 2.2.4 2.2.4離心泵的安裝高度離心泵的安裝高度 2.2.5 2.2.5離心泵的類型與選用離心泵的類型與選用 2.2 離心泵的原理離心泵的工作原理2.2.12.
32、2.1離心泵的工作原理離心泵的工作原理 (1)離心泵的主要構件葉輪和蝸殼 (2)離心泵的理論壓頭 th 假設:葉片的數(shù)目無限多,葉片的厚度無限薄,從而可以認為液體完全沿著葉片的彎曲表面流動,無任何環(huán)流現(xiàn)象;液體是理想流體,無摩擦阻力損失。在葉輪的進、出口截面到機械能衡算式,從而導出離心泵理論壓頭 為 :th222tcosu chg2.2.12.2.1離心泵的工作原理離心泵的工作原理2.2.12.2.1離心泵的工作原理離心泵的工作原理 (3)流量對理論壓頭的影響:2222tv2ctguuhqgga2222ar bv22r22222sinqa cr b c2.2.12.2.1離心泵的工作原理離心泵
33、的工作原理 (4)葉片形狀對理論壓頭的影響 當泵轉(zhuǎn)速n、葉輪直徑 、葉輪出口處葉片寬度 、流量 一定時, 隨葉片形狀 而變。2d2bvqth2 徑向葉片, = , =0, = 與 無關。 902ctgth22ug2vq 后彎葉片, 2222t90 ,ctg0,uhg 前彎葉片,2222t90 ,ctg0,uhg 由此可見,前彎葉片產(chǎn)生的 最大,似乎前彎葉片最有利,實際 情況是否果真如此呢? th2.2.12.2.1離心泵的工作原理離心泵的工作原理 我們分析如下: =位頭( )+靜壓頭( )+動壓頭( ) thzpg22ug 而 的前彎葉片流體出口的絕對速度 很大,此時增加的壓頭主要是動壓頭,靜
34、壓頭反而比后彎葉片小。動壓頭雖然可以通過蝸殼部分地轉(zhuǎn)化為靜壓頭,但由于 大,液體在泵殼內(nèi)產(chǎn)生的沖擊劇烈得多,轉(zhuǎn)換時的能量損失大為增加,效率低。故為獲得較多的能量利用率,離心泵總是采用后彎葉片( )。2902c2coo230252.2.12.2.1離心泵的工作原理離心泵的工作原理 (5)液體密度 對理論壓頭的影響 與 無關,也就是說被輸送液體 變,在其他條件不變時 不變。可以這樣解釋: thth2cct2,fpfmrphag與 無關.離心泵的基本參數(shù) 離心泵的性能參數(shù)是用以描述一臺離心泵的一組物理量(1)(葉輪)轉(zhuǎn)速n:指離心泵葉輪的轉(zhuǎn)速,單位是r/min(rpm)。10003000rpm;29
35、00rpm最常見。(2)流量q:泵的流量以體積流量來表示的泵的輸液能力,與葉輪結(jié)構、尺寸和轉(zhuǎn)速有關。(3)壓頭(揚程)h:泵向單位重量流體提供的機械能。與流量、葉輪結(jié)構、尺寸和轉(zhuǎn)速有關。揚程并不代表升舉高度。(4)功率:有效功率:離心泵單位時間內(nèi)對流體做的功;軸功率:單位時間內(nèi)由電機輸入離心泵的能量。(5)效率:由于以下三方面的原因,由電機傳給泵的能量不可能100%地傳給液體,因此離心泵都有一個效率的問題,它反映了泵對外加能量的利用程度:(a)容積損失;(b)水力損失;(c)機械損失。效率有效功率/軸功率。(1)泵的有效功率 和效率 2.2.22.2.2離心泵的特性曲線離心泵的特性曲線 ep
36、液體從泵中實際得到的功率稱為有效功率 epevepq hg 電動機給予泵軸的功率稱為軸功率 。泵在運轉(zhuǎn)過程中由于 存在種種原因?qū)е聶C械能損失,使得 , 之比稱為泵的 效率apeappeapp與eapp 軸功率 evevekw102apq hgq hp(w)=()2.2.22.2.2離心泵的特性曲線離心泵的特性曲線(2)離心泵的特性曲線 由于離心泵的種類很多,前述各種泵內(nèi)損失難以估計,使得離心泵的實際特性曲線關系 、 、 只能靠實驗測定,在泵出廠時列于產(chǎn)品樣本中以供參考。 實驗測出的特性曲線如圖所示,圖中有三條曲線,在圖左上角應標明泵的型號(如4b20)及轉(zhuǎn)速 ,說明該圖特性曲線是指該型號泵在指
37、定轉(zhuǎn)速下的特性曲線,若泵的型號或轉(zhuǎn)速不同,則特性曲線將不同。借助離心泵的特性曲線可以較完整地了解一臺離心泵的性能,供合理選用和指導操作。qh qn qn2.2.22.2.2離心泵的特性曲線離心泵的特性曲線2.2.22.2.2離心泵的特性曲線離心泵的特性曲線 由圖可見: 一般離心泵揚程 隨流量 的增大而下降( 很小時可能例外)。當 =0時,由圖可知 也只能達到一定數(shù)值,這是離心泵的一個重要特性; 軸功率 隨流量增大而增加,當 時, 最小。這要求離心泵在啟動時,應關閉泵的出口閥門,以減小啟動功率,保護電動機免因超載而受損; 曲線有極值點(最大值),在此點下操作效率最高,能量損失最小。與此點對應的流
38、量稱為額定流量。泵的銘牌上即標注額定值,泵在管路上操作時,應在此點附近操作,一般不應低于92% 。 hqh0qnqqqnmax2.2.22.2.2離心泵的特性曲線離心泵的特性曲線(3)液體密度 對特性曲線的影響 理論 與 無關,實際 與 也無關, 但 有關理論 與 無關,實際 也 與 無關。v2222sinqd b cvqmvqq與222tcosu chgeh p392泵性能表上列出軸功率指輸送 清水時的 ,所選泵用于輸送 比水大的液體應先核算 ,若 表中的電機功率,應更換功率大的電機,否則電機會燒壞。vekw102aq hp()20 capaappap2.2.22.2.2離心泵的特性曲線離心
39、泵的特性曲線 (4)液體粘度 對特性曲線的影響 ( 的幅度超過 的幅 度, )。泵廠家提供的特性曲線是用清水測定的,若實際 輸送液體 比清水 大得較多。特性曲線將有所變化,應校 后再用,其他書有介紹校正方法。fveahq hp,veq h ap 2.2.22.2.2離心泵的特性曲線離心泵的特性曲線 (5)轉(zhuǎn)速n對特性曲線的影響 泵的特性曲線是在一定轉(zhuǎn)速下測得,實際使用時會遇 到n改變的情況,若n變化 20%,可認為液體離開葉輪時 的速度三角形相似, 不變,泵的效率不變(等效率),則: 2v22qcun2e22hu cn3veapq hnv2v1qnqn2e2e1hnhn 321aapnpn 上
40、式稱為離心泵的比例定律, n變化。對照解題指南p182式(11-18)可知:=(稱為允許汽蝕余量)2.2.42.2.4離心泵的安裝高度離心泵的安裝高度a. 吸入管路應短(靠近液源)而直(少拐彎); b. 吸入管路應省去不必要的管件,調(diào)節(jié)閥應裝在排出管路上;c. 吸入管徑大于排出管徑。c()npshr()npsh(3)臨界汽蝕余量與必需汽蝕余量221 minv1kc(1 k)()22fppuunpshhgggg,c()npshghvq1peh1 minp,c()npshrc()()npshnpshr()npsh可通過實驗測定,不是改變發(fā)生汽蝕,而是設法在泵的不變的條件下逐次降低(例如關小吸入管路
41、中的閥),當泵內(nèi)剛較正常值下降3%作為發(fā)生汽蝕的標志)時測取由上式計算,+安全余量,列在泵的好發(fā)生汽蝕(以泵 性能表上。2.2.42.2.4離心泵的安裝高度離心泵的安裝高度gg0.5 1hh() 為安全,實際安裝高度注意: 允許汽蝕余量的校正。 2.2.42.2.4離心泵的安裝高度離心泵的安裝高度hh泵性能表上列出的值也是按值應按下輸送20oc的清水測定出來的,當輸送其它液體時,式校正。hh式中 h輸送其它液體時的允許汽蝕余量,m; 校正系數(shù),為輸送溫度下液體的密度與飽和蒸汽 壓的函數(shù),其值小于1。r()npshvqvrg()qnpshh,gh與有關,因此在確定時必須使用過程可能達到的最大流量
42、進行計算。 (0 1)gfhh,(0 1)fh,應盡可能使。措施: 2.2.42.2.4離心泵的安裝高度離心泵的安裝高度值可由有關手冊查得,但通常1,hhh,則按計算的允許安裝高度允許gh允許gh,故為簡便起見,h也可不校正,而把它作為外加的安全因數(shù)。shgh(4)由允許吸上高度 (真空度)求安裝高度2.2.52.2.5離心泵的類型與選用離心泵的類型與選用 (1)離心泵的類型 清水泵 舊型號:b型 新型號:is型 is型泵是根據(jù)國際標準iso2858規(guī)定的性能和尺寸設計的,其效率比b型泵平均提高3.67%。 is80-65-160 80泵入口直徑,mm; 65泵出口直徑,mm; 160泵葉輪名
43、義直徑,mm。2.2.52.2.5離心泵的類型與選用離心泵的類型與選用 如果要求的壓頭(揚程)較高,可采用多級離心泵,其系列代號為“d”,其結(jié)構如圖所示。如要求的流量很大,可采用雙吸收式離心泵,其系列代號“sh”。 耐腐蝕泵,“f”系列,非“f”系列。 油泵,單吸“y”系列,雙吸式“ys”系列。 液下泵,“fy”系列。 屏蔽泵。 雜質(zhì)泵“p”系列。2.2.52.2.5離心泵的類型與選用離心泵的類型與選用離心泵的氣縛如果離心泵在啟動前殼內(nèi)充滿的是氣體,則啟動后葉輪中心氣體被拋時不能在該處形成足夠大的真空度,這樣槽內(nèi)液體便不能被吸上。這一現(xiàn)象稱為氣縛。2.2.52.2.5離心泵的類型與選用離心泵的
44、類型與選用 (2)離心泵的選用 根據(jù)被輸送液體的性質(zhì)確定泵的類型 確定輸送系統(tǒng)的流量和所需壓頭。流量由生產(chǎn)任務來定,所 需壓頭由管路的特性方程來定。 根據(jù)所需流量和壓頭確定泵的型號 a、查性能表或特性曲線,要求流量和壓頭與管路所需相適應 b、若生產(chǎn)中流量有變動,以最大流量為準來查找,h也應以最 大流量對應值查找。 c、若h和q與所需要不符,則應在鄰近型號中找h和q都稍大一 點的。2.2.52.2.5離心泵的操作要點離心泵的操作要點啟動前應灌泵,并排氣。應在出口閥關閉的情況下啟動泵停泵前先關閉出口閥,以免損壞葉輪經(jīng)常檢查軸封情況3. 計量泵計量泵的概念計量泵(metering pump),可以計
45、量所輸送液體的機械,也叫定量泵、比例泵。通常描述為:計量泵是一種可以滿足各種嚴格的工藝流程需要,流量可以在0-100%范圍內(nèi)無級調(diào)節(jié),用來輸送液體(特別是腐蝕性液體)一種特殊容積泵。 計量泵的分類分類一:根據(jù)過流部分一、柱塞、活塞式;二、機械隔膜式;三、液壓隔膜式分類二:驅(qū)動方式一、電機驅(qū)動;二、電磁驅(qū)動;三、氣動 分類三:根據(jù)工作方式 一、往復式;二、回轉(zhuǎn)式;三、齒輪式;四、液壓隔膜式 其他的分類方式: 電控型;氣控型;保溫型;加熱型;高黏度型等柱塞式計量泵柱塞式計量泵的結(jié)構演示動畫柱塞式計量泵的結(jié)構柱塞式計量泵的原理電機通過直聯(lián)傳動帶動蝸輪蝸桿副作變速運動,在曲柄連桿機構的作用下,將旋轉(zhuǎn)運
46、動轉(zhuǎn)變?yōu)橥鶑椭本€運動,(這個直線運動)通過裝在泵頭上的進出口單向閥的打開和關閉產(chǎn)生一吸一排來達到輸送液體的目的 柱塞式計量泵的連桿機構柱塞式計量泵的連桿機構機械隔膜式計量泵機械隔膜泵結(jié)構液壓隔膜式計量泵液壓隔膜泵結(jié)構隔膜泵的原理 顧名思義,隔膜式計量泵利用特殊設計加工的柔性隔膜取代活塞,在驅(qū)動機構作用下實現(xiàn)往復運動,完成吸入排出過程。由于隔膜的隔離作用,在結(jié)構上真正實現(xiàn)了被計量流體與驅(qū)動潤滑機構之間的隔離。高科技的結(jié)構設計和新型材料的選用已經(jīng)大大提高了隔膜的使用壽命,加上復合材料優(yōu)異的耐腐蝕特性,隔膜式計量泵目前已經(jīng)成為流體計量應用中的主力泵型。在隔膜式計量泵家族成員里,液力驅(qū)動式隔膜泵由于采
47、用了液壓油均勻地驅(qū)動隔膜,克服了機械直接驅(qū)動方式下泵隔膜受力過分集中的缺點,提升了隔膜壽命和工作壓力上限。為了克服單隔膜式計量泵可能出現(xiàn)的因隔膜破損而造成的工作故障,有的計量泵配備了隔膜破損傳感器,實現(xiàn)隔膜破裂時自動連鎖保護;具有雙隔膜結(jié)構泵頭的計量進一步提高了其安全性,適合對安全保護特別敏感的應用場合。 隔膜(活塞)于沖程的前半周將被輸送流體吸入并于后半周將流體排出泵頭;所以,改變沖程的往復運動頻率或每一次往復運動的沖程長度即可達至調(diào)節(jié)流體輸送量之目的。精密的加工精度保證了每次泵出量進而實現(xiàn)被輸送介質(zhì)的精密計量。不同類型計量泵對比類型特點柱塞式1、價格較低2、流量可達76m/h,流量在10%
48、100%的范圍內(nèi),計量精度可達1%,壓力最大可達350mpa。出口壓力變化時,流量幾乎不變3、能輸送高粘度介質(zhì),不適于輸送腐蝕性漿料及危險性化學品4、軸封為填料密封,有泄漏,需周期性調(diào)節(jié)填料。填料與柱塞易磨損,需對填料環(huán)作壓力沖洗和排放5、無安全泄放裝置機械隔膜式1、價格較低2、無動密封,無泄漏3、能輸送高粘度介質(zhì),磨蝕性漿料和危險性化學品4、隔膜承受高應力,隔膜壽命較低5、出口壓力2mpa以下,流量適用范圍較??;計量精度為5%,當壓力從最小到最大時,流量變化可達10%6、無安全泄放裝置 液壓隔膜式1、價格較低2、無動密封,無泄漏3、最宜于輸送真空、高溫、低溫介質(zhì),出口壓力0.4mpa g以下
49、,計量精度較低 隔膜計量泵與柱塞計量泵在性能上有何差別?柱塞泵是將直流電動機帶動柱塞復運動將液體吸入,加壓后排出,由于其柱塞裸露,且柱塞在液體中工作,在液體研磨作用下柱塞磨損非???,一旦配備口徑較大的噴嘴,其柱塞往復頻率提高,加劇柱塞的磨損。機器壽命短。而更換柱塞價格非常昂貴,如果電壓不正常也將直接導致工作直流電的不正常。另外,由于大幅來回往復運動,柱塞泵的工作脈動很大,使得流量不穩(wěn)定。膽柱塞泵初始吸料較快是其長處。隔膜式計量泵,其設計式在柱塞泵基礎上得到了更大的改進,原理為用電動機帶動活塞往復工作(注意,活塞并不直接接觸液體),再推動隔膜運動,將液體吸收加壓后推出,由于其活塞在防磨損的油中工
50、作,工作環(huán)境大大優(yōu)化,壽命大大提高,經(jīng)過滲透硬化處理的活塞更是不易損壞,加上高分子材料制成的高抗絞隔膜更使隔膜泵壽命進一步提高。運行可靠是隔膜泵的又一長處,故障率極低,對電壓要求低,對環(huán)境要求低,維修容易,維修費用僅為柱塞泵的五分之一左右。隔膜泵性價比優(yōu),其優(yōu)異的性能價格比將推動隔膜泵的推廣。4.潤滑油4.1何謂設備潤滑“五定”? 設備潤滑“五定”即定人、定點、定質(zhì)、定量、定時,具體內(nèi)容為: 定人:每臺設備的潤滑點都有固定的加、換油負責人; 定點:按五定指示中規(guī)定的設備潤滑部位注油; 定質(zhì):按規(guī)定的潤滑油(脂)品種、牌號注油; 定量:按五定指示表中規(guī)定的注油量注油; 定時:即按五定指示表中規(guī)定
51、的時間定時加注、定期添油和定期換油。 4.2、何謂“三級過濾” ? “三級過濾” 即領油大桶到固定油箱為一級過濾, 固定油箱到油壺(油桶)為二級過濾, 油壺(油桶)到過濾漏斗為三級過濾。 4.3潤滑的主要作用降低摩擦;減少摩損;冷卻;卸荷;減震;沖洗;防銹防腐等。4.4潤滑油組成潤滑油一般由基礎油和添加劑兩部分組成?;A油是潤滑油的主要成分,決定著潤滑油的基本性質(zhì),添加劑則可彌補和改善基礎油性能方面的不足,賦予某些新的性能,是潤滑油的重要組成部分4.4.1潤滑油基礎油潤滑油基礎油主要分礦物基礎油及合成基礎油兩大類。礦物基礎油應用廣泛,用量很大(約95%以上),但有些應用場合則必須使用合成基礎油
52、調(diào)配的產(chǎn)品,因而使合成基礎油得到迅速發(fā)展。 礦油基礎油由原油提煉而成。潤滑油基礎油主要生產(chǎn)過程有:常減壓蒸餾、溶劑脫瀝青、溶劑精制、溶劑脫蠟、白土或加氫補充精制。1995年修訂了我國現(xiàn)行的潤滑油基礎油標準,主要修改了分類方法,并增加了低凝和深度精制兩類專用基礎油標準。礦物型潤滑油的生產(chǎn),最重要的是選用最佳的原油。 礦物基礎油的化學成分包括高沸點、高分子量烴類和非烴類混合物。其組成一般為烷烴(直鏈、支鏈、多支鏈)、環(huán)烷烴(單環(huán)、雙環(huán)、多環(huán))、芳烴(單環(huán)芳烴、多環(huán)芳烴)、環(huán)烷基芳烴以及含氧、含氮、含硫有機化合物和膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等非烴類化合物。 4.4.2添加劑 添加劑是近代高級潤滑油的精髓,正確選用
53、合理加入,可改善其物理化學性質(zhì),對潤滑油賦予新的特殊性能,或加強其原來具有的某種性能,滿足更高的要求。根據(jù)潤滑油要求的質(zhì)量和性能,對添加劑精心選擇,仔細平衡,進行合理調(diào)配,是保證潤滑油質(zhì)量的關鍵。一般常用的添加劑有:粘度指數(shù)改進劑,傾點下降劑,抗氧化劑,清凈分散劑,摩擦緩和劑,油性劑,極壓劑,抗泡沫劑,金屬鈍化劑,乳化劑,防腐蝕劑,防銹劑,破乳化劑。4.5潤滑油脂的基本性能(1) 外觀(色度)油品的顏色,往往可以反映其精制程度和穩(wěn)定性。對于基礎油來說,一般精制程度越高,其烴的氧化物和硫化物脫除的越干凈,顏色也就越淺。但是,即使精制的條件相同,不同油源和基屬的原油所生產(chǎn)的基礎油,其顏色和透明度也
54、可能是不相同的。 對于新的成品潤滑油,由于添加劑的使用,顏色作為判斷基礎油精制程度高低的指標已失去了它原來的意義。(2)密度密度是潤滑油最簡單、最常用的物理性能指標。潤滑油的密度隨其組成中含碳、氧、硫的數(shù)量的增加而增大,因而在同樣粘度或同樣相對分子質(zhì)量的情況下,含芳烴多的,含膠質(zhì)和瀝青質(zhì)多的潤滑油密度最大,含環(huán)烷烴多的居中,含烷烴多的最小。(3) 粘度粘度反映油品的內(nèi)摩擦力,是表示油品油性和流動性的一項指標。在未加任何功能添加劑的前提下,粘度越大,油膜強度越高,流動性越差。(4) 粘度指數(shù)粘度指數(shù)表示油品粘度隨溫度變化的程度。粘度指數(shù)越高,表示油品粘度受溫度的影響越小,其粘溫性能越好,反之越差
55、。 4.5潤滑油脂的基本性能(5)閃點閃點是表示油品蒸發(fā)性的一項指標。油品的餾分越輕,蒸發(fā)性越大,其閃點也越低。反之,油品的餾分越重,蒸發(fā)性越小,其閃點也越高。同時,閃點又是表示石油產(chǎn)品著火危險性的指標。油品的危險等級是根據(jù)閃點劃分的,閃點在45以下為易燃品,45以上為可燃品,在油品的儲運過程中嚴禁將油品加熱到它的閃點溫度。在粘度相同的情況下,閃點越高越好。因此,用戶在選用潤滑油時應根據(jù)使用溫度和潤滑油的工作條件進行選擇。一般認為,閃點比使用溫度高2030,即可安全使用。(6) 凝點和傾點凝點是指在規(guī)定的冷卻條件下油品停止流動的最高溫度。油品的凝固和純化合物的凝固有很大的不同。油品并沒有明確的
56、凝固溫度,所謂凝固只是作為整體來看失去了流動性,并不是所有的組分都變成了固體。潤滑油的凝點是表示潤滑油低溫流動性的一個重要質(zhì)量指標。對于生產(chǎn)、運輸和使用都有重要意義。凝點高的潤滑油不能在低溫下使用。相反,在氣溫較高的地區(qū)則沒有必要使用凝點低的潤滑油。因為潤滑油的凝點越低,其生產(chǎn)成本越高,造成不必要的浪費。一般說來,潤滑油的凝點應比使用環(huán)境的最低溫度低57。但是特別還要提及的是,在選用低溫的潤滑油時,應結(jié)合油品的凝點、低溫粘度及粘溫特性全面考慮。因為低凝點的油品,其低溫粘度和粘溫特性亦有可能不符合要求。凝點和傾點都是油品低溫流動性的指標,兩者無原則的差別,只是測定方法稍有不同。同一油品的凝點和傾
57、點并不完全相等,一般傾點都高于凝點23,但也有例外。 (7) 酸 值、堿值和中和值酸值是表示潤滑油中含有酸性物質(zhì)的指標,單位是mgkoh/g。酸值分強酸值和弱酸值兩種,兩者合并即為總酸值(簡稱tan)。我們通常所說的酸值,實際上是指總酸值(tan)。堿值是表示潤滑油中堿性物質(zhì)含量的指標,單位是mgkoh/g。堿值亦分強堿值和弱堿值兩種,兩者合并即為總堿值(簡稱tbn)。我們通常所說的堿值實際上是指總堿值(tbn)。中和值實際上包括了總酸值和總堿值。但是,除了另有注明,一般所說的中和值,實際上僅是指總酸值,其單位也是mgkoh/g。4.5潤滑油脂的基本性能(8) 水分水分是指潤滑油中含水量的百分
58、數(shù),通常是重量百分數(shù)。潤滑油中水分的存在,會破壞潤滑油形成的油膜,使?jié)櫥Ч儾?,加速有機酸對金屬的腐蝕作用,銹蝕設備,使油品容易產(chǎn)生沉渣。總之,潤滑油中水分越少越好。(9) 機械雜質(zhì)機械雜質(zhì)是指存在于潤滑油中不溶于汽油、乙醇和苯等溶劑的沉淀物或膠狀懸浮物。這些雜質(zhì)大部分是砂石和鐵屑之類,以及由添加劑帶來的一些難溶于溶劑的有機金屬鹽。通常,潤滑油基礎油的機械雜質(zhì)都控制在0.005%以下(機雜在0.005%以下被認為是無)。4.5潤滑油脂的基本性能(10)灰分和硫酸灰分灰分是指在規(guī)定條件下,灼燒后剩下的不燃燒物質(zhì)?;曳值慕M成一般認為是一些金屬元素及其鹽類?;曳謱Σ煌挠推肪哂胁煌母拍睿瑢A油
59、或不加添加劑的油品來說,灰分可用于判斷油品的精制深度。對于加有金屬鹽類添加劑的油品(新油),灰分就成為定量控制添加劑加入量的手段。國外采用硫酸灰分代替灰分。其方法是:在油樣燃燒后灼燒灰化之前加入少量濃硫酸,使添加劑的金屬元素轉(zhuǎn)化為硫酸鹽。油品在規(guī)定的實驗條件下,受熱蒸發(fā)和燃燒后形成的焦黑色殘留物稱為殘?zhí)?。殘?zhí)渴菨櫥突A油的重要質(zhì)量指標,是為判斷潤滑油的性質(zhì)和精制深度而規(guī)定的項目。潤滑油基礎油中,殘?zhí)康亩嗌伲粌H與其化學組成有關,而且也與油品的精制深度有關,潤滑油中形成殘?zhí)康闹饕镔|(zhì)是:油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)及多環(huán)芳烴。這些物質(zhì)在空氣不足的條件下,受強熱分解、縮合而形成殘?zhí)?。油品的精制深度越深,?/p>
60、殘?zhí)恐翟叫?。一般講,空白基礎油的殘?zhí)恐翟叫≡胶谩?現(xiàn)在,許多油品都含有金屬、硫、磷、氮元素的添加劑,它們的殘?zhí)恐岛芨?,因此含添加劑油的殘?zhí)恳咽執(zhí)繙y定的本來意義。機械雜質(zhì)、水分、灰分和殘?zhí)慷际欠从秤推芳儩嵭缘馁|(zhì)量指標,反映了潤滑基礎油精制的程度。4.6特殊理化性能(1) 氧化安定性氧化安定性說明潤滑油的抗老化性能,一些使用壽命較長的工業(yè)潤滑油都有此項指標要求,因而成為這些種類油品要求的一個特殊性能。測定油品氧化安定性的方法很多,基本上都是一定量的油品在有空氣(或氧氣)及金屬催化劑的存在下,在一定溫度下氧化一定時間,然后測定油品的酸值、粘度變化及沉淀物的生成情況。一切潤滑油都依其化學組成和所處
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