气封泄漏原因的理论分析活塞托瓦磨损2003年5月在对C101/A,B压缩机的检修中,解体检查101/B压缩机南缸,发现活塞托瓦磨损严重,由于托瓦磨损变薄使活塞及活塞杆下沉,影响了气封与活塞杆的垂直度。
(1)对C101/B南缸活塞托瓦厚度、活塞杆圆柱度、活塞缸圆柱度进行了精确测量,结果。(2)托瓦磨损对活塞杆下沉量的影响活塞托瓦厚度、活塞杆和活塞缸的圆柱度mm名称中11、22、33分别为测量物前、中、后三个位置截面,22截面为气封作用点,距活塞中部700mm.
托瓦磨损对活塞杆下沉的影响可以从进行定量的分析。托瓦磨损导致活塞杆下沉的示意O活塞托瓦中心;B气封盒右端;C气封盒左端活塞在上死点时托瓦中心到气封盒右端的距离OB=864mm;托瓦磨损量等于活塞下沉量OA;气封盒长度CB=285mm.
根据几何原理:CD/OA=CB/OB,由于气封与活塞杆的垂直度标准是小于0.04mm,因此我们通过公式反推可知活塞托瓦下沉量的标准应小于0.12mm.实际气封处活塞杆下沉量:OA1=0.35mm(2002年5月实测)OA2=0.29mm(2003年5月实测)显然,两次实测的气封处活塞杆下沉量都超标。
气封与气封盒磨损(1)通过小组的现场调查和理论分析:认为产生磨损的原因是气封盒的材料是45号钢,在长时间的使用中往复运动的金属气封与金属气封盒相摩擦,加之受到介质的腐蚀(主要是硫化物),使气封与气封盒尺寸发生了不均匀的变化<2>.而介质的腐蚀在生产工艺上是不可避免的,所以只有在压缩机气封与气封盒材料的耐磨性能、抗腐蚀性能及结构上进行改进。
(2)气封泄漏的关键内因是气封与气封盒的装配尺寸不合理。一般来说,气封各级的间隙都应该相同,而且铜气封在正常工作条件下各级间隙达到0.060.08mm才能保证不泄漏。
(3)在实际测量中发现气封各级间隙差异很大。通过测量气封厚度和气封盒的深度发现:气封厚度误差为-0.08mm;气封盒深度误差为+0.25mm,均超出了允许的标准。
解决压缩机气封泄漏的对策在C101/A,B压缩机气封泄漏原因理论分析的基础上,针对气封泄漏的原因提出了解决方案,并进行了可行性分析,2003年6月初在C101/A,B压缩机停运大检修期间,对压缩机气封实施了技术改造。
解决托瓦磨损(1)采用聚苯酯托瓦代替原聚四氟乙烯托瓦通过对现有托瓦材料聚苯酯和聚四氟乙烯的性能比较,选择了各方面性能较好的聚苯酯作为托瓦的材料。
聚苯酯和聚四氟乙烯的性能对比材料耐磨性自润滑性膨胀性强度聚苯酯好一般好聚四氟乙烯一般高差由于聚苯酯和聚四氟乙烯的膨胀系数差别小,所以新导向环在采用聚苯酯后其尺寸保持不变,采用局部式托瓦,安装在活塞正下方9010的圆弧内。
(2)改变托瓦结构把原整体式托瓦改为局部式托瓦,同时在托瓦与活塞之间,加0.15mm的铜皮,其优点是在托瓦磨损后能调整活塞杆的平行度<3>.改造前、后的托瓦结构如所示。
改造前、后的托瓦结构(3)具体实施步骤1)把原托瓦锯成90的圆弧;2)把活塞装入气缸中,压死点,然后在活塞的正下方作出90的记号;3)根据记号制作两个限位块,用紧定螺钉固定;4)装入圆弧托瓦,同时在托瓦与活塞之间加0.15mm的铜皮。
解决气封与气封盒磨损(1)改变气封材料由于该压缩机制造于20世纪70年代,气封的材料是铜,现在的压缩机气封材料基本都选用填充聚四氟乙烯,两者之间的性能优劣的比较。
结论芳烃重整装置C101/A,B压缩机经过采用聚苯酯托瓦代替原聚四氟乙烯托瓦并将原整体式托瓦改为局部式托瓦;气封导向环选用聚苯酯,厚度不变;采用局部式,安装在活塞正下方;圆弧9010;气封材料采用12%炭纤维填充聚四氟乙烯气封;气封盒深度18.49mm0.01mm,气封盒接触面垂直度0.02mm,表面粗糙度Ra0.8等改造对策。2003年611月对重整C101/B压缩机的运行状况进行了考察,没有发现气封泄漏的问题。
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