Vespel CR-6100 Průvodce použití

Transkript

1 Title: Boulden Company 1013 Conshohocken Road Conshohocken, PA USA Vespel CR-6100 Průvodce použití Machinery Spot Lužná 2/716) Praha 6 Česká republika Rev. 3 Leden 2010 Účel použití materiálu Smyslem následujícího textu je poskytnout informaci o běžném využití v praxi materialu DuPont Vespel CR-600 kompozit pro komponenty odstředivých čerpadel při opravách a retrofit aplikacích. Následující jednoduchý průvodce by měl zajistit, aby se uvedený material používal vždy v rámci limitů zejména teplotního rozsahu použití a chemické kompatibility a tím snížit potřebu inženýrských kapacit pro posouzení vhodnosti pro každou aplikaci. Vespel CR-6100 je material z uhlíkových vláken o přesné orientaci i délce a teflonu Teflon PFA kompozit vyrobený firmou DuPont. Kompozitní Materiály Vespel CR-6100 v praxi prokázal schopnost odolávat normálnímu kontaktu mezi rotačním a stacionárním nákružkem oběžných kol čerpadel včetně extrémních podmínek a chodu na sucho. Zvláště schopnost odolat poškození při chodu na sucho bez rizika přehřátí je významnou výhodou pro provozovatele během nestandardních provozních podmínek. Materiál svými vlastnostmi dovolí při zachování bezpečnosti snížit významně radiální vůli mezi kompozitem nákružek na statoru a stávajícím nákružkem oběžného kola. Vlastnosti materialu Teploty použití v rozsahu pro kryogenické aplikace do 200 C jinak max.do +260 C pro procesní aplikace Typické procesy k využití materialu jsou polypropylene, polyetylen, propan, butane, benzín, nafta, uhlovodíky, aminy, kyseliny, kondenzáty, napájecí voda, čpavek apod. Vespel CR-6100 je kompozitní material z Teflon and uhlíkových vláken. Proto je chemicky slučitelný se všemi typickými refinerskými produkty a medii v průmyslu. (hydrocarbons, water, amines, caustic, ammonia, sulfuric acid, hydrofluoric acid, MEK, benzene, H2S)

2 Výhody (BENEFITY) Použití Vespel CR-6100 na statorový nákružek minimalizuje riziko zavaření kola a fatálního poškození a zvyšuje bezpečnost čerpadla. Těsnící kruh s nalisovaným kompzitem Vespel odděluje kanál s vyšším tlakem a prostor sání do oběžného kola s nižším tlakem odstředivého čerpadla a přispívá ke stabilitě rotoru. Zmenšením spáry mezi rotující a pevnou částí zvyšujeme spolehlivost čerpadla a jeho účinnost. Snížení vibrací má za následek nižší opotřebení stroje a hlavně ucpávky, která má vyšší životnost stejně jako ložiska. Excelentní vlastnosti čerpadla při chodu na sucho. Zadření čerpadla po retrofitu VESPEL je minulostí. Aplikace Vespelu snižuje NPSHr na sání čerpadla. Kompozit Vespel se dobře opracovává soustružením, vrtáním, frézováním a je rozměrově stabilní. Dále je kompozit vysoce odolný chemikáliím a oděru. Konverze těsnících kruhů na kompozitní na místo ocelových se zaplatí prodlouženou dobou mezi odstávkami MTBR stroje a take nižšími náklady na opravy ucpávek a ložisek. Průtok media danou sníženou spárou je menší a tím také ztráty na stupni jsou nižší. Teflon při kontaktu s rotujícím nákružkem má lubrikační vlastnosti a působí jako kluzné pouzdro. U vícestupňových čerpadel kde průhyb hřídele je významný Vespel stabilizuje rotor v optimální pozici a snižuje vibrace zejména při aplikaci Vespelu na pouzdro balančního pístu zamezuje zadření rotoru za nestandardních provozních podmínek. V bodech chod čerpadla na sucho bez rizika zadření snížením spáry získáme stabilitu rotoru a tedy nižší vibrace (prodlužuje životnost ucpávek a ložisek) nižší průtok spárou zpět do sání znamená lepší učinnost a zvýšení průtoku strojem resp. nižší hodnota NPSHr čerpadla vysoká schopnost tlumení dynamického namáhání excelentní vlastnosti materialu - nizký koef. tepelné roztažnosti, chemická odolnost matrice, mechanická odolnost, široký rozsah teplot media pro použití kompozitu -200 C až C, rozměrová stabilita prodloužení intervalu mezi odstávkami čerpadel snadná obrobitelnost kompozitu tedy jednoduchá výroba dílů široké použití v čerpadlech kromě těsnících kruhů také pouzdro balančních pístů, škrtící pozdra a kluzná ložiska apod

3 Instalační návod Vespel CR-6100 je instalován nalisováním jaky typický statický nákružek. Rotující nákružek zůstává původní z kovu a proti je s minimální spárou stacionární nákružek z Vespel CR Vespel CR-6100 se prodává jako polotovar a na konečné rozměry se opracuje podle návodu a výkresu, který dostane každý zákazník během dodávky. Komponenty z materialu Vespel CR-6100 mohou být obrobeny až do minimální radiální tlouštky kroužku podle tabulky v příloze. Tabulka 6: Minimální síla stěny. Axiální délka nákružku se řídí ve vztahu k teplotě media podle koeficientu axiální roztažnosti v tabulce č.5 : Axiální teplotní roztažnost Vespel CR Vespel CR-6100 je instalován nalisováním s přesahem do čelního osazení na původním nákružku pro zafixování kompozitu v axiálním směru. Čep pro zajištění rotace kompozitu není požadován ani doporučen. Čeho se vyvarovat Nepoužívat Vespel CR-6100 na vnější část rotačního nákružku oběžného kola. Nepoužívat Vespel CR-6100 pro čerpadla s vysokým podílem abrazivních pevných částic v mediu. Nepoužívat Vespel CR-6100 kdy konstrukce stroje nedovoluje teplotní roztažnost kompozitu v axiálním směru. Horizontální / Vertikální odstředivá čerpadla Vespel CR-6100 lze použít pro následující části stroje Nákružky stacionární oběžných kol Kroužky mezi stupni Hřídelová pouzdra, radiální kluzná ložiska čerpadel Škrtící pouzdra, Pouzdro vyrovnávacího pístu vícestupňových čerpadel - 3 -

4 Instalace kompozitního stacionárního nákružku Krok 1: Připravit plochu stávajícího nákružku podle náčrtku Figure 1. Zkosení 30 stupňů v délce 2 mm Začistit všechny ostré hrany a rohy Vytvořit osazení na straně nižšího tlaku kompozit Vespel CR-6100, 2mm k nacentrování kroužku při lisování Figure 1: Příprava opracováním uvedených ploch na instalaci Začistit hrany 30 2 mm Osazení pro udržení kroužku v pozici Krok 2: Soustružit vnější průměr nákružku Vespel CR-6100 s odpovídajícím přesahem k nalisování. Pro uhlíkové oceli, 12% Cr oceli a litinu viz. Tabulka č. 1. Pro nerez řada 300, duplex, monel, a bronz viz Tabulka č. 2. Pro přesah větší než 0.30 mm, je nutné vstupní hranu kompozitu redukovat na pruměru k nacentrování kroužku pro snadné zalisování. Krok 3: Upravit axiální sílu kroužku na korektní délku podle teplotní roztažnosti pro danou provozní teplotu media (Table 5). Krok 4: Nalisovat nový stacionární nákružek Vespel CR-6100 do připravené lože Krok 5: Konečné opracování vnitřního průměru kompozitu Vespel CR-6100 pro dosažení požadované vůle viz. ( Minimální doporučené hodnoty vůlí viz.table 3 ). Zpětná montáž čerpadla

5 Tabulka 1: Přesah pro nalisování kompozitu Vespel CR-6100 do uhlíkové oceli, litany a nerezi do 13%Cr Průměr Vespel (mm) Provozní teplota media ( C) okolní tep. C Doporučený přesah k nalisování (mm)

6 Tabulka 2: Přesah pro nalisování kompozitu Vespel CR-6100 do nerez DUPLEX oceli, Hastelloy, Monel, Inconel, Bronz Průměr Vespel (mm) Provozní teplota media ( C) okolní tep. C Doporučený přesah k nalisování (mm)

7 Tabulka 3: Doporučené minimální vůle pro Vespel CR-6100 mezi těsnícími kruhy čerpadel Průměr těs. kruhu (mm) Vůle na průměru (mm)

8 Tabulka 4: Doporučené minimální vůle pro kluzná ložiska vertikálních čerpadel Průměr hřídele (mm) Vůle na průměru (mm)* *Poznámka: Pokud snižujeme vůli v kluzném ložisku důležité je znovu prověřit a nastavit vystředění rotoru. Adekvátní vystředění rotoru znamená že po dokončení opravy je možné rotorem volně točit. Tabulka 5: Axiální teplotní roztažnost kompozitu Vespel CR-6100 Procesní teplota ( C) délková roztažnosti axiální % % -50-2% 0-1% 50 1% 100 3% 150 4% 200 7% % % - 8 -

9 Tabulka 6: Minimální radiální síla stěny kompozitu Vespel CR-6100 hotových komponent Průměr dílu (mm) Min.radiální síla stěny (mm) 0 50 mm 1.5 mm mm 2.0 mm >101 mm 3.0 mm - 9 -