Blog

Trong cấu trúc của một máy bơm ly tâmPhớt cơ khí là một bộ phận cốt lõi, liên quan trực tiếp đến hoạt động ổn định và tuổi thọ của thiết bị. Chức năng chính của phớt cơ khí là ngăn chặn rò rỉ chất lỏng từ bơm, đảm bảo hoạt động bình thường và hiệu quả làm việc của bơm. Tuy nhiên, trong các ứng dụng thực tế, phớt cơ khí của bơm ly tâm thường bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như điều kiện vận hành, đặc tính môi trường và bảo trì vận hành, dẫn đến hỏng hóc. Điều này dẫn đến hỏng phớt, rò rỉ bơm và thậm chí là ngừng hoạt động của thiết bị, ảnh hưởng xấu đến an toàn sản xuất và bảo vệ môi trường. Hỏng phớt cơ khí của bơm ly tâm không chỉ ảnh hưởng đến hiệu suất và độ an toàn của thiết bị mà còn dẫn đến chi phí bảo trì cao, làm tăng chi phí sản xuất cho các doanh nghiệp khai thác dầu khí. Do đó, việc nghiên cứu nguyên nhân và cơ chế hư hỏng của hỏng phớt cơ khí trong bơm ly tâm, sau đó đề xuất các biện pháp phòng ngừa và cải tiến hiệu quả, có tầm quan trọng đáng kể để giảm tỷ lệ hỏng hóc của phớt cơ khí và kéo dài tuổi thọ của chúng. An Huy Shengshi Datang sẽ cung cấp cho bạn cái nhìn tổng quan.

1. Phân tích nguyên lý hoạt động của bơm ly tâm

Hoạt động của bơm ly tâm dựa trên phương trình Bernoulli trong động lực học chất lưu, phát biểu rằng trong một hệ thống kín, năng lượng của chất lỏng bao gồm động năng, thế năng và năng lượng áp suất, và ba dạng năng lượng này được chuyển đổi bên trong bơm. Các thành phần cốt lõi của bơm ly tâm là cánh bơm và vỏ bơm. Khi động cơ điện truyền động trục bơm quay, cánh bơm quay với tốc độ cao, khiến chất lỏng bên trong bơm cũng chuyển động quay. Dưới tác động của lực ly tâm, chất lỏng bị đẩy từ tâm cánh bơm ra ngoại vi, làm tăng cả động năng và áp suất. Sự thay đổi động năng và áp suất này khiến chất lỏng chảy ra ngoài qua cửa ra của vỏ bơm. Áp suất tại tâm cánh bơm giảm xuống, tạo thành vùng áp suất thấp, và chất lỏng liên tục được hút vào bơm dưới áp suất khí quyển, do đó hình thành một quá trình vận chuyển chất lỏng liên tục. Hoạt động của bơm ly tâm có thể được chia thành ba giai đoạn: hút chất lỏng, tăng tốc và xả. Ở giai đoạn hút, do vùng áp suất thấp hình thành ở tâm cánh bơm, chất lỏng bên ngoài chảy vào bơm dưới áp suất khí quyển. Ở giai đoạn tăng tốc, chất lỏng, dưới tác động của lực ly tâm thông qua cánh bơm, tăng tốc về phía vỏ bơm. Ở giai đoạn xả, chất lỏng tốc độ cao được giảm tốc dần dần qua bộ khuếch tán hoặc ống xoắn, chuyển đổi động năng thành năng lượng áp suất trước khi được xả ra khỏi bơm.

Các thành phần chính của bơm ly tâm bao gồm cánh bơm, vỏ bơm, trục bơm, phớt cơ khí và ổ trục. Cánh bơm, được làm bằng vật liệu như gang, thép không gỉ hoặc nhựa, là thành phần cốt lõi. Thiết kế của nó quyết định trực tiếp lưu lượng và cột áp của bơm. Các thông số như hình dạng, kích thước, số lượng cánh bơm và góc cánh bơm ảnh hưởng đáng kể đến lưu lượng chất lỏng và hiệu suất chuyển đổi áp suất. Vỏ bơm, thường có dạng xoắn ốc, chứa chất lỏng. Chức năng chính của nó là thu gom chất lỏng thải ra từ cánh bơm và dẫn đến cửa xả. Vỏ bơm cũng hỗ trợ chuyển đổi năng lượng bằng cách dần dần chuyển đổi động năng của chất lỏng thành năng lượng áp suất thông qua quá trình khuếch tán, do đó làm tăng cột áp của bơm. Trục bơm, được dẫn động bởi động cơ và được kết nối với cánh bơm, truyền năng lượng cơ học từ động cơ đến cánh bơm, khiến cánh bơm quay. Trục bơm phải có độ bền và độ cứng cao để chịu được lực ly tâm và phản lực của chất lỏng tác dụng lên cánh bơm. Phớt cơ khí ngăn ngừa rò rỉ chất lỏng tại điểm tiếp xúc giữa trục bơm và vỏ bơm. Hiệu suất của nó ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả và độ an toàn của máy bơm. Vòng bi hỗ trợ và cố định trục bơm, giảm ma sát và rung động trong quá trình quay, đảm bảo máy bơm hoạt động ổn định.

2. Nguyên nhân rò rỉ trong Bơm ly tâm Phớt cơ khí

(1) Rò rỉ chạy thử.​ Độ chính xác lắp đặt phớt cơ khí ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả bịt kín của nó. Nếu các mặt phớt không được căn chỉnh chính xác trong quá trình lắp đặt hoặc nếu khe hở mặt phớt được đặt không đúng cách, rò rỉ có thể xảy ra trong quá trình vận hành thử. Các vòng tĩnh và vòng xoay phải phẳng và căn chỉnh trong quá trình lắp đặt. Việc không đáp ứng tiêu chuẩn này có thể dẫn đến tiếp xúc kém giữa các mặt phớt, tạo ra các khe hở và cho phép rò rỉ ở mức độ trung bình. Tương tự, việc siết chặt không đúng theo yêu cầu thiết kế hoặc rung động trong quá trình lắp đặt có thể khiến các vòng phớt bị lệch, làm hỏng phớt. Trong giai đoạn chạy thử, các mặt phớt có thể chưa được lắp ghép hoàn toàn. Trong điều kiện vận hành tốc độ cao và ma sát, hiện tượng mài mòn mặt phớt có thể dẫn đến rò rỉ. Hiện tượng mài mòn này thường xảy ra nếu các mặt phớt chưa được xử lý sơ bộ hoặc chạy rà, vì độ nhám bề mặt ban đầu cao làm tăng nhiệt ma sát, làm gia tăng mài mòn. Mòn mặt phớt làm giảm tính toàn vẹn tiếp xúc của các bề mặt bịt kín, dẫn đến rò rỉ. Ngoài ra, nhiệt độ tăng quá nhanh trong quá trình chạy thử có thể gây ra sự giãn nở nhiệt không đều của các mặt phớt, làm tăng tốc độ mài mòn. Rung động phát sinh trong quá trình vận hành bơm do mòn ổ trục, mất cân bằng hoặc các vấn đề cơ học khác có thể ảnh hưởng đến phớt cơ khí, vốn rất nhạy cảm với rung động. Rung động gây ra sự phân bố áp suất không đều giữa các bề mặt phớt, có khả năng dẫn đến lệch trục giữa vòng quay và vòng tĩnh, hỏng phớt và rò rỉ. Đặc biệt trong quá trình chạy thử, chuyển động trục dọc quá mức hoặc độ đảo hướng kính vượt quá tiêu chuẩn có thể ảnh hưởng xấu đến độ ổn định của các bộ phận phớt.

(2) Rò rỉ thử nghiệm tĩnh.​ Trong phớt cơ khí, các bộ phận làm kín phụ trợ thường được làm bằng các vật liệu như cao su hoặc PTFE. Độ đàn hồi và khả năng chống ăn mòn của các vật liệu này ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất làm kín. Việc lựa chọn vật liệu làm kín phụ trợ không phù hợp có thể dẫn đến rò rỉ trong quá trình thử nghiệm áp suất tĩnh. Nếu vật liệu làm kín không đủ khả năng chống ăn mòn hoặc chịu được nhiệt độ, nó có thể bị biến dạng dưới áp suất hoặc nhiệt độ thử nghiệm tĩnh, không tạo ra được độ kín hiệu quả. Đồng thời, lão hóa, cứng hóa hoặc mất độ đàn hồi do thay đổi nhiệt độ có thể khiến các bề mặt phớt không khít chặt, gây rò rỉ. Trong quá trình thử nghiệm tĩnh, áp suất bên trong buồng phớt không được dao động đáng kể. Nếu không, áp suất không đều trên các bề mặt phớt có thể gây rò rỉ. Các thử nghiệm tĩnh thường được tiến hành ở áp suất cao hơn một chút so với áp suất vận hành để kiểm tra tính toàn vẹn của phớt. Tuy nhiên, nếu áp suất quá cao hoặc được áp dụng không đều, các bộ phận phớt có thể bị hư hỏng, làm giảm tiếp xúc giữa các vòng tĩnh và vòng quay và gây rò rỉ. Đặc biệt trong các thử nghiệm tĩnh, nếu nhiệt độ chất lỏng cao, sự giãn nở nhiệt bên trong buồng phớt có thể gây ra dao động áp suất, dẫn đến độ kín không đạt yêu cầu. Các bề mặt phớt, thường được làm bằng vật liệu chịu mài mòn, có độ bền cao như silicon carbide hoặc gốm, là rất quan trọng. Nếu chịu áp lực quá mức trong quá trình lắp đặt hoặc thử nghiệm tĩnh, biến dạng nhỏ có thể xảy ra, ảnh hưởng đến khả năng ghép nối đúng cách của các mặt.

(3) Rò rỉ hoạt động.​ Điều kiện vận hành của bơm ly tâm có thể thay đổi theo trạng thái làm việc của nó. Sự thay đổi về nhiệt độ, áp suất hoặc lưu lượng chất lỏng đều có thể ảnh hưởng đến hiệu suất phớt. Khi điều kiện vận hành vượt quá giới hạn thiết kế của phớt - chẳng hạn như nhiệt độ hoặc áp suất quá cao - các đặc tính vật liệu của các thành phần phớt có thể bị suy giảm, dẫn đến hỏng phớt. Rò rỉ đặc biệt dễ xảy ra trong các biến động lưu lượng tạm thời hoặc trong điều kiện tải trọng biến đổi mạnh. Phớt cơ khí thường dựa vào sự hiện diện của chất lỏng phớt để bôi trơn và làm mát đầy đủ. Lưu lượng chất lỏng phớt không đủ hoặc nhiệt độ quá cao có thể khiến chất lỏng phớt bay hơi hoặc bốc hơi, làm giảm hiệu quả bịt kín. Hơn nữa, tạp chất hoặc chất gây ô nhiễm trong chất lỏng phớt có thể xâm nhập vào buồng phớt, làm giảm khả năng bôi trơn giữa các bề mặt phớt, tăng tốc độ mài mòn và gây rò rỉ. Việc lựa chọn vật liệu và thiết kế phớt cơ khí liên quan trực tiếp đến hiệu suất của nó. Nếu vật liệu phớt không đủ khả năng chống ăn mòn, nó có thể bị ăn mòn khi tiếp xúc với chất lỏng bơm, dẫn đến giảm hiệu suất bịt kín. Tương tự, thiết kế kém có thể gây ra sự phân bổ lực không đều trên các bề mặt phớt hoặc các vấn đề liên quan đến giãn nở nhiệt, dẫn đến hỏng phớt. Do đó, việc lựa chọn vật liệu phù hợp và thiết kế hợp lý là những yếu tố quan trọng để đảm bảo tính ổn định của phớt cơ khí trong quá trình hoạt động bình thường.

(4) Chất lượng nước làm mát.Vai trò của nước làm mát là đảm bảo kiểm soát nhiệt độ cho phớt cơ khí, ngăn ngừa hư hỏng phớt do nhiệt độ cao. Nếu chất lượng nước làm mát không đạt tiêu chuẩn, nó có thể dẫn đến rò rỉ phớt cơ khí. Nếu nước làm mát chứa tạp chất, hạt rắn, nhiễm dầu hoặc các chất gây ô nhiễm khác, nó có thể ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường làm việc của phớt cơ khí. Những tạp chất này có thể xâm nhập vào buồng phớt, gây mài mòn các vòng tĩnh và xoay, làm giảm độ nhẵn của bề mặt phớt và do đó gây rò rỉ. Đồng thời, sự hiện diện của các chất gây ô nhiễm có thể cản trở dòng nước làm mát, ngăn không cho nó mang nhiệt sinh ra ở bề mặt phớt một cách hiệu quả, làm trầm trọng thêm tình trạng mài mòn và tăng nhiệt độ. Thành phần hóa học của nước làm mát cũng có thể ảnh hưởng đến vật liệu của phớt cơ khí. Nước làm mát chứa nồng độ cao các tác nhân ăn mòn có thể đẩy nhanh quá trình ăn mòn vật liệu phớt, làm giảm tuổi thọ của chúng. Nếu vật liệu được sử dụng trong phớt cơ khí không có khả năng chống ăn mòn, việc tiếp xúc lâu dài với nước làm mát như vậy có thể dẫn đến nứt, rỗ hoặc bong tróc trên bề mặt phớt, cuối cùng gây rò rỉ. Nhiệt độ của nước làm mát rất quan trọng đối với hiệu suất của phớt cơ khí. Nhiệt độ nước làm mát quá cao có thể làm mềm hoặc lão hóa vật liệu làm kín, làm giảm độ đàn hồi và hiệu quả làm kín. Khi nhiệt độ tăng, các bộ phận làm kín có thể không duy trì được độ tiếp xúc chặt chẽ như thiết kế, dẫn đến rò rỉ.