Bơm - Các hệ thống làm kín trục cho bơm quay và bơm ly tâm - Phần 29

13 tháng 12 2018

PHỤ LỤC B

(tham khảo)

TIÊU CHUẨN CÁC VẬT LIỆU ĐIỂN HÌNH CHO CÁC CHI TIẾT CỤM LÀM KÍN CƠ KHÍ VÀ BUỒNG LÀM KÍN

B.1.Tiêu chuẩn các vật liệu

Bảng B.1 được sử dụng để hướng dẫn liên quan đến các đặc tính kỹ thuật của vật liệu. Nếu bảng này được sử dụng, giả định rằng các đặc tính kỹ thuật của vật liệu có thể được chấp nhận mà không tính toán đến các điều kiện làm việc được áp dụng. Các vật liệu này có thể thay đổi đối với tất cả các ứng dụng.

 

Bảng B.1 - Các tiêu chuẩn vật liệu

 

 

Quốc tế ISO

Mỹ

Châu Âu

Nhật Bản JIS

Nhóm vật liệu

Các ứng dụng

ASTM

Loại

UNS

Tiêu chuẩn

Ký hiệu

Số hiệu vật liệu

Thép crôm 12%

Đúc:

ứng dụng áp lực

 

A217

A 487

Gr CA 15

Gr CA6NM

J 91150

J 91540

EN 10213-2 EN 10213-2

GX8CrNi12

GX4CrNi13-4

1.4107

1.4317

G 5121

G 5121

Cl SCS 1 Cl

SCS 6

 

Rèn:

ứng dụng áp lực

683-13-3

683-13-3

A 182 A 182

Gr F6a Cl 1

Gr F6 NM

S 41000

S 41500

EN 102504 EN 10222-5

X12Cr13

X3CrNi13-4

1.4006

1.4313

G 3214

G 3214

Gr. SUS 410-A

Cl SUS F6 NM

 

Vật liệu dầm cán: ứng dụng chung

683-13-3

683-13-4

A 276 A 582

Type 410

Type 416

S 41000

S 41600

EN 10088-3 EN 10088-3 EN 10088-3

X12Cr13

X20CrS13

X39CrMo17-1

1.4006

1.4005

1.4122

G 4303

Gr. SUS 410 or 403

 

Các bulông và vít

Các đá ốc

3506-1,04-70 3506-2, C4-70

A 193 A 194

Gr B6

Gr 6

S 41000

EN 10269

EN 10269

X22CrMoV12-1

X22CrMoV12-1

1.4923

1.4923

G 4303

G 4303

Gr. SUS 410 or 403

Gr. SUS 410 or 403

Thép không gỉ Austenit

Đúc:

ứng dụng áp lực

683-13-10

683-13-19

A 351 A 351

Gr CF3

Gr CF3M

J 92500

J 92800

EN 10213-4 EN 10213-4

GX2CrNi19-11 GX2CrNiMo19-11-2

1.4309

1.4409

G 5121

G 5121

Cl SCS 13A

Cl SCS 14A

 

Rèn

9327-5,

X2CrNi18-10

9327-5

X2CrNiMo17-12

A 182 A 182

Gr F304L

Gr F316L

S 30403

S 31603

EN 10222-5

 EN 10222-5

X2CrNi19-11

X2CrNiMo17-12-2

1.4306

1.4404

G 3214

G 3214

Gr. SUS F 304 L

Gr. SUS F 316 L

 

Dầm

683-13-19

683-13-19

683-13-19

A 276 A 276

A 276

Type316

Type316L

Type316Ti

S 31600

S 31603

S 31635

EN 10088-3 EN 10088-3 EN 10088-3

X5CrNiMo17-12-2

X2CrNiMo17-12-2

X6CrNiMoTi17-12-2

1.4401

1.4404

1.4571

G 4303

G 4303

G 4303

Gr. SUS 316

Gr. SUS 316L

Gr. SUS 316 Ti

Thép không gỉ kép và siêu kép

Rèn

9327-5,

X2CrNiMoN22-5-3

A182A

182

Gr F 51

Gr 55

S 31803

S 32760

EN 10222-5 EN 10250-4

EN 10250-4 EN 10250-4

X2CrNiMoN22-5-3 X2CrNiMoN 22-5-3 X2CrNiMoCuWN25-7-4 X2CrNiMoCuWN25-7-4

1.4462

1.4462

1.4501

1.4501

 

 

Dầm

9327-5

X2CrNiMoN22-5-3

A 276 A276A 276

 

S 31803

S 32550

S 32760

EN 10088-3 EN 10088-3 EN 10088-3

X2CrNiyoN22-5-3

X2CrNiMoCuN25-6-3

X2CrNiMoCuWN25-7-4

1.4462

1.4507

1.4501

G 4303

Gr. SUS 329J3L

Hợp kim 20

Đúc

 

A 744

CN7M

N 08007

 

 

 

G 5121

Gr. SCS 23

Dầm

 

B 473

 

N 08020

 

NiCr20CuMo

2.4660

 

 

Hợp kim crôm molypđen niken cacbon thấp

Rèn

 

B 564

 

N 10276

 

NiMo16Cr15W

2.4819

 

 

Dầm và thanh

9723, NW0276

B 574

 

N10276

 

NiMo16Cr15W

2.4819

 

 

Tấm, lá và băng

6208, NW0276

B 575

 

N 10276

 

NiMo16Cr15W

2.4819

 

 

Đúc hàn được

12725, NC6455

A 494

Gr. CW2M

 

 

 

 

 

 

Hợp kim đồng niken (“Hợp kim 400")

Rèn

9725, NW4400

B 564

 

N 04400

 

NiCu30Fe

2.4360

 

 

 

Dầm và thanh

9723, NW4400

B1 64

Class A

N 04400

 

NiCuSOFe

2.4360

 

 

 

Tấm, lá và băng

6208, NW4400

B 127

 

N 04400

 

NiCu30Fe

2.4360

 

 

 

Đúc hàn được

 

A 494

Gr. M30C

 

 

G-NiCu30Nb

2.4365

 

 

Hợp kim niken biến cứng kết tủa ("Hợp kim 718")

Rèn and dầm

 

B 637

 

N 07718

 

NiCr19NbMo

2.4668

 

 

 

Tấm, lá và băng

 

B 670

 

N 07718

 

NiCr19NbMo

2.4668

 

 

Gang Austenit

Gang

Austenit

2892, L- NiCuCr1 5-6-2

2892, L-NiCr20-2

2892,

L-NiCr30-3

A436

A436

A436

Type 1

Type2

Type3

F41000 F41002 F41004

 

 

 

 

 

 

Gang dẻo Austenit

2892, SNiCr20 2

A439

TypeD2

F43000

 

 

 

 

 

Chất đàn hồi

Acrylonitrile

butadiene

1629, NBR

D 1418

NBR

 

 

 

 

 

 

 

Ethylene-

propylene-

diene

1629, EPDM

D 1418

EPDM

 

 

 

 

 

 

 

Vật liệu đàn hồi Fluoro hóa

1629, FKM

D 1418

FKM

 

 

 

 

 

 

 

Vật liệu đàn hồi Perfluoro hóa

1629, FFKM

D 1418

FFKM

 

 

 

 

 

 

Graphit mềm

graphit nguyên chất

 

 

 

 

 

 

 

 

 

vòng đệm

Thép không gỉ được xoắn lại với graphit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B.2. Các giới hạn nhiệt độ đặc trưng cho các vật liệu của cụm làm kín trong sự vận hành với hyđrocacbon

Vật liệu b mặt

Nhiệt độ lớn nhất

°C (°F)

Cacbit vonfam

400 (750)

Cacbit silic (rắn)

425 (800)

Cacbon-graphit:

 

Có tính ôxi hóa

275 (525)

Không bị oxy hóa

425(800)

B.3. Hướng dẫn đối với cacbit silic

Cacbit silic được sử dụng rộng rãi như là một vật liệu cho các vòng làm kín. Các ưu điểm chính của nó là độ cứng cao, chống ăn mòn tuyệt vời, độ dẫn nhiệt cao, và hệ số ma sát thấp đối với cacbon. Các cacbit silic có thể được phân loại dựa theo thành phần và quá trình sản xuất. Đối với các cụm làm kín cơ khí, cacbit silic liên kết phản ứng và cacbit silic tự thiêu kết được sử dụng rộng rãi. Cacbit silic liên kết phản ứng được sản xuất bằng kim loại silic phản ứng với cacbon trong một chất kết dính cacbit silic. Vật liệu thu được chứa kim loại silic tự do thông thường trong khoảng 8 % đến 12 %. Mặt khác, cacbit silic tự thiêu kết chứa hoàn toàn cacbit silic. Ngoài ra, trong phạm vi các phân lớp này, có các lớp, các cấu trúc hạt, v.v. khác nhau. Bởi vậy, hai phân lớp cacbit silic này có một số thay đổi về tính năng khi được sử dụng như là một vật liệu bề mặt cụm làm kín.

Mặc dù có sự khác nhau trong phạm vi hai phân lớp cacbit silic, chúng có các đặc tính chung cũng khá tốt. Cacbit silic liên kết phản ứng được coi là có hệ số ma sát thấp hơn không đáng kể so với cacbon trong các điều kiện đã biết. Nó ít giòn hơn, và không cứng như vật liệu tự thiêu kết. Mặc dù thực tế, sự khác nhau này là nhỏ. Một sự khác nhau quan trọng là trong tính chống ăn mòn. Như một quy tắc gần đúng theo kinh nghiệm, cacbit silic liên kết phản ứng được khuyến nghị đối với sự vận hành ở nơi có độ pH khoảng giữa 4 và 11; ngoài khoảng này, nên sử dụng cacbit silic tự thiêu kết.

B.4. Hướng dẫn đối với các hợp chất bề mặt cứng

Mặc dù kết hợp vật liệu làm kín bề mặt được ưu tiên là cacbon đối tiếp một bề mặt cứng, có nhiều điều kiện làm việc yêu cầu sử dụng hai bề mặt cứng. Các yếu tố yêu cầu sử dụng hai bề mặt cứng bao gồm:

- sự có mặt của các hạt mài mòn trong lưu chất được làm kín;

- độ nhớt của chất lỏng;

- sự kết tinh của chất lỏng;

- sản phẩm polyme hóa;

- sự có mặt của va đập và dao động cao.

Các lựa chọn vật liệu chính đối với các bề mặt cứng là cacbit silic và cacbit vonfam. Như một quy tắc chung, cacbit silic sẽ hoạt động dựa vào bản thân nó khá tốt nếu có sự bôi trơn chất lỏng ổn định. Tuy vậy, cacbit vonfam đối tiếp cacbit vonfam có thể cũng là một kết hợp rất nhạy cảm.

Có các quy tắc chung để xét.

a) Cacbit vonfam đối tiếp cacbit silic cho thấy tính năng tuyệt vời khi môi trường được làm kín là dầu. Ngay cả trong các điều kiện làm việc chất lỏng độ nhớt thấp, như nước với chất mài mòn, cacbit vonfam đối tiếp cacbit silic là lựa chọn phổ biến nhất nếu hai bề mặt cứng được yêu cầu.

b) Cacbit vonfam đối tiếp cacbit vonfam cho thấy tính năng tuyệt vời trong các loại dầu nặng, nhựa đường và asphalt. Nó cung cấp cho hiệu suất kém trong nước, nhưng có thể cho hiệu suất tốt trong chất lỏng kiềm. Sự chú ý đặc biệt sẽ đem lại các điều kiện (áp suất X vận tốc), vì các giới hạn đối với sự kết hợp các vật liệu này là thấp.

c) Cacbit silic được thiêu kết đối tiếp chính nó có thể đem lại kết quả tuyệt vời trong hoạt động ăn mòn, và là sự kết hợp được ưu tiên của hai bề mặt cứng cho các ứng dụng hóa chất. Tuy vậy. sự kết hợp này sẽ dẫn đến hư hỏng tất yếu nếu chạy trong các điều kiện khô và do đó không được đề nghị trong các trường hợp mà ở đó sẽ co các điều kiện bôi trơn biên.

d) Cacbit silic liên kết phản ứng đối tiếp chính nó cũng đã được sử dụng rộng rãi trong các quy trình hyđrocacbon. Nó cung cấp hiệu suất tốt cho các điều kiện làm việc như dầu thô mà ở đó có mặt các hạt mài mòn.

e) Cần chú ý rằng, như một quy tắc chung, khoa học ma sát không tán thành sử dụng hai vật liệu như vậy trong tiếp xúc ma sát. Vì lý do này cacbit silic liên kết phản ứng, bề mặt hẹp, đã được sử dụng đối tiếp một cacbit silic được thiêu kết, bề mặt rộng. Các yêu tố thực tế như chống ăn mòn và tăng phí tổn lưu kho, làm cho sự kết hợp này ít phổ biến.

Các vật liệu và kỹ thuật mới triển vọng đang được phát triển đối với các bề mặt làm kín mà ở đó các kết hợp bề mặt cứng được yêu cầu. Vì điều này đang trong thời kỳ phát triển hoặc giai đoạn ứng dụng ban đầu, các hướng dẫn ứng dụng vượt ra ngoài phạm vi của tiêu chuẩn này.

B.5. Các hướng dẫn giới hạn nhiệt độ điển hình đối với vật liệu của cụm làm kín thứ cấp

Vật liệu

Nhiệt độ nhỏ nht

Nhiệt độ lớn nhất

 

°C (°F)

°C (°F)

Polyme chứa florua (FKM):

 

 

Vận hành với hiđrocacbon

-7(20)

175(350)

Vận hành dung môi nước

-7(20)

120(250)

Đàn hồi bị flo hóa(FFKM)

-7(20)a

290 (550)

Nitril (NBR)

-40(-40)

120 (250)

Graphit mềm dẻo

-240 (-400)

480 (900)

a Một số loại FFKM là không phù hợp dưới 20oC  (70 oF).

B.6. Hướng dẫn đối với sự lựa chọn các chất đàn hồi

Các chất đàn hồi là một sự kết hợp phức tạp của Cấu trúc polymer, các chất độn, xử lý hóa học và sắp xếp có tính toán. Lựa chọn, hỗn hợp, xử lý và sắp xếp các cụm làm kín đàn hồi một cách đúng đắn, như các vòng đệm kín O, thực hiện dự báo trong một hoạt động xác định (dung môi, thời gian, nhiệt độ, áp suất, tĩnh/động lực học,...). Tuy nhiên, nếu dàn xếp được thì cụm làm kín đàn hồi có thể hoạt động không nhất quán với tuổi thọ làm việc bị rút ngắn.

Bản chất riêng của các vật liệu đàn hồi khiến cho việc viết đặc tính kỹ thuật rất khó khăn. Tiêu chuẩn này quy định giới hạn, hướng dẫn chung đối với sự lựa chọn các vật liệu đàn hồi và không cung cấp các đặc trưng đối với sự lựa chọn một trường hợp riêng hỗn hợp, xử lý, các chất độn,... Hướng dẫn lựa chọn cụm làm kín trong Phụ lục A khuyến nghị các họ polymer (như vật liệu polymer chứa florua, nitril, ...) dựa trên kinh nghiệm chung. Trường hợp riêng của hợp chất phải thích hợp với điều kiện làm việc đó.

Một vài sự xem xét đối với sự lựa chọn các polymer và các hợp chất cụ thể bao gồm những điều sau đây.

a) Polymer được xác định theo ISO hoặc ASTM, và không được sử dụng các vật liệu tái chế.

b) Người ta thừa nhận rằng có những hợp chất khác nhau với các đặc tính và tính năng khác nhau trong một họ polymer cụ thể.

c) Mặc dù hầu hết các chất đàn hồi sử dụng cacbon đen như là một chất độn, có các chất độn khác có thể được sử dụng.

d) Có các tính chất tới hạn, như sự biến dạng dư, có thể là quan trọng hơn đối với các kiểu cụm làm kín cơ khí hơn so với các loại khác.

e) Khả năng tương thích môi trường có thể thay đổi đáng kể với thời gian, nhiệt độ và nồng độ - nói riêng, các chất đàn hồi nhiệt độ cao, như các vật liệu đàn hồi bị flo hóa, có thể giảm các định mức nhiệt độ trong một số môi trường.

f) Các phần tử làm kín thử cấp động có thể cũng giảm các định mức nhiệt độ.

g) Tất cả các polymer được sử dụng trong một hỗn hợp phải được chỉ định.

Xem lại: Bơm - Các hệ thống làm kín trục cho bơm quay và bơm ly tâm - Phần 28

Xem tiếp: Bơm - Các hệ thống làm kín trục cho bơm quay và bơm ly tâm - Phần 30