NO155359B - Fremgangsmaate for belegging av mekaniske tetninger. - Google Patents

Description

Formålet for denne oppfinnelse er en fremgangsmåte for belegging av en mekanisk tetning, og mere spesielt for belegging

av en tetningsflate som roterer i forhold til en motstående flate især for belegging av pumpers tetningsflater innen den petrokjemiske og treforedlingsindustrien.

Hittil kjente metoder for fremstilling av mekaniske tetningers glideflater er f.eks. påsveising med stellitt, plasmabe-sprøyting med keramisk middel eller mekanisk befestigelse av en hardmetallring i anleggsflaten. Stellittsveisede glide-ringer er vanligvis driftssikre, men deres anvendelsestid blir i mange tilfeller meget kort. Keramiske belegg har på sin side som ulempe at de skades lett. Svært ofte skades de allerede i installasjonsfasen eller når den roterende dels oppstarting forårsaker for stor friksjonsvarmebelastning på glideflaten.

Når man anvender en hardmetallring som er mekanisk festet på anleggsflaten, hender det ofte at hardmetallringen skades når det roterende stykke starter. Dette skyldes at der er en av-brytelse i varmeledningen mellom hardmetall- og glideringen fordi en tetning må anvendes mellom dem. På den annen side skades også tetningen ofte og forårsaker hermed lekkasje.

Man har også gjort forsøk på å belegge mekaniske tetningers glideflater med plasmabesprøyting. Dette er f.eks. nevnt i publikasjonen "Plasmatechnologie Grundlagen und Anwendung, Deutscher Verband fur Schweisstechnik", år 197 0, sidene 148-151, likesom i US patentene 3 642 519 og 3 936 295. Som et belegg nevnes en blanding av wolframkarbid og kobolt, hvilken blanding også anvendes i denne oppfinnelse.

Det må dog konstateres at det i de kjente metoder har forelig-get problemer med å få belegget til å feste seg godt til underlaget samt å få dets indre styrke og varmeledning tilstrekkelig. På grunn av dette har man hittil i den petrokjemiske industris tillempninger anvendt andre metoder enn plasmabe-sprøyting, slik som ovenfor beskrevet.

I forbindelse med denne oppfinnelse er det imidlertid blitt konstatert at man med riktig besprøytningsfremgangsmåte, ma-terialblanding samt kornstørrelse kan oppnå ypperlige resul-tater sammenlignet med konvensjonell teknologi. Det er også viktig at man ikke etter plasmabesprøytningen foretar noen materialsintring, slik som det f.eks. foreslås i de foran nevnte amerikanske publikasjoner. Dersom f.eks. i den petrokjemiske industris pumpetetninger all porøsitet blir eliminert fra belegget, vil den hinne av det pumpede medium som oppstår på flaten ødelegges, og herved slites også belegget raskt.

Oppfinnelsens mål er å unngå de mangler som belaster den

kjente teknikk. Målet er med andre ord å få i stand en mekanisk holdbar glideflate som ikke slites eller skades lett.

Det karakteristiske ved oppfinnelsen er høy^energi plasmabe-sprøyting av tetningsflaten med en besprøytningsblanding som inneholder 80-94 vekt-% wolframkarbid samt 6-20 vekt-%

kobolt, nikkel eller jern, og hvis kornstørrelse er 5^60 jam og etterfølgende kjøling av belegget uten ettersintring,

slik at det blir en viss porøsitet i belegget.

På vedføyede tegning er det i snitt vist en mekanisk tetning som er belagt ifølge oppfinnelsen og hvor belegget er angitt med henvisningstallet 1 og glideringens hoveddel med tallet 2.

I praksis skjer beleggingen slik at man belegger glideringens frontflate som er fremstilt av syrefast stål, ved hjelp av plasmabesprøytning med høy-energi besprøytningsverdier og ved å anvende som besprøytningsmateriale en blanding av wolframkarbid og et jerngruppemetall. Blandingens vanlige sam-mensetning er slik at den inneholder 80-94% wolframkarbid og 6-20% kobolt, nikkel eller jern. Blandingens kornstørrelse er vanligvis 5-60 mikrometer. Som beleggtykkelse kan man anvende til og med under 0,2 mm.

Eksempel

For utførelse av forsøk i praksis ble en serie mekaniske tetninger belagt på deres tettende flater ved å anvende høy-en-

ergi plasmabesprøytning og en besprøytningsblanding som bestod av en blanding av wolframkarbid og kobolt i forholdet 83:17. Tetningenes beleggtykkelse ble målt til 0,20 mm.

De tetninger som på denne måte ble fremstilt, ble installert

i et oljeraffineris fire benzenpumper (GA 17215-17218) i begynnelsen av januar 1980. I de nevnte pumper var det inntil da blitt anvendt stellittsveisede tetninger, hvis nedslit-ningstid hadde vært ca. 1-4 uker effektiv rotasjonstid. Kon-tinuerlig bytte av tetninger var for produksjonsanlegget en betydelig økonomisk belastning, på grunn av hyppige avbrytel-ser og også fordi det alltid måtte være personale tilstede for bytting av tetninger.

Da det ikke oppstod noen driftsforstyrrelser, ble samtlige foran nevnte pumper åpnet for kontroll av tetningenes til-stand i begynnelsen av februar 1981. Man fant at alle tetninger var i utmerket stand, hvorfor det da heller ikke var noen grunn til å bytte dem enda. Alle pumpers effektive ro-tas jonstid hadde da vært over fem måneder.

Som det fremgår av det ovenstående, var de ifølge oppfinnelsen fremstilte tetningers holdbarhetstid allerede da til og med tyve ganger så lang sammenlignet med stellittsveisede tilsvar-ende tetninger. Når driftsforsøk i forbindelse med bytting av tetninger en gang kan anses å være slutt, er den nevnte økning av holdbarheten naturligvis enda bedre enn tyve ganger. Foruten den overraskende oppdagede store forbedring av holdbarheten er oppfinnelsens tetning også for så vidt fordelak-tig at den anvendte beleggtykkelse er høyst 0,5 mm, men vanligvis ca. 0,2 mm, hvilket er mot standarden API 610. Ifølge API 610 må beleggtykkelsen nemlig være minst 0,7 6 mm, hvilket i normaltilfellet innebærer fire ganger større beleggmengde sammenlignet med belegget ifølge oppfinnelsen. Med andre ord er forbedringen av holdbarheten enda mere forbausende når man noterer at den oppnås ved å anvende en beleggtykkelse, med hvilken man prinsipielt ikke burde oppnå noen som helst holdbarhet.

Når man belegger tetningens flater i overensstemmelse med oppfinnelsen, bearbeides glideringens frontflater som vist på fig. 1. Bearbeidelsen av frontflåtene har sin betydning for beleggets vedhefting til underlaget og dets fastholding der. Av formingen ifølge figuren har man dessuten den fordel at dannelsen av porer på beleggets perifere deler minsker og at de ytre flaters etterbearbeidelse på et stykke formet på denne måte er lett.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte for belegging av en tetningsflate som roterer i forhold til en motstående flate, og spesielt for belegging av pumpers tetningsflater innen den petrokjemiske og treforedlingsindustrien, karakterisert ved høy-energi plasmabesprøyting av tetningsflaten med en besprøytningsblanding som inneholder 80-94 vekt-% wolframkarbid samt 6-20 vekt-% kobolt, nikkel eller jern, og hvis kornstørrelse er 5-60 pm og etterfølgende kjølning av belegget uten ettersintring, slik at det blir en viss porøsitet i belegget.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at flaten påsprøytes et belegg, hvis tykkelse er under 1,2 mm, fortrinnsvis under ca. 0,2 mm.