柱塞泵用盘根的密封失效分析

　　目前冀东油田采用的注水泵均为柱塞泵，在日常生产过程中，盘根的更换十分频繁，消耗量非常的大，一组盘根只能坚持三天左右，每个注水站每天必须安排一名员工专门进行注水泵加盘根操作，不但浪费人力，更换盘根造成的材料费也相当惊人。因此对盘根失效的机理进行分析，采取有效的措施，达到降低员工劳动强度，减少材料损耗的目的具有重要的现实意义。

　　1 对失效盘根的形态进行分析

　　1.1 靠近液力端的盘根

　　通过分析现场盘根的受损情况，可以发现靠近高压水端的2-3个盘根往往在取出后，其表面并未有明显损坏，但是目测可以看出有内径变大现象。以常用的φ38柱塞泵为例：经测量新盘根的规格为φ38*φ58*10，当盘根失效后规格变为φ40*φ58*10，即盘根内径变大了2毫米。

　　1.2 靠近压盖端的盘根

　　靠近盘根压盖一端的3-4个盘根则会出现盘根扭曲、穿孔、碎裂等严重破损现象。

　　2 盘根失效机理分析

　　2.1 扩径机理分析

　　扩径说明高压水对盘根的影响是通过柱塞表面产生了径向压力，进而造成盘根扩径。当柱塞向前(液力端)运动时，阀腔内形成高压，柱塞越靠近液力端，压力越高，此时受高压水挤压的盘根主要是靠近液力端的2-3个盘根，因此这些盘根会出现受压扩径现象，而且盘根越靠近液力端，扩径现象越严重，因此这里的几个盘根主要受力方向为径向，其失效特点为外观无破损但内径扩大。

　　2.2 表面受损机理分析

　　盘根损坏说明高压水直接冲击盘根表面,当过量的高压水通过了靠近液力端的几个盘根后，就会形成水柱的形态，此时高压水沿柱塞方向对盘根本体产生轴向破坏作用，造成破碎和扭曲等现象。当柱塞向后(动力端)运动时，由于前2-3个盘根有扩径现象，因此过量的高压水直接冲击后面盘根的表面，产生冲击效应,并进而沿着盘根接头处继续破坏,在持续的冲击力作用下,盘根很快损坏变形。盘根如果有偏斜现象，则在冲击作用下会发生扭曲，如果盘根质量不好，甚至会出现穿孔、破碎现象。

　　2.3 盘根密封机理分析

　　目前柱塞泵盘根能够实现密封性，主要是靠挤压实现,通过盘根压帽的不断挤压，使盘根产生径向膨胀，来实现密封。但是这种密封原理在高压水的冲击下，很容易形成机械操作。尤其是冀东油田目前采用的聚四氟乙烯或碳纤维材料的盘根,其主要优点是耐高温、耐磨，但是强度低，回弹性差，容易变形，而且不具有吸水膨胀效果，只能依靠机械挤压实现密封性能,因此当盘根发生滴漏现象后,即使通过紧固盘根也很快出现失效。

　　5 结语

　　5.1 柱塞泵盘根密封时，液力端的盘根是由于扩径造成密封失效、压盖端的盘根是由于被冲刷损坏造成密封失效;

　　5.2 在柱塞泵盘根改进过程液力端应该用坚固的盘根、压盖端应该用易膨胀恢复的盘根;

　　5.3 目前冀东油田采用的铜垫片 石墨盘根 铜垫片 高水基盘根可以极大的提高柱塞泵盘根的密封效果

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