автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.04, диссертация на тему:Основы комплексного решения проблемы повышения износостойкости, надежности и долговечности уплотнений насосов магистральных нефтепроводов

ЛКЛдЕМИЯ 11Ш БЕЛАРУСИ

шсгиот мехлшки мггл;ию:юл,м£кых систем

На правах рукописи

ГОЛУБ Михаил Владимирович

основы КОМПШШЮГО решш проблемы повашш юнососто.-чости, надзкюсти и долговечности

уилошени/! насосов магистралшх нефтепроводов

Специальности: 0b.02.04 - Трение и износ э махинах

05.02.01 - Материаловедение в машиностроении (промышленность)

Автореферат диссертапии на соискание учёной степени доктора технических наук

Гсмель - 1992

Работа выполнена в Брестском политехническом институте.

■ Официальные оппоненты: член-корреспондент АЛ Беларуси,

доктор технических наук, профессор Н.Н.Дорожкин,

доктс технических наук профессор Э.П.Креосун,

доктор технических наук, профессор Л.С.Иинчук

Ьедущил организация : Государственная акадгмия нефти и газа имени И.М.Губкина

Залита диссертации состоится "¿¿О" РКи&ЯГ/г^тг Р. в // У часов на заседании специализированного совета ДООб.гв.О! при Институте механики металлополимерных систем АН Беларуси по адресу: г.Гомель, ул.Кирова, 32а.

Баи отзыв на автореферат в двух окземплярах, заверенный печатью, просил направлять по адресу: <146652, г.Гомель, ул.Кирова, 32а. !'.!У.С /Л Беларуси.

С диссертацией кон'.о ознакомиться в библиотеке Института механики кеталлог.ол:глерных систем АН Беларуси.

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат физико-математических

наук .В. Рос-ганина

• 'Л

г • • • '

. .. .¡ч, I.....i_i

; • ; ■. I

ОЫДАЯ ХАРАКТЕРйСТША работы

Актуальность работы. Эффективность лепеиички нефти по маги-стральньм трубопроводам зависит от надежности насосного оборудования. Опыт эксплуатации показывает, что 60...30' остановок насосных агрегатов, а иногда и полностью магистрального нефтепровода, происходит по причине отказов уплотнений валов насосов. Небольшой по размерам узел уплотнения требует особо пристального внимания, поскольку разгерметизация насоса может привести к тяже-Xtst последствия« (затопление нефть» насосного помещения, взрывам и пожарам) и нанести значительны!! материальный уцерб.

Преимущества уплотнение торцового типа для этих излей вместо сальниковой набивки показаны в ряде работ. Однако их широкому применения на центробежных насосах магистральных нефтепроводов боль-сой производительности (до 12500 мэ/ч) и высокого давления перекачки (до 6,5 Ш1а\ препятствовала малая долговечность уплотнений. Уплотнения требовали устройства специальной системы разгрузки (снижения давления в камерах уплотнений до 0,2... 1,0 Ulla) путем дросселирования и отвода части перекачиваемой жидкости из камер уплотнений в безнапорную емкость или на прием насосной станции, что существенно снижало к.п.д. насосных агрегатов.

Воздействие абразивных частиц, находящихся в нефти, повышенные нагрузки в результате колебания давления уплотняемой соеды повреждают рабочие поверхности контактных колец, нарушают гер -метичность уплотнений . Упрочнение контактных поверхностей . колец пар трения путем термической обработки или другими техно -логическими методами, как показал опыт эксплуатации, недостаточ -но. Необходимы разработки и применение новых материалов, чтобы обеспечить высокуо износостойкость и долговечность уплотнений .

г

Из-за недостаточной изученности режимов трания и износа материалов в рабочих средах, & также механизма герметизации узкой торцовой щелью, отсутствуют обоснованные рекомендации по выбору оптимальных конструктивных параметров уплотнений и их расчету.

В результате выполненных автором исследований режимов работы уплотнений и триботехничсских характеристик материалов,о диссертации осуществлено решение научной и технической проблемы повышения износостойкости, надежности и долговечности уплотнений валов центробежных насосов магистральных нефтепроводов, заключаереесп в создании и исследовании износостойких композиционных материалов для пар трения торцовых уплотнений на огново разнозернистых порошков карбидов вольфрама, меди и никеля, разработке методов расчета и проектирования уплотнений.

Работа выполнялась в соответствии с планом научно-исследовательских работ Государственного Комитета СССР по науке и технике по повышении срока службы, экономического уровня и коэффициента полезного действия мааин, оборудования и приборов на основе достижений триботехники (Постановление ГКНТ СССР № Ь>49 от Ь кплп 190&Г.), а также плана научно-исследовательских работ Циннсфтепроиа по проблеме "Совершенствование технологического оборудования и средств перекачки нефти".

Цель работы состояла в создании научно-технических методов упрочнения контактных поверхностей деталей уплотнений, разработке износостойких композиционных материалов, технологии изготовления контактных колеи, методов расчета и проектирования уплотнений и комплексного решения на их основе проблемы надежности и долговечности уплотнений вало» центробежных насосов магистральных нефтепроводов.

Основные задачи исследования;

- исследование надежности и долговечности применяем« конструкций уплотнений в зависимости от реаииов перекачки и эксплуатации насосов, анализ мх отказов;

- исследование и определение оптимальных конструктивных параметров уплотнений: степень гидравлической разгрузки контактной пар» трения, геометрия контаэтных колец, прочностные характеристики элементов, режимы трэнмя;

- построение и исследование физической и математической моделей механизма герметизации торцовой а;ели контактной пари трения;

- создание износостойких комлозициошгых материалов, способных работать э рабочих абраэивосодврзпцмх средах;

- исследование оснопых физико-мзха^мческих и антифрмкцион-

характеристик коетоэицяонка материалов на основе разнозер-

дастих порошков карбида вольфрама и зависимости от компонентного состава кгдгсодеряазего ярояитотаого сплава;

- •.'.сагедоя'игие уеу.алиэма «зиагивания пар трения уплотнитель-пас устройств в рабочих и абразмЕОСодерда^мя средах;

- создан-/™ иадегзадс » долгогочкых уплогсиггелыагх устрэЯсть яат.оз 1ч рабочих колес магистральных насоссв на высокие давления (5... 10,0 УЛа) уплотняемой сред«

- разработка методов погашения к.п.д.ыассеного оборудования.

Научная норнзна рабсти замечается а том, что в ней вяер-

гуз:

- на основа обобщения ссбстЕегеггг исследогануД м результатов мс&ггдогедаЛ других авторов предяозеки пути поЕыпекяя кадез-1'остя м долговечности упзотютезьмоЯ техники 1~нтрсбелагх насосов магистральных нефтепроводов, обеспечивайте е^вктизность

перекаики, снижения утечки нефти и нефтепродуктов, загазованности, пожароопасности, повизенив степени автоматизации насосных станций;

- установлены закономерности распределения давления уплотняемой среды по шьрине контактного пояска, разработана модель механизма герметизации узкой торцовой щельп, доказано, что течение жидкости в узких (микронных) целях не подчиняется общим законам гидродинамики, а работа торцового уплотнения характеризуется граничным режимом трения и поверхностно-молекулярным взаимодействием сил на контакте;

- по результатам исследований триботехнических характеристик созданы износостойкие композиционные материалы, с заданными механическими свойствами, из разнозернистых пороаков карбидов металлов и кедесодержгацих соединения, защищенные авторскими свидетельствами },'■!,'226253, 436881 и 770246;

- путем пирокнх экспериментальных исследований выявлен режим избирательного переноса пар трения в нефти и нефтепродуктах, доказана управляемость режима трения за счет подбора состава композиционного материала, установлены эмпирические зависимости коэффициента трения от скорости скольжения, удельного на-гружения контакта и свойств уплотняемых сред;

- выявлены закономерности изнашивания контактных колец торцового уплотнения при работе в абразивосодержацих средах, при этом установлено, что ка износ колец наибольшее влияние оказывает абразивные частида, по крупности соизмеримые с величиной торцовой цели;

■ - показано, что износостойкость композиционного материала на основе карбида вольфрама, меди и никеля зависит от крупности зерен карбида вольфрама (релита) в шихте, а оптимальная зернистость релита 0,45...О,65 мм;

- теоретически, экспериментально и а эксплуатации доказана эффективность применения индивидуальной систем; охлз.гд?-,и,1 тор-цоьих уплотнения, осноранная на использоьании циркуляции но^ти под действием гидродинамического капора.

Практическая ценность. Ег.т.олнен1ь:е исследования позволили создать для магистраль^;* нлссссо кзд,с:;>.^е и долгогеч^е конструкции уплотнения галоп торцового типа, довести практически до нули Оиъеин^е протечки нефти (нефтепродуктов) через уплотнения, устранить систему гидравлического затвора уплотнения ьодоЛ, повысить кх пс:глрсбеэопаспость, значительно сократить загазованность по;.;й-|;ений насоскьк станция и территории, перейти на автоматически.! рзжим эксплуатации иассскпх станция.

Епорр'-г а отечествен!'.:;?, практике били созданы торцом:« уплотнения, слоссбньгз обеспечить Еысокуя герметизация вала при рабочих данлениях 5,0 !£а и давлениях слрессовки до 10,0 что позволило устранить систем гидравлическоЯ разгрузки уплотнения, пзресмотреть технологическую связку ьасосоа вспомогательными трубопроводами, лсьиснтЬ К.».д. з.'йсосшл: агрегатов на I.. .3%, проводить снрессоуку технологической о^кязкн соргсстно с нассссм без его разборки (снятия ротора и установки заглузак). Это су -цестзеи.чэ сократило сроки г?!?ода 5 э::е::луатаип;; ъиэвь строящихся насосных ста:-!:;!'.'!. разработанные торцоси'е уплотнения типа ЛИ позволили проводить :.'.когократ!!у» очистку трубиг.рсиодов и раз»: о ст;:о->аниЛ з резервуарах без замену торцогых уллотнекнЛ на лзсссах. Созданы износостойкие- композиционные материалы, способна работать в одноименно!! ларе гренил. Разработанное кокпозму.енные материалы из основа карбида вольфрама, меди и никеля наяли пирокое применение а качестве опор скольжения и пар трения в касосострое-нни, нефтеаро;.21СЛовоЛ и буровой технике и других отраслях народ-

ного хозяйства.

Реализация работы в промкшленплети. Торцоние уплотнения типа УН(! с парами трения из износостойких композиционных материалов по а. с. .'ё и чобЬЫ серийно изготавливаются Главт ран снефтI^

(нине компания "Трансно^ь") на центрально Л базе произьодстЕеш[с.-г^ обслуживания (г.Гомель). За период с 1975 по 19Ь0 годи тооиог-ым>г уплотнениями УН И били оснасу?ни 2027 насосов. В период с 19Ы по настоящее время ¡;х сериЛниИ выпуск составляет в среднем ООО комплектов в год. Экономил от внедрения на одном насосе составляет

п.'с.оублеП в год. Обидап экономия по Главтранснефги составила более 2,э млн.рублей.

Созданы и действуй? участки пооояковэЯ металлургии по производству контактных колеи в обьединенип "БаЕне^ть" (г,Октябрьский, Баскишя), Управлении Уоало-Сибкаскимн кагистральнчми нефтепроводами (г.У^а), заводе "йкгидромаа" (г.Бердянск, Украина); с 1919 года серийное изготовление износостойких контактных колон начато на заводе погазковоЯ металлургии (г.Молодечно, Беларусь).

Уплотнения с резервным узлом задктн от выброса нефти в насосное помещение (а.с. £ ПьоООЗ) проели понемочные испытания (март 19Ьбг.) и сериГ:но изготавливаются с 19Ш года. Прошли комплексную апробацию торцовые уплотнения рабочих колес насосов магистральных нефтепроводов (а.с. 1243-146).

Основные положения, в;:носимые нп па:циту:

- результаты экспериментальных и теоретических исследования, выявивших закономерности и связи конструктив«« параметров торцовых уплотнений со свойствами уплотн?.емоЯ среды, величиной наг руления и скоростью скольжения на контакте пару трения;

- результаты исследований утечки уплотняемой среди через тор-

иовий зазор уплотнения, механизм герметизации узкой торцовой щель», обосновиэакций влияние поверхностно-молекулярного взаимодействия рабочих поверхностей контактных колец и .тид::остн на со утечку и запирание и вдли;

- теоретическое обоснование создания износостойких композиционных материалов и.п разнэзернистих пороккои карбидов кетнллон путем спекания и пропитки их мсдесодеру.ащми многокомпонентными сплазами и результаты исследований анти!рикииэшшх и изноених свойств таких материалов ь рабочих абр.лзивосодг;п*и;:;нх средах;

- мсодмка расчети и проектирования тор;.'оьнх уплотнений валов мочних иентробеших насосов магистральных нч{тепройодоа, за-хлвчссцагся г определения оптимальной степени гидравлической разгрузки, эеличинч нагружония и размеров кэнтактних колеи пар трения, наборе материале и.

Апробация работы. Результатп исследований, составлявшие содержание диссертации докладывались на всчсосзнья и мездународннх со-пецаниях и семинарах, ко^/гренпигэс и илетанках, а той числе:

на Ьсееоиэной научно-технической конкуренции по компрессорному ммпшостроенио (г.Казань, октябрь, 1971г.);

на научно-: ехиичсских кон^ртнншос преподавателей и сотрудников Уфимского не^ткюго института (г.У.-Ja, 1972,... I960 г.г.),

ни семинаре Научного Совета по трении и сказкам АН СССР "ИзОиоаталышЯ пеоснос пси т&знии н его эконсическая з^<5ектчп-кэсгь" (г.Москва, 1972 г.);

на сеаинасо "Псгаенепиа избирательного пеоеноса в узлах тоз-иия «ааин" о павильоне "Стандарта СССР" li/J-iX (г.Москва, май,

1975 г.);

на Всесоюзном научно-твхничаскоч совещании "Уплотнения роторов цонтгюбе-тчх насосов и хомпоессооов" (г.Стой, сентябоь,

1976 г.);

на расширенном заседании научно-методического созета и секции нефтяной и газовой прэ::^£Елемности научно-технического совета Минвузе СССР, посвященного 60-летию Великой Октябрьской социалистической реаолвции (г.лосква, КИНлиГП им.И.'.'.Губкина, октябрь, 1977 г.);

нч Всесоюзной по динамике и прочности нефтепро-

мыслом го оборудования (г.Баку, октябрь, 1977 г.);

на республиканской научно-технической ко^еренцип "Новые метода пош^ения износостойкости узлов трения на основе иэбира -тельного ncpeiioca"(p.Николаев, февраль, 1973 г.);

па И Биесоазком ьаучно-тихнчческон совещания "Пути повызе-ния к-чдежиостм ч унификации уплотнений роторов центробехзазс насосов и кс:5!рессорор" (г.Су», сентябрь, I97S г.);

■;а 'à Уральской зональной научно-технической конференции "lipospeccuûteia методу псропсодсй металлургии п машиностроении " ( г. Оренбург, Г„-50г. ) ;

ас. заседании комиссии Государственного Комитета СССР по науке и технике по вг.едренив в производство гезулм'&тоз научно-исследовательских работ, проводим« о высших учгОкггх заведениях (r.tocicxi,апрель, ÏSS0 г.);

на, совместном заседавши секции ".Чадегяюсть г гехнике". 1ПС Госстандарта CGJ? я Отдела иадинострзаиия Государственного Комитета &JCP по дедам изобретений и открытий (г.Москва, Леяразь. 1933 г.);

ш оаседакли коллегии Государственного Комитета СССР по науке и технике по обсуздзпиэ плана !5!Р "Повышение срок;; c r»x'u, технического состояния и коэффициента полезного действия оборудования, магии и приборов на основе последних достижений трибо -техники" на Ï9Ô5-Î990 г.г. (г.Москва, декабрь, 193-г г.);

на 1У Ел»ссяэном научно-техническом совещании п" уплотни -тельно.1 технике (г.Сумы, сентябрь, IS65 г.);

m ме>идународноЯ научной кон{-ереш;им "Трение, износ и смазочные материалы" ir.Taaxeiir. мая, ISS5 г.);

на ВсесовзноЯ науцно-лрлк-гичоскоЯ коп^ренцми "Теория и практика создания, испытания и оксплуатацми триботехнических систем" (г.Андропов, 1906 г.};

на У Зсесссзнсм научно-тсхничоскоы совещании по уплотнитель-isoft технике (г.Суда, сентябрь, 1933 г.);

на совеяаниях " семинарах Главных «еханикоя и Главных специалистов Глаитрпнсне^ти Министерства иефтянсЯ прожгаениосги 1972 ... 1532 г.г. и др.

Опытшо и пропущенные образцы экспонировались на ЦЦНХ СССР в павильоне "Нефтяная промышленность":

- usHTpoöeTjiu:! ипгиетрглы44;1 насос, 1977 г.;

- кольца пар транил с твердосплавным контлктоц к торцовый уплотнениям срсщалдихся галоп, 1973 г.;

- торцовое уплотнение цэнтро5е.«з.'х ¡.;чгистрглыа/х насосов, IWI и 1976 р.г.;

и s яаЕильонд

- «одьца контчктше с износостойкой рабочей пойерхностьа, 1536 г.,

а также на международная вигтавк'1 "Наука, техника w экономика Белорусской СС?" d Польской Народной республике, 1936 г.

«втор работы, .:« дссгипг/ть'г) успехи в развитии-народного хозяйства CCJP, награжден Главным Комитетом ЙДЦIX СССР бронзовой, серебряно Л и золотой медалями ДД1Х.

Публикации. Основные положения диссертации изложены в 115

науша х работах, из которых: 15 изооретений, книга, три научно-тематических обзора, 60 статей (одна ояубликогана за рубежом), 32 отчета по эаверхешзш научно-исследовательским работам.

Структура и оС.ьс/. диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 9 основных разделов, основные выводов, списка литература из 170 нлимсновх иЯ и приложений. СбциЯ объем работы '¡Сйстргинч?.;, включая 105 рисункол, 56 таблиц и приложения.

' С0дЕРНАК51£ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность исследований уплотнитель-иых устройств иефтяикх центробс.'й.^х насосоз магистральных трубопроводов, их влияние на надежность изсоского агрегста и в целой систем перекачки нефти. Уплотнения валов магистральных насосов претерпели определеннуа эвслецкя. Практически до 70-х годов в качестве концевых уплстнгииГ: вала использоахи-.сь сальникови'г уплотнения с сягкоЯ иабиькой. Торцовые уплотнения применялись в виде ог.ытуих образцов. Спи были малосовсргеиш и недолговечны. Кон -струироганлек " исследованием торцоь^х уогстазкиЛ .занижались в основном эксплуатационники. ,1ракг.-.чоск:; каждое г-зрр^ториальнэз управление ку.злс своя конструкция торцового уплотнения.

Исследования па проблеме уядотнительиоЯ техник;: в.ггос цен-тробезяпаг каессоа магиетталыых труЗссровсдов прозед*.и-сь Украинским филиале:.! ЕйШгидрсуал (кике Е- ЬсессжзкыЯ научно-нсследоиательскиГ: институт .".томнаго окергонасосострсокия, с г.Сугш) и Уфвгсккл чЕфтяньз: икстигутс:«: ка баге Урало-СиЗпрскогс;

л

упразлегк.ч кагкетралыйг:» кгЬтепр0Е0да.ми. Результатом работ жилось создание кскструггций уплотнен;;": типа УНИ я 11.'.

Дисзьртацизиная работа 1:ааиеака ка основе многолетнего ела-

та автора по конструировании, теоретическим и экспериментальным исследованиям и обобщения результатов прсжилсинсЛ эксплумапии уплотнений нснтрэбеетих насосоа каг::стоалыя;х н.фтепр-: водов.

В выполнении опытно-конструкторских и экспериментальна исследованиях принимали участие В.Л.Хаоламен.ко, Н.С'Дагармапоп, И.К.Кокэхоз, А.И.Кразнса, Ш.Х.Ха.чзин, Е.А.Оилин, Ь.Н.Йалилев , Л. X. Л скандал.» в. Аг.тиьнуа помочь по внедрению уплотнения оказали сг.снналг.ц л: уг.равленкЯ магистральных нефтепроводов и поодуктопро-иодов ин)г.снерц Д.А.Чеснув, з.Д.Черняев, А.О.Сухов, й.Х.Гьлпк, А.Г.Черныоз, А.Л.Алексеенко, Л.З.Казлачев, Н.Ъ. Геньков, 2.Ь.Ахатов, О,Л.Рискни, О.С'.Бхткнн, Н.Й.Еро^ко, А.С.Нухаметк::н, Г.Г.^а-раниикий, А.Е.Рожоз, Г.К.Яденко, В.П.Гулевич, ь.А.Тгюп'Лнин и др. 11 '»:эготовлен;'.и контактнкх колпи, создании участков порохкозсП н"-таллургии оользуо работу провел-/. сотрудники БаЕНИЛКнефть Н.О.Ка-гак^анов, и.Х.Ха^знн, Р.А.Байкоз и. до. Автор веем им рыоау.ает с го а глубокую признательность.

ПепрцЯ раздел поезяцек краткому анализу ксслядэзаниЯ уп -лотннтельноГ! тех;;;«:! ;: состояний применяемых уплстнктельных устройств на насосах кагистгл.-'ькых исф?еп&">зс\дов. Показано, что боль -сннстзо насосних стал на'.?, магистральных нефтепэоээдоз и небте-г.эодуктопро водов, постзоенних до 19о8 года, осчацали.сь насосали типа И •/. НД. Зги насоси выпускались а преобладавшем большинстве с'конце вник уплотненней из «пг'КоЛ сальнихосоЯ набивки. С 1967 года вступает з действие ГОСТ 12124-66, котором предусматрпва -ется вьлуск насосоа серии ИМ с яонпзвыми уплотнении;! сальникового типа с учетом возкокноЯ замены на торцовке уплотнения. Затем нефтпнйе магистральные насоси регламентируются ГОСТ 12124-74 , которой предусматривает выпуск насосоз только с уплотнениями тор-

цового тиш. Следует отметить, что применяемые торцовые уплотнения били несовершенн«, ненадежны и имели малый срок служба. Уп -лотноння выходили из строя по причине износа иди разрушения контактных колец пар тосния, поух;:н и ьторичних уплотнвтельиих элементов. Средний срок службы составлял не более ЬОО часоз, а максимальная наработка их составляла '¿'IG0.. .2500 чг.сои. Уплотнения коглй работать только при давлении уплотняемой среда в камера): не поевызаххдеу 2,5 ¡¿Па, что требовало дополнительной разгрузки уплотнения путей дросселирования части хидкости из кяаеш уплотнения к отвода ее d безнапорную емкость ила в трубопровод насосной станции с н/.экцц давление« на г.рпеив насосной сталцшх. Sro сникало существенно обьеиний к.п.д. насосов.

Го'доненпе ргхдоа перекачка привода? к кзденени» напоров на приме насосной станции и в камерах уш ;тиек;<Я, что влияет на их работоспособность. Работа нефтепровода с промежуточными станциями г.о систеаа из насоса в насос отличается ¡»есткостьв рейка перекачки и заниженной устойчивость», ток как дЛхс сравнительно небольшие возиуденик (изменения давления) нарушают работу всех станций участка аплога до полной их останов;«. Особенно ярко неустойчивость проявляется на тех участках, где (для обеспечения максимальной пропускной способности трубопровода) давление достигает предельных значений. В этот период отмечаете;: наибольшее число отказов уплотнений.

Основная причина с.ч;некия устойчивости работы участков нефтепровода характеризуется особенность» характеристики насоса

Очеакдко, для повьглення эффективности перекачки самца сб^га ыероприятияе:!, дасцда эффект в л сбои случае, является увеличение наде.таости оборудования к, в пзрвую очередь, увелпчегиэ надежности уплотнений валов насосов.

Üonpocu исследования уплотнительной техники отражены у работах П.Е.Амосова, Т.Л.Башта, А.А.Андртеьа, А.М.Буяновского, И.Х.Галгка,

A.И.Голубева, Г.А.Голубеза, А.Л.ломаа'неза, Б.С.Зпхчрва, Л.А.Кондакова, Э.Л.Крэьсуна,Г.М.Кукина, Г.£.Лазарева, tí.К.Лаптева,

К.В.Лисицына, Л.И.^амсна,, В.А.Мариинкоэского, А.А.Петросяниа, Л.С.Пинчуча, И.Л.Селихова, В.Ц.Старипкого, U.á.Чарнгева, А.й.Чячи-надзе, В.И.Хчрлаг.енко, 3.К,Харитонова я других, а такте ряда яару-бегных исследователей: £.£>жн, А.Бркич, А.Готце, К.Майор, Е.ХеЯнпе, r.Laírfep v др. Исследованию механизма трения и износа при взаимодействии твердь-х тел, разделен)->гх пленкой смазк;», пос-алчет: глбстя

B.А.Белого, Ь.Н.Виноградова, д.Н.Гаркунова, Н.Н.Дорокккна, Ю. А.Евдокимова, Ь.И.Колесникова, Б. ¿i. Ко стойкого, И.В.Крагельекого, Н.МЛихина, И.К.ЛьЕКина, А.И.Свириденка, И.В.Спсоева и других.

Однако, что касается исследований торцовых уплотнений иентро-Сеяккх насосов магистральных нефтепроводов, то они ограничиьаются описанием конструкция разрабатываемых ."глотнени!*. и выбором материалов пар трения. Разработкой и изготовлением торцовых уплотнения занимались, и основном, производственные организации - управления ¡'.агистральнкми нефтепроводами.

Фактически отсутствовала систематизация эксплуатационных .«/х по надежности и долговечности горноеих уплотнений аалои магистральных насосов; недостаточно отражены вопроси по оценке оптимальных режимов работы пар трения, степени нагру^ения и гидравлической разгрузке уплотнений, механизму изнашивания з рабочих средах (нефть, нефтепродукт;.'), .^одериаз^х механические примеси; не раскрыт э полном объеме механизм герметизации контактной пары трения. Утечка уплотняемой среда рассматривалась а прямой зависимости от перепада давлений. Отсутствие износостойких материалов и покрытий одерживало •¿•ирокое торцовых уплотнений на насосах магистральных

нефтепроводов.

Поэтому ивсьма актуальной является задача дальнейших исследований уплоткителмых устройств центробежшх насосов, магист-риьнг" нефтепроводов, практической реализацией которых должно бить существенное иовишсиие надв.глости и эффективности трубопроводного транспорта.

Во птогэм разделе исследована надежность и долговечность применяемых торцояых уплотнений с учетом надежности каждого из элементов (кольца пары трения, пружины, резиновые уплотнительние олемонти), раскрыты причиш малой долговечности уплотнений. Основной из них является необоснованная величина коэффициента гидравлической разгрузки к пары треник, рлбота колец пар трения с повцаенними нагрузками; применение материалов для изготовле -ния колец нв слособ!ьк работать в средах с наличием механических примесей; применение резиновых уплотнителышх элементов, нестойких в нефтлх и нефтепродуктах; расположение прукмн в рабочих средах и др.

По сценке надежности элементов торцогых уплотнений использован фактический материал по отказам а условиях эксплуатации нофтеперекачиэаядих станций нефтепроводов Усть-Балик-1!ургаг. --Уфа-Альметьевск и нефтепровода "Дсукба". В качестве отказов фиксировались все остановки насосов по пине торцовых уплотнений: ревизия уплотнений, поломка или износ отдельных деталей, притирка пар трения, замена торцового уплотнения из-за абразивного износа с период очистки нефтепровода или резерьуаров и т.д. На основании этих дашшх подсчитан; значения наработок торцогьлс уплотнений до первого отказа по их элементам (пари трения, пружины, уплотнительние резиновые кольца).

Средняя наработка с вероятностью отказа 0,-1: для пружин с центральным расположение;.: на валу составляет 1070 пасов; пружин,

расположенных во вращающейся обойыо -ÓOO часов; резиновых уплот-нителыых колец -935 часов. С вероятность» 0,9 можно утверждать, что наработка деталей составляла 150...2С0 часов. Торцопиа уплотнения не ииели наработки более 2500 часов.

Для определения оптимального значения коэффициента гидравлической разгрузки к с уютом знач-телыилс к^ебанид давления /плотняеиой среды шполкеш зкспермменталышв исследования колец контактной napj по определению характера распределения эпюры давления по ширие контактного поиска, оцениваеыгт-о коо^ ^•ициоктом сХ. , которой учитывая? отклонение распределения зпрри давления от линейного закона. Условие полного гидравлического уравновешивания контактной na[u отмечается мри к - ¡я. .

Зависимость коэффициента ит вязкости уплотняемой среди определена экспериментально. Уравнение сил, действующих на контакт колец napi треник записано »:ьк

Руд +Р (><-<*)- 0 . «>

где Рцд - удельное нагруженио контакта от усилия пружин;

Р - перепад давления уплотняемоЯ среди ни контактной пояске к^яец пар трения.

В опытах по оценке коэффициента СИ. контактше ,<ольцч па]ы

трения били изгоикшс. так, что ко»;фициент гидравлической

разгрузки К - 0. Б атом случае уравнение баланса сил принимает

Руд или , (2)

Определялось давление Р уплотняемой среди, при котором отмечалось расклинивание контакта пори трения с наруиением герметичности. Результаты испытаний представлзни в табл. I.

Таблица I

Р^! Ьензнн А-'Д ] Вода [

И 1а { Р ,М1а ! А 1 Р ,:.'.1а I а. | Р-»К1а! Д. •} Р.УЛа ! О.

0,1 0,19 0,53 0,20 0,50 0,22 0,47 0,25 0,40

0,2 0,38 0,53. 0,39 0,51 0,42 0,48 0,4а 0,44

0,2 0,56 0,54 0,о9 . 0,51 0,62 0,48 0,6о 0,46

0,4 С.75 0,53 0,73 0,Ы 0,82 0,49 0.8Г7 0,46

0,5 0,95 0,53 0,98 0,51 1,02 0.49 •1,10 0,45

0,6 1,12 0,54 1,20 0,50 1,25 0,48 1,20 0,46

0-.7 1,3-; 0,52. 1,33 0,51 1,43 0,47 1,50 0,45

0,6 •1,50 0,53 1,55 0,52 1,67 0,48 1,70 0,47

0.9 . 1,70 0,53 1,76 0,51 1,64 0,49 1,00 0,47

1,0 1,87 0,53 1,95 0,51 2,06 0,48 2,10 , 0,47

Средние з!:ачек.ш" 0,53 - 0,51 - 0,48 - 0,46

Значение коэффициента (X изменяется в зависимости от вязкости уплотняемой среда. Установлена экспериментальная зависимость мезду коэффициентом'динамической вязкости /Л нидкости и коэффициентом ¡X - распределения давления в торцовой щели контактных колец пари трения в виде

0,063

Посколыу при к * (X. торцовая пара гидравлически разгружена, то при проектировании торцовых уплотнений с учетом значи -тельных колебаний давления уплотняв'1;х сред с вязкость»

< 1,0 сПз рекомендуется 0,55- К £ 0,6; для уплотняемых сред с вязкостью /А > 1,0 сЯз следует принимать К ^ 0,55, при этом механическое под.жатие контакта пары трения является преобладающим.

, Рассмотрена оптималышя фор.:а сечения колец контактной пары трения и положение на них резиновых уплстнительных элементов , исходя из условия угловой деформации кольца, от действия внешних

сил, равно!», нулю. Показано, что положение резкногих уплотнитель-ньгх элементов в торцовой к&назкэ при подвижности контактных колец чувствительно к гидравлическим ударам и гыаяливаннп их с лотерей герметичности уплотнением. Предложена установка резиновых уплотнителмых элементоз на кольцах пар трения в замок, что исключает их выдавливание в лвбых условиях эксплуатации. При этом, резиновые уплотнит ел bins элементы играл? роль амортизаторов и компенсируют некоторое неточности изготовления.

Третий раздел посвящен изучении .механизма герметизации торцовой цели контактах колец пары трения.. Утечка жидкости через торцовую цель контактных колец уплотнения ячляется одни« из су-цественшх показателей, характеризующих работу торцового уплотне-

Герметичкость и долговечность торцового уплотнения - дза основных требования» которце определяют гыбор его конетруктнБ'-гих параметров. Эти требования обеспсчиваят мини?.ук утечки и минимум износа контактных колец nnpi трения. Расчет утечки по нзяеетким форумам с учетом только вязкостного сопротивления не дает достоверных результатов, что объясняется сложностью течения жидкости а узкой цели высотой з несколько микрон. Теоретические представления о механизме точения жидкости з узких целях не дозт полного понятия о тем, что заставляет плоские поверхности Сыть разделенными тонкой пленкой жидкости практически без утечки последней при перепадах давлений уплотняемой среда от 0 до 10 !.'Ла и более.

Исследования показывают» что с повтаением удельного нагружен« я контакте колец пар трения утечка сокращается при опреде-

зависимо от давления уплотняемой среды (рис.1). Установлено такте, что если величина цели меньсе 2 мкм, то утечка практически

ния.

стабилизируется, оставаясь постоянной ке-

не зарисиг и о? направления перепада давления, т.е. от наличия внешнего или внутреннего подвода уплотняемой греды к контакту; не отмечено в этом случае и влияние частоты вращения контактного кольца на величину утечки.

Зависимость утечки от свойств уплотняемой среды объясняется тем, что при некотором положки» контактных колец, кегда рабочие поверхности разделены жидкостной пленкой достаточной тзяци-ш, увеличение удельного кагружания контакта приводит к утонению разделительной пленки и уменьшении аазора h . При достихеимн зазора h соизмеримого с величиной зоны молекулярного взаимодействия контактирупцих поверхностей и .кядкости, дальнейшее усели-ченкс нагрузки на контакт lie приводит к значительному изменения зазора, к в иду упругости .«мдкости, -и он практически остается постоянном. G,,™^4 —:------

40 А____ ,_

а 4_-_!-

\\

20 -----.

10

О 0.4 0,8 1.2 PyJj Vila

Рис. I. Зависимость утпчки жидкости череп тогпоную щель пары трения гт величины удельного нагрукения контакта: I - бензина: 2 - диптопггпл; 3 - нейти.

Г \

■

is; I

\\ V- г- 2 г ,/

\ 3

Течении «идкости с узких микронных ;:;елях препятстнует как вязкостное,так и молекулярное рэаииодеЯстьие ее с твердой поверхность» контактних колец. Вязкостное сопротивление

У- Ч ^Ц

ТГ- /-< —,-г-с1 с,

(4)

где и - скорость течения жидкости параллельная оси ОТ ;

р - коэффициент д:ч11С.'.ичсСкоЯ вязкости.

Селротипяон«о С0 сдвиг;' пленки кидкости, лахедягеПся в

зоне дей:тв»п молекулярно-пореру.ностн^х сил, рассматривьеттся как

внутренние касательное напряжения. ^ояротипленио сдвигу .-'олеку-

лярнэ-поверхностиих сил раесмятривабтся как нормальное гнутрс-н-

иее давление п виде функции

Го = //(Е,} . (5)

1'де //{с,)- силовая функция внутреннего сопротивления пленки .жидкости, записячая от г-исоты торцовой челн.

Течение ».:'дкгег;! о г.еди происходит а слое 2 ^ г где

~~~Т'С Л Р 'р;с. 2), Уменьшение утечки могло достичь как за

\лр

С Т- 1.£1

////,' /'///// У /// ^ / / |

Н Ь^Г

I гм >

иглах

^тту!

Риз. ?.. Течение г.идкостн в чякреянкх "елях

г

■счет снижения перепада давления уплотняемой среды, так и за счет уменьа^ния внеотн щели h и ¿ , путем увеличения нагрузки на контактные поверхности. Уменьшение внеоти щели приводит к возрастания молекулярно-поверхносшого сопротивления, влияние которого возможно на оси течения. При ¿,. а 0 происходит запирание щели и утечка не отмечается. Уравнение течения жидкости в узкой торцовой цели с учетом пнпеиллоченного запишется:

м é¡L - _ (б)

di,* dx do>

Возле хонтакттде поверхностей в слоях h- ¿,f( на рис. 2 показано пунктиром) действует сила сцепления и здесь связанная кидкость остается неподвижной. В центре а:ели, где 0 < ¿, <0J5¿,1 жидкость движется так, "то при £> = 0 ее скорость максимальная, в при ¿л 0,5¿, она обручается в нуль. Такому услопи« удовлетворяет функция ' е п

«WahffrJ , п>0- (?)

Уравнение (6) примет вид

a¿,z dx h

Интегрируя (8) no ó> , находим

скорость течения

(9)

v' ;„ ,2 л n+t

, , о, аР а л ! Ы ¡ г f + г

JUU г— ----—/ + LTC, + L¿

^ Z Ык п+1 h Постоянные интегрирования Cj и &> определены из условия: и-О при ; du/dí,-Q при К-О

Тогда скорость течения в щели

и-А-

Z/a^ А ; dx ju(n*dlhJ [Zhl J- (Ю)

Средняя скорость течения

№ L <2 dx л+2 Zh J J ■ Утечка жидкости через торцэнуо дель

Q- й . (¡2)

Лсдставкп значение и , получим

о - __—— füll"'1 ]

W~6jridx Zn"(n+2){ h ' J■

Уравнение (12) кэша записать в виде з

(13)

<5 у- о

где О — — П - ширина контактного полена;

Рх - давление, необходимое на преодоление сопротивления сдвиг/ жидкости в пленке, находящейся в зоне поверхностно-молекуляиых сил

Р - А'/""

{ h ' ' (ь)

При Р^ — Лр происходит полное запирание .у.ндкости в торцовом зазоре и уплотненно работает кап гидравлически" затвор,

ч Решение уравнения (Iii) с учетом полу.'еннйх о:?сперикента"ыих данник по величине утечки от ьисоти торцовой челн дает: Г; =J.,,3,5 an.f = АР. При Л =2,о мкм 6,1 =0.

8 четвертом развело приведена результат« по разработке (изготовлению) износостойких композиционных материалов, на сснсго карбида вольфрама, меди и никеля,и технологии нанесения материалов на рабочие поверхности колец пар трения. Дано теоретическоо обоснование создания износостойких материалов, способных работать

в уплотняемых средах практически в бсзызносно:.; режиме.

Свойства композиционных материалов кипою регулируются путем изменения в его составе исходных компонентов, их процентным соотношением я технологией спекания.

Лнтифоикпионность пары трения согласно молокуляшо-у.ехани-ческоР. теории трения обеспечивается полояительным градиентом ::йхамичеекнх свойств по глубине разделительно;! пленки смазочного материала э сочетании с уг.оугим дсчозитаэсадйе« катешала, пзлво-дг'^м к минимальной работе трения. ;'слп с./йзочным материалов jai -ляется рабочая свода, но обладасдая хосо-оП с:.:апивай:;а'! способ -костьа, то необходимо обеспечить оооааоианио на контакте парь.' трения защитной пленки на только за счет чада о Я с роды, но и за счет структуры материала. Наилучико результаты и отоы отношении показывают антифрикционные материалы, структура которых имеет ■каркас из твердых зерен, распределенных ь пластичной осново, при отом последняя обладает избирательной растворимостью при воздействии смазочного материала (рабочей среды) и температуры на контакте, а твердые структурные составляацне - твердостью, превосходящей твердость абразивных частиц, которые попадалт нь. контакт пары трения. Избирательному растворении подвержены иедесодариа-цие материалы» в результате чего контактный поверхности обогащаются восстановленной медьи .

Такие спеченные композиционные материалы получены методами порошковой металлургии. Разработан способ нанесения их на контактные поверхности пар трения (а.с. £226353). Определен ог.ти -мальный состав материалов, включаадиЯ карбид вольфрама, медь v никель, кобальт г. другие ¡элементы (а.с. 1"436651).

¡Ьготовление деталей из взносостс&сих кокшзйцлсиных л других твердых материалов затруднено. Он»: плохо поддается мзхшш -

ческой обработке. Разработан способ получения комбинированно!! детали, износостойкая часть которой выполнена из композиционного материала и имеет расчетное размерь:, а остальная часть - ил стали.

Технологический процесс изготовления контактных колец с износостойким рабочим слоем на осмосе разнозермист!;?; перозкоп карбида вольфрама предусматривает приготовление сихти, ее прессование d Кольцову» канавку стольной заготовки, спеканиэ и пропитку сп'авом, которой цементирует твердое частица карбид;; вольфрама и прочно соединяет лолучекныЯ композиционная материал с материалом заготовки детали.

¿я.« изготовления кихти применен: тонкодисперснко порелко-Еме (до 10 мкм) смеси карбида вольфрама с кобальтом (ЗХ-6 или ЕК-8) и лито!! зерноао:; карбид вольфрама (релит) зернистостьп 0,25...0,6i> мм. Исходные компоненты смешиваются. Смешение мотет бить сухсе и мокро*;. ¡£л«стн|икитЬрси служит обычно IOt-rj-Я раствор каучука а бензине. С полью удаления влаги сихта сузится t: суиильнсм скифу при температуре 80., .iO°C.

Пропиточный материал готовится путем сплавления исходных компонентов. Это - медь, никель, марганец, хром, бор, кремний и др. Вся совокупность возмо?ейи пропиточных сплавов разбита на группы в зависимости от числа компонентов и их свойств на одно-, дЕух-, трех-, четырех - и пяти компонентные.

Однокомпонентным пропиточным материалом является медь. Дпух-компонентные сплавы на основе меди - это системы Си-Л/i с центром сплава Си - 10Nl ; Си -Мп ; Си - ß • Трехкомонент-ные сплавы - это системы Си - Мп - 3 ; Си -//с ~Мп с центром сплава Си -10 //¿-10 Мп i Си - - Cr • Четырехкомло-

нентнче сллави - систсми Си • /У^ - д - с возмошьм центре« Си- 21) /Л - 1,ЬЙ - 3,55: ; А/с - Си-Мп- со сплава» гЛ- 30 Си - 15 Мп - -1,55с ; Си-Мп-3 - 51 со сплавом Си -- 20Мп- 2 5 - I: др. Пятикомиснентние сплав» - ото системы Си - гЛ -Мп - в - ¿С ; Сг - 51- Си- В :: др.

Показало, что для получения композиционных материалов, применяемых в условиях слабо активно!: рабочей средь: наиболее предпочтительны пропиточные оплат; системы Си-'/с ; Си- //с - С г ; Си- гЛ ■ Мп : Си- /Л- ¿-Ы и Си- ГЛ - Мп- & - 51 . 3 указанных системах температура плавления сплавов (порддка 1100 - 1250 °С) достигается оптимально содержанием легирующее добавок (//£ , 3 , ■5: , Мп ).

Определен минимальный объем пропиточного сплава, необход;; -ний для пропитки и спекания композиционного материала. При зтон учтено, что прессование с.яты «з карбидов вольфрама осуществляется а присутствии Пластификатора*

Объел пропиточного сплава играет ва-кную роль в процессе спекания композиционного материала н влияет на качество его изготовления. С изменением содержания жидко!: фазы сплава изменяется и структура композиционного материала. При большом содержании кадкой фазы зерна разобщены и вкраплены в металлическую матрицу. При меньшем содержании ггадкоп фазы наблюдается срастание отделыгых зерен карбидов и »о« упрочнение.

Прессование еихты в кольцевую канавку стальной заготовки способствует тесному контакту частиц пороскових материалов, снижает их пористость. Исследовано влияние нагрузки прессования на величину пористости композиционного материала.

Установлено, что пористость существенна наделяется при нагрузке прессования до 300 Ш1а (рис.о). 11р:: большем нагруязнии - изие-

г I I

ненио пористости незначительно, пои этом отмечается замкханис поо. что затрудняет процесс пропитки. ¿'л условия капиллярного э^ектв установлено аоемя полного заполнения пор медссодеэтаг;::« лропнточ-

т

Рис. 3. Зависимость пористости композиционного материала от нагрузки .т.ггсссаания

ним сплавом. Оптимальное г.г>оп;:тки 15.. .йУиинут.а текпорату-

ю спекания и пропитки исмпззншюннаго материала дэллна бить i"j-^•э температур;; плавлггия пвзг.'/.точнсго сплава на 50... I00,JC.

lia качество спекания композиционного материала влияет среда спекания. Сна сл улит защитой :ид*л»я от действия ки ело ¡мда в одних г.иров. Рассмотрены особенности технологического процесса пен спекании композиционного материала в восстановительной водородной среде л вакууме.

tl пятом разлило ноигедени результату исследования композиционных материалов на основа карбида вольфрама, меди л никеля , рчссь:отр-эî 1 у их основнпз ^знко-механ^.ческий «n'oiîcTïa: твердость, ударная вязкость, предел прочности, коэффициент линейного раелк-рения в зависимости от состара ^глхти, оерн:стостк лорoîzkos кар-

_ н

<3^1. —

ЫС+Ш , %

20 д! ы

Рис. 4. Влияние содержания компонентов на предел прочности при сжатии композиционного материала:

I - от содепу.анип + при Си - 90«,

лч. - ЮЙ; 2 - от соде тулии я никеля пои ( иСтНгС ) - 7Сг,? и БК-б - 302.

60 ВО 1 -.'С+ЫгС, % Я С , %

50 100 150 200 250 Рпо, 1.Ша

Рис. 5. Зависимость тгэрдэсти композиционного материала:

1 - от содеэт.анип и БК-6 при постоянных значениях £¿/-9035, ,п - 10%, Р„ £300 МЛа;

2 - от содержания Си к Л'с при ( ЫС^У^С 1-7Од ВК-6 - 30/;;' 3 - от нагоупк;: прессования пои постоянном содержании £.4-6 - 100л, Си - 90% и

Ш - ОД.

Рис.6. Влияние содезнания компонентов на коэф!"иеиент

линейного расширения композиционного материла пои различных течпеоатурах:

1.2 - релита в интеовалах темпеоатуо 20.. Л00°С и 1С0...200аС ( Со-90? , ^ 102 V соответственно

.';,4 - никеля в интеовала-/ температур 20..Л00°С и 100...200 С соответственно

композиционного матевиала от зернистости частии карбида воль^оама .

Сада вольфрама, усилия прессования ;i состава пропитки. Рассмотрены трибзтехкическпе характеристики материалов в рабочих уплотняемо: средах.

С увеличением содержания релита а гнхте предел прочности композиционного материала при прочих равных условиях сниглется (рис.4). Повышение содержания никеля а проппточкоы материале увеличивает продел прочности при скатии. Твердость композиционного иэ.ториала зависит от содеру-йния вхедкдих в него компонентов и нагрузки прессования (ряс.5). Коэффициент линейного расширения композиционного материма (рис.б) снижается по игре увеличения содержания релита и никеля.

".эиосостоР.кость композиционного материала зависит от гранулометрического состава anxTiJ. С увеличением зернистости релита износостойкость материала возрастает (рис.7).

Анализ данных исследовали!! позволил определить оптимальное соотношение компонентов материалов г.ртаенительно к условия1.: работы узлои трекия. Содержание зернового релита (зернистость 0,45... 0,65 v-'i) s :жхте целесообразно в пределах 60...Ь0£, тожозерннето-го поро'ака с;.:еси карбида вольфрама с кобальте:-, (ыл~о) - 40...20ÍÍ, содержание никеля в :.:еднонш-:елеаом сплаве в пределах I0...I¿£o.

Композиционный материал, содеркздай в ^ихте 7C¿j релита и 30£ тонкодисперсной смеси порогов карбида вольфромч и кобальта (ÍÍH—6) пропитанный ыедаоникелевы:-: сплавом, содержим 90£ меди и 10^ никеля. назван TM-I и сирзко применяется для изготовления контакт-ныч" колец торцовых уплотнения центробежных насосов.

Коэффициент линейного расширения композиционного материала Tí.!-I близок к коэффициенте;,! линейного расширения сталей 45,'ЮХ, 40X4, 12Х1ШШТ, l2XItHSI и др., которые используются з качестве основы (заготовки) деталей узлов трения.

На рис. 8 приведена зависимость коэффициента грения от удель-■ кого нагрунения контакта при работе г.ар трекия в воде и нефти .

У

О 03 г-

оЛт

V =20 м/с I

.л

0.С6 LW

0.01 0.02

SÄ

-У-

I

0.4 0.8 1.2 Р„,,!.'.Па <"1

а.

0.16 r-ri/-

W\

0.12 0.03

0.04

\ Л л

\У- 20 м/с

1

О, U

0 0.4 0.8 1.2 Р МПа

УД'

о.

Рис. 8- Эазиепмость коi:яеита тр;;::;я от удельного нагсу-:-эк::я контакт.. g : (а) посети (ö) для п.п треки я: I - сталь 16л1'хк с ¡;eMGKT:!D02bH!i0.i контактной пззорхностьа г.о бронз;-.- 0¿.G Ъ-5-5; 2 - ¿еэапескхз:сн-HL-.'i :.:атоо::ал VA-I г.о 0i',C- о-о-з; 3 - компози-

ционный материал T.i-1 ho гранту АГ-1ЬОО-Б63; 4 - сталь 15/JTA с иемснт'лЬсГ-.^.но;'; контактной г.о-зеохиостья г.о графиту AT-JöGG-EBü; о - композиинон-нкй материал Tää-I по ко:.:::огпи;;оннэму каториалу 'П-1.

Ксмлозидомчгцй материал ТМ-1 обладает высокими антифрикционными свойствами в этих средах. Это едим из немногих материалов, способных работать в одноименной паре трения со сравнительно низким кеэффицие.гасм трепня (0,03...0,06) при скоростях скольжения до 20 м/с и удельным нагруженном контакта до 1,2 "л!а. Нагрузочная способность его в 1,Ь-2 раза вьгле, чем у пар трения сталь-бронза. Пара трения работает ь режиме избирательного переноса.

Представляет интерес работа пари трения из композиционного материала ТК-1 по бронзе 0ЦС 5-5-5, также работающая в режиме избирательного переноса в нефти, дизельном топливе с коэффициентом трения (0,05...0,06 ) и нагрузочной способностью до 1,0 УЛа при скорости скольжения 20 м/с. Нагрузочная способность указанной пары увеличивается с уменьшением скорости сколыкения на контакте. На контактных поверхностях пар трения после испытания в нефти и дизельном топливо отмечена сервовитная пленка меди, возникающая в процессе трения.

Для оценки режима избирательного переноса сняты дифракто-граммь: рабочих поверхностей контактных колец из бронзы ОЦС 5-5-0, отработавших в паре с композиционным материалом Т!.!-1 в бензине, дизельном топливе и нефти. При сравнительных рентгеновских исследованиях интерференционной картины ochobim.iv. измеряемыми величинами били: параметр кристаллической рететки, ширина интерференционной линии (311) и расстояния между максимумами пиков (III)-(200) и (¿¿0)-£ЗП). Результаты этих измерений приведены в табл.2, где представлены усредненные данные по дифрактограммач, полученным с идентичных точек рабочих поверхностей колеи трения.

В тонких поверхностных слоях контакта за счет избирательного (коррозионного) растворения в процессе трения менее коррозкон-ностойках, чем медь, элементов (в данном случае это олово, сви-

нон, цинк) параметр кристаллической реветкн умоныклся, т.е. происходит обеднение матриц;; легирующими элементами. Наблюдаемое

Таблица 2

Параметр Исходное !-Соегд-_

•состояние! бензин ¡дизельное ! нс1сь _!_!_1 ш топливо !___

Параметр кристаллической

рсхётки, Ангстрем... 3,653 3,617 3,Сс-9 3,5*0 Полуширину 13311Л0" ^ 23,7 2г,8 19,3 17,7

Расстояние иезду максимумами пиков

(220) - (311) 20° 15,26 15,36 16,60 15,60

закономерное сведение пиков интерференционных линий за. счет влияния дефектов упаковки может бнть расценено тагле ::ач доказательство обогащения поверхностных слсс:. контакта медь».

Антифрикционные свойства композиционного матежала, кроме прочих факторов, завися? от наличия ги-литееких связей между входящими з композит компонентами. Немаловажное значение имеет и прочность соединения композита со сталь-).

Исследования показали, что композиционна материал имеет слоянуа многофазную систему. Кмеит место изкенен:'.- тснхоЛ коястал-лическоЯ структуры р-зееток карбидов '•/£ и

с » Зерна карбидов вольфрама обрамлены проело ¡¡коки и прохилкам:! цзкектаруюзего рсс-вора никеля и .меди. На границе кз--: крупна:, так и '/елки;: зерен карбида вольфрама с ссментиоута;:.! растворам отмечается сбразо-вания сло.гньэс карбидэя типа

твердое растворы карбида вольфрама з кнкела. й зоне контакта стали с композиционным материалом образуется ДнффугмоннкЯ сло,1 довольно сложого стсюення. В сталь днфи^.'ндкрует главным образом никель. Никеля !:а контакте содор-жтся о;:с;:о 0,9/"?, э глубину ста-

Со-/Л

8,0

С'° Мг ! *

Ж

Л \

4.0 2.0

,4 Ч V; у

^ 14 0 14

Расстояние в мкм

Рис„9, Распределение элементов с диффузионных слоях композита:

зона "А" - ыедно-нккслеви!1 слой; зона "Д" -"пригра-ничний слой"; зона "£" - раствор карбида вольфрама в медко-никелеБО-кэбальтоЕзм твердом растворо.

■V - УI

й - Си

■Со «-//<;

Композит

о

Сталь

0.3 ¡\ О,С

о/.

о,г

\

л I \

I

14 23 42 Расстояние з мкм

45

Рис.10.

.Распределение элементов в диффузионном слое на гранимо контакта композита со сталью.

х - IV ,

Си ;

о • о-л/1

ли его содержание уменьшается и на глубине 30 мкм содержится всего 0,1*. Кобальт диффундирует на глубин;/ û. Медь ч воль-

фрам в сталь но ;;::^;ундируэт(р::сЛ0>.

Технологические операции получения композиционного материала, а также химическая природа входядях в него компонентов вполне удовлетворит условие возникновения прочих связе.Ч как ме.гду фазами КСМПОПНТ1, так и неуду композитом и сталь;:.

Применение тонкодисперсного порошка карбида вольфрама (за счет лучзяго леремеаиаания) способствует более интенсивному протекание фазовых превращения (образованию 9 и ^ фаз карбидов вольфрама) и диффузионных процессоз в объеме композиционного ма-тгриола.

Следует отметить, что процесс пропитки и цементации спрессованного слоя 'лихтм определяется поверхнсствд.'.и явления;-'.«, про-тзка»:ци;.:и на границе твердое тело - жидкость. Для того, чтобы л-идкал с'ша ( лпояиточлцй сплав) могла проникать в промежутки кея-

ое^ам.: кароида металлов, они дояяка иметь минимальный краевой угол скатлргкия. Ziîz систем "карбид вольфрама - кобальт" ■г:ь обладает "-есно такими сзоЯстпаки. Добавка в медь никеля у-зузме? гти .слдкой фалы, поскольку медь и ликель, обла-

од/.тгахокяги кристаллохимическнми и о.чергетнчес:-:vх?пакте -y.iCT.Tf. ми са.;енткьп: эгектрояов, образует? непрерывный ряд раство-V у* г- п -1-д::сг.: сссторни^зс. Однако медь плс;:э сме^иэсется

ч карбидом вольфрама я кобальтом и не образует химически устойчивых соединен'-';'; дахо а жидком состоя!'.:«). Кгличнз слабых атомар-связей меди ка границе зерен карбидов вольфрама, а также ве-гэрткгс изменения онсргетическоЛ структури входящих s цементиру-

материал элементов способствуют проявления избирательного ¡еренссз при работе композиционного материала TM-I з узлах трения.

Выявлены обтие закономерности по режиму трения колец то;'. -цовых уплотнений. Связь кау-у кос^фпциентои трения /■ , ско -ростьа скольжения if и уделы им нагруааниеи Руд контакта ш-ражамтся в виде эмпирических формул"

/--ре'«"-, /»/?« do

ji1cC>K ~ опктныа коэффициент:.;.

Количественная оценка /3 к коэффициента трения покоя /о * показала, что эти параметры идентичны* т.е. ft-То .

Решение уравнения (16) прп:сдпт к в и д.-

Руд <">

Определены значения коэффициентов К и сС. , располагая которыми создается возможность определения ептихального значоньг. величины нагружения ру<? контактной пары трении.

Показано, что в контактной naps трения торцового уплотнен« определяющим в режиме трения следует рассматривать силу сопро -тизления перемещений колец, функциональную! зависимость которой в общем виде можно записать как

'Л^У^Л/", Ч>Р3з). (18)

где I/ - скорость сколькения;

F - площадь контактной поверхности пари трения;

_р - плотность уплотняемой рабочей среды;

jJ - коэффициент динамической вязкости рабочей среды;

Q, - ускорение силы тяжести;

Руд - удельное нагружение контактной поверхности. Применяя Ж -теорему эта зависимость запишется так

» f. f V (19)

Определив показатели степени та условия бсзразмерности комплексов получим

- У -- (20>

ил« ^

= и? / ' Г.'" Си ) . (21)

"',-"1 Г1 "<;—•-<■: —•': 4 стнеезннал к единица

/дольксм »«аггл'^ня.ч контакта яз (21) раяна

ра.Ъ'Ри

' ■ ' аТл (22)

""т^а пмга;«!'.?'" с «.-«тс.-' т^е;::; ■ ■ = '1 пинает вид

Д а, '

(23)

""Руд^ >

или с учетом (I)

V. п, ч -г ..' ^ .....

Устзютго!'?, с-'тзя ?з.чонокерчстгь злияния гидродинамического па-Г*"«* В »

трвнмгт 3 ЯИД8

-___:_ ,

• , £ ? (2Л)

3~

где Я - «а-тчнЧ зависящий от материала колец

-гагу ?ре»и<г.

ЛгсгоЗ раздел лосэщен кзучениэ механизма абразивного из— изливания кодэц пар тренич ?ор«гггпс уплотнений. Установлено, что :/л пзсг^йссг-« по поиска кзд^лявтся три пони (рис. II).

йия«-:ль>ч1 ' лиое ичеет место ь гоне I, располог.знкдЛ со клмуз-

т •¿¿¿¿-■■¿л сргда. 2 эгсЧ ¿-».г с/т'У.грт гду-

Си:.^ „.-.;; :: - \ I.' -•, ?г -.г".- •-■' "к

г.еараздбцееся кольцо

Pjic.II. Характер износа контактных колец б абраэивосодсржацюс средах

Рис.12. Зависимость суммарной скорости объемного

износа от процентного содержания абраэивньк частиц в гидросмеси для пар трения: I - СНГН - СНГН; 2 - СГ-П 1 СГ-П; 3 - ТМ-1 - ТМ-1; у = 15 м/с; Р =»0,6 Ша.

не Л зоне контактного пояска) абразивные частник, попадаадна в ¡дель мезду поверхностями, не уме ют возможности внЛти из зоны тэения к раэмалкваэтея контактными лольнами до,мельчайсих частиц, изнашивая поверхности трения и придавая им характерную клиновидность. Ь ото.", зоне ояподеляящм видом износа является износ полузакреп-леншм абразивом, ü зоне, iú износ происходит а результате взаимодействия поверхностей тг.сния без участия абразивных частиц.

Иеслс-довано влияние кпупкссти абразионкх частиц на износ контактных колец. Установлено, что наибольший износ таеет место при крупности абпазивных частин менее ICO мкм, при этом, чем меньше крупность абразивных частиц, тем интенсивнее износ контактных поверхностей. Наибольшую опасность поедстааляит размеры частиц, сопоставимые с величиной цели в паре твения, т.е. 3...5 мкм.

Исследования композиционных материалов на основе карбида вольфрама, меди и никеля проводились с учетом состава шихта, зернистости твердой ¿азы (карбида вольфрама), температура спекания, защитно?, среды при постоянном состава пропиточного материала {Си -90 %;/\ít- 10 %). На износостойкость композиционного материала влияет защитная среда спекания. Композиционный материал, спеченный в водородной среде,имеет, большую износостойкость, чем при спекании его а среде аргона или вакууме. Изнашивание материала при ревущем действии абразивных частиц происходит^ основном, по матрице (пропиточный сплав) с разрушением зерен карбида вольфрама. Износостойкость материала с зернистостью карбида вольфрама 0,б1> мм почти вдвое вьше износостойкости материала с зернистостью карбида вольфрама 0,25 мм.

Исследовано влияние концентрации абразива в рабочих средах на износ. Установлено (рисЛ2), что скорость изнашивания контакт-

пых колец и с повышением концентрации абразива описывается зависимостью

где С - концентрация абразива э %;

К, ГТ) - параметры, зависящие от физико-механических своР.ств материалоз пар трения.

На основе планирования созданы износостойкие комлозиционз-кс материал.-- для работы в гидроаСраэивиух средах, имскдих состав при следующих соотношениях ко:.-лонентов в Я (а.с..\^70243): никель- 4,2.-.4,5

марганец 2,в...3,0

бор 0,4...1,0

!.-ед1: 19,5. ..23,С

цинк 7 ...8

карбид'вельфрама остальное

Сезьмо;? раздел поевкден исследований современных конструкций торцовых уплотнения Еачов магистральных насосов.

Научное обоснование режимов трения « современное представление о трении и износе позволили разработать унифицированные конструкции уплотнений типа УК! для насосов параметрического ряда. Они проати приемочные испытания и организовано их серийное производство. Изготовлено серийно и установлено торцовых уплотнения типа УНИ в 1975 году на 257 насосах; ъ 1977 году на 219 насосах; в 1578 году на 474 насосах, в 1979 году изготовлено 1202 комплекта торцовых уплотнений; а 1931-1992 годах средний выпуск торцовых уплотнений составлял 500 комплектов в год.

Впервые в страна для уплотнения валов нефтяных магистральных насосов была разработана конструкция торцового уплотнения на рабочее давление уплотняемой среды до 5,0 МПа и в режиме опрос-

совки насоса без вращения ьма на давление до 10,0 МПа со сроком сдузгЛы без ремонта бо.чеа 10 тыс.часоз. Это поззолило перевести насосные станции на полный автоматический редам работы. Повысилась надежность оборудования болез чем в IÓ раз, сократилась утечки нефти через торцовые уплотнения практически до ¡r/ля, устранена загазованность пасоснцх станций, появилась зозмомюсть исключить снеге:.':; сниу.епия давления в камерах уплотнений. Торцовые уплотнения типа УШ на 1977 год не имели анэлогоз по техническим характеристика;.) ни у нас з стране, ни за рубежом. В диссертации приведен!! конструкции уплотнений.

Дан анализ конструкций торцовых уплотнений взлез магистральных насосов, которое появились позднее. Это конструкции типа TM-I2CM, ТЛ-1--1СМ с парами трения из скицированного графита, которое в последнее зремя имект акалогичкхэ по срагкгпиэ с "¡31 технические параметры. Рассмотрены зарубегско конструкции, применяете на импорт» ал: насосах, уетансЕленгИХ «а магистральных трубопроводах стран:.!. PacCMOTCQir-j вопросу унификации торцовых уплотнений, дани техннческиз решения разработки унчЬицирозапких узлов. Рассмотреш вопроси резервирования торцовых уплотнений, Внедрение на трубопроводном транспорто цйнтралкзога.чксЯ систем.: управления, технического обслуживания и ремонта оборудования, переход ка запуск нассснс-сплоаых агрегатов на открытую задвижку, перевод нефтепроводов на повмгекже дарг.с-пу.г продьязляэг качественно ногао требо&аимк к надежности и технически:.", характеристикам уплотнений садов «аеесов. Уплотнения дс.таа: надозжо работать на зеок рекммах перекачки нефти, не допускать утс-^е::, прггыа'а-гг-ж усга.чозленно.1 нор;-м, не допускать аварийных iu5poccs нефти в насосное помещение. Дано обоснование по соверленгтворапчэ уплотнений путем установки резервной пар г трения, котораг пкл.счаатся s работу э ozyv.ae шкода основной пари торцевого уплотнения я обеспечивает герметизация

вала ка период Ечвода насосного агрегата в резерв. Исследованы режимы трения контактных колец резервной пары трения в условиях замкнутого объема, уплотняемой среды при отсутствии её циркуляции.. Обоснованы оптимальная степень гидравлической разгрузки резервной лары трения и оптимальное сочетание материалов контактных колец (композиционный материал Т"-1 по бронзе ОЦС 5-5-5).

Исследованы режи:.и трения коктаотьк колец при скоростях скольжения более 50 м/с. Обоснован равномоментный реким трения пары (без изменения момента трения при изменении режимов нагру-жекия и давления уплотняемой среды). Дана конструктивная разработка торцоэого уплотнения рабочего колеса насоса (a.c.J?1243418) и результаты его испытаний.

В восьмом разделе приведены результаты исследований систем гидравлической разгрузки и охлаждения торцовых уплотнений.

применяемые групповые системы разгрузки торцовых уплотнений, как показали исследования, снижали существенно (I. ..35?.) к.п.д. r.acocüx агрегатов. Переток нефти через линия разгрузки в зависимости от количества работав^.« насосов составлял от 15 до 74 м3/ч в отдельно: случаях достигал до 200 к3/ч. Предложена индивидуальная система охлаждения торцовых уплотнений., не влияздая на объемный к.п.д. насосного агр-згага (a.c. ¡í534oQ5, 781295 , 802634).

Принцип работы системы основан на использовании перетока нефти через каморы уплотнения, возникавшего от действия динамических напоров на всасывающем патрубке насоса и всасывании рабочего ;:слеса. Исследовано аналитически и экспериментально влияние полонекяя патрубка индивидуальной системы охлаждения во всасывающем патрубке насоса,, Показано,- что забор йддкост" в индивидуальны систему разгрузки практически у стенки всасывающего патрубка насоса обеспечивает движение нефти в системе охлаждения в объеме

2.. .Зм3/ч. Оптимальное положение конца патрубка у системы охлаждения относительно стенки трубопровода определено зависимостью

где d - подача насоса;

J) - диаметр гходного трубопровода (всасывавшего патрубка насоса);

- динамическая скорость ;

C=0?1l(~ +0}4КЭ) (27)

- коэффициент кинематической вязкости ;

- эквивалентная шероховатость трубопровода.

В девятом разделе лрилсдош области технического применения разработанных композиционных материалов на основе карбида-вольфрама, меди и никеля. Это применение их в узлах трения секционных центробетгах насосов системы поддержания пластового давления (диск и лодуика гидравлической пяты насоса, промежуточная радиальная опора, контактные кольца торцовых уплотнения). Применение композиционного материала в указанных узлах секционных насосов позволило увеличить их межремонтный период с 600 часов до 5 тыс. часов (по узлу гидроразгрузки). Срок службы торцовых уплотнений валов секционных насосов на воде доведен до 9 тыс. часов, вместо 150...200 »ссов работы сальникового уплотнения.

йроаие результаты получены при испытании торцовых уплотнения с парами трения из материала TM-I на еинтовьгх насосах Енутрипро-кмсловоЯ перекачки нефти. Срок службы уплотнений возрос до б тыс. часов вместо 300. ..500 часов работы. На заводе "Скгидромаа" композиционный материал TM-I применяется для серийного изготовления

узлов гидравлической пяты насосов Ц4-60.

Применение композиционного материала TM-I в торцовых уплотнениях редукторюй вставки турбобур повысило ресурс его работы до 500 часов, что позволило эффективно вести проходку сверхглубокой Кольской скважины.

Приведены технико-экономическое обоснование и расчет экономической эффективности от внедрения торцовых уплотнений типа ЛШ па насосах магистральных нефтепроводов.

основные выводо

1. Выполненные комплексные экспериментальные и теоретичес-кчо исследования режимов работы пар трения с учетом колебания давления и абразивности уплотняемой среды позволили решить научную и техническую проблему повышения износостойкости, надеяю-сти и долговечности торцовых уплотнений насосов магистральных нефтепроводов, снизить объемные потери нефти и нефтепродуктов

за счет полной ликвидации утечки через уплотнения, устранить систему сбора и откачки объемов уточки, ликвидировать систену гидрозатвооа, т.е. подзода воды к уплотнения*, повысить пожаро-бозогасность,-снизит", загазованность помещения насосных станций и территории.

2. Разработана уточненная методика расчета и проектирования торцовых уплотнений. Определены аксперименталыил путем закономерности изменения эпюры давления по ширине контакта, установлены оптимальные значения коэффициента гидравлического уравновеаи-ванип и пределы нагружения контакта, при которых обеспечивается герметичность и ышимальный износ пары трения. Покасано, что коэффициент гидравлического уравновешивания контактной пари следует принимать при уплотнении жидкой среды с вязкостью •^<1,0 сПз 0,55 i К 0,0, а для жидкой среды с вязкостью «/v> 1,0 сПэ 0,5 £ К 0,5ä.

Оптимальное удельное нагруяение контакта при скоростях: скольжения до 30 м/с находится в пределах 0,3...О,5 МПа с преобладанием механического поджатая контакта пара трения над гидравлическим.

3. Установлено, что работа торцового уплотнения характеризуется п^верхностно-молекуляртм взаимодействием пленки жидкости н контактных поверхностей, определявшим герметизацию узко!! торцовой щелью; дано обоснование отсутствия, неизменности или уменьшения утечки через торцовую цель контактной лари с увеличением перепада давления уплотняемо?, среди.

4. Разработана технология изготовления контактных колеи с износостойкой рабочей поверхностью у. износостойкие композиционные материалы из ртэнозернистых порошков карбида вольфрама с пропиткой их модесодерто^ими сплавами, новизна которых подтвержден*» авторскими сви Д'гтел ьстваки.

Иселедовани основные физико-механические свойства композиционных материалов в зависимости от состава входящих в него компонентов и нагрузки прессования, определены оптимальные составы сяхты л пропиточного материала, обеспечиса:оц;:е высокие износостойкие и оксплуата'-лнснниэ качества композиционного материала. Оптимально сэотноклнием а составе ш!хтц является 70 % лит"го карбида вольфрама (релита) зернистостью 0,45. ..0,65 мм и 30 % тонкодисперсной смеси порошков карбид! вольфрама и кобальта (ВК-6).

5. Исследования антифрикционных характеристик материалов пар трения а нефти, дизельном топливе и бензине в различимте диапазонах скоростей скольжения и нагрузок позволили получить общую эмпирическую зависимость коэффициента трения от скорости скольжения я удельного нагрухения контакта. Получен обобщенный критериальный гидродинамический параметр, связнвакхдай свойства уплотняемой сре-

ды, скорость скольжения и величину удельного нагружения контакта. Обобщенный гидродинамических параметр позволяет выполнять оценку пригодности материалов а качестве пар трения торцовых уплотнений в интервале рекомендуемых нагрузок.

6. Выполненная сгеи.кятельн..я оценка антифрикционных свойств композиционных материалов на основе карбида вольфрама, меди и -никеля в нефти, дизельном топливе, бензине и воде, а также результаты рентгенографического н иккрэрентгеноструктурного анализа рабочих пэьсрхностей пар трения до и после испытаний позволили впервые установить, что композиционные материалы ТЦ г односменной паре трения в нефти и воде работает в решке избирательного переноса (безызносный рекхм трения), имеют коэффициенты трения в 1.5...2,О раза меньше, чем пары трения сталь-бронза, сталь-углегра-фнт в этих средах, а нагрузочную способность больше, чем в два раза.

7. Впервые в отечественной практике разработаны унифицированные торцовые уплотнения типа УНИ валов центробежных насосов магистральных нефтепроводов на рабочие давления до 5,0 Ь1Па и давления опрессозки (без вращения вала насоса) до 10,0 МПа со сроком службы более 10 тыс:часов. Бперзые стало возможным производить опрес-совку насосов совместно с технологической обвязкой, без снятия ротора насоса, существенно сократив сроки ввода в эксплуатацию вновь строящихся насосных станций, производить многократную очистку трубопроводов и размыв отложений парафина в резервуарах без снятия торцовых уплотнений к замены их Сальниковы«!.

Разработаны, испытаны и выведены на серийное производство и промышленную эксплуатацию торцовые уплотнения валов насосов с резервным уплотнительным устройством, предотвращающим выброс нефти з насосное помещение в случае отказа основного уплотнения. Разра-

ботана конструкция торцового уплотнения рабочего колеса насоса, стендовыми и промышленными испытаниями доказана эффективность ее применения.

8. Показано, что применение торцовых уплотнений типа ЯШ позволило отказаться от обычных группозых систем гидравлической разгрузки уплотнений (отвода чает:: жидкости из камер уплотнений

в безнапорную емкость или трубопровод низкого давления), повысить объемный к.п.д. насосных агрегатов. Предложена индивидуальная система охлаждения торцоеых уплотнений, защищенная авторскими свидетельствами, которая основана н? использование двоения жидкости под действием динамического напора» создаваемого во всасыРпк^ем трубопроводе и на входе рабочего колеса. Исследована работа индивидуальной систеыы охлаждения на Стенде и в пропиленных условиях. Показана теоретически н экспериментально техническая и экономическая ?ффе::тиеность применения на насосах индивидуальной, систем!! охлаждения.

9. Экономический эффект от внедрения результатов работы только на магистральных нефте- и продуктопроводах страны составил более 2,5 или.рублей. Значительный экономический эф^кт получен при пр:кене.чии кемпезициошиле .материалов ИМ—I, торцозых уплотнений и систем охлаждения на насосах в нефтедобыче, нефтепереработке, бурении и др.

Основное содвгаяиив писсоптании опубликовано в работах

1. А.с.226353 СССР, .'КИГСб/22/01. Способ почтения уплотнения торпоа пар трения /И.II.Конюхов, '4.3. Голуб, Ш.Х.Хаиэия, А.И.Краацоз, Н.З.Кагарланоз. - Уфимский ,юфтяной институт. -Задзл.

I0.05.IS57, !,'- Г¿1897/20-27; Опубл. 5,11.68. Бил. Ш. - I о.

2. Твердссплаиние пар» тропил торцовых уплотнений и способы их изготовления /Голуб !.!.Б., Когахсз H.H., Кагарманоп Н.С., Кравцов А.К., Хамзин М.Х. НТО. ЕЖ'ЛОЭНГ // Сер. Магини и нефтяное оборудование. - 1970. - If I. - С.37-39.

3. Голуб М.В., Харла-veHKO ЕЛ'.., Кравцов А,И. Применение торцовых уплотнений валов в кагистралышх-центробежных насосах, перекачигаа-дих бензин. НТС. ЕтХКСЗНГ // Сер. Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. - 1971. - А. - С.0-10.

А. Опыт эксплуатации торцовых уплотнения центрсбсжних насосов /ВЛ'.Харламеико, М.В.Голуб, В.0.Сухов, Д.Л.Черняев. - И.: ЕНК1СЭНГ, 1971. - 64 с.

5, Голуб !.!.В. Испытания пар трения торцовых уплотнений в бекзпне и дизельной топливе // ГИТС ЕНИКСЭНГ. Сер. Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктоз. - 1972. - № 4. - С.16-19.

6, Голуб M.S., Кравцов Л,И. Торцовое уплотнение центробежных насссоз магистральных предуктопроводов // !!нф. листок .V9I-72, БазЩШ!, 1972. - 2 с.

7, Гидравлическая пята с твердосплавной контактной поверхностью многоступенчатых секционных центробс:яг;х насосов /I.!.В.Голуб, Н,Ф.Кагар:.:анов, В.И.Харлакенко и др. // Химическое и нефтяное мазиностроекио..- 1272. - J,'6. - С.9-13.

8, Голуб !<;.3., Харла\:ен:;с В.И., Кравцоа Д.И. Стендовое испытания концевых уплотнений валоз магистральных цеитробелзегх насо-■сов I! Б сб.: Маетны и оборудование для бурения и эксплуатации нефтяных и газовых сквакин // Тр. УКИ. - I&72. - Енп.Хи. - С.12-14.

9, Создание твердосплавных антифрикционных материалов, работающих в реяи.ме избирательного переноса / М.В.Голуб, Харламен-ко В.И., Н.Ф. Кагарманоп, А.И.Кравцоз, Р.М.Нургалеоа // В кн.:

Избирательный перенос при трении и его экономическая эффективность. - И.,1972.- С.200-212.

10. Выбор материала основу для нанесения контактно!: поверхности из сплава ТУ-1 / М.В.Голуб, «.И.Краснов, В.И.Хареа.№Нко, Е.а.Филин // Материалы рослублнкалсхоЯ научна-технической конференции. - Уфа. 1973. - СЛ00-Ш.

11. Торговые уплотнения цемтробетггс насосов / А.Л.Еасксгич,

B.С.Доге, З.З.Усов, В.И.Харламеико, М.В.Голуб / РПТС. ШИИОЗНГ// Сер. Нажины и нефтяное сборудсганиэ, - 1973. - I. - С.25-29.

. 12. Л. с. '126851 СОТ, МКИ С 22с 29/00. Кв?аяяоко$й?4»-.чесШ аитифрикциоший сплав. Уфимский нефтяной '/нстигут и государственный научно-исследовательский и проектной кнетйту? нефтяной прог/ых.тзиности / ".ВЛолуб, Н.С>.Кагарм2нсз, Д.й.Краггрз, Ц.Х.Хамзии и К.Л.Филин. - Заявл. 12.Оэ-1972, * 1781402/22-1 ; Слубл. 25.07.li74. Ет. Г27. - 2 с.

13. Голуб -ч.З., Кравцов А.И., Оили.ч '¿.Л. Торцовое уплотненно хагктробеяых .ггсоссы магязтраль!^ изф?<гягос<»дэ9 // Лк^.лйссой 9-74, ЕггЦИГ/и 1574, - 2 с.

14. Горгтое насесу !1'ЛССОО-2.ТО/ «.В.Голуб, Ь.кЛ-ихля, А.И.Кгазцзз, РНТС. ЕН/'ИСОНГ // Сер. 1;2яспор? -1 уедкелиз иг-*?» я нс^еяродуктоз. - 3 8,. -

C.9-12.

15. .Чарлг-менко Л.'Л., Голуб М.В. Созйусг'гсгаегя??:» терцовых уплотр".ний надссоз кзгиетрагькс: ^¿«йзегэдег, - У.. '. йСЗЙЗгЗ*, 1975. - 93 с.

16. А.С!. 45^33 СССР, $£31° ? 16^ 1з/24, Терсргзз уйдоткс-кие »ала / У.3,Голуб, л.ЙЛ'рагдоэ, ¿.А.^иляя, Э.И.ла^гамгиг». -Зч?р5. СЙ.С2ЛУ7П .7 1377465/26-8. С.туоя. 23.11.1978. 2йЛ. 3

2 е.: ил.

X.. A.c. 534585 СССР, MH13F 04Д 29/09. Центробежный насос. Уфимский нефтяной институт / Голуб М.З., Кравцов А.И., Филин Е.А., Харламенко В.И., Черняев В.Д., Черкунов А.Е. - Залвл. 22.07.1975. !* 2159610/06. Опубл. 5.II.1976. Бал. >? 41. - 2 е.: ил.

18. Увеличение долговечности целевых уплотнении центробехнле насосов / А.Ш.У^'слимов, М.В.Голуб, В.И.Харяаменхо, ¡i.A.Филин. РНТС. ЕНЖ0ЭН1 // Сер. Мазины и нефтяное оборудование. - 1976. -№ 4. - С.3-5.

19. Применение износостойких комлозиционшх материалов d узлах трения центробевдых насосов / А.И.Мусличог, .4.3.Голуб, В.И. дарломенкс, Л.И.Кравцов, Е.Л.Силин и др. // В кн.: Применение избирательного переноса в узлах трения мадин. Часть I. - !•!.: ВИС!/., 1976. - С.171-179.

20. Экспериментальное исследование влияния нефти и нефтепродуктов на процесс избирательного переноса / Д.Х.Лсфандияроэ, К.В.Голуб, М.Р.Машттов, В.И.Харламенко, А.И.Кравцов // В кн.: Принесение избирательного переноса в узлах трения машин. Часть I,..!.: ЕИСМ, 1976. - С. 19-24.

21. Надежность работы торцошх уплотнений магистралыс.-х насосов / М.В.Голуб, А.И.Кравцов, В.И.Харламенко, В.Д.Черняев,

К.А,Силин, г:ITC. ЕШИСЗНГ /.' Сер. Транспорт и хранение нефти и неф'.¿продуктов. - 1977. - Г II. - C.I7-22

22. Зависимость козффицио1 га трения скольжения торцовых уплотнений от гидродинамических параметров / К.В.Голуб, В.И.Харламенко, А.И.Кравцов, В.И.Краснив // В кн.: Организация, надемость и оффективность оборудс ания нефтехимических происводств. Часть З.Уфа, 1977. - С.133-139.

23. Унификация торсовых уплотнений валов магистральных насосов / И.В.Голуб, Л.И.Кравцов, В.Д. Черняев, Е.А.Филин, В.И.Харла-

i

монко // Тезисы ксжограслсвсЯ научио-прагсгмчзской конференции

"Повыгенио эффективности использования оборудования з свето решения X» съезда КПСС". Часть - 4. - Уфа, 1977. - Ü.II3-II7.

24. Голуб M.D., Харлакснко З.П., Краснов З.Я. Режим работы пар трения уплотнения валов цсктробсяк.'х насосов магистральных нофто- и пролуктспроводсз // Тезисы межотраслевой научно-практической конференции "Повышение эффективности использования сбору-вания в свето решений ХХУ съезда КПСС". - Часть 4. - Уфа,1977.-С.174-179.

2о. Голуб М.З. Твердосплавные износостойкие материалы для торцоьых уплотнений залов цептробелгазс насоссо // 3 :ai. ¡Повшг-ние износостойкости па основе избирательного переноса, - Ма-пг.(костроенно, TS77. - C.II3-IIO.

20.;:сдет>-ост!> и долговечность уплотнений валов кефтглгых «öütscö£--'"-ü'x насостэ / .'.'.З.Го.г/б, З.Н."алы~ев, 3.Д.Черняев, А.И. Кравцоз, Л.Н.лсню-хх:; // Тезисы докладов Второй Псессазнсй конференции ! прсадсстя и^тепро^сдового оборудо?олкн.-Бану, iv7?. - С 53.

/лгляу-»; г:ц Ü.4., Голуб М-5. Эксплуатация насосов магистраль ны;: ностепродук'.сдрб?сд?з. - Нгдра, IG7S. --£31 с.

'.:'£. io.:yo' M.Ü., Дефанднярсз Л.Х., Крпзцэз Д.Л. "нггрсрентге-ho'cTpyicyra».'. анализ :.;егалдокср2к;1Ч2скогэ материала на осно?е

»»да, ьикеля // Тезисы доклздоп. РКТ'.'. йовио г.:о годы позьазнля износостойкости узлоз трения на. основа избирательного переноса. - Часть П. - Ккез, 1278. - С.16-17.

3. Система охла,гдони.ч герцевых уплотнений магистралыи: казосоа ■' л.Л.-5илин, Е.Д.Чзркяев, З.П.Хаслглскко,

лКЗСОНГ // Сер. Трднспоо? « -¿ейпекиа клргтородухгоя. ~ '973. - ?/3. - Ü.I4-I7.

Поядяпгхе ¡«дежноати нефтепромыслового ссорудо:а!Г.>,т /

M.B.Голуб, И.Н.Конэхов, Л.И.Кравцов, В.И.Краснов, В.И.Харламен-ко, Е.Л.Филин. РНТС. Б1Ш0ЭНГ // Сер. Калики и нефтяное оборудование. - 1979. - ).' 3. -С.6-8.

31. Гслуб !.'.Е., Кравцов А.И.-, Филин Е.А. Совершенствование и унификация терцовых уплотнения валов насосов магистральных нефтепроводов // Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического совещания "Пути повышения надежности и унификации уплотнений роторов центробе.-яых насосов и компрессоров". - Сумы, Ы.:ЩЩИХим-нефтемал, 1979. - С.6-7.

22. филин H.A., Голуб И.В., Харламенко В.И. Система охлаждения торцовых уплотнений магистральных насосов // Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического совещания "Пути посинения надежности и унификация уплотнений роторов центробежных насосов и компрессоров". Сумы. - Ы.: ЩНТИХимнефтемаш, 1979. - С.18-19.

33. A.c. 770240 СССР, 0.22с 29/00. Композиционный материал на основе карбида иольфр&ма. Уфимский нефтяной институт и Уфимский завод горного оборудования / Ы.В.Голуб, В.Н.Малызев,

А.И. Кравцов, В.С.Скоробогач, Р.О.ВаЯсблат, С.С.Днтснов. - Заявл. 17.05.1979, Jp 2767639/22-02, не подлежит опубликования в открытой печати.

34. Голуб М.В. Торцовое уплотнение подпорного насоса // Инр. листок К 56-80. - Уйа, БашЦНТИ, 1930. - 2 с.

35. A.c. 781395 СССР, l.MfV 04Д. 29/03. Центробежный насос. Уфимский нефтяной институт /1.1.В.Голуб, Е.А.Оилин, Ь.Н.Малышев,

. В.И.Харламенко. - Заявл. 02.04.1979, У 2749232/2-; ; Опубл.23.II. 1980. Бхш. .V- 43.

36. A.c. £ 802634 СССР, ШР 04Д. 29/08. Центробежный насос. Уфимский нефтяной институт / М.В.Голуб, Е.А.Филин, E.H. Малышев, В.И.Харламенко. - Заявл. 22.03.1979, ,V 2741778/25 ; Опубл. 7.02.1981. Бюл. №5. - 3 е.: ил.

37. Малышев В.Н., Голуб М.В., Харла'/.енко В.И. Испмтания материалов пар тренчл уплотнении в абрааивосодерта.^их жидкостях. FHTC ЕНКГСЭНГ // Сер. Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. - 1980. - !г 7. - С.20-23.

33. Голуб М.В., Малышев B.Ii., Силин Е.Л. Подбор легирующих компонентов композиционного материала на основе карбида вольфрама при трении в условиях абразивного воздействия // В сб.: Прогрессивные методы порозксвоЯ металлургии в машиностроении. Тезиси докладов Ü Уральской зональной научно-технической конференции. -Сренбург, 1980. - С.39.

39. Силин Е.А., Голуб М.З., Харлаченко В.П. Анализ работ» существующей системы разгрузки конце rjx уплотнений магистралыых насосоз. РНТС. БНЖОЭНГ // Сер. TpaiicnopT и хранение нефти и нефтепродуктов. - 1930. - i/8. - C.8-II.

40. Калнаев В.Н., Голуб М.В., Рагимоз Р.Х. Исследование из-насивания материалов гар трения торцотиас уплотнений. RiTC. ВНЙИСЭНГ// Сер. Транспорт и хранение нефти и нефтепродукте». -1902. - « 3. - C.II-I4.

41. Малииев В.И., Голуб ii.B. Исследование абразивной износостойкости комлозиционшх матерпалоз ка основе карбида вольфрама'// В сб.: Резервы повышения эффективности и качества работы оборудования нефтеперсрабатьшахэдс-й и нефтехимической промызмен -кости. Для служебного пользования: Тезисы докладов республиканской (.'^отраслевой научно-практической конференции. - Уфа. - 1932.-С.142-Ь2.

"2. jolub K.V. Verschleißfeste HsrtcetPllwerkstofXe Xür Velleniichtunijen von Kr; iselpuspen. In Euch - Erhöhung der Ver-schlei3f"?nt ir;k(;it auf d«r Grunilrge clor selektiven Übertragung. -WEc Verlsg Technik, Berlin. - 1982. - S. 100-104.

43. Пути повышения надс;шости и долговечности торцовых уплотнений магистральных насосов / М.З.Голуб, Б.¡1.Малышев, В.И.Харла-кенко, К.А.Силин. РНТС. ЕКЯИСЭНГ П Сер.Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. - 1983. - .V I. - С.3-4.

44. Налыяов З.Н., Голуб ¡.¡.В., Харламснко Б.К. Исследование относительной износостойкости композиционных материалов. РНТС. ЕНШЗЗНГ U Сер. Марины и нитяное оборудование. - 1933. - .74.-С.3-4.

45. Голуб Ы.В., Харламенко B.Ii. Давление в зазоре контактной пары трения торцового уплотнения. РНТС. ЕЖИСЭНГ // Сер. Транспорт и хранение нефти к нефтепродуктов. - 1933. - У> 9. -С.9-10.

45. Галю к В.Х., Голуб '.'.В., Харламенко В.И. О прочности kohtokti&x колец торцовых уплотнений из силицировашюго графита. РНТС. Е&ИСЗНГ // Сер. Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. - 1933. * 12. - С.4-5.

47. Голуб М.В. Кольца контактные с износостойкой рабочей поверхностью // Инф. листок Jt" 104-1933. - Минск, ЕелНМШ. -1933. - 2 с.

40. Голуб М.Е. Торцовые уплотнения вала магистрального насоса // Лиф. листок !? 145-1903. - .Минск, БелНШИ. - 1933. - 3 с.

49. Голуб M.S., Харлаченко В.И., Малыиев Е.Н. Эффект безыз-носности з узлах трения, работавших в абразивссодер-тащих сра -дах // Вестник мкдикостросния. - IS34. - £ 5. - С.29-31.__

50. Голуб М.Б., Харламснко 3.И., Галок В.Х. Гидравлическая плотность зазора контактных колеи торцового уплотнения //Тезчсы докладов к 1У Всесоюзному научно-техническому совещания по уп-лотнитсльиоЯ технике. - Сумы, 1935. - С.28-29.

51. Торцовое уплотнение вала нефтяного магистрального насоса с резервным уплотнительшм устройством / В.X.Галек, В.И.Харламенхо, М.В.Голуб, Г.Г.ВараницкиЯ // Тезисы докладов к 1У Всэ-сооэжодг научно-техническому совещании по уплотнительной технике. - фмы.- 1985. - С.26-28.

52.А.О. 1243448 СССР. Ш%4Д 29/12. Торцовое уплотнение насоса. Брестский инженерно-строительный институт / М.В.Голуб,

B.Н.Галюх, В.И.Харламенхо, A.A. Алехсеенко. - Заявл. II.05.1904, У 3738195/25. Для служебного пользования. - 2 е.: ил.

53. A.c. II85003 СССР. MKHF 16j 15/34. Уплотнение вола. Брестский инженерно-строительный инстмзут. Авт.иэобрет. Годуб М.В,, Галгк В.К., Харламенхо В.И., Вараницкий Г.Г. - Заявл. 17.06.1983,

» 3657871/25; Опубл. 15.10.1985. Бвл. »38.-2 е.: ил.

54. Галюк В.Х., Голуб М.В., Харламенхо В.И. Современные уплотнения валов центробежмх насосов магистральных нефтепроводов. - М.: ВШОЭНГ, 1985. - 64 с.

55. Голуб М.В., Харламгнко В.И., Галпк В.Х. Механизм герметизации контактной пары торцового уплотнения // Нефтяная проудаленность. - Сер. Кефтепро!.!ысловое дело и транспорт нефти. -1985.- М2. - С.23-27.

56. Голуб М.В. Износостойкие композиционные материал!! на основе карбида вольфрама, меди и никеля // В кн.: Долговечность тручихся деталей малин. - И.: Нагиностроениз, 1985. - Вш.1. -

C.217м234.

57. Голуб М.В. Композиционные износостойкие материалы, работающие в режиме избирательного переноса (технология, свойства и опыт применения) // Всесоязная научно-практическая конференция "Теория и практика создания, испытания и эксплуатации три-ботехнических систем". - г.Андропов, Тезисы докладов. - Н. ,1986.

с.ггь-гзо.

58. Голуб М.В., Харламенко В.И., Гелюх В.Х. Механизм герметизации контактно!) пары торцового уплотнения // Вестник машиностроения. - 1987. - £ 3. - С.24-26,

59. Голуб Ы.В., Малышев В.Н. Влияние технологических факторов на износостойкость композиционных похрытий на основе карбида вольфрама // Тезисы докладов х зональной конференции. Повы-всние изделия триботохническкци методами. - Пенза, 1988. -0.76-77.

60. Положительное решение ГоскомизоСретенай от 23.12.1933г. по заявке № 4444042/31-29 (095216). Уплотненна валов /1!. В. Голуб. В.Н.Малышев, В.Д.Черняев, В.И.Харламенко, В.В.Косьянчук.

61. Голуб К.З., Малышев В.Н., Овсянников Г.Н. Резерва погашения над&гчости торцових уплотнений насосных агрегатов // Тс-аиеь: докладов к У Есесомнсму научно-тохг.яческоцу совецаниа по упдотнитольноЛ технике. - Суни, 1938. - С.103-104.

62. Иагщгв В.Н., Голуб и.В. Структура « тработахя'лчесх^е характеристик« износостойких композиционна материалов и покрытий // В кн.: Долговечность трущихся д-зталоЛ идош. - И.: ностроонке, 1990. - Еьэт.4. - СЛ19-130.