凝汽器清洗装置用多孔橡胶海绵球的磨损现象分析

凝汽器清洗装置用多孔橡胶海绵球的磨损现象分析

      对多孔橡胶球有闭合回路内循环流动时的磨损过程进行了研究。试验台上装有可以更换的长12.4米的凝汽器管子。在试验过程中，对水的流量、压力和温度以及管子上的压降均进行了测量，还使用了胶球自动计数器并且通过观察窗直接进行了观案。在循环回路内采用水力喷射器作为升压装置。
      试验选用胶球，提供了200只φ28毫米具有六种硬度类型<即M—软，MH—中软，H一正常，HT—中硬，T一硬，Cr一超硬)的胶球。这一批胶球硬度的相对变化量在85%～155%范围内。
      测量表明，试验用球在水里的膨胀度为10%～15%。而且在胶球漫入水中的前5～8小时内体积涨大的快，其后逐渐减慢，经过400～500小时之后，实际上已不再变化。所有研究用的胶球被水浸透之后的浮力都是负值，在水中下沉的速度为15～40米/秒，仅从有利于胶球在水空间内均匀分布的角度，这种胶球是完全可以采用的。对胶球磨损所作的研究表明，当胶球沿着进口加工成良好的钟罩形(即园角过度一译注)的新凝汽器管子流动时看不到胶球表面有磨损的情况。当管子内壁脏污且呈中等程度的粗糙状态时，胶球在流动的初始阶段磨损强烈，而后逐渐减缓(见图1)。一些试验还表明，橡胶海绵球在开始投用和沿管道流动500～750公里(也即经历70~100小时的运行，其直径已磨损到等于管子的内径)之后具有良好的球形。在中间阶段呈园柱形。
      图1胶球平均直径变化和与管壁摩擦长度的关系曲线
      图2胶球体积减小示意图
      图2表示在研究中使用的各种类型胶球以及生产的S型(即软)胶球沿凝汽器管子流过200及400公里之后体积的变化情况。由图可见，所有胶球除了超硬的以外磨损程度都低于S型橡胶海绵球。
      当胶球沿着内壁脏污、复盖着硬垢且表面粗糙的管道流动时，磨损尤为剧烈。例如，把在现场凝汽器上运行过的管子装到试验台上，当管内仅有0.075毫米的硬垢时在循环初期胶球磨损的强度就增大为原来的30倍。因此，在已经运行过的凝汽器中使用多孔胶球(设有金刚砂带)之前必须预先仔细地清除管内的硬垢。如使用有金刚砂带的胶球时，胶球通过管子60次就能把前面列举的管内垢物清除掉。通过管子的次数再增加反而会使管内的防腐蚀氧化膜受到损伤。所以，当使用涂有磨擦层的胶球时必须采取预防管子过清洗的措施。
      当在试验台上换用进口部分有损伤(管壁向内卷边2毫米)的新凝汽器管子，采用M型胶球试验时，经过50公里的流程胶球便完全损坏了。由此说明，在采用多孔胶球清洗凝汽器管子之前必须仔细地加工管口，使之呈钟罩形，消除毛刺和凹痕，并且把管子内壁上的垢物全部清除掉。在研究中还发现，有些胶球没有通过预定的距离便很快的损坏了。观察可见，这些球的表面上都有很大的气孔，直径达5~7毫米，它们是造成胶球破坏的原点。胶球过快地损坏除了会使运行的消耗增加外，还会把蓄水池污染。因此，对胶球的表面状况也应提出特别的要求。为了确保胶球能沿着管道流动，必须维持一定的差压。差压增大，橡胶海绵球流动速度加快，反之则减慢。相应于某一特定的条件，有一个小的差压值，在该数值下，胶球将停滞在管子内。试验表明，这个差压值与胶球的硬度、胶球与管子内径之差△D=D-Dm以及管子的脏污程度成正比。为了促成橡胶海绵球流动，差压值应比小值高出15%～20%。
      图3示出在试验台上得到的适用于各种硬度和尺寸的胶球的小差压值。在该数值下，胶球只能在内壁是中等脏污程度的管子内移动。例如，为了能使φ28毫米具有正常硬度的胶球沿着φ26毫米的管子畅通流动，差压值不得低于13.4KPa。因此，应当根据凝汽器水室间的差压值来选择胶球的硬度。