LEWCO W2215 ポンプ

 

W2215 泥ポンプの標準構成、特に OEM 油圧端は、7,500 PSI (51.7 MPa) の最大作動圧力に耐えることができます。この圧力定格により、高圧セメンティング、高圧ジェット掘削、深海の石油とガスの操業に適しています。-

 

W2215 ポンプは、異なるシリンダー ライナー サイズを切り替えることで流量と圧力のマッチングを最適化します。以下の表は、定格流量 110 SPM および入力電力 2,200 HP での連続運転性能を示しています (90% の機械効率に基づく)。

 

W2215 定格性能データシート (110 SPM、機械効率 90%)

 

シリンダーライナーのサイズ (インチ)	シリンダーライナーサイズ(mm)	最大使用圧力 (PSI)	最高使用圧力(MPa)	流量 (GPM)	流量(LPM)
5"	127.0	7,500	51.7	421	1,594
5 1/2"	139.7	6,666	46.0	509	1,927
6"	152.4	5,601	38.6	606	2,294
6 1/2"	165.1	4,773	32.9	711	2,691
7"	177.8	4,115	28.4	825	3,123
7 3/4"	196.85	3,585	24.7	947	3,585
8"	203.2	3,151	21.7	1,077	4,077

 

データは、このポンプ モデルが優れた運用上の柔軟性を示していることを示しています。 8- インチの大型シリンダー ライナーを使用すると 4,000 LPM 以上の高排気量を達成でき、5- インチの小型シリンダー ライナーでは最大圧力 7,500 PSI に達します。この二重の機能により、現代の掘削プロセスにおける大量循環と高圧特殊作業という二重の要件が満たされます。

 

 

LEWCO W2215 の油圧エンド モジュールは、ポンプの全体的な信頼性と耐圧性を決定する中心的なコンポーネントです。その設計と材料の選択は API 7K 標準に厳密に準拠しています。

 

A. 油圧エンドモジュールの構造と材質の要件

油圧エンド モジュールは、高精度、高圧耐性のコンポーネント 6 として設計されており、フィールド メンテナンスの柔軟性を確保するために、単一ピース構造または 2 ピース構造で提供できます。-

 

1. 材料とプロセス: このモジュールは、通常 35CrMo または 40CrMnMo の高級鍛造合金鋼から製造されており、厳格な焼き入れ焼き戻し (Q&T) 熱処理が施されています。 API 7K 規格に準拠したクラス III 鍛造品として、製造プロセスでは溶接が厳しく禁止されており、鍛造品に層間剥離、亀裂、不純物、気孔などの内部欠陥がないことが要求されます。高信頼性鍛造品に対するこれらの厳しい要件により、モジュールの機能が 7,500 PSI の継続的な高圧周期負荷に安全に耐えることが保証されます。{{6}
2. メンテナンスの利便性: W2215 ポンプの主な設計上の特徴は、ネジ付きシリンダー ヘッドとバルブ カバーです。このねじ接続設計により、従来のボルト締めと比較してバルブとシリンダーライナーの交換プロセスが大幅に簡素化され、平均修理時間 (MTTR) が短縮され、掘削装置の効率が向上します。

 

B. バルブアセンブリと流体マニホールドシステム

W2215 ポンプには通常、高流量および高圧用途向けに設計された API- 標準バルブ アセンブリが装備されており、通常は API #7 または API #8 のサイズに対応します。-

 

1. バルブの材質と硬化: バルブ本体とシートの重要な作動面は、スラリーによる激しい浸食や繰り返しの衝撃に耐えます。これらのコンポーネントは鍛造合金鋼 (AISI 8620、20CrNiMo、または 20CrMnTi など) から製造され、浸炭および焼き入れによる深熱処理を経て、HRC 60 以上のロックウェル硬度が達成されます。これにより、優れた耐摩耗性と耐用年数の延長が保証されます。
2. シールとインサート: バルブ インサートは通常、高性能ポリウレタン (PU) または高級ニトリル ゴム (NBR) で作られています。{0}{1}高圧用途では、ポリウレタンは圧縮と摩耗に対して優れた耐性を発揮します。
3. パイプライン マニホールドの設計: 排出マニホールドとクロス カップリングは鍛造および熱処理された鋼で製造されており、優れた耐久性を保証します。{0}} 3000 PSI、5000 PSI、および 7500 PSI の作動圧力レベルに対応するために、複数のフランジ出口構成が利用可能です。サクションマニホールドの最大許容圧力制限は 45 PSI であり、最大の体積効率を維持し、ピストン/シリンダー ライナーのキャビテーションによる損傷を防ぐためにブースター ポンプの使用が必要です。

 

 

パワーエンドは原動機の回転力をピストンの往復運動に変換します。これが 2,200 HP ポンプの長期安定動作の鍵となります。{0}} W2215 のパワーエンドの設計は、構造強度と可動部品の正確な位置合わせに重点を置いています。

 

A. パワーフレームと構造

W2215 は、溶接スチールパワーフレーム設計を特徴としています。この精密-設計の二重壁溶接構造-には、補強リブとコーナー ブレースが組み込まれており、全体の強度と剛性が向上し、最大 7,500 PSI の吐出圧力下でも構造の安定性が確保されています。

 

B. クランクシャフト、ギヤ、コンロッドの構成

1. クランクシャフト:W2215 モデルは、一体型の鍛造合金鋼クランクシャフトを備えています。ダイナミックバランシング処理により、ノイズと振動が効果的に低減され、ベアリングとクランクシャフト自体の両方の耐用年数が延長されます。
2. ギアトランスミッション:ポンプは動力伝達に **ヘリンボーン ギア セット**を採用しています。これらのギアは、優れた荷重伝達能力と静かな動作を実現します。さらに重要なことは、軸方向の推力を効果的に抑制し、ギアボックスのベアリングにかかる​​ストレスを大幅に軽減することです。ギヤには熱処理を施し、強度と耐久性をさらに高めています。
3. ベアリング構成:ポンプのベアリング システムは、摩擦と摩耗を最小限に抑えるように最適化されています。

• コネクティングロッドの大端部（クランクシャフト端）には単列円筒ころ軸受が取り付けられています。-
• コンロッド小端（クロスヘッド端）には複列円筒ころ軸受が装備されています。
• クランクシャフトのメイン ベアリングはボアの内部通路によって潤滑され、長期間の動作を保証します。-

 

クロスバーシステム

パワーユニットコンポーネントでは、クロスヘッドはクランクシャフトの回転運動を、コネクティングロッドを介してピストンロッドの往復運動に変換します。クロスヘッド スライド プレートは、大きな横方向の力に耐える必要があります。すべての文献に特定の材料が明示的に記載されているわけではありませんが、そのスライド プレート (上部および下部ガイド プレート) は三重冗長システム 2 によって強制的に潤滑されています。業界の経験によると、2,200 馬力-クラスのポンプの場合、高負荷時の正確な位置合わせと動作安定性を確保するために、マンガン化青銅のガイド プレートなどの摩擦係数の低い耐摩耗性の材料が通常選択されます。-

 

 

LEWCO W2215 スラリーポンプの重要な信頼性の特徴は、三重冗長濾過潤滑システムであり、あらゆる動作条件下で動力側の重要な可動部品 (ベアリング、クランクシャフト、クロスヘッド スライド プレート) を完全に潤滑するように設計されています。

 

A. 潤滑システムの三重保護

このシステムには、3 つの独立した潤滑機構が統合されています。

1. 内部スプラッシュ/重力潤滑: すべてのコンポーネントが確実にオイルで覆われるようにするための基本的な潤滑。
2. ギア-駆動のメカニカル ポンプ: これはメイン ギアによって駆動されるメインの強制オイル供給システムで、ポンプ動作中にほとんどのパワー エンド ベアリングとクロスヘッド スライド プレート (上部/下部) にオイルを強制的に供給します。
3. 電気モーター-駆動ポンプ: これは別個の 2 番目の強制給油システムです。これは、低速動作または開始/停止フェーズ中に保護を提供することに特化しており、メイン ポンプが動作速度に達する前または油圧が不十分な場合に重要なベアリングが乾燥摩擦を受けないようにすることで、コンポーネントの寿命を最大限に延ばします。

 

B. 潤滑油の状態の監視と制御

潤滑油の清浄度と性能を維持するために、W2215 潤滑システムには重要な監視および熱管理アクセサリが装備されています。

• フィルタリングと冷却: 潤滑システムには標準フィルタと専用の潤滑油熱交換器 (潤滑油熱交換器、部品番号 108-1055) が装備されています。 2,200 HP での連続運転中、熱交換器は油温を効果的に制御し、粘度の低下を防ぎ、最適な潤滑性能を維持します。
• 安全監視: このシステムには、潤滑油の圧力が安全しきい値を下回ったときにアラームやシャットダウン保護をトリガーする低電圧スイッチ (例: 108-0764) も組み込まれており、パワー ユニットの安全な動作を確保します。{0}

 

 

W2215 スラリー ポンプの継続的な高性能動作は、高品質の摩耗部品にかかっています。- OEM-標準または同等のコンポーネントは、最高の材料および製造基準を満たしている必要があり、通常は特殊な合金と熱処理プロセスが必要です。

 

A. シリンダーライナーとピストン

1. シリンダーライナー:

• 材料の種類: 主に高-クロム バイメタル シリンダー ライナー（高硬度のため遠心鋳造された高-クロム鉄の内層を備えた鍛造シェル）またはジルコニア セラミック ライナーを使用します。セラミック ライナーは優れた耐摩耗性と耐食性を備えているため、特に高圧の研磨泥環境に適しています。{3}}
• バイメタルシリンダーライナーのインナースリーブは遠心鋳造技術によって鋳造されており、ライニング合金の密度が均一になります。内面は理想的な表面粗さになるように研磨されており、ピストンシールの寿命を最大限に高めます。

2.ピストン:これらのコンポーネントは通常、モノリシック加硫ポリウレタンまたはゴム結合で構築されます。ピストンコアは通常、42CrMo や 45# 鋼などの合金鋼から鍛造されており、高圧推力に耐えるのに十分な強度を備えています。-

3.シリンダーライナーフラッシングシステム:統合されたライナー スプレー システム (ライナー スプレー システム) と熱交換器 (108-1054) は、摩擦熱とスラッジを放散するように設計された重要なコンポーネントであり、ピストンとシリンダー ライナーを効果的に冷却して耐用年数を最大化します。

 

B. ピストンロッド/ポニーロッド

ピストンロッドはマッドポンプの重要なコンポーネントであり、最大の軸方向往復荷重に耐えます。その性能と寿命はポンプの信頼性を直接決定します。

 

• 材料：高張力合金鋼、通常は SAE 4140 または中国の同等グレード 42CrMo を使用する必要があります。-これらの鋼は、高強度、高靭性、優れた疲労性能を理由に選択されています。
• 製造と熱処理:この材料は、緻密な内部構造を確保するために鍛造を受け、その後焼き入れおよび焼き戻しが行われます。たとえば、42CrMo 鋼は、焼き入れおよび焼き戻し後に 1080 MPa の引張強さを達成します。これは、7,500 PSI の連続的な軸方向の衝撃に耐えるのに不可欠です。
• 表面処理:ロッド表面は精密研磨と硬質クロムメッキが必要です。硬質クロム層は、フィラーボックスを保護し、シールの寿命を延ばすために重要な優れた耐食性とともに、優れた表面硬度と耐摩耗性を提供します [Q5c]。

C. バルブアセンブリとシール

バルブ アセンブリ (バルブ本体、バルブ シート、インサートを含む) は、ポンプの流量と圧力制御の中核です。

 

• バルブボディ/シートの製造:浸炭合金鋼 (AISI 8620 または 20CrNiMo など) で構成されたコンポーネントは、浸炭および焼入れプロセスを通じて HRC 60 以上の表面硬度を達成し、摩耗やスラリー [Q5d] による高速衝撃に効果的に耐えます。
• シーリングコンポーネント:ガスケットやシール (O- リング、パッキンなど) の一般的な材料には、標準ニトリルゴム (NBR)、高温/高耐圧性の水素化ニトリルゴム (HNBR)、高強度ポリウレタン (PU) などがあります。-高圧流体接続には、通常、API- 標準の金属リング ガスケット (BX-169SS など) が使用されます。

 

 

 

W2215 スラリー ポンプの性能を最大化する鍵は、OEM-標準以上-グレードのコンポーネントを使用することです。高性能ポンプ部品は、互換性のある材料と製造プロセスを備えている必要があります。

 

OEM部品の重要性

2,200 HP の W2215 ポンプ モデルの場合、標準以下のコンポーネントはポンプに重大な故障を引き起こす可能性があります。たとえば、-OEM- グレード以外のピストン ロッドは、強度やクロムメッキの品質が不十分なため、7,500 PSI の軸方向荷重がかかると早期に破損したり、パッキンの早期摩耗につながる可能性があります。同様に、バルブシートの浸炭と焼入れの深さが不十分であると、摩耗性の高いスラリーによる長時間の浸食に対して脆弱になります。したがって、API 7K 規格を満たす-鍛造、熱処理-、精密機械加工-されたコンポーネント-を使用することが、W2215 ポンプの信頼性を確保し、耐用年数を延ばす唯一の方法です。

 

 

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