4567

W WearRing

4567

W WearRing

Contents Slide No

•WR Introduction 3

•Base Polymer 4 - 13

•Carbon Fiber 14

•WR 300™ 15 - 17

•WR 525™ 12 - 27

•WR 재질 적용 분야 28 – 37 •WR 재질 적용 시 혜택(Benefits) 38 – 50 •Case Studies 51 - 71

•AR1 재질 73 - 89 •WR/AR 재질 가공 지침(Machining Guide) 90 - 93 •Introduction to wsoftware in www.gtweed.com 94

4567

W WearRing

소개 원심 펌프(centrifugal pum)에 설치되어 있는 금속 부품들을 대체하기 위해 현재 사용되고 있는 그린 트위드의 엔지니어링 플라스틱: 1. WR300 2. WR525

양 재질은 탄소섬유(carbon fiber)로 강화된 PEEK 고분자( polymer)로 이루어져 있다.

4567

W WearRing

기본 고분자(Polymer) • PEEK는 PolyEtherEtherKetone의 약어

- 강건한 반 결정체(semi-crystalline)

열가소성 플라스틱(thermoplastic)

- 주요 특성: . 내 화학성(Chemical resistance)

. 내 가수분해성(Hydrolysis resistance)

. 우수한 기계적 특성(Mechanical properties)

. 우수한 마찰 특성(Tribological properties)

. 내 부식성(Corrosion resistance)

. 우수한 고온 성능(High temperature performance)

4567

W WearRing

고분자(Polymer) Types

열가소성 플라스틱(Thermoplastics)

열을 가하고 냉각시킴으로써(얼음과 물처럼) 반복적으로 부드럽게 연해지고 단단해지는 플라스틱

열경화성 플라스틱(Thermosets)

중합 반응(polymerlization) 동안 서로 단단히 결속/연결되어 그 중의 약간의 연결 고리라도 느슨해지지 않고는 유연해지지 않는 플라스틱

4567

W WearRing

열가소성 플라스틱(Thermoplastic) 수지(Resin)의 종류

비결정체형(Amorphous)

고분자(polymer) 체인에 어떠한 명확한 정렬이 없는 열가소성 플라스틱(“morphous” means structure so “amorphous” means without structure)

결정체형(Crystalline)

Thermoplastics containing areas of dense 분자 결정체(crystal)로 알려진 분자 정렬(molecular (chain) alignment)이 밀집된 부분이 있는 열가소성 플라스틱

4567

W WearRing

고분자 체인 의 정렬

비결정체형

(Amorphous)

반결정체형

(Semi-Crystalline)

4567

W WearRing

내 화학성(Chemical Resistance)

유기물과 무기물에 대한 광범위하고 우수한 내화학성

Weight change (%) after 7 day immersion @ 23°C

Heptane 0

Xylene 0

Gasoline 0

Kerosene 0

Methyl Ethyl Ketone 0.7

Toluene 0

Sulfuric Acid (30% conc.) 1.3

*Not recommended for concentrated acids, bromine, chlorine and phenol

4567

W WearRing

내 가수분해성(Hydrolysis Resistance)

고온의 스팀과 고압의 물 조건에서도 변하지 않는 기계적 강도

Effect of water at 200°C (392°F) at 14 Bar (200 psi)

Property Original @ 1000 hrs @ 3000 hrs

Tensile strength 13,300 14,000 14,000Flexural strength 20,600 23,900 22,600

4567

W WearRing

우수한 기계적 특성 (Mechanical Properties)

특출하게 뛰어난 기계적 특성:

1. 인장 강도(Tensile strength)

2. 굽힘 강도(Flexural strength)

3. 압축 강도(Compressive Strength)

4. 내 피로한도(Fatigue resistance)

5. 내 크리프한도(Creep resistance)

4567

W WearRing

우수한 마찰 특성 (Tribological Properties)

PEEK는 여러 가지의 조건에서 우수한 마찰 특성을 보여준다.

@ 210 kg (463 lbs), 30.5m/min (100 ft/min)

Coeff. of Friction Wear Rate (µ m/hour)

@ 20°C (68°F) .11 152

@ 200°C (390°F) .12 152

@ 40 kg (88 lbs), 183m/min (600 ft/min)

Coeff. of Friction Wear Rate (µ m/hour)

@ 20°C (68°F) .17 190

@ 200°C (390°F) .14 132

*Note: All testing conducted dry on an AMSLER wear tester (block on ring)

4567

W WearRing

내 부식성(Corrosion Resistance)

반 결정형 구조의 PEEK는 부식성 매체에 접하는 모든 플라스틱 가운데 당사 WR 재질은 최고의 내부식성을 강화시켜 주는 역할을 합니다.

4567

W WearRing

우수한 고온 성능 (High Temperature Performance)

PEEK는 모든 엔지니어링 플라스틱 중에서 가장 높은 연속 사용 온도 특성을 지닌 재질 가운데 하나입니다.

4567

W WearRing

탄소 섬유(Carbon Fiber)

• 기계적 특성을 크게 강화 시킴

• 탄소 섬유(Carbon fiber)를 강화 시킴으로써 연속 사용 온도(Continuous Use Temperature)를 274°C (525°F)까지 증가 시키며 및 열 변형 온도(Heat Distortion Temperature)는 300°C (572°F) 이상으로 유지 시킴

• 열 팽창 계수(CTE: Coefficient of Thermal Expansion)를 감소 시킴

4567

W WearRing

WR300

4567

W WearRing

WR300 • 압축 성형(Compression molded)

• PEEK와 탄소섬유(Carbon fibers)의 독특한 혼합(30% carbon fiber by weight)

• 열팽창계수(반지름 방향)는 Carbon Steel의 2.5배

• 추천 사용 온도: 135°C (275°F)

4567

W WearRing

WR300은 아래 Dry running 조건 하에서 열을 더욱 더 잘 확산 시킨다.

Dry running 베어링 테스트 @3600 RPM/50 PSI 하중

Standard carbon filled PEEK

WR300 Lubricated PEEK

4567

W WearRing

WR300의 대표적 적용 • 주 적용: Press-in(Hole 내부 끼워 맞춤)

– 수평(horizontal) 및 수직(vertical) ANSI 펌프의 Throat 또는 Throttle 부싱(bushing)

– 수직(vertical) Sump 펌프의 Line shaft steady 베어링(bearing)

– 수직(vertical) 터빈 펌프의 인터스테이지(interstage) 부싱과 Bowl 마모 링(wear ring)

4567

W WearRing

WR300의 대표적 적용 (Continued)

– 일단(single stage)의 수평(horizontal) 또는 수직(vertical) API 펌프의 케이스 마모 링(case wear ring)

– 다단(multistage) 고압 Split 펌프의 케이스 마모 링(case wear ring), 케이스 마모링 인서트(case wear ring inserts), Center stage bushing 및 Throat bushing

• Shaft 외부 끼워 맟춤( Press-on) 적용도 가능 – 임펠러 마모 링과 슬리브(Impeller wear ring and sleeve)

4567

W WearRing

WR525

4567

W WearRing

WR525

• 연속 탄소섬유(Continuous carbon fiber)와 PEEK의 합성 (68% carbon fiber by weight)

• 섬유 배치 기술(Fiber Placement technology)에 의한 제조

• 철보다 높은 물성치(winding 방향)

• 열 팽창계수(반지름 방향)는 Carbon Steel의 Max. ½ (Min. 1/6)

• 추천 사용 온도: 274°C (525°F)

4567

W WearRing

Fiber Placement Winding

WR525

4567

W WearRing

WR525

로보트를 이용한 감기(Winding) 작업 부위 사진 : 열과 압축을 동시에 가함.

4567

W WearRing

In-Situ robotic winding method enables winding of tubes up to 48”(1,219mm) in diameter and 420”(10,668mm) in length

WR525

4567

W WearRing

2” scrap on each end of WR525 tube

WR525

4567

W WearRing

Material is very stable even when used for split components

Split Components

WR525

4567

W WearRing

• 주 적용: Press-on(Shaft 외부 끼워 맞춤)

– API 펌프의 임펠러 마모 링(impeller wear ring)과 슬리브 부싱(sleeve bushing):

. 일단 및 다단(single & multistage)

. 수평 및 수직(horizontal & vertical)

• Hole 내부 끼워 맟춤(Press-in) 적용도 가능 – 케이스 마모 링(case wear ring)과 부싱(bushing)

WR525 의 대표적 적용

4567

W WearRing

WR재질 적용 분야 1. 기화하기 쉬운 저 윤활성

매체(media)가 있는 장비의 신뢰성을 증가

2. 특정 펌프 설계상 내재된 문제점 해소

3. 펌프 운전 비용(소모 전력)이 많은 장비의 효율 증대

Upgrading Goals :

1. To increase the reliability of the equipment in media

with poor lubricating properties that have a tendency to vaporize.

2. To solve problems inherent in certain pump designs 3. To increase the efficiency of equipment with costly power consumption

4567

W WearRing

Single API overhung pump opportunities

Case wear rings

Impeller wear rings

Throat bushing

WR525 WR300

4567

W WearRing

Double impeller overhung pump at Chevron, LPG service

진동(vibration) 감소 및 MTBF 증가

4567

W WearRing

Double suction pump opportunities

스로트부싱, (throat bushing), 케이스, 또는 임펠러 마모링

WR525 WR300

4567

W WearRing

Vertical in-line pump opportunities

Throat bushings

Impeller wear rings

Case wear rings

WR525 WR300

Picture Courtesy of ITT-Goulds Pumps

4567

W WearRing

4567

W WearRing

Impeller or case rings

Line shaft bearings and interstage bearings

Vertical Can Pump Opportunities API Type

WR525 WR300

4567

W WearRing

Horizontal Split Case Multistage Pump

WR525 WR300

Picture Courtesy of Sulzer Pumps

4567

W WearRing

Horizontal Split Case Pump Opportunities

Floating case wear rings or impeller wear rings

Floating case wear ring inserts

Center stage bushing or center stage bushing insert

Solid sleeves or

overwind sleeves WR525 WR300

4567

W WearRing

Multistage Horizontal Split Case Pumps fitted with WR300 inserts, turnkey job.

Sulzer의 다단 수평(multistage horizontal) Split Case 펌프

4567

W WearRing

WR 재질 Bushing과 Sleeve 용으로 적용 시 혜택

• WR vs. 청동(bronze) – 혜택: WR은 철을 갉거나 문지르지 않음 *이유: WR 재질은 더욱 더 부드럽고 자기 희생적이기 때문

– 혜택: 저 진동(Lower vibrations) *이유: WR 재질은 매우 유연하고 충격을 흡수하는 성질이 있기 때문

4567

W WearRing

– 혜택: 물과 탄화수소와 같은 비 윤활성 물질이 있는 곳에 사용될 때 연장된 마모 수명

*이유: 낮은 마찰 계수

– 혜택: 정격 이상의 Dry Run 시 열 발생 감소

*이유: PEEK는 340C(644F) 온도에서 표면이 녹아버리지만, 청동(bronze)과 같은 재질은 이 온도 이상에서도 잘 견디며 엄청난 열과 마찰을 발생 시킴

혜택(Benefits) - Continued

4567

W WearRing

WR 재질 부싱(Bushing)의 혜택 - Continued -

• WR vs. 카본 그라파이트(carbon graphite) 또는 그라파이트 합금(graphite alloy):

– 더 나은 내 충격성

– 설치 시 카본 함유 재질처럼 잘 부서지지 않음

– 압축(compression)되는 곳뿐만 아니라 인장(tension)되는 곳에도 적용 가능

4567

W WearRing

WR 마모 링(Wear ring) 적용 시 혜택

• WR이 상대편 재질을 긁지않는(non-galling) 특성은 펌프 사용자로 하여금 최소의 running clearance를 적용할 수 있게 함.

*0.0015mm/mm

(WR300 재질 적용 시: 임펠러 OD x 0.0015) *0.0010mm/mm

(WR525 재질 적용 시: 임펠러 OD x 0.001)

• 줄어든 running clearance의 혜택:

– 감소된 전력 소모 – 작아진 간극(clearance)이 작아짐으로써 Back flow가 감소하고, 펌프는 더 효율적인 펌프 운전이 가능하며 마력 소모를 줄일 수 있다.

(See following actual, not theoretical case history)

4567

W WearRing

줄어든 간극(Clearance)에 대한 혜택 - Continued

• 진폭(vibration amplitude) 감소

– 간극(clearance)이 줄어듬으로써 로터(rotor)를 불안정하게 하는 요인인 마모 링(wear ring)에 지나가는 유체의 양을 줄이기 때문.

– 줄어든 간극(clearance)으로 인하여 마로 링으로부터 추가적인 유체역학적(hydrodynamic) 베어링 효과를 얻을 수 있기 때문.

– WR 재질의 열가소성 플라스틱(thermoplastics)의 유연성이 충격을 흡수하기 때문.

(see following actual case history)

4567

W WearRing

• WR 재질의 긁지않고 붙잡지 않는(non-galling, non-seizing) 자기 희생적인 특성으로 인하여 고 비용의 수리비(repair cost)를 줄임:

– 순간적인 Suction Loss 시에 펌프의 상대편 부품에 전혀 손상을 입히지 않고 보존될 수 있는 재질 특성.

– w재질은 카본 그라파이트(carbon graphite)나 합금과는 달리 잘 부서지지 않음.

WR 재질 마모 링(Wear ring)의 혜택 - Continued

4567

W WearRing

WR 재질 마모 링(Wear ring)의 혜택 - Continued

– 펌프의 베이링이 고장났을 때 펌프 손상을 최소화 함.

– The WR 재질은 상대편 금속 부품에 손상을 가하지 않으며 오직 w 마모 링(wear ring) 만을 교체하면 된다. 왜냐하면 상대편 금속 부품을 마모 및 손상시키지 않기 때문이다.

(See following actual case history)

4567

W WearRing

WR525 재질 임펠러 마모 링(Impeller wear ring) 적용 시 추가적인 혜택

• 열 팽창 계수 특성으로 인하여 w525 재질은 금속 마모 링(wear rings)을 대체하는 데 적용된다. (극 저온 적용 제외). *Shaft OD에 WR525 Tube ID를 끼워 맞춤(press-on)할 때, 0.050mm(.002”) - 0.100mm(.004”)의 차이가 요구된다.

• 독특한 열 팽창 계수 특성으로 인하여 고온의 극한 상황에서 간극(clearance)을 최대한 개방 시킴으로써 펌프 내 부품들이 늘어 붙거나 녹아버리는 현상을 줄일 수 있다.

• 짧은 시간 동안의 Dry Run 시에 뛰어난 복원 능력을 가지고 있다.

4567

W WearRing

순간적인 Upset(Dry run) 발생 시

간극 개방(Clearances Open Up)

4567

W WearRing

WR 재질 마모 링(Wear ring)의 혜택 - Continued

• 중량 감소(Weight Reduction) – 스테인레스 410과 비교하여 WR525 적용 시 80%의 중량 감소,

그리고 WR300 적용 시 81.5%의 중량 감소를 기대할 수 있다.

(Example) Six stage 펌프에 치수가

146mm(5.75”) OD x 133.4mm(5.25”) ID x 25.4mm(1”) Wide인

12개의 임펠러 마모링(impeller wear ring)과 치수가 57.2mm(2.25”) OD x 50.8mm(2”) ID x 76.2mm(3”) Wide인 3개의 슬리브(sleeve)를 적용하였을 때

6.12Kg(13.6Lbs)의 중량 감소

4567

W WearRing

6 Stage Pump Weight Reduction Example

0.113 0.083

1.611

0.546 0.403

7.769

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Kg./Wear Ring Kg./Sleeve Total kg.

WR-525

410ss

WR525 재질과 410SS 재질 사용 대비 중량 비교

4567

W WearRing

• 스로트 부위(throat bush)를 WR로 변경하여 최소

간극(tight clearance)을 구현함과 동시에 유체역학적 베이링의 얇은 막을 형성 함으로써 미케니컬 씰에서의 Radial shaft 안정성을 증대 시키는데 도움을 줄 수 있다.

• Hydrocarbon 매체 사용 시, 미케니컬 씰 문제를 야기할 기화(vaporization)를 방지하기 위하여 최소 간극의 부쉬(bush)는 Stuffing box 압력을 유지 함으로서 역류(Back flow)를 방지하는데 도움을 줄 수 있다.

• 펌프 문제 발생 시 다른 고가의 부품 교체에 비해 훨씬 경제적

원심펌프(Centrifugal Pump)의 Throttle Bush에 WR 재질 적용

4567

W WearRing

• 우수한 기계적 특성

• 상대 부품을 벗겨내거나, 붙들지 않는 특성

• 내 충격성

• Non-sparking

• 내 열충격성

• 우수한 내 화학성

• 낮은 마찰계수

• 자기 희생적인 특성

• 기존 금속에 비해 가벼움

펌프내의 기존의 금속 마모 부품을 WR 재질로 대체 사용함으로써 얻을 수 있는 장점들:

4567

W WearRing

Case Studies

4567

W WearRing

운전비용 감소 (Reduction of Operating Cost)

• 장비의 신뢰성 증가:

유지 비용 감소

(즉, MTBF 개선 및 교체 부품 수량 감소)

• 펌프 효율 증대: 소비 전력 감소

4567

W WearRing

신뢰성 증대

• 펌프 사용 유체의 윤활 특성이 낮은 경우에는 기화하기 쉬운 경향이 있다.

• 펌프 설계 자체에 문제점을 가지고 있을 때

4567

W WearRing

Sulzer Bingham Pumps; PEEK 기반 내마모성 부품 설계 사양 적용

다음과 같은 요구 사항들이 필요할 때:

1) 짧은 시간 동안 흡입(Suction) 실패로 인하 Dry Running 시

2) 최소 필요 유량보다도 적은 유량으로 상당 시간 동안 운전 시

3) 고 흡입 맥동(high suction pulsation) 시

4) 미케니컬 씰과 베어링의 수명 연장을 위한 저 진동 요구 시

5) 미케니컬 씰 챔버(seal chamber) 압력 증대

4567

W WearRing

Dry Running

펌프 : 4단(Four Stage) United MSN

원심펌프( centrifugal pump)

1500 hp, 5400rpm, 1050 gpm

Service : Carbonate Solution at –8 º C

적용 업체 : Chevron Mississippi

문제점 : 스테인레스 마모링이 장착된 펌프에서 간헐적인 Dry running 문제가 발생하여 정기 정비 이전의 시기 상조의 문제와 함께 펌프 내 금속 재질 부품에 엄청난 손상을 가져왔으며, MTBF는 6개월 정도였음.

4567

W WearRing

Dry Running

해법 및 제안: 스테인레스 재질 임펠러 마모링과 부슁(bushing)을 WR525로 교체하여 운전 간극(running clearance)을 약 50% 줄임.

결과: 펌프는 일년 이상 정상적인 운전을 하고 있으며

간헐적인 Dry running이 계속되고 있지만 WR525는 잘 견디고, 또한 줄어든 간극으로 인해 펌프 효율은 4%(400gpm) 증대됨.

4567

W WearRing

Dry Running

펌프 : 다단(Multi stage)

수직 터빈펌프(vertical turbine pumps)

Service : Hot water

적용 업체 : Equilon/Texaco

문제점 : 펌프 상부에 설치된 필터로 인하여 저 흡입

압력이 발생하였으며 Flash용으로 Hot water가

Flash되는 원인이 됨. 청동(bronze) 재질 Line

Shaft 베이링이 마모되어 간극을 넓히고

펌프는 6개월 이내에 멈추어 축과 미케니컬

씰을 교체 또는 수리하여야만 했음.

4567

W WearRing

Dry Running

해법 및 제안:청동 재질 베어링을 WR525로 교체

결과: 펌프는 2년 이상 문제없이 운전하고 있음. WR525는 잠시동안 윤활이 되지않을 때에도 축을 갉아 먹거나 붙들어 멈추지 않을 것이며, 뛰어난 마찰성능(tribological properties)은 간극이 넓어지는 것을 방지함.

4567

W WearRing

Excessive Vibration 펌프 : Single stage, Vertical in-line Pump

적용 업체 : Tesoro Refining, Alaska

문제점 : 고 진동으로 인하여 축의 변형을

가져왔으며 이는 미케니컬 씰의 수명

단축과 함께 소음을 발생하였다.

해법 및 제안: 스테인레스 재질 임펠러 마모링과

카본 재질 스로트 부슁(throat bushing)을 WR525로 교체.

4567

W WearRing

Excessive Vibration

결과 : 초소 간극은 베어링 효율 증대와 함께

진폭(vibration amplitude)을 최소 30%이상

줄일 수 있었으며, 이는 미케니컬 씰 및

베어링 수명 연장과 함께 더욱 원활한

펌프 운전을 가져옴. WR525 고유의 유연한 특성이 충격과 진동을 포용함.

4567

W WearRing

Throat bushings

Impeller wear rings Case wear rings

Vertical in-line pump opportunities

WR525 WR300

4567

W WearRing

4567

W WearRing

Excessive Vibration

펌프 : 300hp, 8 stage Horizontal Split Case Pump

적용 업체 : Fina Oil

문제점 : 과도한 진동 및 낮은 펌프 효율

해법 및 제안: 청동 재질 케이스 마모링과 부슁(bushing)을 WR300으로 교체. API 규격 기준 운전 간극(running

clearance)이 0.0015 in/in로 줄어듬.

4567

W WearRing

Excessive Vibration

결과: 개조 전 진동 - 0.94 in/sec

개조 후 진동 - 0.6 in/sec

효율 증대(Efficiency gain) - 5%

다음과 같은 이유로 진동이 줄어 듬.

- Recirculation flow와 Rotor 불안정성의 최소화

- 줄어든 마모

- 충격 흡수

펌프는 4년이상 문제없이 운전하고 있음.

4567

W WearRing

High Wear Rate

믹서 : Lightning Mixer

적용 업체 : BP Amoco

문제점 : Steady Bearing의 과도한 마모 발생. 마모

및 축 변형 문제를 해결하기 위하여 PTFE,

Carbon, Graphite등을 적용해 보았지만

모든 재질이 2-3개월 내에 실패하였음.

PTFE(Teflon)을 기반으로 한 제품은 축을

문질러 갈아내고 마모에 의해 닳아 없어짐

으로써 미케니컬 씰의 실패를 가져옴.

4567

W WearRing

High Wear Rate

해법 및 제안:WR525로 교체

결과: 교체 후 1년이 지난 후에도 아무런

문제점이 발생되지 않았음.

8개월 후의 마모는 0.005” 이하 per side.

4567

W WearRing

효율 증대 (Increased Efficiency)

• Multistage pumps

• Large Single stage pumps

• 더 큰 수두(head)를 얻기 위해 최대 크기의 임펠러(impeller)를 가진 펌프

4567

W WearRing

효율 증대(Efficiency Gain)

펌프 : United W 3x9 WMSND (13 stage), 3600rpm

Service : Hydrocarbon

적용 업체 : ExxonMobil Refinery

Rated Conditions Pump 1 Gains Pump 2 Gains

GPM 583 589.6 585.5

TDH 3705 3820 4018

EFF. 73 % 79 % 79.7%

BHP 396 381.7 395.1

허용 진동은 Max. 0.2”/sec 이었지만, 실제 진동 결과는 0.06”/sec 이하였음.

4567

W WearRing

Union Pump 9 Stage Horizontal BF Water Pump

Capacity in GPM 2,200 2,200

Diff. Head in FT. 5,100 5,100

SP. GR. 0.96 0.96

Delt “P” PSIG 2,119 2,119

Efficiency % 81.2% 83.0%

BHP @ 0.96 3,350 N / A

BHP @ 0.96 N / A 3,277

Hours/day pump is in operation 24

2. Days per year 365

3. Cost of electricity in $0.00 per KW-H 0.12

4. KW=73HP x .746 54.46

Savings per year $57,248

효율 증대(Efficiency Gain)

4567

W WearRing

Chevron 적용 사례

• 약 1200대 펌프에 적용

• MTBF(Mean Time Between Failures)가 4.1년에서 6.4년으로 연장됨.

• 50 hp 펌프의 평균 효율 증대 6%로 할 때, 연간 US$1.44 mil(약 17억)을 에너지를 절약할 수 있었음.

• 줄어든 펌프의 수리 및 부품 교체를 감안하면 절약 효과는 더 많아짐.

4567

W WearRing

ExxonMobil 적용 사례

• Pilot program으로 우선 고 에너지 소비 및 정비 횟수가 잦은 30대의 펌프에 적용

• 연간 US$50,000(6,000만원)의 에너지 절약과 US$35,000(4,200만원)의 수리비 절감 효과를 가져왔음.

• 현재 나머지 펌프에 대해 계속 적용해 나가고 있음.

4567

W WearRing

Major Approvals

• Ebara

• Sulzer

• KSB

• Flowserve

• ITT-Goulds

• Shin Nippon Machineries

4567

W WearRing

AR 재질

4567

W WearRing

AR

• PTFE(Teflon)에 가까운 내 화학성과 뛰어난 내 마멸성(abrasive resistance)을 가진 열가소성 합성물(thermoplastic composite)

• 모래, Silt 및 Coke fine과 같이 상대 재질에 대하여 마멸성이 강한 매개체에 적합하도록 제조됨.

4567

W WearRing

AR 특성 및 적용 분야:

Rubber 베어링에 비해 내 마멸성이 뛰어나고, 납을 첨가한 청동과 카본에 비해서도 훨씬 우수하다.

모래나 기타 연마 재질을 함유한 배출(sump) 펌프, 강물 펌프, 태풍/장마비 펌프 내의 부슁(bushing), Line shaft 베어링 및 Bowl 마모 링(wear ring)

대기 온도에서 정적(static application)인 곳에만 적용 추천

4567

W WearRing

배출 펌프(sump pump)의 부싱(bushing)으로서 뛰어난 재질

AR

4567

W WearRing

물성치(Physical Properties)

색상 Black

비중 2.0

경도(Shore D) 63

인장 강도 2270 psi

연신율 300%

마찰계수 0.09

항복 강도(Compressive) 2700 psi

4567

W WearRing

Cutlass Rubber 베어링 대비 AR 장점

AR1 has outstanding chemical resistance

(뛰어난 내 화학성)

AR1 is self lubricating

(자체 윤활성)

AR1 has a much lower coefficient of friction

(훨씬 더 낮은 마찰 계수)

4567

W WearRing

-0.0061

0.0155

-0.01

-0.005

0

0.005

0.01

0.015

0.02

AR1 Rubber Cutlass

Weight change (grams)

시험 조건: Colmonoy 코팅 축(shaft, 70RC) - 내경 1.500” 베어링 - 900 RPM Speed - 25 psi 베어링 하중 - Media: 95% 물 + 5% 실리카 모래 (부피기준) - 대기 온도

168 Hour Laboratory Test AR

4567

W WearRing

테스트 운전 조건:

- 회전 속도: 900 rpm

- 하중: 25 psi

- 유량: 500 ml per minute

- 대기 온도

- 운전 간극(Running clearance): Diameter .007 to .010 in.

- 시험 시간: 8 시간

4567

W WearRing

TEST RIG

Bearing

Housing

4567

W WearRing

TEST RIG Water/sand

Reservoir

Pump

4567

W WearRing

A!

WEAR RATE COMPARISON

0.0016 0.0074 0.00820.0134

0.0213

0.1141

0.17750.1897

0.2581

0.3674

0.3930

0.00000

0.05000

0.10000

0.15000

0.20000

0.25000

0.30000

0.35000

0.40000

0.45000

0.50000

WE

AR

(cc/h

r)

EN4315ARAVALON 42 AVALON 92

WR525

CARBON

GRAPHITE WR300,525

C932 LEADED

TIN BRONZE

GRAPHALLOY

SIMSITE 300

SILICON

CARBIDE

THESE TEST RESULTS ARE THE PROPERTY OF

GREENE, TWEED & CO. AND SHALL NOT BE

DISCLOSED TO ANYONE OUTSIDE OF OUR

COMPANY WITHOUT PERMISSION FROM AN

AUTHORIZED GREENE, TWEED REPRESENTATIVE.

Operating Conditions:

Shaft: 316 S.S.

1.500 in. diameter

900 rpm shaft speed

Load on bearing: 25 psi

Media: 95% water, 5% silica sand (by volume)

Flow rate: 500 ml/min.

Temperature: Ambient

PTFE

4567

W WearRing

마멸 운전 조건하에서 청동(Bronze) vs AR 마멸 상태

4567

W WearRing

Case Study

4567

W WearRing

High Wear Rate

펌프 : Single Stage Vertical Seawater Cooling Pump

적용 업체 : 발전소(Singapore)

문제점/해법: Cutlass Rubber 재질 Inter-stage 베어링의 과도한

마모 발생. 축 슬리브(shaft sleeve)가 심각하게

닳아서 고 진동을 유발하고 있었음. 펌프는 12개월 이내에 실패하였으며, AR 으로 교체한 후 1년 이상 현재까지 사용하고 있음.

진동 또한 매우 낮아졌으며 나머지 다른 펌프에 대해서도 AR 적용을 진행 중임. *Note: 이 베어링은 아시아/태평양 지역에서 가장 큰 것으로 알려져 있음.

(OD 256mm x ID 230mm x length 420 mm)

4567

W WearRing

Cutlass Rubber 베어링의 닳아 갈라진 모습

4567

W WearRing

AR should only be used for stationary wear parts at ambient temperatures. Applications above ambient should be specifically engineered. AR

4567

W WearRing

If AR is applied as an insert, mechanical restraints are required.

AR

4567

W WearRing

General Machining Guide Lines For WR & AR

4567

W WearRing

WR525 가공 방법

Turning Operations

Cutting speed (rough cut )

• OD < 5” 550 rpm

• OD > 5” but < 8” 345 rpm

• OD > 8” but < 11” 250 rpm

Finish Cut - reduce speed by half for finish cut. Change tool for finish cut & leave 0.030” for finishing.

Cutting Feed - 0.009” - 0.012” per revolution

Cutting Depth - 0.090” for rough cut & 0.005” for finish cut.

4567

W WearRing

WR300 가공 방법

Turning Operations

Cutting speed (rough cut using Carbide / diamond tools)

• OD < 5” 400 rpm

• OD > 5” but < 8” 375 rpm

• OD > 8” but < 11” 275 rpm

Finish Cut - reduce speed by half for finish cut.

Cutting Feed - 0.015” per revolution

Cutting Depth - 0.090” for rough cut & 0.005” - 0.010” for finish cut.

4567

W WearRing

AR

• 피이드(feed)와 속도(speed)는 WR-300 가공 방법과 동일. AR-1은 일반 카바이드(carbide) 공구롤 쉽게 가공할 수 있으며, 다이아몬드 공구는 필요 없음.

• AR-1은 유연한 재질이므로 Tool에 1/32 radius를 가질 것을 추천.

가공 방법

4567

W WearRing

Wsoftware 이용 방법 @www.gtweed.com

• 그린트위드 web site(www.gtweed.com) 방문

• 좌측 Markets 항목들 가운데, Fluid Handling Click

• 좌측 하단 Design Tools 항목들 가운데,

Pump Efficiency Calculator Click

• Registration 항목들 가운데, New User Registration Click

• New users 아래 New Registration Click

• First Name(이름)과 Last Name(성) 입력 후, Continue Click

• Profile 항목들 입력 후, Continue Click • End

4567

W WearRing

Questions & Answers