Вплив якості магнітної рідини на роботу магніторідинних герметизаторів

Анотація

У нафтопереробній, хімічних галузях, теплових та атомних електростанцій широко застосовуються магніторідинні герметизатори (МРГ). Це пов’язано з поєднанням в одному матеріалі всього різноманіття властивостей рідини і магнітних речовин. Проаналізовано основні переваги МРГ та магнітних рідин. Зважаючи на важкі умови експлуатації МРГ у деяких випадках, величина робочого зазору герметизатора може значно збільшуватися через знос технологічного обладнання. У зв'язку з цим важливим фактором забезпечення високої надійності та працездатності МРГ є колоїдальна стабільність та седиментаційна стійкість магнітної рідини. Існуючі методи визначення цих параметрів вимагають дорогого вузькопрофільного обладнання для приладів. Такі прилади, як правило, відсутні на підприємствах.

Метою даної роботи є розробка відносно простого і легко реалізованого, безпосередньо на підприємстві, методу дослідження динамічних процесів і, зокрема, седиментаційної стійкості магнітної рідини в неоднорідному магнітному полі в умовах, близьких до тих, які реалізуються в активній зоні МРГ. В основу цього методу покладено запатентований спосіб вимірювання магнітної сили, що діє на зразок, заповнений магнітною рідиною і поміщений у неоднорідне магнітне поле, а також вимірювання динаміки зміни цієї сили у часі з використанням високоточних електронних ваг.

У роботі запропоновано та реалізовано на експериментальній установці відносно простий метод експрес-аналізу динамічних характеристик магнітної рідини, що знаходиться в неоднорідному магнітному полі та в умовах, близьких до тих, що реалізуються в активній зоні герметизатора валу, що обертається. В основі цього методу лежить силова дія неоднорідного магнітного поля на магнітні наночастинки в рідині. Виходячи з отриманих експериментальних даних та досвіду експлуатації МРГ можна стверджувати, що седиментаційну стійкість матиме та магнітна рідина, зміна магнітної сили для якої протягом 10-15 хв не перевищить 3%. Достовірність результатів була експериментально перевірена для магнітних рідин на різних дисперсійних основах, при різному розмірі наночастинок та застосованих поверхнево-активних речовин. Запропонований метод є відносно простим і може бути реалізований на підприємстві, що експлуатує магніторідинні герметизатори, для аналізу характеристик магнітної рідини перед заправкою в герметизатор.