1. Influența presiunii pompei și a timpilor de cursă.
Atât presiunea, cât și cursa pompei sunt factori importanți care afectează durata de viață a pistonului. Cu cât presiunea și cursa pompei sunt mai mari, cu atât durata de viață a pistonului este mai scurtă. Pe măsură ce presiunea pompei crește, presiunea de contact dintre cupa pistonului și căptușeala cilindrului crește, iar forța de frecare crește rapid, generând o cantitate mare de căldură de frecare. Sub influența căldurii de frecare la suprafață și a căldurii de frecare internă, moleculele de cauciuc vor suferi fisurare termică sau reticulare termică, ceea ce va accelera uzura, oxidarea, îmbătrânirea și hidroliza materialelor cauciucate, ducând la scăderea proprietăților materialului și a rezistenței la uzură. Pe măsură ce temperatura crește, modulul elastic și rezistența la tracțiune a materialului scad. După depășirea unei anumite temperaturi, rezistența la uzură scade brusc și se pierde elasticitatea. Pistonul și-a pierdut capacitatea de etanșare și a funcționat defectuos.
Pe măsură ce presiunea pompei crește, durata de viață a pistonului scade rapid. Pe măsură ce numărul de curse crește, durata de viață a pistonului devine din ce în ce mai scurtă. Pe măsură ce numărul de curse crește, viteza, accelerația și forța de inerție a pistonului cresc, ceea ce face ca sarcina alternativă asupra pistonului să crească nu numai în valoare, ci și frecvența alternanței, rezultând efecte adverse suplimentare. Conform rapoartelor din literatură, în aceleași condiții de lucru, cursa pistonului este mărită de 1,3 până la 1,5 ori, iar durata de viață a pistonului este redusă de 5 până la 6 ori. Se poate observa că cursa pompei are un impact semnificativ asupra duratei de viață a pistonului. Uzura pistonului crește pe măsură ce presiunea și cursa pompei cresc.
În același timp, din cauza uzurii neuniforme a pistonului și a structurii neneutre a structurii, posibilitatea de uzură excentrică este mult crescută. Prin urmare, selectarea presiunii și cursei pompei adecvate în funcție de situația reală poate îmbunătăți mai bine durata de viață a pistonului.
2. Influența căldurii de frecare
Pistonul este o garnitură de cauciuc. Un factor important care afectează durata de viață a etanșărilor dinamice este căldura de frecare. Căldura de frecare și efectele sale secundare sunt principalii factori care duc la defectarea pistonului. Forma originală de deteriorare termică a fost arsurile sau îmbătrânirea suprafeței materialului cauciuc. Cauciucul este un material compozit polimeric. La temperaturi ridicate, puterea sa scade din cauza scaderii atractiei intermoleculare. În timpul forării, pistonul se află într-un mediu de lucru de înaltă presiune, viteză mare și grea. Frecarea severă va crește temperatura pistonului de cauciuc. Pe măsură ce temperatura crește, cauciucul va îmbătrâni și se va crăpa, ceea ce face suprafața mobilă foarte ușor de purtat și reduce durata de viață a pistonului.
Un efect secundar al deteriorării termice este deformarea suprafeței la contactul cauciucului cu placa. După lucrul într-un mediu de lucru cu temperatură ridicată pentru o perioadă de timp, suprafața cauciucului se va deforma permanent. Cupa pistonului este reținută de căptușeala cilindrului, miezul de oțel și placa de presiune. În comparație cu oțelul, materialul cauciuc are o rigiditate scăzută și un coeficient mare de dilatare termică. Prin urmare, atunci când o cantitate mare de căldură de frecare nu poate fi eliminată și cauciucul este încălzit, cupa se poate extinde numai în spațiul dintre placa de presiune și căptușeala cilindrului și în spațiul dintre miezul de oțel și căptușeala cilindrului, astfel încât placa de presiune cade în cupă și este strânsă presată în gol.
Expansiunea pompei poate deteriora nu numai ea însăși, ci și inelele căptușelii cilindrului. Forța radială crescută din cauza expansiunii face ca căptușeala să se uzeze mai rapid. Pentru a reduce efectul căldurii de frecare asupra defectării pistonului, căldura generată de frecarea care acționează asupra garniturilor este asigurată a fi expulzată din sistem. Deși căldura de frecare este principalul factor de defectare a pistonului, căldura de frecare poate fi redusă eficient prin condiții bune de disipare a căldurii și sisteme de răcire.
3. Influența jocului pistonului
Jocul pistonului este un factor important care duce la defectarea pistonului. Jocul pistonului se referă la distanța dintre miezul de oțel al pistonului și căptușeala cilindrului. În timpul mișcării alternative a pistonului, datorită diferitelor grade axiale ale căptușelii cilindrului și miezului de oțel și greutății ansamblului pistonului, trebuie să existe uzură cauzată de contactul direct dintre căptușeala cilindrului și miezul de oțel. Acest metal este foarte dăunător pentru măcinarea metalelor. Nu numai că creează frecare uriașă, dar se zgârie ușor unul pe celălalt. Acest lucru nu va deteriora numai căptușeala cilindrului și miezul de oțel, dar și suprafața zgâriată va deteriora cu ușurință pistonul, va forma cu ușurință perforații și scurgeri, va opri pompa de foraj să funcționeze normal și va afecta grav eficiența forajului. Cu cât distanța dintre piston este mai mică, cu atât efectul de centrare al miezului de oțel al pistonului este mai bun, dar, în același timp, cu atât este mai mare riscul de uzură excentrică; cu cât valoarea spațiului pistonului este mai mare, cu atât este mai mare posibilitatea ca materialul cupei pistonului să curgă spre gol și cu atât este mai probabil să fie zdrobit. Cu cât este mai mare, cu atât este mai probabil ca rădăcina pistonului să fie mușcată. Prin urmare, o valoare rezonabilă a spațiului liber este esențială pentru a îmbunătăți durata de viață a căptușei cilindrului, a miezului de oțel și a pistonului.
