Совершенствование технологических схем ремонта деталей

Все типы насосов несмотря на многообразие их конструктивных форм можно разделить по принципу действия на две группы - динамические и объемные.

В динамических насосах жидкость приобретает энергию в результате силового воздействия на нее рабочего органа в рабочей камере, постоянно сообщающейся с их входом и выходом. К этой группе относятся следующие насосы: лопастные (центробежные, диагональные и осевые), вихревые, струйные, вибрационные. Воздушные водоподъемники (эрлифты).

В лопастных насосах постоянное силовое воздействие на протекающую через него жидкость оказывает обтекаемые этой жидкостью лопасти вращающегося рабочего колеса.

Рабочее колесо осевого насоса является основной деталью, преобразующей механическую энергию электродвигателя в энергию перекачиваемой жидкости. Рабочие колеса представляют собой один из наиболее ответственных узлов, который состоит из большого числа сложных по форме и значительных по габаритам и массе деталей. Рабочее колесо имеет следующие основные части: втулку, в расточках которой устанавливаются лопасти, верхний и нижний обтекатели.

Рабочие колеса имеют от трех до шести лопастей. Колеса у моделей 06-трехлопастные, у моделей 05 и 11 –четырехлопастные, у моделей 02-пятилопастные, а у моделей 03 и 10 –шестилопастные.

Корпусные детали образуют проточную часть осевого насоса. Они предназначены для формирования и направления потока жидкости, а также для размещения и закрепления опорных элементов насоса. По своей конструкции корпусные части осевых насосов идентичны и отличаются лишь геометрическими размерами и исполнением проточной части выправляющего аппарата.

Основными рабочими органам вертикального центробежного насоса являются консольно расположенное и свободно вращающееся внутри корпуса рабочее колесо одностороннего входа, в котором механическая энергия привода преобразуется в гидравлическую энергию перекачиваемой жидкости. Рабочее колесо состоит из основного диска со ступицей и покрывающего диска, которые соединены лопастями. Лопасти и диски образуют межлопастные каналы диффузорного типа, по которым протекает жидкость от центра к периферии.

Корпус насоса является основанием, на котором размещены все узлы и детали насоса. Внутренние поверхности корпуса профилированы и образуют каналы подвода жидкости к рабочему колесу и отвода от него. Каналы корпуса должны обеспечить осесимметричный поток до и после колеса для установившегося относительного движения в области колеса и преобразовать кинетическую энергию потока, выходящего из колеса, в давление.

Опыт эксплуатации крупных насосов, перекачивающих жидкости с абразивными частицами, показал, что детали проточной части подвергаются интенсивному гидроабразивному и кавитационному изнашиванию. [1]

Абразивное изнашивание материала происходит в результате воздействия на него (резания или царапанья) твердых частиц, находящихся в свободном или закрепленном состоянии. При этом с изнашиваемой поверхности удаляется материал либо в виде очень тонкой стружки, либо в виде фрагментов, предварительно выдавленных из деформированной царапины, либо в виде дисперсных частиц, хрупко отделяющихся при однократном или многократном воздействии.

Гидроабразивное изнашивание является разновидностью абразивного изнашивания, когда износ происходит при совместном воздействии на материал детали твердых абразивных частиц и потока воды, несущего эти частицы.

Кавитация является собой сложное физическое явление, характеризующееся появлением в потоке пустот (каверн) в результате уменьшения местного давления водяных паров при данной температуре.

Наиболее интенсивному разрушению в лопастях подвержены периферийные кромки между лопастью и камерой рабочего колеса и пера лопасти, особенно с тыльной стороны ближе к периферии. Во втулке наиболее интенсивно изнашивается поверхность в зоне зазоров в торцевой часть пера лопасти со стороны входной и выходной кромок.

При небольших повреждениях ремонт производят без разборки рабочего колеса. При значительных повреждениях рабочее колесо полностью разбирают.

Если глубина каверн, возникающих от кавитационно-коррозионных и гидроабразивных разрушений на лопастях, втулке и обтекателе, не превышает 2 мм и они распространены на небольшой площади, то ограничиваются зачисткой наждачным камнем поврежденного места и шлифованием его до получения ровной гладкой поверхности.

При больших повреждениях ремонт производят методом электронаплавки, включающим в себя три технологических этапа: подготовку, собственно наплавку и шлифовку сварочных швов. [2]

Основным видом износа камеры рабочего колеса осевого насоса является в зоне оси вращения лопастей. Для износа рабочей поверхности камеры характерна ноздреватость, глубокие раковины, язвины. Известны случаи, когда стенки камеры, изготовленной из углеродистой стали, разрушались. Появление на рабочей поверхности даже незначительных язвин и неровностей влечет за собой резкое интенсивное разрушение.

Для ремонта камеру рабочего колеса демонтируют с насосного агрегата. Повреждения глубиной до 1 мм устраняют непосредственно на насосной станции путем зачистки шлифовальным машинками. При более глубоком разъедании рабочей поверхности производят на ремонтном предприятии. Восстановление изношенной рабочей поверхности осуществляют методом электронаплавки, включающей в себя удаление поврежденного металла, собственно наплавку и шлифовку до получения проектного профиля и гладкой поверхности.

Устранение кавитационных повреждений рабочих камер осуществляют так же, как и устранение кавитационных повреждений рабочих колес.

Наплавку для восстановления первоначальной формы поверхности камеры ведут с контролем по шаблонам. При изготовлении шаблонов за основу принимают неповрежденные участки камеры.

Наплавку камеры, изготовленной из углеродистой стали, выполняют двухслойной. Предварительную наплавку производят углеродами диаметром 4 мм типа Э42 или Э 46. Наплавку кавитационно-стойкого защитного слоя толщиной 5-6 мм производят электродами марки ЦЛ-9 или ЦЛ-11.

Наплавку камеры, изготовленной из нержавеющей стали, производят электродами из стали марки 1Х18Н9Т или порошковой проволокой ПП-АН138.

Наплавку производят, используя постоянный ток обратной полярности. При этом не допускается местный перегрев.

После ремонта производят измерение диаметра D сферической рабочей поверхности. Измерения производят микрометрическим нутрометром в плоскостях разъема камеры и перпендикулярной ей. Результаты измерений заносят в формуляр.

Литература:

1 Гловацкий О. Я., Исаков Х. Х., Пак О. Ю. Мониторинг условий эксплуатации систем машинного водоподъема в бассейне р. Амударьи// Труды международной конференции. Карши,

2 В. Л. Кузнецов, Р. А. Очилов Ремонт крупных осевых центробежных насосов// М. Энергоатомиздат., 1996

Данная статья защищена авторским правом. При использовании данного материала ссылка на Источник обязательна.

Гловацкий О. Я. – Старший Научный сотрудник НПО САНИИРИ.