Ремонт центробежных насосов на различных предприятиях

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

ремонт насос диагностика

• Введение
• 1. Современные методы диагностирования, ремонта и наладки насосного оборудования
• 1.1 Техническое обслуживание. Диагностика технического состояния насосов
• 1.2 Виды и объем ремонтов
• 1.2.1 Текущий ремонт
• 1.2.2 Капитальный ремонт
• 1.3 Дефектация и сортировка деталей
• 1.4 Ремонт основных деталей центробежного насоса
• 1.4.1 Ремонт рабочего колеса
• 1.4.2 Ремонт корпуса центробежного насоса
• 1.5 Центровка соосности валов
• 1.6 Контрольные испытания
• 1.6.1 Режим холостого хода
• 1.6.2 Испытания под рабочей нагрузкой
• 2. Программа кавитационных испытаний
• 2.1 Цель испытаний
• 2.2 Объект испытаний
• 2.3 Методика испытаний
• 2.4 Обработка данных
• 3. Фрагмент технологической карты ремонтных работ
• Список использованной литературы


Введение

Центробежные насосы широко применяются в энерготехнологических установках промышленных предприятий: используются для подачи питательной воды в котельные агрегаты, для перекачки конденсата, подачи жидкого топлива и т.д.

Из-за особенностей условий эксплуатации и уникальности современных крупных насосов необходимо предъявлять повышенные требования к организации их технического обслуживания и ремонта.

В этой работе и систематизированы материалы по проведению ремонтов центробежных насосов на различных предприятиях. Приведены методы диагностирования и дефектации деталей. Изучены виды и объемы ремонтных работ. Рассмотрены испытания центробежных установок после ремонта.

Подробно изучена программа кавитационных испытаний и составлена технологическая карта ремонтных работ по восстановлению лопастного колеса центробежного насоса, частично разрушенного вследствие эрозийного износа.

1. Современные методы диагностирования, ремонта и наладки насосного оборудования

Эксплуатация насосов заключается в их надежной работе, сервисе и планово-предупредительном ремонте. Обслуживание насосов осуществляется в соответствии с заводскими инструкциями, учитывающими особенности конструкции конкретной машины. В то же время при обслуживании различных конструкций следует соблюдать общие правила эксплуатации. В ходе обслуживания приходится периодически пускать, останавливать и контролировать нормальную работу насосов.

1.1 Техническое обслуживание. Диагностика технического состояния насосов

Техническое обслуживание включает комплекс работ по уходу за насосным оборудованием, проведение диагностических осмотров, соблюдением правил эксплуатации и инструкций заводов-изготовителей, устранение мелких неисправностей, контроль и осуществление необходимых мер по экономному расходованию всех видов энергоресурсов. Техническое обслуживание производится силами оперативного или оперативно-ремонтного персонала в процессе эксплуатации насосного оборудования.

Диагностический контроль насосных агрегатов представляет собой совокупность обязательных мероприятий, к которым относятся[5]:

· проверка надежности крепления насосного агрегата к раме и фундаменту, проверка состояния рамы и фундамента (фундаменты насосных агрегатов проверяют визуально на образование трещин, выкрашивания, загрязнения маслом);

· внешний осмотр насосного агрегата с целью обнаружения пропусков среды между фланцами и в разъемах корпуса насоса, масла -- из маслосистемы насоса, редуктора, турбины, пара -- в разъемах паровой турбины (в случае привода от турбины);

· осмотр концевых уплотнений вала и оценка объема утечек;

· определение «на слух» наличия посторонних шумов; при повышенной вибрации -- определение ее величины с помощью прибора;

· проверка температуры подшипников;

· контроль давления уплотняющей жидкости (для конструкции двойного торцового уплотнения) по манометру, установленному на выходе из камеры уплотнения до регулируемого вентиля;

· проверка уровня масла в баке (при внешней принудительной системе смазки) или картере подшипников; в случае принудительной подачи смазки -- контроль давления в маслосистеме;

· контроль вибраций.

Диагностика является важнейшей функцией технического обслуживания и фактором, обеспечивающим безаварийную работу насосного оборудования. Как самостоятельная операция диагностика планируется перед текущим и капитальным ремонтами. Во время диагностики проверяют состояние оборудования, производят чистку, промывку, продувку, ремонт изоляции, доливку или замену масел, выявляют дефекты эксплуатации и нарушения правил безопасности, уточняют состав и объем работ, подлежащих выполнению при очередном текущем или капитальном ремонте [8].

При вибрации в недопустимых пределах, стуках в подшипниках, признаках задевания колеса, при недопустимом нагреве подшипников, задевании ротора электродвигателя о его статор производится аварийная остановка насоса [14].

1.2 Виды и объем ремонтов

Существует два вида ремонтных работ: текущий ремонт и капитальный ремонт.

Потребность в ремонте насосов и их составных частей существенно зависит от конкретных условий эксплуатации. Виды ремонтов, ремонтный цикл, межремонтный период и расход запасных частей, указываемые в технической документации, устанавливаются для средних показателей надежности. При этом расчеты выполняются из условия, что насосы перекачивают относительно чистую воду с содержанием взвешенных частиц не более 3 кг/м³. В связи с этим потребность в ремонте насосов для конкретных условий может существенно отличаться от расчетной. Для этого на основании подконтрольной эксплуатации разрабатывают структурную схему ремонтного цикла, которая представляет собой схематическое изображение последовательности видов ремонтов насоса. Структурная схема одного ремонтного цикла крупного насоса имеет вид [8]:

Н-Т-Т-Т-Т-Т-К,

где Н - начало эксплуатации; Т - текущий ремонт; К - капитальный ремонт.

Число межремонтных периодов:

,

где - средний ресурс до капитального ремонта, ч; - наработка на отказ быстроизнашивающихся частей, ч.

Для крупных осевых насосов, перекачивающих воду с большим содержанием абразивных примесей, число межремонтных периодов

n =16 000/2000 = 8,

где = 16 000 ч - ресурс до капитального ремонта; = 2000 ч - наработка на отказ направляющего подшипника с лигнофолиевыми вкладышами.

При этом структурная схема ремонтного цикла будет иметь вид:

Н-Т-Т-Т-Т-Т-Т-Т-К.

Для крупных осевых и центробежных насосов фактическая продолжительность ремонтного цикла составляет 16 000 - 25 000 ч, а межремонтного периода - 2000-4000 ч.

Число ремонтных циклов за время эксплуатации насоса

,

где 8760 - годовой фонд времени, ч; Т - средний срок службы, лет; К_э - коэффициент эксплуатации; Т_ср - средний ресурс до капитального ремонта, ч.

Для рассматриваемых крупных осевых насосов число ремонтных циклов за время эксплуатации:

Полная структурная схема ремонта, разбитая соответственно на пять ремонтных циклов, будет иметь вид:

Н-Т-Т-Т-Т-Т-Т-Т-К;

Т-Т-Т-Т-Т-Т-Т-К;

Т-Т-Т-Т-Т-Т-Т-К;

Т-Т-Т-Т-Т-Т-Т-К;

Т-Т-Т-Т-Т-Т-Т-С,

где С - списание насоса.

Ремонтный цикл и его структура являются основой для разработки нормативов планово-предупредительного ремонта.

Пример:

Центробежный насос работает в сети сырой воды котельной установки Изобразить полную структурную схему, если насос работает в две смены, средний ресурс до капитального ремонта составляет 12000ч., наработка на отказ быстро изнашиваемых частей равна 2000ч., средний срок службы насоса 6 лет.

Число межремонтных периодов:

Число ремонтных циклов за время эксплуатации насоса:

Полная структурная схема будет иметь вид:

Н-Т-Т-Т-Т-Т-К;

Т-Т-Т-Т-Т-К;

Т-Т-Т-Т-Т-С.

1.2.1 Текущий ремонт

Текущий ремонт - это минимальный по объему (примерно 20% трудозатрат от капитального ремонта, чел/час) плановый ремонт, имеющий профилактическую направленность. Чисткой, проверкой, заменой быстроизнашивающихся частей, наладкой и регулировкой оборудования и аппаратуры достигается поддержание оборудования в работоспособном состоянии до следующего капитального ремонта. Хотя текущий ремонт выполняется с остановкой насосного агрегата и отключением его от сетей, по своему объему он непродолжителен, производится без полной разборки сборочных единиц путем ремонта наиболее изношенных из них.

При текущем ремонте открывают люк в насосе, осматривают всю проточную часть, измеряют зазоры между валом и вкладышами подшипников насоса и двигателя, лопастями и камерой рабочего колеса (в осевых насосах), уплотняющим и защитным кольцами щелевого уплотнения рабочего колеса (в центробежных насосах), проверяют вертикальность, излом общей линии вала и центровку ротора насосного агрегата. На основании осмотра и измерений принимают решение по устранению выявленных неисправностей, восстановлению или замене быстроизнашивающихся частей, а также выполнению регулировок и настроек. Во время текущего ремонта крупных насосов, как правило:

- заменяют направляющие подшипники с лигнофолиевыми вкладышами и производят регулировку зазоров в сегментных подшипниках;

- заменяют кольца сальниковой набивки и резиновые манжеты в сальниковых и торцевых уплотнениях вала;

- проверяют идентичность углов установки лопастей и работоспособность механизма разворота лопастей;

- проверяют герметичность соединений рабочего колеса, проточной части и системы технического водоснабжения [8].

К текущему ремонту также относятся непредвиденные ремонты, вызванные случайными повреждениями, которые не могут быть выполнены в порядке технического обслуживания.

1.2.2 Капитальный ремонт

Капитальный ремонт - наибольший по объему плановый ремонт, который заключается в полной разборке насосного агрегата и его составных частей, восстановлении или замене изношенных деталей и сборочных единиц, регулировании, наладке и истытании по программе и методике, составленным согласно эксплуатационной и ремонтной документации.

Капитальный ремонт крупных насосов проводят на месте их установки. Ремонт и восстановление изношенных деталей и сборочных единиц осуществляют на специализированном ремонтном предприятии.

В объем капитального ремонта входят следующие основные работы:

- полная разборка насоса и уточнение ведомости дефектов;

- все работы текущего ремонта;

- осмотр и ремонт фундамента;

- ревизия и контроль элементов корпуса насоса;

- промывка и дефектация деталей насоса;

- замена всех прокладок и уплотнителей;

- проверка состояния контрольно - измерительных приборов ( при необходимости ремонт и замена);

- сборка насоса с заменой деталей, вышедших из строя;

- испытания и контроль качества ремонта;

- окраска насоса;

- пусковые, наладочные работы и сдача насоса в эксплуатацию.

После капитального ремонта параметры насоса, размеры сопрягаемых поверхностей должны соответствовать техническим требованиям, предъявляемым к новому оборудованию.

1.3 Дефектация деталей

Дефектация необходима для оценки технического состояния деталей и определения их пригодности к дальнейшему использованию. При дефектации руководствуются техническими требованиями, которые составляются для каждой детали в виде карт. В карте приводятся эскиз детали с указанием материала, мест расположения возможных дефектов и способы их обнаружения, номинальные и допустимые размеры, рекомендуемые способы устранения дефектов. Возможные дефекты, способы их обнаружения и устранения записываются в карту на основе опыта практической работы и научных разработок по оптимизации технологических процессов восстановления деталей.

Способы выявления дефектов деталей, подразделяются на две разновидности - визуальные и измерительные. Все дефекты деталей, для обнаружения которых не требуется производить измерения или разрушать деталь, обычно обнаруживаются простым осмотром - визуально. К таким дефектам относятся видимые трещины, излом, пробоины, коррозия, вмятины, деформация, нарушение герметичности и др.

Контроль с помощью измерений применяется для получения количественной оценки отклонений параметров формы и относительного положения поверхностей детали, скрытых дефектов и изменения свойств материала деталей. Контроль размеров и геометрической формы рабочих поверхностей деталей производят универсальным инструментом (штангенциркулями, штангенрейсмусами, микрометрами, нутромерами, индикаторами и др.), специальными калибрами (скобами, шаблонами, пробками) и измерительными приспособлениями. Выявление скрытых дефектов основано на использовании следующих методов: капиллярного, магнитного, ультразвукового и люминесцентного. Сущность капиллярного метода заключается в том, что жидкость, нанесенная на поверхность с не видимой глазом трещиной, проникает в толщину так, что после очистки поверхности и нанесения на нее проявляющего вещества дефект обнаруживается визуально по следу жидкости. В простейшем случае проникающей жидкостью является керосин, а проявляющим веществом - мел. Этот метод позволяет обнаружить трещину, ширина которой не менее 20 мкм.

При магнитном методе контроля деталь сначала намагничивают. Магнитные силовые линии, проходя через деталь и встречая на своем пути дефект (трещину, раковину), огибают его как препятствие с малой магнитной проницаемостью. При этом над дефектом образуется поле рассеивания магнитных силовых линий, а на краях трещины - магнитные полюсы. Нанесенный на поверхность детали ферромагнитный порошок притягивается краями трещины, четко обрисовывая ее границы. Магнитный порошок представляет собой суспензию, состоящую из смеси керосина, трансформаторного масла и ферромагнитного порошка (оксида железа).

Магнитный метод применяют для выявления трещин шириной до 1 мкм в деталях из ферромагнитных материалов (из стали, чугуна).

Ультразвуковой метод обнаружения скрытых дефектов основан на свойстве ультразвука проходить через металлические изделия и отражаться от границы раздела двух сред, в том числе и от дефекта. В зависимости от способа приема сигнала от дефекта различают два метода ультразвуковой дефектоскопии - метод просвечивания и импульсный метод.

Метод просвечивания основан на появлении звуковой тени за дефектом. В этом случае излучатель ультразвуковых колебаний находится по одну сторону контролируемой детали, а приемник - по другую. Если деталь не имеет дефекта, то ультразвуковые колебания, возбуждаемые ультразвуковым генератором, достигают приемника и после преобразования в электрические импульсы и усиления в усилителе попадают в индикатор регистрирующего прибора, стрелка которого отклоняется. Если же на пути ультразвуковых колебаний встречается дефект, то посланные излучателем ультразвуковые волны отражаются от дефекта и не попадают в приемник, так как он будет находиться в звуковой тени. Стрелка индикатора не отклоняется от нулевого положения.

Метод просвечивания можно применять только при контроле деталей небольшой толщины, имеющих двухсторонний доступ к контролируемым поверхностям.

При контроле детали ультразвуковым дефектоскопом, основанном на импульсном методе, к ее поверхности подводят излучатель ультразвуковых колебаний, который одновременно может быть приемником. Если дефекта в детали нет, то ультразвуковые колебания, возбуждаемые генератором, отразившись от противоположной стороны детали, возвращаются обратно и возбуждают электрический сигнал в приемнике. После усиления и развертки сигнала на экране электронно-лучевой трубки будут видны два всплеска от излученного и отраженного от противоположной стенки импульсов. Если в детали имеется дефект, то ультразвуковые колебания отражаются от дефекта и на экране появляется промежуточный всплеск. Этот метод обладает высокой чувствительностью и применяется при обнаружении внутренних дефектов в деталях большой толщины, а также в труднодоступных местах.

Люминесцентный метод основан на свойстве некоторых веществ светиться при облучении их ультразвуковыми лучами.

При данном методе контроля деталь сначала погружают в ванну с флюоресцирующей жидкостью, в качестве которой применяют смесь, состоящую из 50% керосина, 25% бензина и 25% трансформаторного масла с добавкой флюоресцирующего красителя (дефектоля) или эмульгатора. Затем деталь промывают водой, просушивают струей теплого воздуха и покрывают тонким слоем силикагеля, который вытягивает флюоресцирующую жидкость из трещины на поверхность детали. При облучении детали ультрафиолетовыми лучами порошок силикагеля, пропитанный флюоресцирующей жидкостью, будет ярко светиться, определяя границы трещины. Этот метод применяют для выявления поверхностных трещин шириной более 10 мкм в деталях, изготовленных из цветных металлов и неметаллических материалов, так как в данном случае контроль другими способами менее эффективен или невозможен.

После того как установлено техническое состояние деталей, их сортируют на три группы:

- к первой группе относят годные детали, размеры которых лежат в пределах допустимых значений. Их отправляют на сборку или склад готовых деталей.

- ко второй группе относят подлежащие ремонту детали, износ и повреждения которых могут быть устранены. Их отправляют на соответствующие участки восстановления или на склад деталей, ожидающих ремонта.

- к третьей группе относят детали негодные, восстановить которые невозможно или экономически нецелесообразно. Их отправляют на склад металлолома.

Для того чтобы не смешивать детали различных групп годности, их маркируют краской: годные - обычно зеленой или желтой; подлежащие ремонту - белой или синей; негодные - красной [8].

1.4 Ремонт основных деталей центробежного насоса

1.4.1 Ремонт рабочего колеса

Основными дефектами рабочего колеса являются:

- коррозийный, эрозийный или кавитационный износ;

- трещины в рабочем колесе;

- выкрашивание, поломка лопасти рабочего колеса.

Коррозийному износу, как правило, подвергается вся поверхность соприкосновения детали с коррозийно-активной жидкостью. При пересечении жидкостей, вызывающих эрозию износ чаще всего возникает в местах наибольшей скорости или резкого изменения направления жидкости

В случае сплошной коррозии или эрозии рабочего колеса с глубиной раковины более 1 мм его заменяют новым; при местной коррозии дефектные места зачищают до полного вывода раковины или наплавляют.

Торцевые поверхности и посадочные места рабочих колес должны быть чистыми и ровными.

Посадочные места под уплотнительные кольца не должны изнашиватся более чем на 0,2 мм.

Уменьшение толщины лопасти после обработки должны быть не более 15% ее номинальной толщины.

Если рабочее колесо имеет местные разрушения площади 25х25 мм в виде раковин не глубже 1,5 мм, а также если поврежденная поверхность составляет 25% поверхности лопасти и на выходных кромках лопастей отсутствуют раковины, то ремонт рабочего колеса можно не производить.

Разработанную шпоночную канавку на ступице рабочего колеса исправляют путем увеличения их ширины, при этом соответственно увеличивается шпоночная канавка на валу ротора.

Дефекты рабочего колеса исправляют путем сварки с последующей проточкой и зачисткой. Так же в настоящее время применяют эпоксидные смолы.

Трещины по концам засверливают сверлом диаметром 4-6 мм на глубину, превышающую 0,5 мм глубину трещины. Перед заваркой дефектное место вырубают или обрабатывают наждачным камнем до появления неповрежденного металла.

Обработанное колесо должно быть статически отбалансировано. Металл при балансировке обычно снимают с боковых поверхностей дисков вблизи выходных кромок лопаток.

1.4.2 Ремонт корпуса центробежного насоса

Рабочая поверхность улиточного корпуса центробежного насоса одновременно подвержена разрушающему воздействию кавитации и гидроабразивному изнашиванию, вызываемому несомыми потоком твердыми частицами.

Как показал опыт длительной эксплуатации, износостойкость корпусов сварно-литой конструкции из углеродистой стали марки 25Л недостаточна. В корпусе наиболее интенсивному износу подвержены торцевые и боковые стенки по всему периметру спирального отвода, а также рассекатель. Разрушения корпуса носят обширный характер, а в ряде случаев стенки и рассекатель имеют сквозные разрушения.

Корпуса крупных центробежных насосов, как правило, забетонированы и демонтажу не подлежат, поэтому их ремонт производят на месте установки.

Восстановление поверхностей с кавернами глубиной до 2 мм ограничивается зачисткой поврежденного места наждачным камнем при помощи пневматической или электрической машины.

Более глубокие повреждения восстанавливают методом электронаплавки. Восстановление корпусов этим методом связано с большими трудностями из-за высокой трудоемкости работ, больших объемов наплавки и расхода электродов, невозможности механизации трудоемких операций, плохих условий работы в ограниченном пространстве.

С целью снижения трудоемкости и сроков ремонтно-восстановительных работ в последнее время получил распространение метод восстановления корпусов центробежных насосов посредством наформовки полимерных композиционных материалов (ПКМ) на основе эпоксидных смол. Технологический процесс нанесения защитных покрытий включает в себя:

- подготовку поверхности ремонтируемой детали;

- приготовление полимерных композиций;

- нанесение (наформовку) защитных покрытий;

- контроль качества ремонтных работ.

Обязательным условием высокого качества и долговечности ремонта с использованием ПКМ является тщательная подготовка поверхностей, подлежащих восстановлению. При наличии крупных сквозных отверстий в ремонтируемых деталях их необходимо заварить. Поверхности должны быть очищены от всевозможных загрязнений - ржавчины, окалины, остатков ранее нанесенных покрытий, консервационной смазки, жиров и др. Для очистки поверхности применяют ручные металлические щетки, песко- и дробеструйные аппараты, угловую пневматическую щетку типа УПЩР-1. После очистки на поверхности металла не должно быть окалины и следов коррозии. Очищенные поверхности должны быть шероховатыми и иметь ровный серый цвет металла. Допускается наличие ржавчины в язвинах и раковинах суммарной площадью не более 10% зачищаемой поверхности.

Снятые окалину и ржавчину, не давая высохнуть моющему раствору, смывают струей чистой воды.

Сушку очищенной поверхности производят с помощью обдувки подогретым воздухом и обработки электрическими или газовыми термоинфракрасными излучателями.

Приготовление полимерной композиции производится в количестве, необходимом для разового использования с учетом ее жизнеспособности, т.е. времени нахождения в жидком состоянии и возможности использования в технологическом процессе.

Полимерную композицию приготавливают в чистой сухой эмалированной, полиэтиленовой или стеклянной посуде. Сначала приготавливают смесь из основы, модифицирующей добавки и ускорителя (если он не введен в основу) в массовых долях согласно рецептуре. Смесь тщательно перемешивают в течение 1-2 мин. Жизнеспособность полученной смеси составляет до 5 ч.

Очищенные поверхности сразу же должны быть огрунтованы свежеприготовленным составом. Грунтовочный состав наносится тонким равномерным слоем без пропусков или подтеков. Он тщательно втирается тампоном из ветоши или щетинной кистью до полного смачивания поверхности клеем.

После выдержки грунтовочного слоя на ремонтируемой поверхности "до отлипа" сразу же производят наформовку полимерной композиции требуемой толщины посредством деревянного, стального, резинового или пластикового шпателя. Композицию разравнивают на ремонтируемой поверхности шпателем, смоченным клеем, придавая ей необходимую геометрию с помощью шаблона и оснастки. Наформовку полимерной композиции на всей ремонтируемой поверхности производят без перерыва в работе.

Зачистку неровностей при исправлении дефектов наформовки (наплывы, волнистости) производят абразивным кругом или наждачной бумагой после ее отвердения.

Контроль геометрического профиля восстановленных поверхностей производится с помощью шаблонов.

Корпус насоса, отремонтированный с применением клеевой композиции, допускается к сборке не ранее чем через 4-7 сут, а к эксплуатации - не менее чем через 15-20 сут после ремонта [8].

1.5 Центровка соосности валов

Для обеспечения надежной и долговечной работы насосного агрегата валы насоса и электродвигателя должны быть установлены соосно, т. е. в пространстве их оси должны лежать на одной прямой. При изготовлении деталей насоса и электродвигателя весьма затруднительно выдержать размеры с точностью, которая обеспечила бы соосность при агрегировании. Поэтому при установке насоса и электродвигателя на общей плите их валы центруют, т. е. регулируют с помощью прокладок. При поставке агрегированных насосов эту работу выполняет завод-изготовитель. Однако центровка агрегата может нарушиться при транспортировке, а также при деформации тонкостенной фундаментной плиты в результате старения металла или при неравномерном прилегании ее к фундаменту. Схема нарушения соосности валов приведена на рис. 1. В первом случае оси вала смещены в горизонтальной или вертикальной плоскостях, оставаясь при этом параллельными, во втором - они скрещиваются. В обоих случаях, если отклонения превышают определенные величины, агрегат работает ненормально: появляется шум, вибрация, возрастает потребляемая мощность, греются подшипники и муфта. Детали насоса и электродвигателя при такой работе изнашиваются в несколько раз быстрее обычного. Допустимые отклонения в несоосности валов (табл. 1) зависят от их быстроходности и массы вращающихся деталей. Чем выше стоимость агрегата, тем более жесткие требования предъявляются к соосности валов [13].

Рис.1 Схема нарушения соосности валов

Таблица 1 Допустимые величины перекоса и параллельного смещения осей валов при диаметре муфты 500 мм (СНиП III-Г. 10.3-69)

Скорось вращения вала, об/мин	Величина смещения и перекоса, мм, для муфт
	жестких	Упругих пальцевых	зубчатых
>3000	0,02	0,04	0,08
?3000	0,04	0,06	0,10
1500	0,06	0,08	0,12
750	0,08	0,10	0,15
500	0,10	0,15	0,20

При центровке агрегатов необходимо соблюдать следующие основные положения: в агрегатах с редуктором диктующим агрегатом является редуктор, который устанавливают, выверяют и фиксируют штифтами; насос, электродвигатель и гидромуфту центруют по редуктору; в агрегатах с гидромуфтой насос и электродвигатель центруют по гидромуфте, предварительно выверенной, закрепленной и зафиксированной; в агрегатах без редуктора центровку выполняют по насосу, который предварительно выверяют, крепят и фиксируют; центровку агрегата, не имеющего общей плиты, выполняют в два этапа: предварительно - перед заливкой фундаментных болтов и окончательно - после закрепления насоса к фундаменту; центровку агрегата, имеющего общую фундаментную плиту, производят после ее выверки, подливки и затяжки фундаментных болтов. Окончательно валы насосного агрегата центруют после присоединения к нему трубопроводов [8].

Рис.2. Центровка валов насоса и электродвигателя:

а - с помощью индикаторов; б - с помощью двух пар скоб и щупа;

1 - полумуфта; 2 - скоба; 3 - индикатор; 4 - щуп.

1.6 Контрольные испытания

Испытания смонтированных насосных агрегатов следует производить в два этапа:

-на холостом ходу;

-под рабочей нагрузкой;

Испытания на холостом ходу и под нагрузкой насосных агрегатов производятся в присутствии ответственного руководителя работ.

1.6.1 Испытания на холостом ходу:

а) Испытания на холостом ходу смонтированных агрегатов производятся до их испытаний под рабочей нагрузкой для проверки правильности монтажа, а также выявления и установления обнаруженных неисправностей и дефектов работы агрегатов.

б) В процессе испытаний на х.х. насосных агрегатов необходимо обеспечить:

- спокойную работу агрегата без стуков и чрезмерного шума;

- работу агрегата без утечек перекачиваемых, смазывающих, охлаждающих и уплотняющих жидкостей в местах соединений деталей в узлах;

- нагревание подшипников и трудящихся поверхностей деталей и узлов агрегатов не выше С

в) Испытание на х.х. насоса считается законченным при достижении нормальной и устойчивой работы насосного агрегата в течение двух часов.

г) После достижения удовлетворительных результатов испытаний на х.х., допускается производить испытания насосных агрегатов под рабочей нагрузкой.

1.6.2 Испытания под рабочей нагрузкой

а) Насосные агрегаты, прошедшие испытания на х.х., подвергаются индивидуальному испытанию, под рабочей нагрузкой при нормальной и непрерывной работе в течение четырех часов.

б) В отдельных случаях (испытания насосных станций, невозможность проведения индивидуального испытания в отрыве от смежного оборудования технологии производства) испытание насосных агрегатов под рабочей нагрузкой может совмещаться с комплексным опробыванием оборудования объекта.

в) Напор, производительность и потребляемая мощность насосных агрегатов в процессе под рабочей нагрузкой должны соответствовать данными заводского паспорта.

г) Все обнаруженные при работе насосного агрегата под нагрузкой неисправности и отклонения от норм устраняются и проводятся новые испытания.

д) Результаты испытаний фиксируются актом, являющимся одновременно актом окончания монтажных работ.

2. Программа кавитационных испытаний центробежного насоса

2.1 Цель испытаний

- построение кавитационных характеристик центробежного насоса.

2.2 тОбъект испытания центробежный насос К45/30 (3К-9).

К45/30 - Центробежный консольный одноступенчатый насос с односторонним подводом жидкости. Он предназначен для перекачивания чистой воды (кроме морской), и других жидкостей, сходных с водой по плотности, вязкости и химической активности, содержащих твердые включения размером до 0,2 мм (объемная концентрация которых не превышает 0,1%).

Материал проточной части насоса К 45/30 - чугун. Корпус насоса представляет собой отливку, с внутренней полостью в виде спирали, а крышка корпуса и входной патрубок выполнены в виде одной отливки. Корпус подшипников имеет опоры, которыми он крепится к фундаментной плите (Рис.1). Ротор вращается в подшипниковых опорах против часовой стрелки, если смотреть со стороны электродвигателя. Направление вращения указано стрелкой на кожухе насоса.

Рис.2.1. Электронасосный агрегат с центробежным насосом К45/30 [6]

Параметры насоса К45/30 (ООО «Валдайский насосный завод»):

- подача (производительность): 45 м³/час;

- напор: 30 м вод. ст.

- масса насоса: 81 кг, насосного агрегата: 135 кг.

- КПД - 69%.

- асинхронный двигатель мощностью 7,5 кВт, 3000 об/мин, тип двигателя АИР112М2.

Привод осуществляется через муфту

Рис.2.2. Разрез насоса К45/30 [7]

1 - крышка насоса; 2 - шпонка; 3 - рабочее колесо; 4,6 - болт М12х35; 5 - корпус насоса; 7 - корпус подшипников; 8 - гайка М10; 9 - шпилька М10х50; 10 - болт М8х20; 11 - подшипник; 12 - крышка подшипника; 13 - прокладка; 14 - масленка; 15 - прокладка; 16 - гайка рабочего колеса; 17 - шайба; 18 - пробка; 19 - набивка сальниковая; 20 - втулка защитная; 21 - прокладка; 22 - крышка сальниковая; 23 - отбойник; 24- вал; 25 - шпонка.

Графическая характеристика насоса К45/30 изображена на рис.2.4. при частоте вращения - 48с^-1 (2900 об/мин) Жидкость - вода p=1000 кг/м³



Рис.2.3. Габаритные размеры насоса К45/30 [6]

Рис.2.4.Графическая характеристика насоса К 45/30 [6]



2.3 Методика испытаний

Для проведения кавитационных испытаний насос устанавливают в закрытом контуре, как показано на рис.2.5.

Рис.2.5. Схема стенда для кавитационных испытаний насосной установки

1 - вакуумный насос; 2 - водяной бак; 3 - центробежный насос К45/30; 4 - асинхронный двигатель; 5 - задвижка; 6 - расходомер; 7 - вакуумметр; 8 - манометр; 9 - тахометр; 10 - ртутный стеклянный термометр.

2.3.1 Порядок проведения испытаний

1. Запускают приводной электродвигатель, при помощи задвижки устанавливают заданный расход, при котором необходимо произвести кавитационные испытания.

2. После установления режима снимают показания вакуумметра, манометра, расходомера, ваттметра, тахометра, термометра. Показания заносят в таблицу 2.1.

3. При помощи вакуумного насоса на поверхности резервуара устанавливают новый вакуум от Р_вак=0 до Р_вак=0,8…0,95атм (режим кавитации). Снова снимают показания приборов. Операцию повторяют 5…6 раз до срыва рабочего режима насоса. Вблизи кавитационного режима и при кавитации следует снимать точки с малыми интервалами показания вакуумметра.

Таблица 2.1 Данные измерений

Номер опыта	Вакуумметр, Рв, кгс/см2	Манометр, Рм, кгс/см2	Подача, Q, л/с	Термометр, t, оС	Ваттметра, N, кВт	Частота вращения, n , об/мин
1	2	3	4	5	6	7

2.4 Обработка данных

1. Определяют вакуумметрическую высоту всасывания в точке присоединения вакуумметра. Все значения, получаемые при обработке данных заносят в таблицу 2.2.

, м

где - показания вакуумметра, кгс/см²

2. Напор насоса определяют по формуле:

(1)

где - показания манометра;

z - расстояние по вертикали между точками замера вакуумметрического и манометрического давления;

и - скорости во всасывающей и нагнетательной трубе, определяемые по формуле:

,

здесь - внутренний диаметр трубы, м;

Q - расход, м³/с.

Так как разность скоростных напоров невелика, то ею можно пренебречь, тогда формула (1) примет следующий вид:

, м (2)

3. Мощность насосной установки бывает потребляемая и полезная. Потребляемую мощность определяют при помощи ваттметра, а полезную по формуле:

(3)

а для воды . (4)

4. Коэффициент полезного действия показывает долю энергии, отданной жидкости насосом, по отношению к полученной, т.е.

Таблица 2.2 Результаты обработки опытных данных

Номер опыта	Нвак, м	Нм, м	Н, м	Q, л/с	N, кВт	КПД,
1	2	3	4	5	6	7



5. По значениям Q, H, N, строят график (рис.2.5.)

Рис.2.5 График результатов кавитационных испытаний

На графике получают первую и вторую критическую высоту всасывания. Первый критический режим характеризуется небольшой кавитацией и постепенным падением напора, мощности на валу, расхода и КПД. Режим при котором произойдет резкое уменьшение напора, мощности, подачи, КПД (срыв работы насоса), называется вторым критическим кавитационным режимом.

6. Если превысить допустимую вакуумметрическую высоту всасывания или максимальную геометрическую высоту всасывания насоса, то это может повлечь за собой разрыв сплошности потока или по меньшей мере вызвать кавитацию, а также сильное снижение мощности. Поэтому при работе насоса необходимо следить за тем, чтобы не была превышена допустимая высота всасывания (кавитационный запас).

Максимальная высота всасывания сильно зависит от температуры перекачиваемой жидкости, от потерь на трение и изгибы трубопровода, а также от скорости (диаметра) во всасывающем трубопроводе.

Повышение температуры перекачиваемой жидкости уменьшает высоту всасывания, поскольку с увеличением температуры увеличивается давление парообразования.

Чтобы сократить потери на трение и изгибы со стороны всасывающего трубопровода, его надо делать коротким и широким, без лишних вставных элементов. Забитая приемная сетка и трудно открывающийся клапан сильно увеличивают потери энергии. В связи с тем, что потери на трение и скоростной напор зависят от скорости во всасывающем трубопроводе, в лопастных насосах диаметр всасывающего патрубка по сравнению с диаметром напорного, как правило, больше. Если нельзя обойтись без излишне длинного подающего трубопровода, то нужно увеличить его номинальный внутренний диаметр по сравнению с диаметром всасывающего патрубка.

6.1. Кавитационный запас представляет собой превышение удельной энергии потока жидкости перед входом в насос на удельной энергией потока жидкости, соответствующей давлению насыщенного пара (иногда этот параметр называют избыточным напором всасывания):

,

где - абсолютное давление разрежения во всасывающей полости насоса (давление на входе в насос);

- давление парообразования (табл. 2.3.);

- скоростной напор во всасывающем патрубке.

Таблица 2.3 Значения в зависимости от температуры перекачиваемой жидкости

t, оС
0	-	0,06
5	0,589	0,09
10	1,177	0,12
20	2,354	0,24
30	-	0,43
40	7,354	0,75
50	-	1,25
60	19,914	2,02
70	-	3,17
80	47,382	4,82
90	-	7,14
100	-	10,33

6.2. По формуле Руднева:

,

где А - коэффициент запаса, А=1,1…1,5;

n - частота вращения рабочего колеса, мин^-1;

Q - подача насоса, м³/с;

с_к - постоянная, которая зависит от коэффициента быстроходности n_s:

.

:

Список использованной литературы

1. Антифрикционные покрытия (подготовка поверхности) / ЗАО "АТФ". [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.atf.ru/articles/category960/6897.html.

2. ГОСТ 6134-2007. Насосы динамические. Методы испытаний. - Введ. 2008-01-06. - М. : Стандартинформ, 2008 - 100с.

3. Зимницкий, В.А. Лопастные насосы. Справочник / В.А. Зимницкий, А.В. Каплун, А.Н. Папир, В.А. Умов и др. - Л. : Машиностроение, 1986. - 334с.

4. Инструкция по эксплуатации и каталог продукции West System. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.my-kater.ru/data/files/west-system.pdf .

5. Киселев, Г.Ф. Техническое обслуживание и ремонт насосных установок / Г.Ф. Киселев, С.Д. Рязанов. - М.: Химия, 1985. - 87с.

6. Консольный насос К45-30 / ООО «Валдайский насосный завод» . [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.vmz-nasos.ru/k45_30.html.

7. Консольный насос К45-30 / ООО "ВентЭл". [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.lufter.ru/index.php?productID=6458.

8. Кузнецов, В.А. Ремонт крупных осевых и центробежных насосов. Справочник / В.Л. Кузнецов, И.В. Кузнецов, Р.А. Очилов. - М.: Энергоатомиздат, 1996. - 240с.

9. Насосные станции: методические указания / [под ред. Д.М.Лейко]. - Горки: Изд-во БГСА, 2009. - 44с.

10. Павлов, В.Г. Гидравлика: методические указания к лабораторным работам / В.Г. Павлов, В.Г. Удовин. - Оренбург: ГОУ ОГУ, 2004. - 68с.

11. Ривкин, С.Л. Термодинамические свойства воды и водяного пара / С.Л. Ривкин, А.А. Александров. - М.: Энергия, 1975 - 80с.

12. Росляков, Е.М. Насосы. Вентиляторы. Кондиционеры. Справочник / Е.М. Росляков, Н.В. Коченков, И.В. Золотухин и др. - СПб. : Политехника, 2006 - 822с.

13. Центровка соосности валов / ООО «Электродвигатель-НК» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://el-dvigatel.ru/centrovka.

14. Эстеркин, Р.И. Эксплуатация, ремонт, наладка и испытания теплотехнического оборудования : [учебник для техникумов]/ Р.И.Эстеркин. - [3-е изд.,перераб. и доп.] - СПб. : Энергоатомиздат, 1991. - 304с.

Размещено на Allbest.ru

...