В данной статье приведен объем работ по видам ремонта центробежных насосов. Это не позволяет дать единую схему разборки и сборки цен-тробежных насосов, а также единую схему чередования ревизий, текущих и капитальных ремонтов.
Техническое обслуживание насосов необходимо проводить с переодичностью 700-750 часов работы.
ТО включает в себя следующие работы:
- проверка подшипников и их замена при необходимости (при необходимости их смену или перезаливку);
- чистка и промывку картера;
- замена масла;
- промывка маслопроводов;
- ревизия сальников и защитных гильз (при необходимости их замена);
- проверка муфты и уплотнений крышек подшип-ников;
- промывка и продувка паром трубопроводов системы гидрозащиты;
- проверку центровки насоса и качество его крепления на фун-даменте.
Текущий ремонт насосов проводится через каждые 4300 - 4500 часа работы, и включает следующие операции:
- разборка;
- ревизия;
- проверка ротора на наличие биений в корпусе;
- проверка зазоров в уплотнениях;
- проверка шеек вала на конусность и эллиптичность (при необходимости он протачивается и шлифуется);
- устранение деффектов всех деталей и узлов насоса, замеченных при визуальном осмотре;
- замена подшипников качения;
- проверка состояния корпуса с помощью дефектоскопии.
Капитальный ремонт проводится по мере необходимости (обычно через 25000—26000 ч работы), и включает в себя:
- полный объем ТО и ТР;
- более тщательную ревизию всех узлов и деталей;
- при необходимости замену рабочих колес, валов, уплотнительных колец корпуса, грандбукс, распорных втулок, прижимных втулок сальника;
- снятие корпуса насоса с фун-дамента, наплавка и расточка посадочных мест на корпусе;
- для секци-онных насосов замену отдельных секций;
- гидравлическое испы-тание насоса при избыточном давлении, превышающем рабочее на 0,5 МПа.
Разборка насоса
После снятия полумуфты с применением съемника, поставля-емого заводом-изготовителем с насосом, подают ротор в сторону всасывания до упора разгрузочного диска во втулку пяты и по-мечают на валу положение стрелки указателя осевого сдвига. Только после этого разбирают подшипники и вынимают вкла-дыши.
На валу насосов с разгрузочным диском имеются три контроль-ные риски глубиной 0,2 мм, а на корпусе закреплен указатель. Первая риска со стороны всасывания показывает поло-жение ротора при упоре вала во втулку упорную. Средняя риска показывает, что разгрузочный диск касается подушки пяты. Третья риска — это положение ротора при допустимом износе гидропяты.
Разгрузочный диск гидропяты демонтируют с вала также спе-циальным съемником. Снимать пяту с насоса без необходимости не рекомендуется. В случае ее износа, отвинчивая специальным ключом винты нажимного фланца, снимают фланец, а затем выпрессовывают из корпуса разгрузоч-ного устройства пяту.
Рабочие колеса следует снимать с вала, не допуская заедания, поочередно с секциями, которые выводятся из заточки при помощи отжимных винтов, поставляемых с насосом. Направляющие ап-параты из секций вынимать не рекомендуется во избежание ослаб-ления посадки их в секциях. При необходимости секции следует подогреть и, воспользовавшись отжимными винтами, вынуть направляющий аппарат. При разборке ротора и секций нужно проверить наличие клейм, показывающих последовательность деталей, менять детали местами категорически воспрещается. Перед разборкой деталей необходимо помечать их взаимное рас-положение. Следует также помечать две стороны симметричных деталей. Категорически воспрещается наносить метки по посадоч-ным, уплотняющим и стыковым поверхностям. Узлы и детали, снятые с машин, необходимо протереть насухо и смазать анти-коррозионной смазкой. Уплотнительные кольца из резины, меди, паронита и картона, бывшие в употреблении, использованию не подлежат.
При разборке узлов и деталей следует контролировать состоя-ние посадочных мест и уплотняющих торцов.
Сборка насоса
Перед сборкой необходимо протереть все детали.
При замене деталей запчастями проверяют их соответствие чертежу и при необходимости производят подгонку по месту. При изготовлении запасных частей в ремонтной мастерской не допускается замена материалов и ослабление требований, предъяв-ляемых чертежами завода-изготовителя.
Перед установкой деталей проверяют отсутствие забоин, зау-сенцев и рисок на уплотняющих и посадочных поверхностях. Дефекты устраняют шабрением, шлифовкой или притиркой.
Рабочие колеса и секции собирают на валу, проверяя осевой зазор в каждой ступени. Суммарный осевой разбег ротора должен быть в пределах 6 - 8 мм. Разгрузочное устройство должно быть собрано таким образом, чтобы после установки диска осевой разбег ротора составил половину замеренного до его уста-новки.
Это может быть достигнуто либо установкой металлических прокладок толщиной 0,3 мм под пяту, либо подрезкой торца раз-грузочного диска. Суммарную толщину прокладок, или величину подрезки торца, определяют замерами после пробной установки напорной крышки с пятой и установки разгрузочного диска на вал. С тем, чтобы обеспечить перпендикулярность торца пяты, винты нажимного фланца смазывают антифрикционной смазкой, а затем равномерно затягивают, применяя динамометрические ключи. Момент затяжки обычно оговаривает завод-изготовитель. Неперпендикулярность торца разгрузочного диска при его об-работке не должна превышать 0,02 мм.
Прилегание торца разгрузочного диска к пяте проверяют по краске. Пятно касания должно быть равномерным по окружности и занимать не менее 70% опорной площади. Вновь устанавлива-емый разгрузочный диск должен быть статически отбалансирован. Если на роторе насоса меняют только диск, чтобы избежать дина-мическую балансировку всего ротора, а также при отсутствии оборудования для динамической балансировки, вновь устанавли-ваемый разгрузочный диск статически балансируют с заменяемым. Для этого необходимо изготовить оправку, на которую установить симметрично заменяемый и новый разгрузочный диски.
При этом шпонки дисков должны располагаться под углом 180° друг к другу. Очевидно, дисбаланс при статической балан-сировке следует снимать с вновь устанавливаемого диска.
Если при замене деталей насоса или перезаливке вкладышей оказалась нарушенной центровка ротора относительно статора, необходимо произвести перецентровку корпусов подшипников. Эту операцию осуществляют при снятых верхних половинах вкла-дышей регулировочными винтами, при этом гайки, крепящие корпуса подшипников к концевому уплотнению и входной крышке, следует ослабить так, чтобы 0,03-мм щуп между сопрягаемыми торцами не проходил. При смещении подшипников не допускать изгибы ротора излишним натягом регулировочных винтов. После центровки необходимо заштифтовать корпусы подшипников. Ка-чество центровки проверяют проворачиванием ротора от руки. Без сальниковой набивки он должен легко проворачиваться.
Кольца мягкой набивки сальников следует устанавливать таким образом, чтобы разрезы были смещены на 90° по отношению друг к другу. Первый пуск насоса рекомендуется производить с ослабленной нажимной втулкой, а ее подтяжку осуществлять после достижения полного числа оборотов, доведя утечку до нормы.
После каждого поворота гаек на 1/6 оборота необходима обкатка сальника продолжительностью 1 - 2 мин. При быстром подтяги-вании сжимаются только наружные кольца и не происходит рав-номерного распределения усилия затяжки вдоль сальника. После полной сборки насоса следует подать ротор в сторону всасывания до упора разгрузочного диска в пяту и установить указатель осе-вого положения ротора. Положение ротора должно быть такое же, как перед разборкой, если не заменялись детали гидропяты. При замене деталей гидропяты необходимо установить указатель против средней риски на валу насоса.
Ремонт деталей насоса
Рабочее колесо при неправильной регулировке осевого зазора или вследствие износа пяты центробежные колеса смещаются в сторону всасыва-ния и их передние диски начинают тереться о направляющие ап-параты и выходят из строя. Кольцевые выработки стальных колес восстанавливают наплавкой с последующей проточкой на токарном станке. Сильно изношенные диски удаляют механиче-ской обработкой и с помощью электрозаклепок приваривают новые.
После этого производится чистовая токарная обработка восста-новленной части колеса.
Чугунные колеса заменяют новыми или заплавляют медным электродом с последующей проточкой.
Колеса бывают литые из стали или стальные сварные. Кроме механического износа, колеса подвержены кавитации, коррозион-ному и эрозионному износам.
Кавитационные и эрозионные раковины заваривают электро-сваркой. Обнаруженные трещины рассверливают по концам, их кромки разделывают и заваривают электросваркой. При этом рекомендуются твердосплавные электроды Т590 и Т620.
Дефекты колес, изготовленных из нержавеющих сталей 2X13 или 1Х18Н9Т, устраняют сваркой электродами 0Х18Н9Т, Х18Н12М или Х25Н15. После заварки трещин и глубоких раковин колесо подвергают термической обработке при следующем режиме: нагрев до температуры 600—650° С, выдержка при этой темпера-туре в течение 2—6 ч и охлаждение до температуры 150° С.
После ремонта рабочее колесо подвергают статической балан-сировке.
Как показывает зарубежный опыт, в абразивных средах очень хорошо работают насосы с обрезиненными рабочими органами, применяемыми первоначально для перекачки кислот.
Защитные гильзы вала являются наиболее быстро изнашивающимися деталями центробежных насосов, которые предохраняют его от разрушения в местах соприкосновения с сальниковыми уплотнениями. Защитные гильзы изготавливаются в ремонтном цеху из кузнечных и трубных заготовок, прокатов углеродистых или легированных сталей.
Для повышения износоустойчивости втулок рабочие поверх-ности гильз наплавляют сормайтом или стеллитом. Твердость втулок должна находится в пределах НВ 350-400 для легированных сталей или НВ 260—320 для углеродистых, достигается она путем термообработки.
Для увеличения долговечности гильз на их рабочую поверхность наплавляют твердые сплавы и после этого хромируют. Защитные гильзы требуют высокой точности обработки что бы биения их торцов относительно осей находились в пределах 0,015—0,025 мм. От этого зависит продолжительность и качество работы сальниковых уплотнений. Основные деффекты защитных гильз это наружный износ и кольцевые задиры, которые устраняются на токарном или шлифовальном станке путем обработки наружной поверхности. Величина конусности гильзы должна находиться в пределах 0,1 мм, а эллиптичности или волнистости в пределах 0,03 - 0,04 мм. Толщина наплавленного слоя сормайта или саттелита на гильзы составляет 1,8 - 2 мм, что бы после обработки на шлифовальном станке толщина наплавленного слоя была не менее 0,5 - 0,6 мм.
Вал рабочего колеса проверяют на наличие искривлений, износов шеек и резьб, а так же наличий трещин и поломок.
Если износ посадочных мест, шпоночных канавок и резьб вала ротора незначительный, то вал проверяют на изгиб. Допу-стимое биение шеек вала центробежного насоса под подшипники равно 0,025 мм, биение посадочных мест под защитные гильзы и полумуфты 0,02, а под рабочие колеса — 0,04 мм. Изогнутые валы насоса можно исправить при помощи наклепа или термо-механическим способом. После правки вал можно допустить к сборке в том случае, если его биение не превышает 0,015 мм.
Посадочные места под подшипники скольжения с элипсностью и конусностью менее 0,04 мм рекомендуется шлифовать до умень-шения номинального диаметра на 2—3%. При большом искажении геометрической формы шеек, а также при ослаблении посадки подшипников качения и износе других посадочных мест вал про-тачивают до выведения износа, а затем наплавляют электросвар-кой и подвергают механической обработке.
Изношенные шпоночные канавки заплавляют и фрезеруют новые, резьбы стачивают, наплавляют, а затем после обточки нарезают нормального размера.
При наплавочных работах тип и марку электродов выбирают в зависимости от материала вала ротора. Так, для валов, изготов-ленных из стали 40Х, рекомендуются электроды типа Э55А марки УОНИ-13/55, из стали ЗОХМА — электроды типа ЭП-60 марки ЦЛ-7.
В центробежных насосах применяют как опоры качения, так и опоры скольжения. Ревизию опор качения должны про-изводить через каждые 700—750 ч работы насоса.
Подшипники подлежат замене, если зазор между обоймой и шариком превышает 0,1 мм при его диаметре 50 мм, 0,2 мм - для подшипников ø 50 - 100 мм, 0,3мм - для ø более 100 мм.
При диаметральном зазоре между обоймой и корпусом под-шипников более 0,1 мм их также заменяют. Если такая мера не-достаточна, то корпуса подшипников растачивают и в него запрес-совывают гильзу. Гильзы изготовляют из стали или чугуна и на легкопрессовой посадке на сурике собирают с картером. Для про-хода смазки в гильзе на долбежном или строгальном станке де-лают канавку. Проворачивание гильзы в картере предотвращают креплением ее стопорной шпилькой МЗ или М5.
При ревизии подшипников необходимо тщательно проверить поверхность обойм и шариков на отсутствие повреждений (трещин, выкрашивания, следов ржавчины). При наличии их и появлении цветов побежалости, что указывает на перегрев подшипников, их заменяют.
Вместо оптического метода контроля качества притирки в ус-ловиях ремонтных цехов сопрягаемые поверхности проверяют «на карандаш». Для этого на рабочие торцы деталей торцового уплотнения наносят восемь-двенадцать радиальных рисок. Затем одну из деталей под легким нажимом проворачивают относительно другой на пол-оборота. Детали считаются хорошо притертыми, если риски карандаша вытираются по всей окружности. Торцовые уплотнения, как правило, испытывают непосредственно на насосах.
Корпус насоса проверяется на наличие следующих дефектов: коррозионный износ отдельных мест внутренней поверхности; износ посадочных мест; забоины и риски на пло-скости разъема, местные трещины.
Коррозионный износ устраняется с помощью наплавки металла электросваркой. Риски, забоины и вмятины на плоскостях разъема корпусов насосов устраняют зачисткой шабером или заваркой отдельных мест с последующей зачисткой. При значительном износе привалочных поверхностей или большом числе дефектов плоскости разъ-ема следует проточить или профрезеровать. После исправления дефектов корпуса все посадочные места в нем проверяют на расточ-ном или токарном станке и, если нужно, растачивают до указан-ных в чертеже размеров. Коррозионный износ посадочных мест корпуса восстанавливают аналогично.
Обязательно проверяют соосность гнезд под опоры ротора.
Перед установкой собранного ротора необходимо убедиться что в корпусе насоса нету посторонних предметов, прочистить и промыть керосином его внутренние поверхности. Посадочные места корпуса, колец и подшипников не должны иметь вмятин и за-усенцев.
Необходимо, чтобы плоскости разъема колец и подшипников у насосов с горизонтальным разъемом корпуса были притерты и точно совпадали с плоскостью разъема, что проверяют при по-мощи щупа и специальной линейки. После установки ротора в кор-пус сначала подгоняют вкладыши подшипников скольжения по постелям их корпусов, а затем баббитовую заливку по шейкам вала. Далее контролируют зазоры в проточной части насоса, а так же между ротором и грундбуксой.
При правильной сборке подшипников зазоры на сторону должны быть одинаковыми по двум взаимно перпендикулярным диаметрам. Обязательна также проверка осевого перемещения ротора в корпусе и легкости его вращения. При установке крышек корпуса необходимо строго соблюдать порядок затяжки гаек. Заключительные операции сборки — посадка на вал полумуфты, центрирование насоса с двигателем и окончательное закрепление его на раме. Присоединение к трубопроводам не должно выз-вать перенапряжений в корпусе насоса. После обкатки насос ис-пытывают на стенде с целью получения его комплексной характе-ристики, т. е. зависимостей напор - подача, потребляемая мощ-ность - подача, КПД - подача при постоянной частоте вра-щения. Испытания обычно проводят на воде. Комплексная харак-теристика позволяет оценить качество ремонта насоса.
Система технического обслуживания и ремонта насосного оборудования включает следующие основные виды ремонтных работ: техническое обслуживание; текущий ремонт; капитальный ремонт.
Техническое обслуживание включает комплекс работ по уходу за насосным оборудованием, проведение осмотров, систематическое наблюдение за их исправным состоянием, соблюдением правил эксплуатации и инструкций заводов-изготовителей, устранение мелких неисправностей, контроль и осуществление необходимых мер по эко-номному расходованию всех видов энергоресурсов. Техническое обслуживание производится силами оперативного или оперативно-ремонтного персонала в процессе эксплуатации насосного оборудования. Осмотры являются важнейшей функцией технического обслуживания и фактором, обеспечивающим безаварийную работу насосного оборудования. Как самостоятельная операция осмотры планируются перед текущим и капитальным ремонтами. Во время осмотра 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.
Текущий ремонт - это минимальный по объему 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 роторную часть, измеряют зазоры между валом и вкладышами подшипников насоса и двигателя, лопастями и камерой рабочего колеса 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.
К текущему ремонту также относятся непредвиденные ремонты, вызванные случайными повреждениями, которые не могут быть выполнены в порядке технического обслуживания.
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 испытании по программе и методике, составленным согласно эксплуатационной и ремонтной документации.
После капитального ремонта параметры насоса, размеры сопрягаемых поверхностей должны соответствовать техническим требованиям, предъявляемым к новому оборудованию.
Капитальный ремонт крупных насосов проводят на месте их установки. Ремонт и восстановление изношенных деталей и сборочных
единиц осуществляют на специализированном ремонтном предприятии.
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 Зкг/м 3 . 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.
Заключение
Рассмотрена кавитация в центробежных насосах, условия возникновения. Дано понятие допустимой высоты всасывания и кавитационного запаса. Рассмотрены кавитационные испытания центробежного насоса и построены кавитационные характеристики. Предложены пути улучшения всасывающей способности насосов. Даны основные правила обслуживания насосов.
Объемные насосы
Лекция 8
Введение
Рассматривается принцип действия и виды объемных насосов, применяемых в переработке нефти. Возвратно-поступательные насосы. Классификация. Принцип действия. Подача, графики подач, неравномерность подачи.
Объемные насосы делятся на возвратно-поступательные (поршневые и плунжерные) поворотные (радиально и аксиально поршневые) и роторные насосы (шестеренные, винтовые, пластинчатые насосы и т.д.).