Устройство центробежных насосов: виды поломок и ремонт. Ремонт насосов теплотехнического оборудования

Сегодня практически каждый третий загородный участок оснащается индивидуальной системой водоснабжения. Источниками в этом случае становятся либо скважина, либо простой колодец. Но помимо обнаружения водоносного пласта и обустройства источника необходимо подобрать и установить качественную помпу, которая будет бесперебойно качать и транспортировать воду по трубам коммуникации. К сожалению, не всегда техника работает надёжно. Случаются и сбои в работе насосного оборудования. В этом случае приходится проводить ремонт центробежных насосов так же, как и ремонт других видов агрегатов.

В нашем материале мы поговорим о возможных неисправностях именно центробежных агрегатов, причинах поломок и способах устранения технических сбоев оборудования.

Важно: устройство и принцип работы агрегата центробежного типа достаточно просты, чтобы самостоятельно осуществить ремонт такого оборудования. Но если предстоит капитальная починка насоса, то лучше отдать агрегат в руки профессионалов. В этом случае требуется наличие специальных навыков и инструментов.

Все центробежные помпы по способу монтажа можно поделить на два вида:

Погружные устройства . Монтируются непосредственно в перерабатываемую среду и работают исключительно в ней. При этом охлаждение рабочего узла присходит при помощи воды, которую насос перекачивает. У такого центробежного агрегата достаточно высокая производительность при минимальном уровне рабочего шума. Погружные агрегаты при своих скромных параметрах имеют высокие рабочие характеристики. Так, центробежное оборудование погружного типа способно работать на глубине от 12 до 40 метров. При этом уровень напора может достигать также 40 метров. Часто погружные центробежные насосы оснащаются несколькими рабочими колесами, расположенными одно за другим. Такой агрегат называют многоступенчатым.
Поверхностные помпы центробежного типа . Этот вид оборудования работает исключительно на поверхности. Является более габаритным собратом своего погружного предшественника. При этом производительная мощность устройства поверхностного типа несколько отличается от погружного. При своих мощных габаритах поверхностный агрегат способен забирать воду с глубины от 8 до 12 метров. Да и с уровнем шума работающего устройства возникают сложности. Насос издаёт резкий шум, что требует обустройства специального кессона. Поверхностные помпы чаще всего являются одноступенчатыми (то есть имеют одно рабочее колесо в корпусе). Такая конструкция существенно облегчает проведение самостоятельного ремонта помпы.

Помимо погружных и поверхностных центробежных агрегатов существуют и такие виды насосов:

Оборудование с мокрым ротором;
Устройства с сухим ротором.

В первом случае смазывание частей рабочего узла помпы происходит за счёт воды, которую оборудование перекачивает. Такие насосы имеют меньшую мощность за счёт необходимости контакта частей агрегата с водой.

Механизмы с сухим ротором отличаются повышенной мощностью. В таких устройствах двигатель и ротор располагаются в отдельной камере. Помпы с сухим ротором работают в более шумном режиме, в отличие от механизмов с мокрым ротором.

Устройство центробежного насоса

Для того чтобы понимать, как проводить ремонт центробежных насосов, необходимо иметь представление об устройстве агрегата и принципе его работы. Только в этом случае вам удастся справиться с ремонтом насосного оборудования самостоятельно.

Итак, стоит знать, что центробежный агрегат имеет вытянутый в длину корпус, который вмещает в себя входной и выходной патрубки, ротор, двигатель, нагнетатели и рабочее колесо с лопастями. При этом диаметр корпуса погружного механизма может равняться всего 100 мм, что еще больше упрощает проведение ремонтных работ.

Лопасти изогнуты на рабочем колесе в противоположную от вращения колеса сторону. Таким образом, удаётся максимально увеличить центробежную силу внутри рабочей камеры агрегата.

Как работает центробежная помпа?

Под воздействием той же центробежной силы происходит перепад давления в резервуаре, и вода выталкивается в выходное отверстие помпы.

Здесь же, после того как порция воды покидает рабочую камеру агрегата происходит резкое снижение давления, что провоцирует подкачку следующих порций воды. Таким образом, происходит постоянная перекачка и транспортировка чистой жидкости на поверхность и далее по трубопроводу.

Важно: такой принцип работы одинаков как для устройства погружного типа, так и для поверхностного агрегата.

Несколько правил эксплуатации центробежных насосов

Оба вида центробежного оборудования требуют осознанного подхода к их эксплуатации. А именно, соблюдения нескольких важных правил, которые позволят продлить жизнь вашему агрегату.

Самое важное, что нужно запомнить и соблюдать неукоснительно - центробежный насос должен запускаться только при наличии воды в его камере. Запуск всухую способен вывести из строя помпу в самое ближайшее время. И если с погружным агрегатом все ясно (он все время находится в рабочей среде), то поверхностный механизм можно спасти путём заливки воды в его рабочую камеру перед запуском и установкой обратного клапана на водоприёмную трубу. Для погружного насоса важно наличие поплавкового выключателя, который сработает в случае падения уровня воды в источнике.
Кроме того, ни одни центробежный насос не любит наличия примесей в воде в виде песка, глины или другого мелкого мусора. Поэтому для поверхностного устройства важно наличие качественного сетчатого фильтра на конце водоприёмной трубы. А для погружной помпы важно качественно оборудовать донный фильтр скважины или колодца. Либо не устанавливать центробежный насос в колодец/скважину с песчаным дном или дном-плывуном. Для таких источников лучше подобрать насос вибрационный или винтовой.
И не забудьте регулярно проводить профилактический осмотр своего насосного оборудования. Особенно это касается погружного агрегата, который требуется хотя бы два раза в год поднимать и прослушивать в рабочем режиме на наличие посторонних шумов в камере.
Важно покупать и устанавливать насос центробежного типа, рассчитанный на дебет именно вашего источника. Если же производительность агрегата будет выше, чем дебит скважины/колодца, то есть риск работы помпы всухую. В этом случае положение могут спасти специальные рабочие колеса, которые будут регулировать давление в камере на выходе для стабильного поступления воды в саму помпу и в систему водоснабжения.
Если вы эксплуатируете центробежный насос не постоянно, а периодически, то необходимо включать помпу хотя бы раз в месяц на 15 минут, чтобы избежать окисления всех рабочих элементов помпы.
Стоит также внимательно относиться к объему воды, который способен перекачивать центробежный агрегат в пределах своих технических характеристик. Если рекомендуемая и фактическая мощности не будут совпадать, то есть риск вывести насос из строя. Помните, что агрегат, предназначенный для переработки 3м3/час и при этом транспортирующий воду в объеме 2 или 4 м3/час, будет сильно изнашивать свои рабочие узлы.

Важно: необходимо строго следить за температурой перекачиваемой воды. Случается, что по незнанию, пользователь может прогнать через насос слишком горячую воду. Это естественно, приводит к поломке оборудования.

Типы поломок, причины и способы ремонта центробежных насосов

Итак, вы соблюдали все правила эксплуатации насосного оборудования, а помпа все равно вышла из строя и работает с перебоями, либо не работает вообще. В этом случае разбираемся подробно с каждой конкретной ситуацией.

Агрегат гудит, но воду не качает

Одной из основных причин такого происшествия может стать окисления вала в двигателе устройства. Ремонтировать оборудование будем таким образом:

Отключаем агрегат от сети электроснабжения и полностью удаляем жидкость (воду) из рабочей камеры и водоприёмной трубы, стыкующейся с помпой.
Раскручиваем крепежи, которые фиксируют корпус и сам двигатель.
Теперь аккуратно снимаем двигатель с ротором и проверяем на наличие окислений. Если таковые имеются, аккуратно все зачищаем, смазываем и устанавливаем на место в обратном порядке. Собираем корпус и подключаем трубы к насосу.

Еще одной причиной такого сбоя может стать попадание инородного предмета или мусора в рабочий вал. В этом случае необходимо разобрать корпус устройства, предварительно слив с него воду, и удалить посторонний предмет. Так же необходимо проверить герметичность входного патрубка и качество фильтра на нём.

Кроме того причиной нерабочего состояния вала может стать отсутствие электропитания в кабеле. В этом случае нужно при помощи специального тестера проверить наличие нужного напряжения на всех участках электрокабеля и на рабочих клеммах насоса. В случае выявления неисправности необходимо устранить неполадки методом замены кабеля или клемм.

Если насос начинает работать и вскоре останавливается

Причина - возможное образование отложений между ротором и статором. В этом случае нужно разобрать корпус насоса и хорошо очистить устройство от лишних отложений.

Высокий уровень шума насоса при включении

Причина - возможное присутствие воздуха в водоприёмных трубах. Необходимо срочно избавиться от него, иначе агрегат в самом скором времени сгорит. Центробежные насосы не терпят наличия воздуха в системе.

Еще одна причина такого явления с примесью сильной вибрации - недостаточный дебит воды в источнике. В результате помпа пытается подкачать воду, которая поступает слишком медленно. В этом случае либо сменить модель оборудования на менее мощную, либо проверить состояние скважины/колодца, и выяснить причины медленного поступления воды в них.

Если агрегат сильно вибрирует

В этом случае частой причиной поломки становится износ рабочего подшипника, который задаёт темп и качество вращения рабочего узла с лопастями. Чтобы устранить проблему, необходимо разобрать корпус насоса и сменить подшипник.

Таким образом, мы разобрали самые частые неисправности, случающиеся с насосным оборудованием центробежного типа. При грамотном подходе, при наличии необходимого инструмента, а также определённых навыков, вы точно сможете справиться с ремонтом центробежного насосного оборудования. В противном случае (если у вас есть хоть малейшее сомнение в своих способностях) лучше отдайте насос на ремонт в специализированную мастерскую. Таким образом, вы получите не только качественно выполненную работу, но еще и гарантию на её проведение.

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.).

Ремонт насосного оборудования должен носить профилактический, предупредительный характер и может выполняться на месте эксплуатации или в цехе ремонтного предприятия. Различают текущий, средний и капитальный ремонты насосов.

Текущий ремонт насосов проводится на месте их установки. Средний и капитальный ремонты могут осуществляться на месте установки насоса с выполнением ремонта отдельных сборочных единиц в цехе ремонтного предприятия. Самым прогрессивным методом капитального ремонта в настоящее время является централизованный ремонт, с применением демонтажа насосов и заменой их заранее отремонтированными.

Перед остановом насоса на планово-предупредительный капитальный ремонт в зависимости от типа и назначения насоса проводятся испытания для определения: высоты всасывания; давления при номинальной подаче; вибрации опор; внешних утечек; давления жидкости в разгрузочной полости; температуры подшипников; параметров работы электродвигателя.

При выполнении капитального ремонта разборка (демонтаж) наружных корпусов питательных и конденсатных насосов, корпусных частей осевых и вертикальных насосов производится при невозможности их ремонта на месте эксплуатации или при замене.

В процессе демонтажа центробежного лопастного насоса производятся следующие обязательные проверки:

Несоосности валов насоса и электродвигателя, измеряемой по ободу и торцам полумуфт в четырех точках;

Осевого разбега ротора у насосов с упорным подшипником скольжения или автоматическим устройством уравновешивания осевых сил, действующих на ротор;

Зазоров по дистанционным болтам, продольным и поперечным шпонкам, фиксирующим насос на фундаментной плите.

Проверка несоосности валов, насоса и электродвигателя выполняется по скобам и щупу (см. п. 3.1.7). Необходимо также проверить тепловой зазор между торцами полумуфт и маркировку их взаимного положения.

Зазоры между дистанционными болтами и корпусом насоса, а также в шпоночных соединениях устанавливаются для возможности тепловых перемещений и сохранения центровки при работе насоса. На рис. 3.27 показаны места измерений и значения тепловых зазоров питательного насоса.

Рис. 3.27. Места измерений тепловых зазоров питательного насоса:

а – вид спереди; б – передние лапы; в – задние лапы; г – зазоры удистанционных болтов и у шпонок;

1 – корпус насоса; 2 – постамент; 3 – траверса; 4 – вертикальная шпонка

Осевой разбег ротора любого насоса секционного типа измеряется до удаления разгрузочной пяты (рабочий разбег) и после него (полный разбег).

Например, при разборке насоса секционного типа (рис. 3.28) для измерения рабочего разбега ротора вскрывают подшипник со стороны выходного патрубка и устанавливают индикатор. Индикатор часового типа устанавливают с упором конца измерителя в торец вала, после чего ротор насоса сдвигают до отказа сначала в одну, а затем в другую сторону.

Рис. 3.28. Насос секционного типа:

1 – всасывающий патрубок, 2 – секция; 3 – разгрузочная пята, 4 – разгрузочный диск; 5 – кронштейн подшипника, 6 – защитная втулка вала;

7 – напорный патрубок, 8 – стяжная шпилька

На валу по торцевой крышке другого подшипника наносят риски, соответствующие рабочему положению ротора. После выполнения этого измерения снимают крышки и верхние вкладыши подшипников, вынимают набивку сальников, снимают полумуфту и кронштейн подшипника (вал насоса подпирают временной опорой). Вслед за этим снимают защитную втулку вала и разгрузочный диск. Защитную втулку на резьбе отворачивают специальным ключом, при гладкой посадке втулку стягивают приспособлением, приведенным на рис. 3.29, а .Упорный диск снимают приспособлением, изображенным на рис. 3.29, б .После удаления разгрузочной пяты 3 (см. рис. 3.28) измеряют полный разбег ротора. Для этого разгрузочный диск надевают на вал, зажимают втулкой вала и смещают поочередно до отказа в сторону выходного и входного патрубков. После замера общего разбега ротора насоса снимают стяжные шпильки 8 ,напорный патрубок 7 ,рабочее колесо и корпус выходной секции и вновь измеряют осевой разбег ротора. Эту операцию повторяют до тех пор, пока не будут снятые все рабочие колеса и секции корпуса. Снятие рабочих колес выполняют приспособлением, приведенным на рис. 3.29, а .

Рис. 3.29. Приспособления для снятия деталей с вала насоса:

а – для снятия рабочих колес и защитных втулок; б – для снятия разгрузочного диска;

1 – рабочее колесо; 2 – кольцо; 3 – захваты; 4 – шпильки; 5 – фланец;

6 – разгрузочный диск.

При разборке насоса проверяют правильность расположения рабочего колеса по отношению к направляющему аппарату, замеряют радиальные и осевые зазоры в уплотнениях рабочих колес. Зазор между рабочими колесами и уплотнительными кольцами определяют как полуразность диаметров рабочих колес в месте уплотнения и внутренних диаметров уплотнительных колец. Измерения производят по двум взаимно перпендикулярным диаметрам. Диаметр кольца замеряют микрометрическим нутромером (штихмасом), a диаметр места уплотнения рабочего колеса - микрометрической скобой. Зазоры должны соответствовать данным, указанным вчертежах. Значения радиальных зазоров в уплотнениях рабочих колес зависят от размера насоса и температуры рабочей среды и обычно находятся в пределах 0,2-0,5 мм на каждую сторону. Осевые зазоры между уплотнительными кольцами и колесами насоса должны быть больше осевого разбега ротора насоса на 1,0-1,5 мм для обеспечения свободных тепловых расширений ротора относительно корпуса. Определение плотности посадки рабочего колеса на вал производят измерением диаметров ступицы и вала. Измерение выполняют в двух сечениях по длине по двум диаметрально противоположным направлениям.

Разность диаметров ступицы и вала даст значение натяга или зазора при посадке рабочего колеса на вал. Это значение должно соответствовать данным технических условий или указаниям чертежа конкретного насоса.

При разборке насосов необходимо проверять, а при необходимости наносить метки взаимного расположения сопрягаемых деталей для последующей сборки. При отсутствии меток их наносят на поверхности, не являющиеся посадочными, уплотняющими или стыковыми, без нарушения защитных покрытий.

Разборку неподвижных сопрягаемых деталей производят на прессах с помощью специальных приспособлений или предусмотренных конструкцией специальных устройств (отжимных болтов, шпилек и т. п.). При разборке сопряженных частей допускается нагрев охватывающей сопрягаемой составной части соединения без местных пережогов равномерно от периферии к центру разбираемого соединения. Температура предварительного нагрева должна быть около 100– 130°С. Подшипники качения снимаются без предварительного подогрева с приложением усилия к кольцу, имеющему неподвижную посадку.

Разборку фланцевых и стыковых соединений выполняют специальными приспособлениями и устройствами (домкратами, отжимными болтами и т. п.). Разборка стыкующихся поверхностей расклиниванием (зубилами или отвертками) не допускается.

Разборка лопастного осевого вертикального насоса начинается со слива масла из ванны верхнего подшипника электродвигателя. Разбирают и удаляют маслоохладитель, рассоединяют валы насоса и электродвигателя, затем демонтируют ступицы пяты и сегменты подпятника. После удаления роторной части проверяют центровку корпусных деталей насоса. Для этого опускают струну с грузом в центре агрегата, используя для этой цели калиброванную проволоку без сгибов и узлов диаметром 0,3– 0,5 мм. Вертикальную струну центрируют по закладному кольцу с точностью 0,1– 0,2 мм. Для учета эллипсности расточек корпусных деталей до подвеса струны измеряют штихмасом диаметры всех расточек в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Проверку центрирования корпусных деталей насоса выполняют измерением расстояний от поверхностей их расточек до струны в двух взаимоперпендикулярных направлениях. При необходимости передвигают корпусные детали насоса, увеличивают отверстия во фланцах и перешлифовывают фланцы.

В процессе разборки насоса проверяют идентичность углов установки лопастей рабочего колеса. Разница углов установки лопастей не должна быть более 30". Проверяют зазоры между валом и вкладышем верхнего и несущего подшипников, а также степень касания расточкой вкладыша шейки вала. Диаметральный зазор в подшипниках должен быть 0,3– 0,4 мм.

При измерении зазоров подшипник соединяют на валу и, поворачивая его, измеряют снизу в четырех положениях диаметральный зазор по всей длине вкладыша. Если зазоры в подшипнике больше чем на 20 % отличаются от проектных, устанавливают прокладки под планки или заменяют вкладыш (при большом износе).

Корпусные детали проточной части насоса подвергают проверке с целью выявления их кавитационно-коррозионного и абразивного износа. На валах обычно обнаруживают дефекты в виде изменения формы центрирующего выступа полумуфты, который должен плотно входить в заточку сопрягаемого вала. Если изменение диаметра составляет около 0,1– 0,2 мм, то сопряжение восстанавливают ударами в торец выточки с последующей проточкой вала на станке. При больших зазорах посадочное сопряжение восстанавливают наплавкой буртика или выточки с последующей проточкой. Если обнаружено повышенное торцевое биение фланцев вала, его исправляют на станке. В таких случаях рекомендуется одновременная проточка шеек вала и центрирующих буртиков или впадин.

Наиболее частыми дефектами рабочих колес являются кавитационно-коррозионный и абразивный износы. Кроме проверки рабочего колеса с целью выявления поверхностных разрушений и трещин проверяют жесткость посадки лопасти насоса во втулке. Рабочие колеса не должны иметь люфтов в механизме разворота лопастей. Не допускаются протечки масла в уплотнениях цапф лопастей колес и по прокладке между втулкой и обтекателем. Зазор между камерой и лопастью колеса должен быть 0,001 D K (D K – диаметр камеры).

В поворотно-лопастных осевых насосах камера сферическая, поэтому после наварки торцов лопастей в случае их с работки торцы обрабатываются на карусельном станке. Для этой цели лопасти после наварки свертывают, прихватывая каждую лопасть к соседней. Поверхность лопасти после наплавки шлифуют заподлицо со старым металлом, профиль проверяют по шаблону. В случае наплавки, большого количества металла рабочее колесо балансируют.

При обслуживании и ремонтах насоса особое внимание должно уделяться состоянию уплотнений вала.

Уплотнения вала в местах выхода его на корпуса насоса (рис. 3.30) выполняют две функции: собственно уплотнения и охлаждения. В насосах тепловых электростанций и котельных применяют в основном уплотнения сальникового и щелевого типов.

Причинами быстрого износа сальниковой набивки и как следствие выхода из строя сальниковых уплотнений могут быть:

Применение в качестве набивки материала, не отвечающего режиму работы насоса, что приводит к обугливанию набивки и пропуску воды через сальник;

Некачественное изготовление набивок сальникового уплотнения, заключающееся в плохой заделке замка, недостаточной опрессовке колец, неправильном взаимном расположении стыков колец;

Сильный износ защитных втулок;

Большая вибрация насоса;

Разработка нажимной втулки, фонарного и упорного колец, приводящая к попаданию (и деформированию) колец сальниковой набивки в увеличенный зазор между валом и этими деталями;

Прекращение подачи уплотняющей жидкости на фонарное кольцо или ее нарушение в результате неправильной установки фонарного кольца;

Нарушение или прекращение подачи охлаждающей воды в камеры сальников насосов, работающих на горячей воде.

Рис. 3.30. Уплотнения вала насоса:

а – сальниковое; б – щелевое;

1 – нажимная втулка; 2 – трубка подвода воды; 3 – упорное кольцо; 4 – фонарное кольцо; 5 – сальниковая набивка; 6 – защитная втулка; 7 – разгрузочная пята; 8 – камера подвода холодного конденсата; 9 – камера отвода конденсата в бак низших точек; 10 – камера отвода конденсата в конденсатор; 11 – обойма; 12 – втулка; 13 – вал насоса

Во время работы насоса набивка изнашивается, из нее вымывается графит и отлагаются приносимые водой твердые частицы, что приводит к пропуску воды через сальник и износу защитной втулки вала. Сальниковая набивка через определенный период должна заменяться новой, защитная втулка вала – по мере износа.

При капитальном ремонте набивку сальников производят после окончания всех работ по сборке и центровке насоса, убедившись в свободном вращении ротора от руки.

Для большинства насосов применяется хлопчатобумажная набивка, пропитанная салом, смешанным с графитом. Для насосов, работающих на горячей воде, применяется специальная набивка, пропитанная графитом и армированная медной проволокой.

Толщина набивки выбирается по размеру кольцевого отверстия сальника. Внутренний диаметр колец сальниковой набивки выполняют точно по наружному диаметру защитной втулки вала.

Перед набивкой сальника точно измеряют расстояние от торца нажимной втулки до отверстия, через которое поступает уплотняющая вода, и располагают фонарь так, чтобы его кромка, смещенная в сторону нажимной втулки, захватывала половину диаметра отверстия. Такая установка фонарного кольца обеспечивает соединение его полости с отверстием подвода воды и возможность подтягивания сальника при работе насоса.

В питательных насосах применяют щелевые бессальниковые уплотнения (рис. 3.30, б ).Через радиальный зазор (0,30– 0,35 мм) между обоймой и втулкой горячая питательная вода не может проникать наружу корпуса, поскольку кольцевой зазор между буксой и втулкой заперт холодным конденсатом, поступающим в камеру 8 под давлением несколько большим, чем давление питательной воды в разгрузочной (или всасывающей) камере насоса.

При ремонте щелевых уплотнений промывают подводящий кон-денсатопровод и установленный на нем фильтр. Проверяют щупом радиальные зазоры в уплотнении.

При необходимости выполняют центрирование вала относительно обойм уплотнений перемещением корпусов подшипников и изменением установки их контрольных штифтов.

Сборку насосов производят согласно техническим условиям или руководству по ремонту конкретного насоса. Все детали собирают в сборочные единицы согласно имеющимся меткам.

При сборке сопрягаемых деталей по посадкам с натягом и по скользящей посадке допускается нагрев охватывающей составной части в кипящей воде или в горячем масле.

При запрессовке подшипников качения допускается их нагрев в масле до 80– 90 °С, передача усилий производится через кольцо, сопрягающееся с натягом. При сборке насосов необходимо проверять совпадение осей каналов рабочих колес и отводящих устройств, допустимое несовпадение ±0,5 мм. У секционных насосов проверяют первую ступень, последующие контролируют поочередно по разбегу ротора после установки рабочих колес.

Отсутствие перекосов при сборке секционных насосов с межсекционным уплотнением гибкими прокладками (или резиновыми кольцами) контролируют по размеру между торцами крышек на сторонах входа и выхода насоса. Измерения производят в трех местах со смещением на 120 o . Максимально допустимая разность размеров не должна превышать 0,03 мм.

После окончательной центровки ротора со статором выполняют проверку прилегания разгрузочного диска к пяте автоматического устройства уравновешивания осевой силы, действующей на ротор. Проверку производят по краске, которая должна быть равномерно распределена по всей площади контакта, и занимать не менее 70 % поверхности.

Для секционных насосов с автоматической компенсацией осевой силы, действующей на ротор, проверку осевого перемещения ротора относительно статора проводят до и после установки разгрузочного диска, для остальных насосов – до и после сборки опорного и упорного подшипников. Осевое перемещение ротора при собранном подшипнике должно быть в соответствии с требованиями рабочего чертежа или технических условий на ремонт.

Для насосов, ротор которых установлен на упорных подшипниках качения с регулируемым осевым зазором, осевое перемещение ротора при собранном упорном подшипнике должно быть не более 0,02 мм. Этого добиваются подбором прокладок между кольцами подшипников.

После сборки насоса и присоединения входного и выходного патрубков выполняют центровку насоса с двигателем по полумуфтам. Центровка, при которой в качестве базы всегда принимается насос, осуществляется в два приема. Сначала правильность установки привода выверяют по валу насоса при помощи линейки, которую помещают на образующие полумуфт, затем монтируют скобы и окончательно центрируют по щупу.

Каждый отремонтированный насос должен проходить приемосдаточные испытания с целью проверки его соответствия требованиям технических условий на ремонт или другой нормативно-технической документации.

Вопросы для самоконтроля

1. В чем заключается ремонт зубчатых передач?

2. С какими дефектами подшипники качения подлежат замене?

3. Как выполняется центровка валов?

4. Что проверяют перед выводом в ремонт дымососов и вентиляторов?

5. Как подбирают по массе лопатки перед установкой в ротор центробежного дымососа?

6. Как ремонтируют редуктор шаровой мельницы?

7. Какие детали наиболее подвержены износу в лопастном питателе пыли?

8. Какие ремонтные процедуры выполняют в сепараторах?

4. РЕМОНТ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ

Cтраница 1

Капитальный ремонт насосов выполняется силами БПО или ЦБПО. Ремонт фундамента, стакана вертикального насоса, демонтаж и монтаж насоса производятся выездной бригадой БПО.

Капитальный ремонт насосов должен производиться после каждых двух лет его работы. Этот ремонт обычно производится на ремонтно-механических заводах или в хорошо оснащенных технологическим оборудованием механических мастерских.

Капитальный ремонт насосов, перекачивающих нестабильные бензины, богатые сероводородом, выполняется приблизительно 1 раз в полтора-два года. Для насосов, транспортирующих горячий крекинг-остаток, щелочи и кислоты, этот ремонт производится примерно 1 раз в три года, для остальных насосов - приблизительно 1 раз в четыре года. Принцип учета трудоемкости, необходимой для выполнения капитального ремонта, остается тот же.

Капитальный ремонт насосов (замена валов, сальников, втулок; смена прокладок) проводится один раз в год.

Капитальный ремонт насосов и вентиляторов проводят через 32 тыс. ч эксплуатации. Кроме среднего ремонта производят замену рабочих колес и роторов, вала, более 50 % конструкций кожуха вентилятора, ременного привода и муфтовых соединений.

Капитальный ремонт насоса включает демонтаж и полную разборку насоса, замену и восстановление базовых деталей.

Капитальный ремонт насоса и вентилятора производится в случае полного износа отдельных деталей.

При капитальном ремонте насоса рекомендуется испытывать все цилиндры, а также клапанные и золотниковые коробки гидравлическим давлением Рраб 5 ат, а всасывающую коробку насоса - давлением 3 ати.

При капитальном ремонте насосов выполняются все работы предыдущих ремонтов с полной разборкой насоса и редуктора, для выявления и восстановления всех деталей до нормального их состояния.

После каждого капитального ремонта насоса должно быть проведено его испытание для определения подачи и напора. Результаты испытаний должны быть оформлены актом.

После каждого капитального ремонта насоса должно быть проведено его испытание для определения подачи и напора. Результаты испытании должны быть оформлены актом.

Демонтаж подлежащего капитальному ремонту насоса и монтаж нового или заранее отремонтированного насоса осуществляет персонал ВРБ.

Срок службы до капитального ремонта насосов с рабочими колесами из серого чугуна (Сч 21 - 40) не превышает 500 - 600 часов (КНС 12 6), из стали 20Х13Л - 1500 - 1800 час. Поэтому необходимо полностью исключить применение этих материалов из практики насосостроения для изготовления рабочих колес, уплотнительных колец, крышек, направляющих аппаратов и других деталей. Для перекачки сточных вод необходимо спроектировать и изготовить специальные насосы с проточной частью, выполненной ив коррозионно-арозионностойких материалов, обладающих высокой стойкостью. Как показали лабораторные исследования / 2 /, к таким материалам следует отнести легированные стали аустекитного и мартенситного класса с повышенным содержанием хрома, присадками никеля и молибдена, а также титан.

Из анализа ценообразования на капитальный ремонт насосов следует, что затраты на первый капитальный ремонт составляют в среднем около 60 % первоначальной стоимости техники, на второй ремонт - 85 %, на третий и четвертый ремонты - 100 - 120 % Это объясняется различной степенью износа основных деталей машины в зависимости от срока ее эксплуатации. Признано целесообразным ввести дифференцированные коэффициенты увеличения затрат на ремонт в зависимости от номера ремонта к затратам на первый капитальный (текущий) ремонт.

Выбор оптимального времени проведения капитального ремонта насосов / / Нефтегазовое дело.

В данной статье приведен объем работ по видам ремонта центробежных насосов. Это не позволяет дать единую схему разборки и сборки центробежных 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 подшипников;
промывка и продувка паром трубопроводов системы гидрозащиты;
проверку центровки насоса и качество его крепления на фундаменте.

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 фундамента, наплавка и расточка посадочных мест на корпусе;
для секционных насосов замену отдельных секций;
гидравлическое испытание насоса при избыточном давлении, превышающем рабочее на 0,5 МПа.

Разборка насоса

После снятия полумуфты с применением съемника, поставляемого заводом-изготовителем с насосом, подают ротор в сторону всасывания до упора разгрузочного диска во втулку пяты и помечают на валу положение стрелки указателя осевого сдвига. Только после этого разбирают подшипники и вынимают вкладыши.

На валу насосов с разгрузочным диском имеются три контрольные риски глубиной 0,2 мм, а на корпусе закреплен указатель. Первая риска со стороны всасывания показывает положение 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 специальным 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 разгрузочного 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 аппараты из секций вынимать не рекомендуется во избежание ослабления 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 расположение. Следует также помечать две стороны симметричных деталей. Категорически воспрещается наносить метки по посадочным, уплотняющим и стыковым поверхностям. Узлы и детали, снятые с машин, необходимо протереть насухо и смазать антикоррозионной смазкой. Уплотнительные кольца из резины, меди, паронита и картона, бывшие в употреблении, использованию не подлежат.

При разборке узлов и деталей следует контролировать состояние 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, предъявляемых чертежами завода-изготовителя.

Перед установкой деталей проверяют отсутствие забоин, заусенцев 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 установки.

Это может быть достигнуто либо установкой металлических прокладок толщиной 0,3 мм под пяту, либо подрезкой торца разгрузочного 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 обработке 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 устанавливаемый разгрузочный диск должен быть статически отбалансирован. Если на роторе насоса меняют только диск, чтобы избежать динамическую балансировку всего ротора, а также при отсутствии оборудования для динамической балансировки, вновь устанавливаемый 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 балансировке 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 вкладышей 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. Качество 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 подтягивании сжимаются только наружные кольца и не происходит равномерного распределения усилия затяжки вдоль сальника. После полной сборки насоса следует подать ротор в сторону всасывания до упора разгрузочного диска в пяту и установить указатель осевого 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 всасывания и их передние диски начинают тереться о направляющие аппараты и выходят из строя. Кольцевые выработки стальных колес восстанавливают наплавкой с последующей проточкой на токарном станке. Сильно изношенные диски удаляют механической обработкой и с помощью электрозаклепок приваривают новые.

После этого производится чистовая токарная обработка восстановленной 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, коррозионному и эрозионному износам.

Кавитационные и эрозионные раковины заваривают электросваркой. 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 температуре в течение 2-6 ч и охлаждение до температуры 150° С.

После ремонта рабочее колесо подвергают статической балансировке.

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 поверхности 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. Допустимое 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 термомеханическим 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 уменьшения номинального диаметра на 2-3%. При большом искажении геометрической формы шеек, а также при ослаблении посадки подшипников качения и износе других посадочных мест вал протачивают до выведения износа, а затем наплавляют электросваркой 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, изготовленных 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 производить 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 подшипников более 0,1 мм их также заменяют. Если такая мера недостаточна, то корпуса подшипников растачивают и в него запрессовывают гильзу. Гильзы изготовляют из стали или чугуна и на легкопрессовой посадке на сурике собирают с картером. Для прохода смазки в гильзе на долбежном или строгальном станке делают 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 условиях 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 плоскости 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 разъема следует проточить или профрезеровать. После исправления дефектов корпуса все посадочные места в нем проверяют на расточном или токарном станке и, если нужно, растачивают до указанных 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 заусенцев.

Необходимо, чтобы плоскости разъема колец и подшипников у насосов с горизонтальным разъемом корпуса были притерты и точно совпадали с плоскостью разъема, что проверяют при помощи щупа и специальной линейки. После установки ротора в корпус 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 вызвать перенапряжений в корпусе насоса. После обкатки насос испытывают на стенде с целью получения его комплексной характеристики, т. е. зависимостей напор - подача, потребляемая мощность - подача, КПД - подача при постоянной частоте вращения. Испытания обычно проводят на воде. Комплексная характеристика позволяет оценить качество ремонта насоса.