Анализ износа рабочих колес центробежного насоса ЦНС-180-1422

В процессе эксплуатации насоса происходит износ деталей и узлов насоса. Большинство из них являются пригодными к ремонту и подвергаются реставрированию в процессе капитальных и плановопредупредительных ремонтов. Очень важным является своевременно провести исследование центробежных насосов типа ЦНС 180 и определить возможность дальнейшей эксплуатации, заметить нарушение в работе насоса для того чтобы предотвратить внезапный выход агрегата из строя. Обследованию подвергают центробежные насосы, находящиеся в рабочем состоянии и установленные на месте эксплуатации, а также насосы, демонтированные в связи с перемонтажом или капремонтом.

Центробежный насос ЦНС 180-1422 предназначен для закачивания в пласт воды с температурой до 40°С, имеющий водородный показатель рН-78.5, плотностью 1000-1200 кг/м3, массовой долей механических примесей не более 0.1 %, размерами частиц не более 0.1 мм, микротвердостью не более 1.47 ГПа, а также для перекачивания химически активных (сточных и пластовых вод) сред.

Принцип действия насоса заключается в преобразовании получаемой от привода динамической энергии в потенциальную энергию давления, кинетическую энергию потока перекачиваемой жидкости за счет взаимодействия с жидкостью рабочих колес ротора и направляющих аппаратов статора насоса.

Факторы, которые снижают долговечность насоса: нарушение герметичности стыков деталей, нагревание подшипников насосного агрегата, масляная система не обеспечивает необходимое количество масла.

Одной из главных возникающих неисправностей в процессе эксплуатации ЦНС, является износ и коррозия рабочих колес насоса. Защита от коррозии и износа рабочих поверхностей и посадочных мест деталей проточной части центробежных насосов позволяет существенно уменьшить влияние абразива и агрессивной среды на насос, сократить себестоимость добычи и перекачки, продлить межремонтные циклы оборудования.

Для расчета напряженно деформированного состояния рабочего колеса методом конечных элементов был использован программного комплекса ANSYS. В процессе расчетов учитывалось суммарное воздействие на рабочее колесо центробежных сил, возникающих вследствие вращения колеса и воздействия давления жидкости, полученных по расчетам. Механические свойства рабочего колеса, изготовленного из стали 25Л, задавались в соответствии с модулем упругости в зависимости от температуры потока, коэффициентом Пуассона – 0,3 и плотностью стали – 7850 кг/м3.

Характер повреждений и разрушений рабочих колес по опыту эксплуатации насосов показывает, что трещины возникают на периферии диска и начинаются с области присоединения лопаток к дискам.

Обзор литературных источников показал, что на данный момент существует большое количество усовершенствованных конструкций центробежных насосов. Но все они направлены на повышение рабочих характеристик насосов, например: КПД насоса, снижения вибрации, и т.д.

На основании рассмотренного материала можно сделать вывод о том, что в настоящее время целесообразно проводить исследование данного агрегата. Наибольшее внимание стоит уделить проблеме износа и коррозии рабочих колес, провести исследование и принять некоторые технические решения этой проблемы.