Ремонт центробежного насоса марки ТКА 63/80 установки ПЭС цеха №18 ОАО Салаватнефтеоргсинтез

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Центробежные насосы получили большое распространение для перекачки различных жидкостей во всех отраслях народного хозяйства. Они имеют простую конструкцию и удобны в эксплуатации. Наиболее широкое применение центробежные насосы получили в химической промышленности, благодаря тому, что по сравнению с другими типами насосов имеют ряд преимуществ. Рассмотрим преимущества центробежного насоса на примере сравнения его с поршневым:

Равномерность подачи в противоположность циклическому движению жидкости у поршневого насоса.

Широкие пределы регулирования работы насоса при относительно высоком КПД.

Возможность непосредственного соединения насосов с современными быстроходными двигателями (электродвигателями, паровыми и газовыми турбинами) с любым числом оборотов.

Уменьшенные габариты и вес насоса, компактность насосного агрегата и следовательно малые производственные площади и капитальные затраты.

Возможность полной автоматизации режима работы насосного агрегата, станции и дистанционного управления.

Простота и надежность в эксплуатации.

Эти ценные преимущества центробежных насосов стали решающим фактором, определившим быстрое распространение их в промышленности.Целью курсового проекта является разработка вопросов ремонта, монтажа и эксплуатации центробежного насоса типа ТКА 63/80

1. Конструкторско-технологическая часть

1.1 Технологическое назначение машины

Насос центробежный нефтяной ТКА 63/80 предназначен для перекачивания балансового избытка жидкости (тяжелые ароматические углеводороды) из куба колонны в следующую колонну для дальнейшей переработки на установке.

ПЭС цеха № 18 завода НПЗ «Салаватнефтеоргсинтез».

Работа насоса в технологической схеме заключается в следующем: сырье подается в колонну насосом центробежного типа через теплообменник, где нагревается за счет отводимого из колонны остатка. Легкая част сырья (дистиллят) выводится с верха колонны вместе с газом. Пары дистиллята охлаждаются и конденсируются в конденсаторе воздушного охлаждения и водяном холодильнике, поступают в сепаратор, где отделяются газообразные углеводороды. Газы выводятся из сепаратора в общую линию, дистиллят забирают насосом и направляют частично на верх колонны в качестве орошения, а балансовое количество либо в резервуарный парк, либо на дальнейшую переработку.

Тяжелая часть сырья (остаток) выводится с низа колонны через кипятильник подогреваемый водным паром.

Часть остатка испаряется в виде горячих паров возвращается в колонну для поддерживания необходимой температуры низа колонны. Балансовая часть остатка забирается из кипятильника насосом и откачивается через сырьевой теплообменник на дальнейшую переработку или в парк.

1.2 Описание конструкции насоса

Нефтяной центробежный насос ТКА 63/80 состоит из следующих основных деталей и узлов: 1 - муфта упругая втулочно-пальцевая; 2 - корпус подшипника; 3 - шарикоподшипник радиально-упорный; 4 - кольцо уплотняющее; 5 - роликоподшипник радиальный; 6 - вал; 7 - торцовое уплотнение; 8 - холодильник; 9 - крышка; 10 - корпус; 11 - рабочее колесо; 12 - прокладка уплотняющая.

1.3 Материальное исполнение

Таблица 1.1

Материальное исполнение

№ П/П	Наименование основных деталей насоса	Марка материала
1	Корпус насоса	Сталь 25Л-1 ГОСТ 977-75
2	Колесо рабочее	Сталь 25Л-1 ГОСТ 977-75
3	Корпус торцового уплотнения	Сталь 25Л-1 ГОСТ 977-75
4	Вал	Сталь 40Х ГОСТ 4543-71

2. Расчет машины

2.1 Расчет вала ротора центробежного насоса [5]

2.1.1 Задача расчета

Задачей расчет является определение приведенного напряжения в опасном сечении вала и сравнение его с допустимым, а также определение критической скорости вала и сравнение с рабочей.

2.1.2 Данные для расчета

Мощность на валу 220000 Вт

Материал вала сталь 40Х

Число оборотов вала 1500 об/мин

Масса рабочего колеса m = 6кг = 60 Н

Масса полумуфты m = 9кг = 90 Н

Рисунок 2.1 - Эпюры изгибающих и крутящих моментов

2.1.3 Расчет опорных реакций и крутящих моментов

1 Составляем уравнения равновесия

Ма(Fi) = 0

-Fm • L1 - Rв•L2+Fk• (L2+L3)

Mв(Fi) = 0

-Fm *(L1+L2)+Ra L2 +Fk L3 = 0

Проверка:

Syi = 0-Fm+Ra+Rв-Fk = 0

-90+57,36+92,64-60 = 0

Так сумма проекций всех сил на ось y равна следовательно реакции Ra и Rв определены верно.

Крутящий момент рассчитывается по формуле:

(1)

где N - мощность на валу;

П - число оборотов вала.

Определяем значения изгибающих моментов в характерных сечениях

М = 0

М = Fm • L1 = 90 • 136 = 12240Н•мм

М = 0

М = Fк • L1 = 60 • 340 = 20400 Н•мм

Строим эпюры крутящих и изгибающих моментов (рисунок 2.1).

2.1.4 Расчет вала на прочность

Нормальные и касательные напряжения в сечении 3 рассчитываются по формуле:

(2)

(3)

где Wu - осевой момент сопротивления вала, мм3

(4)

где Wp - полярный момент инерции сечения вала, мм3

(5)

где d - диаметр вала в опасном сечении, d = 70 мм

Эквивалентное отношение определить по следующим формулам:

 (6)

Учитывая, что для круглого сечения Wp = 2Wu

(7)

где Мэкв - эквивалентный момент Н*мм

Мэкв = (8)

Мэкв =

Допустимое напряжение для вала рассчитываем по формуле:

(9)

где в - предел прочности материала вала для стали 40Х в =500МПа

Пmax - максимальный запас прочности вала, Пmax = 1,6 - 2,2 принимаем Пmax =2,2

Условие прочности выполняется

2.1.5 Расчет вала на виброустойчивость

Рисунок 2.2 - конструктивные размеры вала

Для жесткого виброустойчивого вала должно выполняться условие:

(10)

Ступенчатый вал для удобства заменяется эквивалентным ему гладким валом

(11)

где di - диаметр;

i - ступень вала;

L - длина ступени вала в мм

Принимаем dэ = 65 мм

Критическая скорость вала определяется по формуле:

(12)

где Мл - масса единицы длины вала

Рисунок 2.3 - Конструктивные размеры вала

(13)

Е - модуль упругости материала вала. Е = 2 1011.

Р - плотность материала вала кг/м3. Р = 7,8 103.

Принимаем Мл = 26 кг

(14)

- коэффициент определяется по графику = 0,95

рад/сек

Рабочая скорость вала:

( 15)

рад/сек

Проверка виброустойчивости:

Условие виброустойчивости выполняется.

2.2. Расчет корпуса центробежного насоса

2.2.1 Задача расчета

Задачей проверочного расчета является определение отбраковочной толщины стенки корпуса и сравнение ее с действительной толщиной стенки корпуса.

Наибольшее рабочее давление в насосе 4,0 МПа.

Действительная толщина стенки корпуса 16 мм.

Наибольший наружный диаметральный

размер корпуса в месте замера 290 мм

Рабочая температура 100С

Материал корпуса сталь 25л



Рис. 2.4 - Корпус насоса ТКА 63/80

2.2.2 Расчет

При проверочном расчете насоса должно выполняться условие:

d > отбр (16)

где отбр - отбраковочная толщина стенки корпуса, мм;

d - действительная толщина стенки корпуса, мм;

Отбраковочная толщина стенки определяется по формуле:

отбр (17)

где р - наибольшее рабочее давление в насосе, МПа;

D - наибольший наружный диаметр, мм;

пред - предельное напряжение для материала корпуса при tраб = 100С для стали 25Л пред = 107,0МПа

Проверяем условие отбраковки:

d = 16 мм > отбр = 5,52 мм

Толщина стенки корпуса значительно превосходит отбр, следовательно прочность корпуса обеспечена.

2.3 Расчет рабочего колеса

2.3.1 Задачей расчет является определение радиальных и кольцевых напряжений, возникающих в колесе в процессе работы и сравнении их с допускаемыми напряжениями

Наружный радиус диска колеса 136 мм

Радиус центрального отверстия 2,5 мм

Материал диска рабочего колеса 25Л

Рабочая температура 100С

2.4.3 Условия расчета

Рисунок 2.5 Плоский диск с отверстием

При определении напряжений в рабочем колесе центробежного насоса рабочее колесо упрощенно принимается за плоский диск с отверстием в центре.

2.4.4 Расчет

Радиальные напряжения в диске рабочего колеса центробежных сил определяются по формуле:

(18)

где р - текущий радиус, который находится в пределах:

r - радиус центрального отверстия, мм;

R - наружный радиус диска, мм;

g - ускорение свободного падения,

g = 9,8 • 103 мм/с2;

- коэффициент Пусана, для стали j = 7,8•103Н/мм3;

w - рабочая скорость вращения, wр = 157 рад/с

Для р = R

Для р=r

Кольцевые напряжения от действия центробежных сил определяются по формуле:

 (19)

Для р=R

МПа

Для р = r

МПа

Максимальное напряжение возникает при р=r, t2=max.

Предел прочности материала колеса стали 25Л принимается из таблицы при tраб = 100С, в = 107МПа.

Допускаемое напряжение определяется по формуле:

(20)

Должно выполняться условие:

53,5 МПа >7,6 МПа

Условие прочности выполняется.

2.4 Расчет муфты втулочно-пальцевой

2.4.1 Задача расчета

Задачей расчета является проверка прочности пальцев муфты и шпоночного соединения муфты и вала.

Мощность на валу 22•103Вт

Частота вращения вала насоса 1500 об/мин

Количество пальцев муфты 8 шт

Материал муфты и пальцев сталь 45

Материал упругой втулки резина СКГ-30

Рисунок 2.6 - Полумуфта, палец и резиновая втулка - основные размеры



Рисунок 2.7 - Шпонка призматическая

Номинальный момент, передаваемый муфтой, определяется по формуле:

(21)

Расчетный момент определяется по формуле:

Тр = Rр Т (22)

где Rр - коэффициент режима работы, для центробежного насоса Rр - 1,5 - 2,0.

Тр = 2•140 = 280 Н • м = 280 • 103 Н•мм

Проверка резиновых втулок на смятие поверхностей их соприкасания с пальцами, производится по формуле:

(23)

где Ft1 - окружная сила передаваемая одним пальцем Н

dп - диаметр пальца, мм

Lв - длина втулки, мм

(24)

где [см] - напряжение смятия для резины;

[см] - 2,0 МПа;

см - 1,03 МПа < [] = 2МПа.

Условие прочности на смятие выполняется.

Проверка шпонки на смятие производится по формуле:

(25)

где h - высота шпонки, мм;

d1 - диаметр вала, мм;

Т - номинальный момент, Н*мм;

lр - расчетная длина шпанки, мм.

lp - l - в

где l - длина шпонки, мм;

в - ширина шпонки, мм.

lp = 76 - 18 = 58 мм

МПа

[] - допускаемое напряжение смятия, для стали

[см]=100-150МПа.

Условие прочности на смятие выполняется.

3. Монтаж и эксплуатация машины

3.1 Требования к монтажу

1. Место установки насосов должно быть удобным для обслуживания при эксплуатации и ремонте, соответствовать строительным нормам и требованиям по технике безопасности и промышленной санитарии.

2. Установка насосов может производиться как в помещении, так и вне помещения.

3. При установке вне помещения насосное оборудование необходимо защитить от прямого попадания атмосферных осадков и солнечной радиации специальными навесами или легкими съемными кожухами.

4. Фундамент насоса, выполненный согласно проекту, должен быть монолитным, без трещин раковин и пустот.

Бетон для выкладки фундамента должен иметь марку в соответствии с проектом, но не менее 100.

5. Высотную отметку опорной плоскости фундамента выполнить 40-30 мм ниже подошвы фундаментной плиты агрегата для установки подкладок и последующей подливки бетоном.

Размещение на фундаменте

1. Очистить фундамент, а также колодцы для фундаментных болтов от строительного мусора, масла, краски и промыть водой.

2. Уложить подкладки в соответствии с расположением установочных винтов на фундаментной плите.

3. Добиться плотного прилегания подкладок к бетону фундамента.

4. Установить агрегат с заложенными ранее фундаментными болтами на фундаменте.

5. Произвести выверку агрегата согласно проектным привязочным размерам. Допускаемое отклонение в плане относительно установочных осей - 10 мм.

Положение агрегата по высоте регулировать установочными винтами. Допускаемое отклонение от проектного положения не более 10 мм.

Положение в горизонтальной плоскости, поперечном и продольном направлениях проверить при помощи брускового уровня, установленного на контрольную поверхность фундаментной плиты. Допускаемое отклонение не более 0,1 мм на 1 м длины.

6. После выверки положения агрегата произвести бетонирование фундаментных болтов и плиты. Предварительно установочные винты обернуть толем или бумагой либо смазать тонким слоем густой смазки.

Бетон или раствор для подливки должен иметь марку в соответствии с проектом, но не менее 200. Обеспечить проникновение бетона (раствора) под всю подливаемую поверхность с тем, чтобы не осталось пустот и раковин. При этом фундамент должен образовать выступ приблизительно в 25 мм над опорной поверхностью плиты.

7. В течении 30 минут после окончания подливки должна быть проверена положение агрегата. В случае сдвигов агрегата добиться положения, регламентируемого пунктом 5.

8. Окончательная затяжка гаек фундаментных болтов должна осуществляться после достижения бетоном подливки прочности не менее 120кгс/см2, но не ранее чем через 7 суток после подливки. Установочные винты перед затяжкой отворачивают на 2-3 оборота.

3.2 Требования к пуску и остановке

Подготовка к пуску.

1. Закрыть задвижку на выходном трубопроводе.

2. Открыть вентиль на вспомогательных трубопроводах.

3. При подготовке к работе насоса с торцевым уплотнением ДНТ необходимо руководствоваться указаниями по эксплуатации в соответствии с инструкцией предприятия-изготовителя.

4. Порядок установки и подготовка к работе торцового уплотнителя.

1. Отработать на насосе, предназначенном для установки уплотнителя, в начале с применением сальниковых набивок, в течении пускового периода для полной очистки системы от загрязнения.

2. Смазать внутреннюю поверхность вала в месте установки уплотнения графитовой смазкой.

3. Обезжирить и тщательно протереть поверхности клемового кольца и вала насоса в месте их сопряжения во избежание проскальзывания.

4. После окончательной установки подшипников и фиксирования ротора насоса в осевом направлении закрепить уплотнение на торцевой поверхности сальниковой камеры, выдерживая равномерный радиальный зазор между лабиринтной втулкой (корпусом) и гильзой.

5. Закрепить на валу насоса клемовое кольцо затяжкой винта. Усилие затяжки ключом не должно превышать 30 кг.

6. Снять монтажную скобу и поставить ограждение.

7. Установить штуцера, произвести обвязку трубопроводами в соответствии с прилагаемой схемой.

Примечание:

1. Торцевое уплотнение не требует расконсервации.

2. Монтаж и демонтаж уплотнения производить только с установленной монтажной скобой.

3. Для уплотнения типа ДНТ перед заполнением насоса перекачиваемой жидкостью подать воду в холодильник, а для уплотнений ДНТ - уплотняющую жидкость в камеру уплотнения.

8. Заполнить насос перекачиваемой жидкостью.

9. Проверить осевой зазор между канавкой гильзы и корпусом. Величина зазора 3 мм.

10. Повернуть вал насоса несколько раз вручную.

11. Запустить насос при условия утечки через уплотнения.

Указания по эксплуатации торцового уплотнения.

1. Для насосов, установленных вне помещения в зимнее время в качестве охлаждающей жидкости предусматриваются незамерзающие жидкости (керосин, антифриз и др.).

2. Трубопроводы отвода утечки должны соединяться с безнапорной емкостью с соблюдением правил техники безопасности и действующих противопожарных инструкций.

3. В торцевом уплотнении типа ДНТ в камере уплотнения циркулирует нейтральная уплотняющая жидкость масло индустриальное 20, турбинное 22, трансформаторное или другие с вязкостью при 50С 10-30 ссм/2-4, 5Е/ под давлением; на 0,5-1,5 кгс/см2 превышающим давление перекачиваемой жидкости перед уплотнением.

С помощью уплотняющей жидкости создается гидравлический затвор и осуществляется охлаждение трущихся пар.

4. Необходимо периодически удалять накипь из холодильника уплотнения типа ДНТ.

После растворения накипи полость охлаждения необходимо тщательно промыть водой для удаления растворившейся накипи и остатков раствора.

Открыть вентиль на импульсной линии.

Открыть задвижку на входном трубопроводе и заполнить насос перекачиваемой жидкостью.

Пуск

1. Включить электродвигатель: по достижении насосом устойчивого числа оборотов медленно открыть задвижку на выходном трубопроводе до получения параметров предусмотренных технологическим режимом.

Примечания:

1. Пуск насоса, не заполненного жидкостью работа свыше 5 мин, при закрытой задвижке на выходном трубопроводе, а также при подаче насоса менее 10% от оптимальной не допускается.

2. В случаях падения давления в выходном трубопроводе, перегрузки электродвигателя, пропуска продукта через уплотнения вала и в соединениях, а также при появлении нормального шума и вибраций закрыть задвижку на выходном трубопроводе, выключить электродвигатель, выявить и устранить причины неполадок.

Уход во время работы

Во время работы необходимо:

а) следить за показаниями контрольно-измерительных приборов;

б) следить за уровнем масла в масленке, не допуская полного опорожнения баллона;

в) проверять нагрев подшипников, торцового уплотнения, электродвигателя и следить и следить за поступлением достаточного количества охлаждающей жидкости.

г) следить за утечкой через уплотнения;

д) следить за тем, чтобы шум и вибрация не превышали допустимых пределов.

После первых 24 часов работы новых насосов произвести слив масла из корпуса подшипников и залить свежее.

Примечания:

1. Допускается утечка через уплотнения вала: для торцевых уплотнений ДНТ высшей категории качества при давлении в камере уплотнения свыше 15 (1,5) до 25 (2,5) кгс/см2 (МПа) не более 30 см3/ч первой категории качества не более 40 см3/ч.

2. Температура масла в корпусе подшипников не должна превышать 80С, температура подшипников электродвигателя - по инструкции предприятия-изготовителя.

3. Температура уплотнительной затворной жидкости не должна превышать для насосов с потребляемой мощностью 500-200 кВт - 4 мм/с, электродвигателя по инструкции предприятия-изготовителя.

4. Центровку валов насоса и электродвигателя вновь смонтированных агрегатов необходимо проверить через 2-3 часа работы, предварительно подтянув все резьбовые соединения. Повторную проверку, при необходимости произвести через несколько дней работы насоса.

5. При использовании двух насосов (рабочего и резервного) следует:

а) резервный насос держать залитым, а задвижку на входном трубопроводе открытой;

б) время работы за цикл равномерно распределить на оба насоса или обеспечить включение в работу резервного не менее трех раз за межремонтный пробег установки.

6. Допускаемое значение средних уровней звука на расстоянии 1 м от контура агрегата не должны превышать средние уровни звука электродвигателя по ГОСТ 16372-84 более чем на 3 ДБА.

Остановка

При остановке насоса необходимо:

- закрыть задвижку на выходном трубопроводе;

- выключить электродвигатель;

- закрыть задвижку на входном трубопроводе;

- по истечении времени, необходимого для охлаждения насоса до температуры 50…60С, закрыть все вентили в линиях подвода охлаждающей и уплотнительной жидкостей.

Примечание:

При остановке насоса, перекачивающего кристаллизующиеся жидкости, необходимо полностью слить продукт из насоса, прокачать через насос легкий незастывающий нефтепродукт или применить любой другой способ предупреждения застывания продукта или выпадания из него кристаллов.

3.3 Требования безопасности при эксплуатации

3.3.1 Насосы при эксплуатации обладают следующим видом опасности: высокое давление, шум и вибрация

Перекачиваемый насосом продукт может обладать пожаровзрывоопасностью, а также токсичностью.

Электродвигатель и подводящий кабель могут стать источником поражения электрическим током (380, 660 и 6000 В).

Электродвигатель и насос должны быть заземлены. Заземление от статического электричества по ГОСТ 121.018-86 в соответствии с требованиями ГОСТ 12.20070-75 и ГОСТ 21130-75.

3.3.2 При работе насоса давление перекачиваемой жидкости на входе и выходе из него должно быть в пределах, указанных в техническом описании (ТО)

На входном и выходном трубопроводах должны быть установлены манометры и запорная арматура.

Для контроля и аварийного отключения насосного агрегата при повышении температуры масла в корпусе подшипников или повышения температуры нагрева подшипников выше допустимой на месте эксплуатации установить приборы автоматического контроля (места присоединения М27х2 - одно отверстие и М6х1 - 2 отверстия).

Работа насоса без вышеуказанных устройств не допускается.

3.3.3 Для уменьшения шума и вибраций насосный агрегат должен надежно крепиться к фундаменту или к жесткой раме

3.3.4 В период эксплуатации периодически должны проверяться: состояние всех соединений, величина утечки через уплотнения, состояние валов насоса и электродвигателя

3.4 Основные неисправности при эксплуатации и методы их устранения

Таблица 3.1

Характерные неисправности и методы их устранения

№ п/п	Наименование не исправности, внешнее проявление и дополнительные признаки	Вероятная причина	Методы устранения	Примечание
1	Электродвига-тель не включается в работу	Выход из строя предохранителей. Повреждение кабеля или нарушение соединения его с электродвигателем	Привести электрообо-рудование в порядок
2	Насос не подает жидкость	Недостаточное заполнение насоса перекачиваемой жидкостью. Наличие воздуха или газов во всасывающем трубопроводе или корпусе насоса.	Залить насос полностью. Удалить воздух и газы и, и полностью залить насос

3.5 Охрана окружающей среды

В процессе работы насоса возможна утечка нефтепродукта в следующих случаях:

1. Негерметичность фланцевого соединения.

2. Пропуск в торцовом уплотнении.

Для предотвращения возникновения данных неисправностей необходимо соблюдать следующие технические требования:

Для трубопроводов:

1. Всасывающий и опорные трубопроводы должны иметь опоры, исключающие передачу всяких усилий на патрубки насоса, как при монтаже, так и при эксплуатации.

2. При монтаже плоскости прилегания фланцев трубопроводов должны быть параллельны плоскостям прилегания фланцев насоса (допускается непараллельность не более 0,1 мм), а болтовые отверстия должны совпадать.

3. Всасывающий трубопровод должен быть, по возможности, коротким и прямым без местных подъемов и спусков с постоянным уклоном (8-10 мм на 1 мм длины), обеспечивающим свободный выход из него воздуха.

4. Шпильки должны затягиваться крест на крест во избежание отклонения плоскостей прилегания фланцев от параллельности.

Для торцового уплотнения:

1. Смазать внутреннюю поверхность вала в месте установки уплотнения графитовой смазкой.

2. Обезжирить и тщательно протереть поверхности клемового кольца и вала насоса в месте их сопряжения.

3. После окончательной установки подшипников и фиксирования ротора насоса в осевом направлении закрепить уплотнение на торцевой поверхности сальниковой камеры, выдерживая равномерный радиальный зазор между лабиринтной втулкой (корпусом) и гильзой.

4. Закрепить на валу насоса клемовое кольцо затяжкой винта. Усилие затяжки ключом не должно превышать 30 кг.

5. Снять монтажную скобу и поставить ограждение.

6. Установить штуцера, произвести обвязку трубопроводами в соответствии с прилагаемой схемой.

Примечания:

1. Торцовое уплотнение не требует расконсервации.

2. Монтаж и демонтаж уплотнения производить только с установленной монтажной скобой.

7. Для уплотнения типа ДНТ перед заполнением насоса перекачиваемой жидкостью подать воду в холодильник и уплотняющую жидкость в камеру уплотнения.

8. Заполнить насос перекачиваемой жидкостью.

9. Проверить осевой зазор между канавкой гильзы и корпусом, величина зазора 3 мм.

10. Повернуть вал насоса несколько раз вручную.

11. Запустить насос при условии отсутствия утечки через уплотнение.

4. Ремонт машины

4.1 Подготовка машины к ремонту

1. Снять напряжение на линии, питающей электродвигатель.

2. Перед разборкой насос полностью освободить от перекачиваемой жидкости, продуть паром или промыть водой.

3. Разборку и сборку производить на месте эксплуатации насоса или на специализированном стенде в ремонтной мастерской.

4. Категорически запрещается ударять молотком или другими металлическими предметами непосредственно по детали насоса.

5. Частичную разборку и сборку насоса можно производить без отсоединения всасывающего и напорного трубопроводов и без демонтажа электродвигателя.

6. При необходимости перед частичной разборкой установить заглушки на всасывающем и напорном трубопроводах.

7. При разборке насоса необходимо:

а) отсоединить вспомогательные трубопроводы;

в) слить масло из корпуса подшипников и остатки жидкости из насоса;

г) отсоединить и извлечь среднюю часть муфты;

д) вставить монтажную скобу торцового уплотнения и отвернуть болт клемового кольца и гайки крепления уплотнения;

е) снять полумуфту;

ж) отвернуть гайки соединения крышки с корпусом насоса;

з) снять опорную стойку, отсоединив ее от плиты и корпуса подшипников;

и) извлечь из корпуса насоса корпус подшипников в сборе с крышкой насоса и ротором, пользуясь отжимными винтами и подъемно-трансформаторным механизмом;

к) отвернуть муфту крепления колеса, отогнув предварительно усики стопорной шайбы, снять колесо, винтовое и рабочее колеса;

л) отсоединить корпус подшипников от крышки насоса, используя отжимные винты;

м) снять с вала гильзу, торцовое уплотнение;

н) снять крышки подшипников;

о) извлечь вал из корпуса подшипников вместе с радиально-упорными подшипниками и внутренними обоймами роликовых подшипников;

п) отвернуть гайку и снять шайбу, предварительно отогнув усики шайбы;

р) снять подшипники с вала, пользуясь съемником.

4.2 Дефектация и ведомость дефектов

4.4.2 Дефектация вала включает в себя следующие работы:

- проверка осевого разбега и свободного вращения вала;

- осмотр шеек вала, шпоночных канавок;

- проверка вала на биение;

- проверка осевых зазоров;

- осмотр соединений насоса, шеек, шпоночных канавок и резьб, а при необходимости его замены;

- проверка вала на отсутствие трещин цветной и ультразвуковой дефектоскопией и остальных деталей визуально. При наличии трещин вал к эксплуатации не допускается.

Валы, имеющие прогиб по абсолютной величине свыше 0,3 мм или 0,16 мм на 1 м при числе оборотов вала более 500 об/мин, а также валы с прогибом по абсолютной величине, превышающей 0,5 мм или 0,25 мм на 1 м при числе оборотов не менее 500 об/мин, подлежат ремонту.

Валы, имеющие остаточные деформации скручивания и трещины, подлежат выбраковке.

Валы на которых не может быть получена нормальная плотность посадки муфт и зубчатых колес, а также имеющие разбитые шпоночные гнезда, подлежат выбраковке или ремонту.

Задиры, вмятины и неглубокие риски на рабочих шейках валов подлежат устранению.

4.4.3 Дефектация торцового уплотнения включает в себя следующие работы:

- промыть составные части нефтепродуктом с температурой вспышки выше 60С от перекачиваемого насосом нефтепродукта;

- проверить корпус на отсутствие трещин;

- осмотр резьбовых отверстий корпуса;

- внешний осмотр и измерения уплотнительных колец на выявление трещин, сколов и износа поверхности;

- проверка целостности клемового кольца;

- проверка корпуса обоим, гильзы на отсутствие механических повреждений.

При осмотре корпуса уплотнения трещин, раковин, вмятин, царапин, рисок не обнаружено. При исследовании обоим, клемового кольца, пружин, импеллера и гильзы никаких дефектов не выявлено.

Осмотр втулок показал, что одна имеет на поверхности трещину.

По результатам дефектации рассортируем составные части по степени пригодности на две группы: годные без ремонта и подлежащие замене. Клемовое кольцо, пружины, обоймы, корпус, импеллер, гильза ремонту не подлежат и соответственно для дальнейшей работы уплотнения являются пригодными. Исключение составляет графитовое кольцо, которое подлежит обязательной замене.

Рассмотрим случаи отбраковывания некоторых элементов уплотнения:

Для кольца.

Кольцо отбраковывается:

- когда износ по высоте рабочей поверхности (бурта) уплотнительного элемента пары трения превышает допустимое значение более 75 %;

- если неплоскостность рабочей поверхности элемента пары трения торцовых уплотнений составляет более 0,0009 мм;

- если на поверхности имеются риски, раковины, трещины, сколы;

4.2.3 Дефектация подшипника качения

Подшипники качения подлежат замене в случаях:

1 Появление бороздчатой выработки, отслаивания или раковин усталостного выкрашивания на шариках, роликах или беговых дорожках колец.

2 Появление трещин на кольцах.

3 Повреждение сепаратора или бортов колец.

4 Увеличение радиального зазора вследствие износа;

5 Ослабление посадки в гнезде на валу.

Радиально-упорные и конические подшипники также подлежат замене в случаях, когда при регулировке осевого разбега не удается получить нормальную величину разбега при сохранении легкости вращения.

Величина нормального осевого разбега для радиально-упорных и конических подшипников принимается в зависимости от диаметра и серии по техническому требованию.

ремонт дефектация центробежный насос

4.4.3 Дефектация ротора, рабочего колеса насоса

Дефектация ротора, рабочего колеса насоса включает в себя следующие работы:

- замер посадочных поверхностей рабочего колеса, уплотнительных колец и диафрагмы;

- статическая и динамическая балансировка ротора;

- проверка ротора на биение, проточка уплотнительных колец, рабочих колес;

- проверка плотности посадки деталей ротора обстукиванием;

- проверка зазоров;

- проверка состояния рабочего колеса, проверка на трещины цветной дефектоскопией, при необходимости его заменой.

4.3 Технология устранения дефектов

4.3.1 Технология правки вала

Правку вала термическим способом произвести в следующей технологической последовательности:

1. Установить вал в центр токарного станка и проверить биение в шести, восьми сечениях по длине. Измерение биения произвести индикатором часового типа, установленного на штативе. Измерение произвести в четырех взаимно-перпендикулярных плоскостях. Построить эпюру прогибов в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

2. Установить вал выпуклой стороной вверх. Участок вала в месте максимального изгиба, обложить, смоченным в воде листовым асбестом 10-12 мм и предварительно вырубить окошко по схеме (рисунок 4.1). Асбест на валу закрепить проволокой. Под вал установить индикатор.

3. Нагрев произвести в течении 2-3 мин и после охлаждения проверить действие этих нагревов индикатором. По полученным данным установить режим дальнейшего нагрева. Режим нагрева выбирается в зависимости от его диаметра и величины прогиба.

4. Вал из углеродистой стали нагревать до температуры не более 500С, а из легированной не более 600С. Пламя горелки установить почти вплотную к поверхности вала, передвигая его со скоростью не менее 0,5 м/с. Для Предупреждения закалки после нагрева окно в асбесте закрыть на 10-15 минут листом асбеста. После полного охлаждения вал проверить индикатором, и при необходимости повторить процесс правки.

5. После окончательной правки места вала, подвергшегося нагреву, отжечь при температуре 500-600С для ликвидации остаточных напряжений, вращая вал с частотой 15-20 об мин.

6. После отжига из-за остаточных внутренних напряжений прогиб вала частично может возвратиться, поэтому при последнем нагреве производится перегиб вала в сторону противоположную прогибу на 0,05-0,07 мм, который при отжиге обычно исчезает или остается в допустимых пределах.

Контроль температуры вала производят термопарой, термощупом, цветными карандашами по цветам побежалости.

При прогибе вала между рабочими колесами необходимо снимать их с вала на расстояние не менее 100 мм от места нагрева, защищаяоставшиеся детали от нагрева слегка увлажняя асбестовыми листами.

1 - токарный станок; 2 - асбестовый лист с прямоугольным окошком; 3 - вал; 4 - индикатор.

Рисунок 4.1 - Схема правки вала термическим способом.

4.3.2 Технологическая последовательность замены дефектного подшипника качения на новый

1 Снять дефектный подшипник с помощью приспособления, показанного на рисунке 4.2.

2 Промыть новый подшипник качения в бензине, с добавлением 6-8 % минерального масла.

3 Проверить состояние посадочного места на валу и в корпусе, при обнаружении большего, чем необходимо, зазора посадочное место исправляют металлизацией или хромированием.

1 - съемное устройство; 2 - вал; 3 - подшипник.

Рисунок 4.2 - Демонтаж подшипников качения съемниками

Нагреть подшипник качения в масляной ванне до температуры 330-370 К, в течении 15-20 мин, как показано на рисунке 4.3.

1 - подшипники; 2 ванна; 3 - корпус

Рисунок 4.3 - Подготовка подшипников качения к монтаже нагревом

Передавать усилия для напрессовки подшипника через одно из колец или через оба одновременно без перекоса их, относительно посадочных поверхностей.

Следить за тем, чтобы подшипник качения был вплотную доведен до торца заплечника вала.

Проверить прилегание подшипника к заплечнику вала щупом до 0,03 мм.

6 Проверить радиальный зазор путем замера радиального смещения колец. Проконтролировать вращение подшипника от руки, он должен вращаться легко и плавно.

4.3.3 Технология подготовки кольца торцового уплотнения к монтажу

Процесс проверки кольца на непроницаемость.

Проверку на непроницаемость колец проводят с помощью приспособления (рисунок 4.5). Высота ванны при опрессовке газом должна быть не менее двух диаметров фланца 3.

Непроницаемыми считаются кольца, не пропускающие рабочую жидкость под давлением в 1,2 раза большим чем рабочее.

При проверке необходимо снять пузырьки газа с поверхности контролируемого кольца кисточкой или тампоном. В случае опрессовки жидкостью протереть кольцо насухо. При появлении на стенках пузырьков газа или капель жидкости кольца считаются непригодными.

Давление газа до максимального повышается равномерно в течении не менее 15 сек.

Неконтролируемое кольцо должно находиться под давлением не менее 5 минут.



1 - кран; 2 - монометр; 3 - фланец верхний; 4 - фланец нижний; 5 - прокладка резиновая; 6 - испытуемое кольцо

Рисунок 4.5 - Приспособление для проверки колец торцовых уплотнений на непроницаемость

Окончательная обработка (доводка) рабочей поверхности элемента пары трения, закрепленного в обойме методом запрессовки или вклеивания, производится после закрепления и проверки мест соединения на непроницаемость.

Доводку элементов пар трения производят на притирочных станках.

Плоскостность рабочей поверхности элемента пары трения рекомендуется контролировать плоскопараллельными стеклянными пластинами по интерференции света.

Перед контролем стеклянные и рабочие поверхности уплотнительных колец необходимо обезжирить спиртом и протереть насухо. Пластинку накладывают на рабочую поверхность, добиваясь такого контакта, при котором было бы наименьшее число интерференционных полос. Отклонение от плоскости определяют путем подсчета полос одинаковых по цвету при кольцевом их расположении.

Интерференционные полосы считают отступая на 0,5 мм от края контролируемой поверхности. Одна интерференционная полоса при дневном свете свидетельствует об отклонении от плоскости на 0,0003 мм, т.е. на рабочей поверхности не должно быть более трех концентрических колец.

Кольца пригодные для работы

Кольца, не пригодные для работы

Рисунок 4.6 - Расположение интерференционных полос на кольцах торцевых уплотнений

После осуществления всех методов контроля, отбракованное кольцо меняют на новое.

По окончании сборки торцового уплотнения проводят его испытание.

4.3.4 Технологический процесс статической балансировки на роликах

1 Технологический процесс устранения явного дисбаланса.

1.1 Проверить качество опорных шеек балансируемой детали. Допускается овальность и конусность шеек балансируемой детали не более 0,01 мм. Допустимое биение посадочных диаметров вала относительно опорных шеек не более 0,015 мм.

1.2 Установить балансировочный станок и выверить его по уровню. Отклонение его по горизонтали не должно превышать 0,02 мм на 1 метр длины.

1.3 Уложить ротор на ролики станка и несколько раз, свободно поворачивая, дать ему занять устойчивое положение. Отметить на рабочем колесе нижнюю (тяжелую) точку.

1.4 Перекатить ротор в положение, при котором найденная «тяжелая» точка расположена на горизонтальной оси (рисунок 4.7) в диаметрально расположенной к центру тяжести точки «А» «легкое место», прикрепить, прикрепить дополнительный груз «Р1» такой величины, чтобы деталь оказалась недоуравновешенной на такую величину, чтобы когда ротор отступит, то он должен повернуться «тяжелым местом» вниз на угол = 10-15.

Рисунок 2.1 - Схема статической балансировки ротора с определением явно дисбаланса

1.5 Ротор перекатить так, чтобы точка «А» (легкое место) совпала с горизонтальной осью, и к этой точке прикрепляют такой груз «Р2», чтобы ротор оказался неуравновешенным и при отпуске повернулся «тяжелым местом» вверх на угол = 10-15 (рисунок 4.7, б).

1.6 Взвесить грузы «Р1» и «Р2» и определит груз уравновешивающего груза «PR»;

1.7 Устранить дисбаланс снятием металла на внешнем ободе рабочего колеса с противоположной стороны установки грузов «Р1» и «Р2».

1.8 Деталь повернуть несколько раз на произвольный угол и убедиться, что она занимает безразличное положение в состоянии покоя.

2 Технологический процесс статической балансировки с определением скрытого дисбаланса.

2.1 Окружность балансируемой детали (рабочего колеса) разделить на 6 или 8 равных частей, и выбранные точки пронумеровать (рисунок 4.8).

Рисунок 4.8 - Схема статической балансировки ротора с определением скрытого дисбаланса

2.2 Установить ротор на ролика так, чтобы точка 5 была на горизонтальной линии. В точке, лежащей на соответствующем луче на расстоянии «r», от оси вращения, подвесит небольшие грузики, постепенно увеличивая их суммарный вес до тех пор, пока ротор выйдет из условия равновесия и начнет постепенно поворачиваться на роликах на угол 10-15. Снять с детали груз и взвесить его.

2.3 Перекатить деталь на 1/6 или 1/8 окружности, повторяя операцию подбора груза для каждого из нанесенных делений, подвешивая грузики все время с одной стороны.

2.4 Массу грузиков выводящих деталь из состояния покоя, регистрировать в таблице и изобразить в виде графика. Точки, в которых определены Pmax и Pmin, должны располагаться диаметрально противоположно.

Таблица 4.1

Номер точки	1	2	3	4	5	6
Масса груза	35	45	35	25	16	25

По данным этой таблицы в каком-то выбранном масштабе строим график. График должен представлять собой синусоиду.

Чтобы проверить получилась синусоида или нет, пользуются правилом: если сумма цифр по концам диаметров примерно одинакова, то синусоида получится. В нашем примере:

диаметр 1-4 35+25 = 61

диаметр 2-5 45+16 = 61

диаметр 3-6 35+25 = 60

т.е. синусоида получилась.

Если синусоида не получилась, значит при измерениях допущена ошибка.

По графику определяется максимальный и минимальный грузы трогания, по которым подсчитывают поправочный груз, устраняющий влияние трения и инерции.



График для определения груза Р2, уравновешивающего скрытый дисбаланс ротора.

2.5 Определение массы уравновешивающего груза:

Дисбаланс

;

Уравновешивающий груз «Рур» закрепить на колесе со стороны «Pmax» (точка 2), после чего делают окончательную проверку правильности балансировки.

2.6 Устранить дисбаланс снятием металла с наружной периферийной поверхности полотна основного или покрывного дисков абразивным кругом в секторе не более 180 с последующей полировкой до чистоты R0 2,5 ().

Глубина съема металла не должна превышать 0,3 мм для колес диаметром до 550 мм и более 0,5 для колес диаметром более 550 мм.

Если при поворотах деталь занимает безразличное положение в состоянии покоя, она считается статически уравновешенной.

4.3.5 Центровка осей вала центробежного насоса и электродвигателя по полумуфтам

1 Методы центровки валов

Существуют следующие методы центровки валов:

а) по линейке (скобе) и щупу;

1,2 - роторы; 3,4 - полумуфты; 5 - линейка клинового сечения

Рисунок 4.9 - Схема центровки валов по полумуфтам

1 - муфта электродвигателя; 2 - муфта насоса

Рисунок 4.10 - Схема центрирования валов с помощью центровочных стрел



Рисунок 4.11 - Схема центровки вала с помощью индикаторов

Радиальный зазор «б», характеризует перекос осей центрируемых валов.

2 Технологический процесс центровки валов по полумуфтам произвести в следующей технологической последовательности:

Рисунок 4.12 - Схемы измерений по полумуфтам

1) Проверить путем вращения, что валы центрируемых машин вращаются в подшипниках свободно, шейки валов чисты и не имеют повреждений.

2) Проверить торцовое и радиальное биение полумуфт индикатором. При жестких полумуфтах допускается торцовое биение не более 0,02 мм, радиальное 0,04 мм, при упругих полумуфтах соответственно допускается биение 0,04 и 0,06 мм. Если биение муфты больше допустимого, то рекомендуется проточить полумуфту по наружному диаметру и торцу на токарном станке.

3 Произвести предварительную проверку соосности валов с помощью линейки и щупа по полумуфтам. Зазоры оси «б» замеряют щупом при повороте полумуфт через каждые 90 (рис. 1.1).

4 Установить полумуфту по маркам, определяющим их рабочее положение и приспособление для центровки с индикатором.

5 Произвести проверку правильности и жесткости установки приспособления. Для этого стрелки индикатора установить в нулевое положение и полумуфты повернуть на 360. При этом величины зазоров не должны выходить за пределы измерения индикаторных головок, а стрелки должны возвратиться в первоначальное положение.

6 Произвести измерение в следующей последовательности. Стрелки индикаторов для измерения радиального и осевого зазора установить в положение «О». Роторы повернуть в направлении рабочего вращения на 90 и записать результаты в круговую диаграмму. Затем измерения произвести при повороте роторов на 180, 270 и 360 по отношению к первоначальному.

Последний замер является контрольным. На схеме отметить направление, в котором ориентируются при выполнении замеров, например, «смотреть от привода». Это нужно для определения направления движения роторов в случае расцентровки.

7 Определить по полученным значениям взаимное положение роторов, то ест определяются величины параллельного смещения С1 и С2 и перекоса П1 и П2 осей центрируемых валов.

8 Устранить расцентровку валов, если полученные значения расцентровки выходят за пределы допуска. Для обеспечения центровки валов (рисунок 1.4) необходимо смещать подшипники «А» и «Б» присоединяемой машины; передвигая их по горизонтали или перемещая в вертикальной плоскости посредством добавления или убавления прокладок.

4.4 Испытание машины после ремонта

При испытании насосов определяется их характеристика и проверяется соответствие насосов техническим требованиям, отвечающим их назначению в эксплуатацию.

Перед таким испытанием насос подвергают обкатке для приработки трущихся деталей. В процессе обкатки проверяются температура подшипников и сальников, герметичность уплотнений, качество сборки насоса и его соединения с электродвигателем. Обкаточные испытания должны проводиться на расчетном режиме работы насоса.

При испытании насоса должна устанавливаться зависимость напора Н, потребляемой мощности N и к.п.д. от его подачи Q в диапазоне подач, перекрывающим рабочую зону насоса. Испытания должны проводиться при разных подачах.

При работе на каждой подаче неоднократно должны определяться одновременно подача, напор (дифференциальный, т.е. совместимый собственно с насосом), число оборотов, потребляемая мощность и к.п.д. насоса.

Наибольшая подача должна устанавливаться по техническим условиям, наименьшая подача для центробежных насосов равна нулю при закрытой задвижке. Испытания проводятся при постоянном числе оборотов и желательно на той жидкости для которой предназначен насос.

По данным испытания насоса должен быть построен график, представляющий рабочую характеристику.

Для испытания центробежных насосов нужны простейшие стенды с открытым или закрытым резервуаром для питания насоса водой, при этом желательно иметь стенд с замкнутой циркуляцией воды.

4.5 Техника безопасности при ремонте

4.5.1 При остановке насоса на длительный срок или для производства ремонта на трубопроводе установить заглушки

4.5.2 При остановке насоса для производства каких-либо работ, электродвигатель должен быть отключен от питающей сети, при этом должны быть приняты меры, исключающие возможность его включения.

4.5.3 Заглушки устанавливает технологический персонал.

4.5.4 Проверяют исправность заземления.

4.5.5 Производить работу исправными инструментами.

4.5.6 При себе иметь противогаз.

4.5.7 Допускаются к ремонту только по наряду допуску.

4.5.8 Делают анализ П.Д.К.

4.5.9 Инструмент должен быть сделан из материала, который при соударении исключал возможность возникновения искр.

4.5.10 Вывесить на пусковое устройство плакат «Не включать! работают люди». Снять этот плакат может только тот работник, который его вывесил.

5. Литература:

1. Рахмилевич З.З. Насосы в химической промышленности: Справ. изд. - Химия, 1990. - 240 с.

2. Шейндлит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие для техникумов. - М.: Высш. шк., 1991. - 432 с.: ил.

3. В.И. Елин, К.Н. Солдатов, С.М. Соколовский. Насосы и компрессоры.

4. Бобровский С.А., Соколовский С.М. Гидравлика, насосы и компрессоры. М., изд-во «Недра», 1972 296 стр.

5. Елисеев Б.М. Расчет деталей центробежных насосов - М.; Машиностроение 1975 - 206 с.

6. Михайлов А.К. Малюшенко В.В. лопастные насосы: Теория, расчет и конструирование - М., Машиностроение 1977 - 287 с.

7. УО 38.12.018-94 Общие технические условия по ремонту центробежных насосов

Размещено на http://www.allbest.ru/