ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Эрозия деталей насосов из "Гидроэрозия металлов Изд2 " Наибольшему эрозионному износу подвергаются детали насосов, предназначенных для транспортировки взвешенных веществ. Такие насосы получили в народном хозяйстве широкое распространение. Их применяют в гидротехническом и транспортном строительстве, сельском хозяйстве, металлургической, горнорудной, угольной, химической, пищевой, бумажной, деревообрабатывающей промышленности и в ряде других отраслей. [c.18] Несмотря на широкое применение этих гидромашин в народном хозяйстве, стоимость транспортировки единицы объема гидроабразивных веществ еще довольно высока. Это объясняется главным образом тем, что рабочие органы насосов изготовляют из материалов низкой эрозионной стойкости, вследствие чего детали насосов быстро разрушаются и выходят из строя. Ремонт и замена деталей вызывают простой оборудования и требуют больших затрат на материалы, монтаж и обслуживание. [c.18] Гидроэрозии подвергаются проточная часть колеса и отвода, наружные поверхности дисков колес, примыкающие к ним поверхности крышек или корпуса и щелевые уплотнения, расположенные на всасывающей стороне насоса. [c.18] Некоторые детали проточной части насосов, изготовленные из углеродистой стали (сталь 35), разрушаются и выходят из строя после одного года эксплуатации. Например, насосные станции оросительных систем обычно работают в течение летнего сезона в зимнее время их ремонтируют. [c.18] Детали насосов, перекачивающих абразивные жидкости, в результате эрозионного износа выходят из строя после нескольких месяцев эксплуатации. Применение некоторых коррозионно-стойких сталей для изготовления деталей проточной части насосов несколько увеличивает срок их службы однако эрозионный износ деталей все еще остается значительным. [c.18] ЯВЛЯЮТСЯ ТОЛЬКО ОДНИМ ИЗ путей увеличения срока службы деталей этих машин. В данном случае наибольший эффект достигают рациональным выбором конструкционного материала или применением эффективного способа упрочнения рабочей поверхности детали. Характер разрушения металла деталей насосов и гидротурбин аналогичен. [c.19] На рис. 6 показан характер разрушения деталей проточной части насоса, работающего в условиях перекачки загрязненной песком или илом воды. Отдельные участки поверхности некоторых деталей (рис. 6, а) имеют борозды по направлению движения потока, что свидетельствует о действии абразивного фактора. Вся рабочая поверхность этой детали имеет вид размытого водой металла. На других деталях проточной части насоса в отдельных местах имеются кавитационные раковины глубиной до 5 мм (рис. 6, б), свидетельствуюп ие о наличии явления кавитации. Для деталей насосов и других подобного типа гидромашин наиболее характерно разрушение металла вследствие абразивного действия движущихся в потоке твердых частиц. Однако при больших скоростях сама жидкость оказывает на металл сильное разрушающее действие из-за возникновения в потоке кавитации. [c.19] Насосы, перекачивающие кислые и щелочные химические среды, а также пищевые среды, содержащие твердые частицы, работают в еще более тяжелых условиях контактного нагружения. Детали проточной части этих машин изготовляют из коррозионно-стойких материалов. Однако срок их службы в этих агрессивных условиях колеблется от одного года до двух лет. [c.19] Наблюдения за работой насосов показывают, что при наличии в высокоагрессивных средах (кислотных и щелочных) абразивных примесей разрушение металла усиливается в основном за счет действия механического фактора, так как в этих условиях практически выдерживают контактную нагрузку только высокопрочные материалы, обладающие одновременно и достаточной коррозионной стойкостью. [c.20] Среди машин, детали которых подвергаются гидроэрозии, следует указать дизельные двигатели. Разрушению подвергается охлаждаемая поверхность гильз и рубашки блока цилиндров [14, 53]. Как показывает практика эксплуатации судовых дизельных двигателей, чугунные гильзы разрушаются со стороны охлаждаемой поверхности значительно раньше, чем со стороны ее внутренней части. Так, сопротивление износу внутренней поверхности чугунной гильзы может обеспечить работу двигателя в течение 10 ООО—14 ООО ч, тогда как со стороны охлаждаемой поверхности гильза подвергается гидроэрозионному износу через 5000—6000 ч. Степень гидроэрозии гильзы зависит от многих факторов свойств материала, температуры, скорости движения охлаждающей жидкости, уровня вибрации гильзы, вида ее термической и механической обработки, стойкости поверхностного покрытия и т. д. В данном случае интенсивность разрушения в основном определяется вибрационной нагрузкой. Известны случаи, когда при одновременном сочетании ряда неблагоприятных факторов обнаруживали сквозное разрушение гильзы через 200—800 ч работы двигателя [78]. [c.20] Относительно низкая стойкость чугунных гильз обусловлена особенностью структуры серого чугуна, а также условиями работы и охлаждения гильзы цилиндра. Кавитационная эрозия охлаждаемой водой поверхности чугунной гильзы начинается на участках, расположенных против окон перепуска охлаждающей воды из одного отсека рубашки в другой. Уменьшение площади сечения потока в этих местах приводит к резкому увеличению скорости движения воды и, следовательно, резкому снижению давления. Это приводит к образованию в потоке кавитационных пузырей. При входе охлаждающей воды в отсек рубашки, т. е. в область с повышенным давлением, образовавшиеся пузыри сокращаются на охлаждаемой поверхности гильзы. Быстрое сокращение кавитационных пузырей сопровождается гидравлическими ударами, вызывающими разрушение металла на поверхности гильзы. [c.20] На многих дизельных двигателях цилиндровые втулки (гильзы) изготовляют из легированной стали 38Х2МЮА. Охлаждаемую поверхность втулки азотируют для заш,иты от коррозии и эрозии. [c.21] Примечание. Установленный моторесурс двигателя 7500 ч. [c.22] На рис. 8 показан характер разрушения охлаждаемой поверхности втулки, проработавшей 6500 ч. Глубина отдельных раковин этой втулки приближалась к катастрофическим размерам и могла вызвать аварию при дальнейшей эксплуатации двигателя. [c.22] Внутренняя поверхность обследованных цилиндровых втулок не имела заметных признаков износа и могла обеспечить дальнейшую работу двигателя в течение многих часов. [c.23] Вызывают большой- интерес конструктивные особенности некоторых типов дизельных двигателей (например, 12ЧН18/20), у которых цилиндровые втулки почти не имеют кавитационных разрушений или последние появляются при более длительном сроке службы. По-видимому, конструктивные решения в этом случае могут играть значительную роль. Перспективными мероприятиями, эффективно повышаюш,ими кавитационную стойкость гильз и втулок, могут быть диффузионное покрытие их охлаждаемой поверхности или газопорошковая наплавка высокопрочными материалами, обеспечивающими достаточное сопротивление гидроэрозии. [c.23] Проблема защиты от кавитационного разрушения дизельных гильз исключительно актуальна. Исследования, проводимые в этом направлении, пока не дали результатов. [c.23] Гидроэрозии подвергаются не только детали гидромашин, но и самые различные машины и механизмы, детали гидропрессов, холодильных машин, криогенных аппаратов и особенно машин химической и пищевой промышленности. Это объясняется внедрением высокопроизводительной техники и применением в механизмах больших скоростей. [c.23] Подобное разрушение рамовых подшипников было обнаружено и на других судах ледокольного типа финской постройки, на которых установлены главные двигатели (немецкой фирмы), возбуждающие высокочастотные вибрации. Борьба с таким разрушением рамовых подшипников оказалась настолько сложной, что фирма, поставляющая двигатели, оказалась не в состоянии дать обнадеживающие рекомендации. [c.24] Нередки случаи кавитационного повреждения деталей топливной аппаратуры. Чаще всего такому разрушению подвергаются плунжеры топливных насосов и иглы форсунок. Разрушения подобного вида обнаружены также в трубопроводах, трубках холодильников и других деталях проточной части различных машин. Причинами кавитационных разрунтений металла являются не только изменение давления в потоке жидкости, но и сильная вибрация, вызванная форсированным режимом работы двигателей или машин. [c.24] Вернуться к основной статье