Допустимые вибрации насоса

 

Условная часто-
та вращения
вала насоса,
об/мин....	375—750	750—1000	1000—1500	1500—3000	3000 и
					выше
Вибрация, мм	0,12	0,1	0,08	0,06	0,04

Вибрация насосных агрегатов в основном низко- и средне-частотная гидроаэродинамического происхождения. Уровень вибрации по данным обследования некоторых НПС превышает санитарные нормы в 1—5,9 раза (табл. 29).

При распространении вибрации по конструктивным элемен­там агрегатов, когда собственные частоты вибрации отдельных деталей оказываются близкими и равными частотам основ­ного тока или его гармоник, возникают резонансные колебания_г угрожающие целостности некоторых узлов и деталей, в част­ности радиально-упорного подшипника качения и маслопрово­дов опорных подшипников скольжения. Одно из средств умень­шения вибрации — увеличение потерь на неупругое сопротив­ление, т. е. нанесение на корпус насоса и электродвигателя

Уровень вибра­ции, дБ

Превы­шение нормы

Мощ­ность, кВт

Спектр

Таблица 29

Центробежные насосы

Марка агрегата

Среднечастотнып » Низко- и среднечастот-ный Средне-частотный

1500 1600 2500 2500 4000

92-96 94—99 99-105

1 — 1,7 1,8—2,8 1,9—3,8

14Н-!2::2

16НД-10Х1

20НД-12Х1

98—103 2,4—3 97—101 | 2,5—3,2

Электродвигатель

24НД-14Х1 НМ7000-210

1,3—1.5 Среднечастотный 1,8—2,3

1500 1600 2500 2500 4000

96—99 93—97 99—103 101 — 105 98—102

СТМ1500-2

АЗП-1600/6000

Низкочастотный » Среднечастотный

1,9—3,1 1,8—5,9 1,6—2,7

АТД-2500/АЗП-2000

АЗП-2500/6000

СТД-4000-2

Примечание. Частота вращения 3000 об/мин.

зибропоглощающего покрытия, например мастики ШВИМ-18. Источник низкочастотной механической вибрации агрегатов на фундаменте — сила дисбаланса и величина несоосности валов насоса и двигателя, частота которой кратна частоте вращения валов, деленной на 60. Вибрация, вызванная несоосностью ва­лов, приводит к увеличенным нагрузкам на валы и подшип­ники скольжения, их нагреву и разрушению, расшатыванию ма­шин на фундаменте, срезанию анкерных болтов, а в ряде слу­чаев— к нарушению взрывопроницаемости электродвигателя. На НПС для снижения амплитуд вибрации валов и увеличения нормативного межремонтного периода баббитовых подшипни­ков скольжения до 7000 мото-ч применяют стальные калибро­ванные прокладочные листы, устанавливаемые в разъемах кры­шек подшипников для выбора зазора износа.

Снижение механической вибрации достигается тщательной балансировкой и центровкой валов, своевременной заменой из­носившихся деталей и устранением предельных зазоров в под­шипниках.

Система охлаждения должна обеспечивать температуру под­шипников, не превышающую 60 °С. При чрезмерном нагрева­нии сальника насос следует несколько раз остановить и сразу запустить, чтобы масло просочилось через набивку. Отсутствие масла свидетельствует о том, что сальник набит слишком туго и его следует ослабить. При появлении стука насос останавли­вают для выяснения причины этого явления: проверяют смазку, масляные фильтры. При потере давления в системе, превышаю­щего 0,1 МПа, фильтр очищают.

Нагрев подшипников, прекращение поступления смазки, чрезмерная вибрация или ненормальный шум указывают на неполадки в работе насосного агрегата. Его необходимо не­медленно остановить для устранения обнаруженных неполадок. Для остановки одного из насосных агрегатов закрывают за­движку на нагнетательной линии и вентиль на линии гидрораз­грузки, затем включают двигатель. После охлаждения насоса закрывают все вентили трубопроводов, подводящих масло и воду, краны у манометров. При остановке насоса на длитель­ное время для предотвращения коррозии рабочее колесо, уп­лотняющие кольца, защитные гильзы вала, втулки и все детали, -соприкасающиеся с перекачиваемой жидкостью, следует сма­зывать, а сальниковую набивку вынимать.

При эксплуатации насосных агрегатов возможны разные неполадки, которые могут быть вызваны различными причи­нами. Рассмотрим неисправности насосов и способы их уст­ранения.

1. Насос нельзя запустить:

вал насоса, соединенный зубчатой муфтой с валом электро­двигателя, не проворачивается-—проверить вручную вращение!зала насоса и электродвигателя в отдельности, правильность • сборки зубчатой муфты; если валы отдельно вращаются, та.216

проверить центровку агрегата; проверить работу насоса и провода при их соединении через турбопередачу или редук­тор;

вал насоса, отсоединенный от вала электродвигателя, не проворачивается или туго вращается из-за попадания в насос посторонних предметов, поломки его движущихся частей и сальников, заедания в уплотнительных кольцах — провести осмотр, последовательно устраняя обнаруженные механиче­ские повреждения.

2. Насос пущен, но не подает жидкости или после пуска
подача ее прекращается:

всасывающая способность насоса недостаточна, так как в приемном трубопроводе находится воздух вследствие непол­ного заполнения насоса жидкостью или из-за неплотностей во всасывающем трубопроводе, сальниках — повторить заливку, устранить неплотность;

неправильное вращение вала насоса — обеспечить правиль­ное вращение ротора;

действительная высота всасывания больше допустимой, вследствие несоответствия вязкости, температуры или парци­ального давления паров перекачиваемой жидкости расчетным параметрам установки — обеспечить необходимый подпор.

3. Насос при пуске потребляет большую мощность: ■
открыта задвижка на напорном трубопроводе — закрыть

задвижку на время пуска;

неправильно установлены рабочие колеса — устранить не­правильную сборку;

в уплотнительных кольцах происходит заедание вследствие больших зазоров в подшипниках или в результате смещения ротора — проверить вращение ротора от руки; если ротор вра­щается туго, устранить заедание;

засорена трубка загрузочного устройства — осмотреть и: очистить трубопровод разгрузочного устройства;

в одной из фаз электродвигателя перегорает предохрани­тель— заменить предохранитель.

4. Насос не создает расчетного напора:

понижена частота вращения вала насоса — изменить ча­стоту вращения, проверить двигатель и устранить неисправ­ности;

повреждены или изношены уплотняющие кольца рабочего колеса, входные кромки рабочих лопаток — заменить рабочее колесо и поврежденные детали;

гидравлическое сопротивление нагнетательного трубопро­вода меньше расчетного вследствие разрыва трубопровода, чрезмерного открытия задвижки на нагнетательной или обвод* ной линии — проверить подачу; если она возросла, то закрыть задвижку на обводной линии или прикрыть ее на нагнетатель­ной; устранить разного рода неплотности нагнетательного тру­бопровода;

плотность перекачиваемой жидкости меньше расчетной, по­вышено содержание воздуха или газов в жидкости — проверить плотность жидкости и герметичность всасывающего трубопро­вода, сальников;

во всасывающем трубопроводе или рабочих органах насоса наблюдается кавитация — проверить фактический кавитацион-ный запас удельной энергии; при заниженном значении его устранить возможность появления кавитационного режима.

5. Подача насоса меньше расчетной:

частота вращения меньше номинальной — изменить частоту вращения, проверить двигатель и устранить неисправности;

высота всасывания больше допустимой, вследствие чего на­сос работает в кавитационном режиме — выполнить работы, указанные в п. 2;

образование воронок на всасывающем трубопроводе, не­достаточно глубоко погруженном в жидкость, вследствие чего с жидкостью поступает воздух — установить отсекатель для ликвидации воронки, повысить уровень жидкости над входным отверстием всасывающего трубопровода;

увеличение сопротивлений в напорном трубопроводе, вслед­ствие чего давление нагнетания насоса превышает расчетное — полностью открыть задвижку на нагнетательной линии, прове­рить все задвижки манифольной системы, линейные задвижки, очистить места засорений;

повреждено или засорено рабочее колесо; увеличены за­зоры в уплотнительных кольцах лабиринтного уплотнения вследствие их износа — очистить рабочее колесо, заменить из­ношенные и поврежденные детали;

через неплотности всасывающего трубопровода или саль­ника проникает воздух — проверить герметичность трубопро­вода, протянуть или сменить набивку сальника.

6. Повышенный расход электроэнергии:

подача насоса выше расчетной, напор меньше вследствие открытия задвижки на перепускной линии, разрыва трубопро­вода или чрезмерного открытия задвижки на нагнетательном трубопроводе — закрыть задвижку на перепускной линии, про­верить герметичность трубопроводной системы или прикрыть задвижку на напорном трубопроводе;

поврежден насос (изношены рабочие колеса, уплотнитель-ные кольца, лабиринтные уплотнения) или двигатель — про­верить насос и двигатель, устранить повреждения.

7. Повышенная вибрация и шум насоса:

подшипники смещены вследствие ослабления их крепления; изношены подшипники — проверить укладку вала и зазоры в подшипниках; в случае отклонения довести величину зазоров до допустимой;

ослаблены крепления всасывающего и нагнетательного тру­бопроводов, фундаментных болтов и задвижек — проверить крепление узлов и устранить недостатки; 218

попадание посторонних предметов в проточную часть — прочистить проточную часть;

нарушена уравновешенность насоса или двигателя вследст­вие искривления валов, неправильной их центровки или экс­центричной установки соединительной муфты — проверить цен­тровку валов и муфты, устранить повреждения;

увеличены износ и люфты в обратных клапанах и задвиж­ках на нагнетательном трубопроводе — устранить люфты;

нарушена балансировка ротора в результате засорения ра­бочего колеса — очистить рабочее колесо и отбалансировать, ротор;

насос работает в кавитационном режиме — уменьшить по­дачу путем прикрытия задвижки на нагнетательной линии, гер­метизировать соединения во всасывающем трубопроводе, уве­личить подпор, уменьшить сопротивление на всасывающем тру­бопроводе.

8. Повышенная температура сальников и подшипников:

нагрев сальников вследствие чрезмерной и неравномерной затяжки, малого радиального зазора между нажимной втулкой и валом, установки втулки с перекосом, заедания или перекоса фонаря сальника, недостаточной подачи уплотнительной жид­кости— ослабить затяжку сальников; если это не даст эффек­та, то разобрать и устранить дефекты монтажа, заменить на­бивку; увеличить подачу уплотнительной жидкости;

нагрев подшипников вследствие слабой циркуляции масла в принудительной системе смазки подшипников, отсутствие вращения колец в подшипниках с кольцевой смазкой, утечка масла и загрязнения — проверить давление в системе смазки, работу масляного насоса и устранить дефект; обеспечить гер­метичность масляной ванны и трубопровода, сменить масло;

нагрев подшипников вследствие неправильной их установки (малы зазоры между вкладышем и валом), износа вкладышей, повышенной затяжки опорных колец, малых зазоров между шайбой и кольцами в упорных подшипниках, задира опорного или упорного подшипника или расплавления баббита — про­верить и устранить дефекты; зачистить задир или заменить подшипник.

Поршневые компрессоры. К деталям, где возможно появле­ние наиболее опасных дефектов, относят валы, шатуны, крейц­копфы, штоки, головки цилиндров, пальцы кривошипов, болты и шпильки. Зоны, в которых наблюдается максимальная кон­центрация напряжений, — резьбы, галтели, поверхности сопря­жений, напрессовки, шейки и щеки колончатых валов, шпоноч­ные пазы.

При эксплуатации рамы (станины) и направляющих про­веряют деформацию их элементов. Вертикальные перемещения, превышающие 0,2 мм, являются признаком неработоспособно­сти компрессора. На поверхности рамы выявляют трещины и контролируют их развитие.

219-

Прилегание к фундаменту рамы, а также любой из направ­ляющих, закрепленных на фундаменте, должно быть не менее Г)0 % периметра их общего стыка. Не реже одного раза в год проверяют горизонтальность положения рамы (отклонение плоскости рамы в любом направлении на длине 1 м не должно превышать 2 мм). На поверхностях скольжения направляющих не должно быть рисок, вмятин, забоин глубиной более 0,3 мм. Для коленчатого вала при эксплуатации контролируют тем­пературу его участков, работающих в режиме трения. Она не должна превышать значений, указанных в инструкции по экс­плуатации.

Для шатунных болтов контролируют их затяг, состояние устройства стопорения и поверхности болта. Признаки нерабо­тоспособности болта следующие: наличие трещин на поверх- ' ности, в теле или резьбе болта, коррозии в призонной части болта, срыв или смятие витков резьбы. Суммарная площадь касания должна составлять не менее 50 °/о площади опорного пояса. Пятна касания не должны иметь разрывов, превышаю­щих 25 % длины окружности. При превышении остаточного удлинения болта на 0,2 % от его первоначальной длины болт выбраковывается.

Для крейцкопфа контролируют состояние элементов его соединения со штоком, а также пальца, проверяют зазоры между верхней направляющей и башмаком крейцкопфа. При эксплуатации обращают внимание на состояние внешней по­верхности цилиндра, уплотнение масловодов индикаторных пробок, фланцевых соединений системы водяного охлаждения. Свищи и пропуски газа, воды, масла в корпусе или фланцевых соединениях недопустимы. Температура воды на выходе из водяных рубашек и крышек цилиндров не должна превышать значений, приведенных в инструкции по эксплуатации.

Для поршней подлежит контролю состояние поверхности (в том числе состояние и толщина несущей поверхности поршня скользящего типа), а также фиксация поршня на штоке и за­глушек (у литых поршней) ступени, работающей под давле­нием. Признаки выбраковки поршней следующие: задиры в виде борозд на площади, составляющей более 10 % поверх­ности заливки, наличие участков с отставшим, выплавленным или выкрошенным баббитом, а также трещины с замкнутым контуром. Радиальная трещина слоя заливки не должна сни­жаться до 60 % от первоначальной. Не допускаются наруше­ния фиксации поршневой гайки для заглушек литых поршней, люфт поршня на штоке, неплотности поверхности сварных швов, отрыв днища поршня от ребер жесткости.

Для штоков перед выводом компрессора в ремонт контро­лируют биение штока в пределах поршня ступени, состояние поверхности штока; выявляют задиры или следы наволаки­вания металла уплотнительных элементов на поверхности штока. Не допускаются трещины на поверхности, резьбе или 220

галтелях штока, деформации, срыв или смятие резьбы. При эксплуатации контролируют герметичность уплотнения штока, не оснащенного и оснащенного системой отвода утечек. Пока­затель герметичности уплотнений штоков — содержание газа в контролируемых местах компрессора и помещении, которое не должно превышать значений, допускаемых действующими нормами.

Ежегодно при ремонте проверяют состояние уплотнения штока. Трещины на элементе или поломки его недопустимы. Износ уплотнительного элемента должен составлять не более 30 % его номинальной радиальной толщины, а зазор между штоком и защитным кольцом уплотнения штока с неметалли­ческими уплотннтельными элементами — не более 0,1 мм.

При эксплуатации контроль работоспособности поршневых колец осуществляют по регламентированным давлениям и тем­пературе сжимаемой среды. В цилиндрах не должно отме­чаться усиление шума или стука в цилиндрах. Задиры поверх­ности скольжения колец должны быть менее 10 % окружности. Если радиальный износ кольца в любом его сечении превы­шает 30 % первоначальной толщины, кольцо выбраковывают.

Признаки неработоспособности клапанов следующие: не нормальный стук в клапанных полостях, отклонения давле­ний и температуры сжимаемой среды от регламированных. При контроле состояния клапанов проверяют целостность пла­стин, пружин и наличие трещин в элементах клапана. Пло­щадь проходного сечения клапана в результате загрязнения не должна уменьшаться более чем на 30 % от первоначальной, а плотность — ниже установленных норм.

Поршневые насосы. Цилиндры и их гильзы могут иметь следующие дефекты: износ рабочей поверхности в результате трения, коррозионный и эрозионный износы, трещины, задиры. Величину износа цилиндров определяют после выемки поршня (плунжера) путем замера диаметра расточки в вертикальной и горизонтальной плоскостях по трем сечениям (среднему и двум крайним) с помощью микрометрического штихмаса.

На рабочей поверхности поршня недопустимы задиры, за­боины, заусеницы и рваные кромки. Максимально допустимый износ поршня—(0,008—0,011)Г>_п, где О_л — минимальный диа­метр поршня. При обнаружении трещин на поверхности порш­невых колец, значительном и неравномерном износе, эллипс-ности, потере упругости колец их необходимо заменить новыми.

Отбраковочные зазоры поршневых колец насоса опреде­ляют следующим образом: наименьший зазор в замке кольца в свободном состоянии Д» (0,06^-0,08) Б; наибольший зазор в замке кольца в рабочем состоянии Л =к (0,015-^0,03) Д где О — минимальный диаметр цилиндра.

Допустимое радиальное коробление для колец диаметром до 150, 150—400, свыше 400 мм составляет соответственно не более 0,06—0,07; 0,08—0,09; 0,1—0,11 мм.

Отбраковочный зазор между кольцами и стенками канавок поршня рассчитывают по следующим соотношениям: Л_тщ = = 0,003 /г; А_тах= (0,008-4-9,01) к, где к — номинальная высота колец.

При обнаружении рисок глубиной 0,5 мм, эллипсностн 0,15—0,2 мм штоки и плунжеры протачивают. Шток можно протачивать на глубину не более 2 мм.

Несоосность цилиндра и направляющей штока допустима в пределах 0,01 мм. Если биение штока превышает 0,1 мм, то шток протачивают на 7г величины биения или правят.

Глава 9