Текст
                    РЕМОНТ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ
НАСОСОВ
НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ
ЗАВОДОВ
М. л. БЕРЛИН
ИЗДАТЕЛЬСТВО «X И М И Я»
МОСКВА 1970

УДК 665.6 (004.67) Б 48 Берлин М. А. Ремонт и эксплуатация насосов нефтеперерабатывающих заводов. В книге изложены вопросы ремонта центро- бежных и поршневых насосов, применяемых па нефтеперерабатывающих заводах (система планово- предупредительного ремонта, организация и пла- нирование производства запасных частей, техниче- ская документация, крупноузловой метод ремонта, научная организация труда ремонтников). Описаны разборка и сборка насосов, а также практика ре- монта и наладки их отдельных узлов (соедини- тельных муфт, подшипников, корпусов, роторов, валов, рабочих колес, защитных гильз, диафрагм, уплотнений, систем охлаждения и подачи масла и др.). Значительное внимание уделено подготовке насосов к работе, их пуску, остановке и уходу за ними. Монография предназначена для механиков и среднего технического персонала предприятий неф- теперерабатывающей, нефтехимической и химиче- ской промышленности. В книге 120 рисунков, 46 таблиц н 67 библио- графических ссылок. 3-14-2 175-69 Меер Абрамович Берлин Ремонт и эксплуатация насосов нефтеперерабатывающих заводов Издательство «Химия», М., 1970 г. 280 с. Редактор М. Н. Ратманский Технический редактор 3. И. Яковлева Художник Е. Бекетов Корректоры: Т. С. О б л о м ц е в с к а я, Л. П. К и р ь я п о в а Т-14869. Подписано к печати 22/X 1970 г. Формат бумаги С>0х90‘/|о. Печ. л. 17,5-1-0,5 вкл. Уч.-лад. л. 17,97. Тираж 6500 экз. Типогр. бум. № 2 Цсна1 р. 13 коп. Тем. план 1969 г., № 175. Зак. № 732 Ленинградская типография № 6 Главнолнграфпрома Комитета по печати при Совете Министров СССР Ленинград, С-Ы4, ул. Моисеенко, 10
СОДЕРЖАНИЕ. Предисловие ....................................................... 7 Глава I. Общие сведения о насосах и их приводах.................... 9 Центробежные насосы.......................................... 10 Основные положения ....................................... 10 Насосы нормального ряда .................................. 13 Выбор насосов и расчет их основных параметрон............. 20 Поршневые насосы ............................................. 27 Основные положения ....................................... 27 Выбор насосов и расчет их основных параметров............. 29 Гл а в а II. Организация ремонта насосов и паровых турбин ... 34 Система планово-предупредительного ремонта насосов ........... 36 Центробежные насосы ...................................... 36 Поршневые и плунжерные насосы ............................ 36 Паровые турбины.......................................... 36 Организация и планирование планово-предупредительного ремонта насосов н паровых турбин..................................... 46 Организация н планирование производства запасных частей ... 59 Техническая документация на ремонт и эксплуатацию насосов и паровых турбин ............................. 65 Крупноузловой метод ремонта насосов п паровых турбин .... 67 Глава III. Ремонт и наладка узлов центробежных насосов.......... 69 Разборка насосов............................................. 69 Соединительные муфты ........................................ 82 1* 3
Основные снедения ........................................ <82 Ревизия и ремонт 86 Подшипники мнения............................................. 88 Опорные подшипники ........................................ 88 Радиально-упорные подшипники .............................. 89 Ремонт и ревизия подшипников............................... 89 Подшипники скольжения......................................... 93 Опорные подшипники ...................................... 93 Радиально-упорные подшипники ..........-................. 102 Наружные и внутренние корпуса насосов ......................... 103 Ревизия корпусов......................................... 10'3 Ремонт корпусов ............................................ 105 Роторы 107 Проверочные работы.......................................... 107 Разборка н сборка ........................................ 109 балансировка................................................ 110 Валы ........................................................ 117 Основные сведения ........................................ 117 Искривление, износ и поломки валов 118 Ремонт и восстановление поврежденных патов ................. 120 Рабочие колеса............................................. 126 Основные сведения .......................................... 126 Износ и ремонт............................................ 126 Защитные гильзы.............................................. 130 Основные сведения .......................................... 130 Износ н ремонт............................................ 132 Диафрагмы...................................................... 133 Сальниковые уплотнения.................................... 1.31 Неисправности у плотнен iiii и их ремонт ................. 134 Набивка сальников .......................................... 138 Изготовление сальниковом набивки ......................... 139 'Горцовые уплотнения........................................... 142 Основные сведения .......................................... 142 Конструкции наиболее распространенных уплотнений .... 154 Выбор материалов и изготовление уплотнений ................. 167 Сборка и испытание уплотнений ........................ . 174 Неполадки в работе уплотнений ............................ 180 Системы смазки и охлаждения ................................... 183 Неполадки в работе масляной системы......................... 184 Ремонт систем и их обслуживание ............................ 185 Сборка насосов ................................................ 186 4
Общие указания............................................ 186 Проверка пранильности установки радиально-упорных подшип- ников .................................................... 1-W Монтаж муфт............................................... 192 Особенности сборки насосов КВН ........................... 193 Центровка роторов насосов и приводов ..................... 195 Общие требования при ремонте насосов......................... 198 Насосы KBI1-55X120 и КВН-55 <180.......................... 198 Другие насосы нормального ряда ........................... 199 Глава IV. Ремонт и наладка узлов паровых прямодействующих поршневых насосов........................................... .... 201 Разборка и сборка насосов ................................... 201 Паровая часть ............................................... 201 Разборка и сборка. Ремонт поршней со штоками ............. 201 Ремонт и запрессовка гильз в паровые цилиндры............. 208 Ремонт золотниковых коробок .............................. 210 Гидравлическая часть........................................ 21.3 Замена рабочих втулок гидравлических цилиндров .......... 21.3 Замена поршневых групп.................................... 215 Ремонт клапанов .......................................... 217 Узел средней части и механизм парораспределения ............. 220 Ревизия и ремонт'......................................... 220 Регулировка механизма парораспределения .................. 221 Проверка соосности цилиндров насосов...................... 222 Основные указания по изготовлению быстроизнапшвающпхея де- талей паровых поршневых насосов.......................... 22.3 Общие требования при ремонте насосов ........................ 227 Г л а в а V. Некоторые вопросы научной организации труда ремонтников Технология ремонта ........................................ 23.3 Организация труда па рабочем месле .......................... 24.3 Обеспечение запасными частями и вспомогательными материа- лами ............................................... .... 243 Оборудование рабочего места................................ 243 Г лава VI. Эксплуатация насосов.................................... 218 Общие положения............................................... 248 Эксплуатация центробежных насосов ............................ 250 Подготовка насосов к пуску................................. 250 Пуск насосов............................................... 253 Контроль за работой насосных агрегатов................ . 254 5
Неполадки в работе насосов................................. 257 Остановка насосов ......................................... 266 Эксплуатация паровых нрямодейсп’.ующнх поршневых насосов . . 266 Подготовка насосов к пуску ................................ 266 Пуск насосов .............................................. 267 Контроль за работой насосных агрегатов..................... 268 Остановка насосов ......................................... 268 Неполадки в работе насосов................................. 269 Приложения ........................................................ 273 1. Паспорт и журнал ремонта и эксплуатации насоса............ 273 2. Журнал дежурного машиниста................................. 277 3. Карточка учета расхода запасных частей .................... 277 4. Обозначения, наиболее часто встречающиеся на рисунках . . . 278 Литература......................................................... 280
предисловие: Насосы представляют собой один из наиболее слож- ных видов оборудования нефтеперерабатывающих за- водов в отношении ремонта и эксплуатации. Известно, что нормальная, безаварийная работа любого оборудования в оптимальных режимах в зна- чительной степени зависит не только от правильного выбора и обеспечения основных конструктивных реше- ний при проектировании и изготовлении машин и аппа- ратов, но и от условий и выполнения правил их эксплуа- тации. Важным рычагом рационального использования обо- рудования является внедрение научно обоснованной, базирующейся на данных практического опыта, системы планово-предупредительного ремонта (ППР). Указан- ная система определяет: ремонтные циклы, виды ремонта; объем ремонтных работ по каждому виду ремонта; сроки межремонтных пробегов и простоев при ремонте; трудоемкость ремонта; расход запасных частей. Она должна учитывать также условия работы оборудования (свойства перекачиваемой среды, ее тем- пературу). Система планово-предупредительного ремонта—это комплекс мероприятий, направленных на увеличение срока службы машин и аппаратов, более совершенную организацию их ремонта и повышение культуры экс- плуатации. Система предполагает организацию ремонта оборудования на современном техническом уровне. Впервые система ППР насосов и паровых турбин на предприятиях нефтеперерабатывающей и нефте- химической промышленности была предложена авто- ром и внедрена на Омском нефтеперерабатывающем заводе." Первым обобщением опыта по ремонту насос- ного оборудования в данной отрасли промышленности явилась книга М. А. Берлина и Б. А. Найдииа «Ремонт насосов и турбин нефтеперерабатывающих заводов» 7
(Гостоптехиздат, 1961 г.). В дальнейшем отдельные положения системы (сроки межремонтных пробегов, объемы ремонтных работ и т. д.) были уточнены, и она практически без изменений вошла в «Положение о планово-предупредительном ремонте оборудования и транспортных средств нефтеперерабатывающей про- мышленности», разработанное Омским’филиалом Гипро- нефтемаша (Изд. «Недра», 1964 г.). В настоящей книге обобщены последние достижения в области ремонта насосов нефтеперерабатывающих заводов, подробно изложены основные положения си- стемы планово-предупредительного ремонта насосного оборудования — организация и технология ремонта, техническая эксплуатация насосов. Приведены теоре- тические сведения и расчетные формулы, необходимые при расчетах, связанных с выбором нового оборудова- ния, и для проверки рабочих параметров действующих насосов. Освещены также некоторые вопросы органи- зации ремонта турбин, применяемых в качестве приво- дов насосов. Автор выражает искреннюю признательность канд. техн, наук С. А. Фарамазову за полезные советы и указания, сделанные при просмотре рукописи.
I' Л Л В А I ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О НАСОСАХ И ИХ ПРИВОДАХ Насосами называют устройства, предназначенные для пере- мещения жидкостей. На нефтеперерабатывающих заводах насосы служат для перекачивания нефти, нефтепродуктов, сжиженных газов, воды, щелочей, кислот и работают в широких диапазонах производительности, напора и температуры. Поэтому обычные требования, предъявляемые к насосам (надежность и долговеч- ность в эксплуатации, герметичность соединений и безупречная работа сальниковых или торцовых уплотнений), в условиях ука- занных предприятий приобретают чрезвычайно важное значение, поскольку неисправности в насосах и их узлах приводят к нару- шениям технологического режима установок, а иногда и к авариям. Требования надежности и долговечности насосов повышаются, особенно сейчас, когда в проектах новых технологических уста- новок резко сокращается количество резервного насосного обо- рудования. На современных типовых установках нефтеперерабатывающих заводов применяют в основном центробежные насосы. Менее рас- пространены паровые прямодействующие поршневые насосы. Незначительно используются плунжерные прямодействующне и приводные поршневые насосы. Шестеренчатые, винтовые, струй- ные и другие насосы применяют главным образом в качестве вспомогательных. В настоящей главе приведены наиболее важные общие сведения о насосах нефтеперерабатывающих заводов, а также основные указания и расчетные формулы, необходимые при выборе насосов и в процессе их эксплуатации. Основные параметры насосов К основным параметрам, характеризующим работу любого насоса, относятся производительность, напор, мощность п коэффициент полезного действия Кроме того, для центробежных насосов важными параметрами являются высота вса- сывания, минимальный подпор и скорость вращения (число оборотов) ротора 9
в единицу времени, а для поршневых — ".пело двойных ходов поршня в единицу времени. Производительность Q определяется объемом жидкости, подаваемой насосом в единицу времени. Напор И представляет собой избыточную энергию, сообщаемую жидкости в насосе, и обычно выражается в метрах столба перекачиваемой жидкости (для сокращения записи далее в формулах --в а/). В действующих насосах напор находят по сумме показаний манометра п вакуумметра, сложенной с расстоя- нием по вертикали между манометром и точкой присоединения вакуумметра. Полезная мощность /Vrl, передаваемая жидкости, равна энергии, которая сообщается жидкости в насосе в единицу времени. Потребляемая мощность N больше полезной мощности на величину потерь. Полным коэффициентом полезного действия насоса т] называется отношение его полезной мощности к потребляемой. Высота всасывания Н$, при которой насос работает нормально , определяется максимальной разностью отметок уровня жидкости в резервуаре, откуда опа отка- чивается, и горизонтальной оси полости всасывания насоса. Минимальный подпор (допустимый кавитационный запас) жидкости во вса- сывающем трубопроводе Лйдоп характеризуется отрицательным значением вы- соты всасывания Hs, минимальным по абсолютной величине. Двойным ходом поршня называется полное его перемещение из одного край- него положения в другое и обратно. ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ НАСОСЫ Основные положения Центробежные насосы, получившие широкое распространение в различных отраслях народного хозяйства, в том числе в нефте- перерабатывающей и нефтехимической промышленности, имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с насосами других типов. К ним относятся: равномерность подачи жидкости; малые габаритные размеры при большой производительности; удобство непосредственного соединения с двигателями (электромотором или турбиной); простота обслуживания и ремонта. Центробежным насосам присущи и недостатки, важнейшие из которых следующие; 1. Отсутствие сухого всасывания. Перед пуском насос необ- ходимо заполнять жидкостью, гак как разрежение, создаваемое при вращении рабочего колеса в воздушной среде, недостаточно для подъема воды во всасывающую полость насоса вследствие большой разности плотностей жидкости и воздуха, что видно из формулы ПП^Н-^ (1) , ,ж где //вс — высота подъема жидкости во всасывающем трубопроводе, ж; Н — максимальный напор, м; увз и уж — удельные веса воздуха и жидкости, кге/л? . 2. Зависимость напора от скорости вращения ротора; невоз- можность варьировать производительность без изменения напора. 3. Сравнительно невысокий к. и. д. (для насосов небольшой производительности). 10
4. Снижение к. п, д. с увеличением вязкости перекачиваемой жидкости. Однако благодаря отмеченным выше значительным достоин- ствам центробежные насосы продолжают вытеснять поршневые, которые на многих новых нефтеперерабатывающих предприятиях практически уже отсутствуют. Центробежные насосы могут развивать напор до 2500 м вод. ст. и выше и обеспечивать производительность до 100 тыс. м3/ч ('27,7 мТЧсек) жидкости. Основными частями центробежного насоса являются корпус, рабочее колесо, направляющий аппарат или спиральная камера, вал и его уплотняющие устройства, подшипники, уплотнительные кольца. 1 Характеристики насосов Для определения области наиболее рационального использования центро- бежных насосов различных марок необходимо знать их характеристики. Под характеристикой насоса понимают графическое изображение функ- циональной зависимости между его основными параметрами. Различают теоре- тические характеристики, выводимые на основании математиче- ского анализа зависимости между параметрами насоса, и действитель- ные характерце т и к и, получаемые обработкой результатов испытаний реальных насосов. Эксплуатационников и ремонтников интересуют в первую оче- редь действительные характеристики. Важнейшей характеристикой центробежного насоса является зависимость между производительностью и напором, т. е. характеристика Q—Н. Исходя из нее можно вывести зависимости между другими основными параметрами насоса, например Q—N и Q—ц. Указанные характеристики могут быть получены для постоянной и переменной скоростей вращения и разных диаметров рабочих колес. Действительные зависимости между основными параметрами насоса (Q—Н, Q—N, Q—1) и т. д.), совмещенные на одной диаграмме, при различных диаметрах ротора и постоянном числе оборотов или при разных числах оборотов и одном и том же диаметре рабочего колеса называют универсальной харак- теристикой насоса (рис. I). Из рис. I следует, что наиболее целесообразно эксплуатировать данный насос при Q = 65 л/сек и Н == 33 м, так как в этом случае к. и. д. насоса макси- мален и равен 78—79%. Применение указанного насоса желательно в диапазоне производительностей Q =- 55—75 л/сек, в пределах которого к. п. д. насоса доста- точно близок к максимальному. Основные рабочие характеристики Q—Н могут быть пологими, крутыми, с максимумом и непрерывно снижаться (рп с. 2). Крутизну характеристики находят из соотношения в котором На — напор при Q = 0, м. При необходимости частого рогу пирования производительности прикрытием задвижки на нагнетательном трубопроводе без сильного изменения напора еле дует выбирать насосы с пологой характеристикой (наклон 8—12,%). Дистви- телыю, согласно рис. 2, а, при значительном изменении производительности насоса от до Q., напор его меняется сравнительно мало. 11
Если величину Q можно варьирован, регулированием скорости йраЩЙ1ИЯ ротора, следует применять насосы с оо'лее крутой “характеристикой ( 1-6-18 Т,0). Как видно из рис .б, при изменении чист.1 «оборотов от п до л #л я tacoca 50 GO 30 sf го w о - 80 GO GO R> - 20 Q, л/сек Рис. 1. Совмещенные действительные характеристики центробежного насоса. с крутой характеристикой производительность его меняется от Q, до л напор // остается постоянным. Характеристики с максимумом имею) область АВС неустойчивой работы насоса (рис. 2, я), поскольку при одном и том же напоре Я существуют две раз- Рис. 2. Рабочие характеристики центробежного насоса: а -- пологая непрерывно снижающаяся; - - крутая непрерывно снижающаяся-, в --- с максимумом; 11 — текущая максимальная ордината напора . личные производительности — ()Л и Q». Это нарушает нормальную эксплуатацию насосов при изменении режимов их работы. Поэтому насосы с такими характери- стиками использовать не следует. На рис. 3 изображена универсальная характеристика центробежного насоса при разных диаметрах рабочих колес н п = const. Согласно рисунку, при наруж- но!.! диаметре ротора D2 = 290 мм диапазон высокого к. п. д. лежит в интервале 12
производительностей 90 —150 .Нсек, а при D2 - 965 мм — в пределах 90 - 1-10 л/сек. Максимальный к. п. д. насоса при О.,_ 290 мм составляет 65%, -л при D., = 265 мм — 60 %. --------Т)^290мм----------- ---------------------------#,-2-7/7л/л? Рис. 3. Универсальная характеристика центробежного насоса. Рабочие точки насоса, отвечающие соответ- ственно равны A (Q' 140 л1сек, Н’ = 197 я и Л" = 154 л. с. 113 кет.) н Б )Q" - 110 л/сск, Н" 173 м и 110 л. с. 81 кет). Насосы нормального ряда Для перекачивания нефти и нефтепродуктов па нефтеперера- батывающих предприятиях Гппронефтемаш разработан специаль- ные центробежные насосы, объединенные в так называемый нор- мальный ряд насосов с наименьшим числом типоразмеров. Нор- малью Н 521—57 предусмотрена работа насосов этого ряда в пре- делах производительностей 15—2000 мЛ!ч и напоров 30—800 м столба жидкости. Однако в настоящее время отечественная про- мышленность серийно выпускает насосы производительностью от 15 до 670 зг'/ч, так как в насосах более высокой производитель- ности пока пет потребности. 13
Насосы нормального ряда являются центробежными со спи- ральными отводами (улитками) и турбинного или секционного типа с направляющими аппаратами (КВН-55 180 и КВН-55 Z 120). Насосам данного ряда присущи следующие конструктивные особенности: высокая герметичность уплотняющих устройств благодаря применению глубоких сальников с фонарем для подвода уплотня- ющей жидкости или торцовых уплотнений-, наличие камер или рубашек вокруг сальников для охлаждения нх водой; наличие двойных корпусов в многостунепчатых насосах, пере- качивающих горячие нефтепродукты; левое направление вращения ротора (по ГОСТ 1630—46), т. е. против часовой стрелки, если смотреть на насос со стороны двигателя (исключение составляют- насосы КВН); использование роторов, гидравлически уравновешенных в осе- вом направлении; высокая стойкость к кавитации; величина необходимого под- пора не превышает 6 м, что дает возможность уменьшить высотные отметки расположения аппаратуры технологических установок и снизить капитальные затраты па их строительство; повышенная коррозионная стойкость деталей насосов в среде различных нефтепродуктов при высоких температурах. С увеличением производительности типовых технологических установок расширяется п нормальный ряд насосов. В последние годы Гипронефтемаш создал для укрупненных нефтеперерабаты- вающих установок конструкции насосов большой производитель- ности. Эти насосы предназначены для эксплуатации в оптималь- ных режимах, что позволяет повысить их к. п. д. на 7—8%, умень- шить число монтируемых машин и удешевить строительно-мон- тажные работы. К числу наиболее важных достоинств новых насосов, способ- ствующих повышению надежности их в эксплуатации и удлинению срока службы, относятся: 1) более совершенная разгрузка саль- ников со стороны нагнетания насоса, что обеспечивает его нормаль- ную работу; 2) лучшая герметизация уплотнений между ступе- нями, а также между рабочими колесами и корпусом насоса, что уменьшает потери и повышает его полный к. н. д.; 3) уравнове- шенность ротора в осевом направлении благодаря симметричному, отводу жидкости из каждой ступени, что позволяет применить в качестве опор вала подшипники качения и, следовательно, повысить механический к. п. д. насоса; 4) автоматическая защита, от перегрева масла в подшипниках и сальниковой набивке и от работы в условиях кавитации, а также автоматическое.регулирова- ние давления уплотнительной жидкости, поступающей па саль- ники. 11
Осевое давление на роторы и способы его уравновешивания. Большое практическое значение для насосов нормального ряда имеет гидравлическое уравновешивание осевого давления на ро- торы. Осевое давление вызывается главным образом двумя факторами: неравен- ством давлений на переднюю и заднюю внешние поверхности дисков рабочего колеса и изменением направления движения потокф с осевого на рд чат ное) при входе и ротор.Действительно, пренебрегая вращением жидкости между колесом и кор- О, нусом, давление (рис. 4), развиваемое в 4 пространстве между ротором и стенками /у | уд корпуса насоса, на равных радиусах можно принять одинаковым (дня данной ступени). Однако со стороны всасываю- щего отверстия колеса под давлением нагнетания соответствующей ступени (а для одноступенчатого агрегата — под давлением нагнетания, создаваемого на- сосом) находится только кольцевая часть диска (центральная часть диска испыты- вает давление всасывания); с другой же стороны, под давлением нагнетания нахо- дится поверхность всего диска ротора. Поэтому колесо воспринимает остаточно^ усилие Рг, всегда направленное навстречу входу жидкости в ротор; приближенно оно может быть определено по формуле: (За) Рис. 4. Схема нагрузки рабочего колеса центробежного насоса в осе- вом направлении при прекращении подачи жидкости во всасывающую полость насоса. (Режим «сброса», или «прохвата».) где II — дифференциальный, или полный, напор одной ступени насоса (а для одноступенчатого насоса — напор в целом), ,и; ф, — диаметр колеса по уплотняющему зазору с корпусом, м; с!а—диаметр вала насоса пли втулки (в зависимости от конструкции ко- леса), м\ у — удельный вес перекачиваемой жидкости, кес/лс1. Кроме осевой силы Рг в результате изменения направления движения потока при входе в колесо возникает осевая сила Р.,, направленная в противоположную сторону. Бе вычисляют по закону количества движения: Pi (36) где Q — производительность насоса, лг’/сек; с --- скорость потока на входе в насос, ш/сек; k — опытный коэффициент, зависящий от коэффициента быстроходности насоса (при малой быстроходности k 1). Результирующая осевая сила для одноступенчатого насоса составляет: Р - - P.t. (Зв) Осевые давления, испытываемые рабочими колесами разных ступеней, прак- тически одинаковы (так как равны дифференциальные напоры, создаваемые каждым колесом, и силы Р2, возникающие в колесе каждой ступени). Поэтому для насоса, имеющего i ступеней, получим: Лэбщ tP (4) 15
Результирующая всех осевых сил направлена иапсгречу вхолу жидкости в ротор. Для восприятия осевой нагрузки, которая даже и случае одноступенчатого насоса пр еде та етл нет значительную величиву, устанавливают упорные подшип- ники, что приводит к значительному снижению механического к. п. д. насоса. Для уменьшения механических потерь в насосах нормального ряда применяют различные способы гидравлического уравновешивания осевого давления па колесо . Роторы одноступенчатых двухопорных насосов выполняют с двусторонним симметричным входом жидкости. Для насосов консольного типа, в которых опоры вала распо- ложены с одной стороны рабочего колеса, осевое давление умень- Рис. 5. Разгрузка рабочего колеса центробежного кон- сольного насоса от осевого давления. Рис. 6. Уравновешивание ротора посевом направле- нии при симметричном попарном расположении рабочих колес центробеж- ного насоса. пкнот с помощью отверстий в заднем диске ротора ('рис. 5) и устрой- ством разгрузочного трубопровода из полости нагнетания во вса- сывающую линию. Роторы двух- и многоступенчатых насосов спирального типа уравновешивают в осевом направлении, располагая рабочие колеса симметрично и попарно п подводя жидкость к ним с противопо- ложных сторон (рис. 6). В многоступенчатых насосах секционного тина , роторы которых испытывают осевое давление, равное сумме осевых давлений на все колеса, предусмотрены специальные гидравлические разгру- зочные устройства (рис. 7). Практически абсолютно уравновешенных роторов нет, однако для восприятия остаточных неуравновешенных осевых сил достаточно применения небольших радпалыю-угюрных подшип- ников. Стойкость к кавитации. При разработке конструкций насосов нормального ряда большое внимание уделяется повышению стой- кости их к кавитации. Это особенно важно, если учесть, что в большинстве случаев в процессах переработки нефти жидкости 16
откачивают из аппаратов и емкостей, где они находятся в состоя- нии равновесия со своими парами. Поэтому любое снижение давления во всасывающем трубопроводе ниже давления насыщен- ных паров перемещаемой жидкости при данной температуре вызы- вает интенсивное парообразование и, как следствие, многочислен- ные мелкие гидравлические удары, сопровождающиеся шумом и вибрацией насоса, т. е. кавитацию. Наблюдаемое при кавитации падение напора и производитель- ности и зачастую срыв потока в условиях нефтеперерабатывающей Рис. 7. Специальное гидравли- ческое разгрузочное устройство центробежного многоступенча- того насоса секционного типа: Л -- разгрузочный диск; fi — гидра- влическая пята; а — радиальный зазор между диском и пятой; b - • осевой зазор между диском п пятой; 1}, — осевое давление, испытывае- мое ротором насоса; Р2 — давление в полости диска. установки приводят к нарушению нормального технологического режима, а иногда и к аварийной остановке агрегата. В связи с этим нельзя допускать эксплуатацию насосов нефтеперерабатывающих заводов в кавитационных режимах даже в течение непродолжи- тельного времени. Чтобы избежать кавитации, увеличивают давление жидкости на входе в насос, уменьшая высоту всасывания или работая с под- пором. Для практических целей допустимую высоту всасывания центробежных насосов можно определить по формуле Руднева: Hs- На - 10 " 1 'Д ' (5) \ <“'Кр / где Но давление на свободную поверхность сверх дав.мения паров перекачи- ваемой жидкости при данной температуре, л/; п — скорость вращения ротора, об/мин; Q — производительность (для колеса с двусторонним всасыванием прини- мается равной половине подачи для обычного ротора), м/Чсек. Величина Скр представляет собой кавитационный коэффициент, зависящий от коэффициента быстроходности насоса ns; ns ....................... 50—80 80 — 150 Скр .................... 600—800 800—1000 Если значение Hs положительно, то в данных условиях насос может работать при наличии вакуума в приемной линии, т. е. уровень всасываемой жидкости может находиться ниже оси на- соса. Отрицательное значение /Д показывает, что для нормальной 2 М. А. Берлин 17
эксплуатации насоса уровень закачиваемой жидкости должен находиться выше оси насоса, т. е. во всасывающем трубопроводе должен быть подпор. Это наблюдается, например, при перемеще- нии горячих нефтепродуктов, когда перекачиваемая жидкость находится в состоянии равновесия со своим насыщенным паром, I. е. когда На 0. Тогда уравнение (5) принимает вид: ~//s И</3 f(i) (-'Кр / Классификация и материальное исполнение насосов. По тем- пературному режиму работы все, насосы в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности делятся на холодные, пере- мещающие жидкости при температуре до 200° С, и горячие, пере- качивающие потоки при температуре свыше 200° С. Для повыше- ния коррозионной стойкости деталей насосов нормального ряда в среде различных нефтепродуктов предусматривается семь ва- риантов их исполнения по применяемым материалам. Однако практически используют только три наиболее распространенных варианта (табл. 1). Корпуса холодных центробежных насосов нормального ряда имеют горизонтальный разъем, кроме насосов консольного типа и насосов КВН-55/ 120 и КВН-55 У 180, корпуса которых всегда выполняют с вертикальным разъемом. Все центробежные насосы нормального ряда, предназначенные для перемещения горячих нефтепродуктов и сжиженных газов, с числом ступеней более двух изготовляют двухкорпуспыми: внутренний корпус — с горизонтальным разъемом, наружный - с вертикальным. Одно- и двухступенчатые горячие насосы выпол- няют однокорпусными с вертикальным разъемом. Марки насосов. Каждый насос нормального ряда имеет марку (шифр), позволяющую установить его внешнюю характеристику. Первая цифра соответствует диаметру всасывающего патрубка (в мм), уменьшенному в 25 раз и округленному. Буквы, следую- щие за первой цифрой; означают: Н — нефтяной; Г — горячий; Д — первое рабочее колесо насоса является колесом с двусторон- ним всасыванием или вообще в насосе применяют рабочие колеса с двусторонним всасыванием; К — консольный. Вторая цифра показывает коэффициент быстроходности, уменьшенный в 10 раз и округленный; третья цифра — число ступеней насоса. Буква, которая следует за третьей цифрой, обозначает продукт, перека- чиваемый насосом: К — кислота, С — сжиженные газы. Марка насоса 6НГ-7У2, например, расшифровывается сле- дующим образом: 6 — диаметр приемного патрубка в дюймах (6 х 25 150 шл<); Н — нефтяной; Г — горячий; 7 — коэффи- циент быстроходности, уменьшенный в 10 раз (7x10 - 70); 2 — двухступенчатый. 18
Т а б .1 и и, и 1. Материалы для основных деталей центробежных насосов нормального ряда Ikipnuirr ма- териального Перекачиваемые жидкости и температурный режим Корпус и крышка колеса Вал Про.межуточн ые втулки, защитные гильзы вала, уплотнительн ы е кольца роторов 1 Уплотнительные кольца и промежу- точная втулка (вкладыш) корпуса I I i Сырая нефть, мазут, га- зойль, лигроин, стабильный бензин, смазочные масла, ди- . зельное топливо (при 10— 250 С) и другие неагрессив- ные продукты, а также рас- творы щелочей при нормаль- i поп температуре Чугун СЧ 32-52 (ГОСТ 1452—54) Чутх’п СЧ 28-48 (ТОСТ 1452—54) а.'1ь 40Х (ТОСТ 4543—61) Сталь Ст. 15 с ! Чугун цементацией на i (ГОСТ глубину 1.5 л|,и (ГОСТ'1050—60) I СЧ 32-52 1452—54) JI Некоррозионноактивные нефтепродукты (при темпера- турах от минус 30 до плюс 251—400° С) Сталь 25Л или ЗОЛ (ГОСТ 977— 58) либо поковки Из стали Ст.25 (ГОСТ 1050-60) Сталь 25Л или 3051 (ТОСТ 977—58)) То же Сталь Ст. 15 с ] Сталь наплавкой на’ (ТОСТ ружной поверх' ности сормайтох1 1 № 1 (ГОСТ 1050—60) 40Х 4543—6 Г‘ HI Сернистые агрессивные : нефтепродукты (при 251 — 550 С) Сталь Х5Мл (И 701—57 и Н 656—53 МНП) •либо сталь л5Вл (Н 806—56 МНП) Сталь 2X13 (ТОСТ 5632—61) Сталь 3X13 (ГОСТ 5632—61) Сталь Х5 (Х5.\1) Сталь с наплавкой на’ (ТОСТ ружной поверх' ности сор.маитоУ ! № 1 (ГОСТ! 1050—60) ; 3X13 5632—61) П Р и ме ч а и и е. Для Перемещенмяц^жиженных газов, а так;Ке некоррозионноактивных нефтепродуктов 11 Щелочей при темпе- ратур*3* сг 10 до 250- С в случае, когда г^гун не обеспечивает, прочность конструкции и надежности работы ПРИ Заданном давлении, следует заказывать насосы по И варианту 1еполнения из стали 25Л или ЗОЛ.
На современных типовых технологических установках нефте- перерабатывающих заводов эксплуатируют в основном центро- бежные насосы нормального ряда: И, НГ, НД, НГД, НК, НГК- Выбор насосов и расчет их основных параметров В практической работе инженерно-техническому персоналу нефтеперерабатывающих заводов часто приходится решать во- просы подбора пли замены центробежных насосов для конкретных условий эксплуатации, а также изменять характеристики дей- ствующих насосов. Поэтому целесообразно привести необходимые для таких расчетов формулы и дать определенные рекомендации. Выбор насосов нормального ряда. При выборе насоса обычно известны следующие данные: требуемая производительность, не- обходимый напор, максимальная высота всасывания или подпор, температура и физические свойства перекачиваемой жидкости. Насос нужной марки выбирают, пользуясь общим графиком полей Q—Н насосов нормального ряда, соответствующих их безаварийной работе (рис. 8, см. вклейку в конце книги). Верх- няя кривая каждого поля представляет собой рабочую характе- ристику насоса с номинальным максимальным размером наруж- ного диаметра рабочего колеса Dпри п = const; нижняя кри- вая отвечает минимальному рекомендуемому размеру Dкоторый' может быть получен обточкой ротора. По заданным производи- тельности Q и напору Н на графике полей Q—Н находят точку их пересечения и определяют насос необходимой марки. Пусть, например, нужно перекачивать нефтепродукт с удель- ным весом 1 кгамя и кинематической вязкостью 1 • 10-G м^сек при температуре свыше 200° С, Q 70 мя!ч п И = 200 м . Этим условиям кривой Q — Н соответствует насос 5НГ-5 X 2. По универсальной характеристике этого насоса (рис. 9) уточняют рабочую точку на его действительной характеристике и определяют отвечающие данной точке значения к. п. д. (q 59—60%), на- ружного диаметра рабочего колеса (£> 2 - = 275 мм) и потребляемой мощности (N эт 90 л. с. 66 кет). Пересчет величины N, взятой из характеристики насоса, для жидкости с удельным весом у' производят по следующей формуле: Может случит,ся, что заданным производительности Q и напору Н удовлетворяют насосы двух или нескольких марок. При этом одним из главных критериев для выбора насоса является его к. п. д.: при прочих равных условиях выбирают насос с наиболь- шим коэффициентом полезного действия. Однако в данном случае следует также учитывать такие факторы, как стоимость и габарит- 20
ныс размеры насосов, т. е. общие технико-экономические показа тели эффективности применения насоса той пли иной марки для конкретного процесса. Приведем следующий пример. Для перекачивания нефтепро- дукта с температурой свыше 200" С при Q - 80 мл/ч и Я = 170 м, согласно общему графику7 полей Q—Н насосов нормального ряда, можно выбрать насосы двух марок —5НГ-.5 '.‘2 и 6НГ-7 <2. По их универсальным характеристикам (рис. 9 п 10) находим основ- Рис. 9. Универсальная характеристика центробежного насоса 5НГ-5Х2. ные рабочие параметры: для насоса 5НГ-5Х2 т], = 63,2% и N1 80 л. с. 59 квт\ для насоса 6НГ-7 <2 1)2 = 60% и N> = = 84 л. с. -ж 62 кет. Стоимость насосов 5НГ-5Х2 и 6НГ-7Х2, выполняемых по II варианту (см. табл. 1), составляет 1280 п 1900 руб. соответственно, т. е. второй насос па 620 руб. дороже первого. К тому же следует учесть несколько большие габарит- ные размеры насоса 6НГ-7Х2 и более высокие затраты на его монтаж и ремонт. Таким образом, по всем показателям экономич- нее выбрать насос марки 5НГ-5Х2. При выборе насоса нужно также придерживаться некоторых общих положений: 1. Учитывая возможные отклонения .характеристик отдельных насосов при их изготовлении, напор для каждого насоса следует принимать на 2—4% выше требуемого. 21
2. Если марку насоса выбирают по его характеристике, то принимают ближайший больший наружный диаметр рабочего колеса. Все остальные расчеты надо производить по величинам Q и Н, соответствующим выбранному значению Д2. 3. Необходимо принимать во внимание допустимую высоту всасывания Hs или минимальный подпор обеспечивающие нормальную работу насоса при заданных параметрах. Так, в рас- смотренном выше случае требуемый подпор для насоса 5НГ-5Х2 Рис. 10. Универсальная характеристика центробежного насоса СНГ-7,<2. составляет 6,3 м, а для насоса 6НГ-7/-.2 — 3 м. В конкретных условиях это может стать решающим фактором в пользу выбора последнего насоса. Учитывая возможные колебания производи- тельности насосов в процессе эксплуатации, рекомендуется опре- деляемые по формулам (5) и (6) значения Hs уменьшать на 0,5— 1 az, а значения Лйдог1 увеличивать на 0,5—1 м. Для насосов, перекачивающих жидкости с температурой свыше 200° С, мини- мальная величина подпора не должна быть меньше 1,5—2 .и. 4. Нельзя допускать, чтобы максимальное давление в нагне тигельном патрубке превышало допустимое рабочее давление для данного значения условного давления Ру в корпусе насоса при рабочей температуре. Выбор насосов для перекачивания вязких жидкостей. Вопрос о возможности перемещения таких жидкостей насосом определен- ной марки в каждом отдельном случае донжон рспппся особо, о о л..
При этом надо учитывать, что с возрастанием вязкости перекачи- ваемой жидкости величины Q, И, т) и А/гдоп уменьшаются, а ве- личина N увеличивается. При перемещении вязких жидкостей следует выбирать насосы нормального наряда с возможно большим числом оборотов ро- тора и максимальным коэффициентом быстроходноегл (не менее 80). В случае перекачивания жидкостей с кинематической вязкостью не более 53•10“°м-/сек производительность Q и напор Н насоса Рис. II. График коэффициентов пересчета характеристик центробежных насосов при перекачивании вязких жидкостей. можно оставить без изменений. При большей вязкости Гипро- нефтемаш предлагает следующие приближенные формулы для пересчета основных параметров насоса (индекс «и» — нефть, индекс «в» — вода): Qu - A'qQb (Я) '4 =КцНв (9) Ци ЛфПв (Ю) В уравнениях (8) - (10) величины /<Q, KIt и — коэффи- циенты пересчета, определяемые как функции от числа Re по графику, представленному на рис. 11. При этом число Рейнольдса выражается через эквивалентный диаметр рабочего колеса насоса: где <2НОрм — производительность насоса при максимальном к. п. д. (при пере- качивании воды), мУсек; Лэкв — эквивалентный диаметр ротора, м; V( — кинематическая вязкость жидкости, мУсек. 23
Величину £R,KIi определяют по формуле: Оэкв /4Ь.,&.,К (12) гте Ь.: — ширина лопатки рабочего колеса на внешнем диаметре, м; К — коэффициент сужения сечения ротора лопатками на выходе (обычно принимают в пределах 1—1,15; если выходные кромки лопаток за- острены, то К — 1). Из рис. 11 видно, что для значений Re > 7-Ю3 величины KQ и мало отличаются от единицы, поэтому при таких режимах работы насоса в случае перемещения вязких жидкостей его про- изводительность и напор можно не пересчитывать. Вариант материального исполнения насоса в зависимости от свойств перекачиваемой жидкости, температуры и давления выбирают в соответствии с данными табл. 1 (см. стр. 19). Определение мощности, потребляемой насосами, и мощности двигателей. Мощность на валу насоса (в кет) по заданным Q и И находят из формулы: где у — удельный вес перекачиваемой жидкости, кгс/м'л\ т] — полный к. п. д. насоса, равный 0,6—0,8. Для определения мощности электродвигателя, который при- водит во вращение вал насоса, пользуются формулой Упр = kN (14) в которой 1г — коэффициент запаса мощности, имеющий для насосов различной мощности следующие значения: Мощность N, кет .................До 50 50—350 Свыше 350 Коэффициент запаса k .... 1,2 1,15 1,1 Изменение рабочих параметров насосов. В производственных условиях часто приходится изменять рабочие параметры дей- ствующих насосов. Одним из главных преимуществ рассматри- ваемых насосов спирального типа является возможность' варьи- рования их характеристик обточкой роторов по наружному диа- метру. Новые характеристики насоса приближенно находят по формулам: - • Qi (D-/D,) (15) //., (16) М, У) iD.JD^ (17) где Qb Иlt Nj, Dl—соответственно производительность, напор, мощность насоса н наружный диаметр его рабочего колеса до об- точки; <?2, Н2, N2, D~2 — то же, после обточки колеса. 24
При этом к. п. д насоса в пересчете на меньший диаметр колеса снижается на 1% для агрегатов с коэффициентом быстроходности /zs = 60—120 при каждом подрезании колес на 10% и для на- сосов с пs 200—300 на 4%. Приведенные формулы можно применять при обточке наружного диаметра колес для ns = 60—120доЛ2 0,8024 для ns - 200—300 до£>2 = 0,85—0,9£>2. При большем стачивании роторов к. п. д. уменьшается в большей степени. При регулировании параметров насоса изменением числа оборотов его колеса необходимые пересчеты следует производить, используя формулы: <?!-<?— (18) я - н (19) Y (20) \ п ) где Q, Н, N, п — соответственно производительность, напор, мощность и скорость вращения ротора насоса до изменения числа оборотов; Qlt /%, Л\, «i — то же, после изменения числа оборотов. Расчет величин по формулам (18)—(20) допускается при сле- дующих условиях: 1) если измененное число оборотов п1 отли- чается от исходного п не более чем в 2 раза; 2) если кинематиче- ская вязкость перекачиваемой жидкости не превышает 2,5 X х 106 мЧсек. Про е к т ново й нормали Н 521 «Н а с о с ы центробежные н е ф т я н ы е» В настоящее время взамен нормали Н 521—57 Гипронефтемаш разрабатывает новую нормаль Н 521 «Насосы центробежные нефтяные» (типы и основные параметры), в которую вносятся существенные изменения. Проект Нормали предусматривает новые поля Q—Н, на базе которых должны быть созданы более совершенные конструкции насосов с доведением степени унификации их узлов и деталей до 80—90% при одновременном повышении к. п. д. и стойкости к кавитации, уменьшении габаритных размеров и веса в сравне- нии с насосами по нормали Н 521—57. Такой высокой степени унификации узлов и деталей предпо- лагается достичь унификацией корпусов смежных по производи- тельности насосов благодаря применению рабочих колес различ- ной быстроходности с примерно одинаковыми наружными диа- метрами и разной шириной лопаток; унификацией роторов, соот- 25
ветствующих одному и тому же полю Q—Н (кроме насосов типов М и ТС); большей степенью унификации подшипников и их кор- пусов, торцовых и сальниковых уплотнений, зубчатых полумуфт. При числе ступеней до четырех включительно будут изготов- ляться насосы спирального типа, а при восьми ступенях — сек- ционные. Всего же проектом Нормали предусмотрено шесть типов насосов: К — консольные (вместо НК и НГК по нормали Н 521—57); М - моноблочные с электродвигателем (вместо НКД); П - с плоским горизонтальным разъемом корпуса, спираль- ные (вместо Н и НД); ПС — то же, секционные; Т — с торцовым фланцевым разъемом корпуса, спиральные (вместо НГ и НГД); ТС — то же, секционные. Таким образом, обозначение типов насосов принимается по конструктивному признаку, а не ио температурной области при- менения, как в нормали Н 521 —-57. Согласно проекту, каждому полю Q—H должны удовлетво- рять насосы в двух конструктивных исполнениях: для работы при температурах до 200° С и от 200 до 400" С. Учитывая разнообразные условия эксплуатации центробежных нефтяных насосов, проект Нормали предусматривает возможность различных вариантов исполнения насоса каждого типоразмера: 1. По роторам—с рабочими колесами различной быстроход- ности для правой и левой частей поля Q—Н. 2. По наружным диаметрам рабочих колес — принимаются четыре размера. 3. По материалам деталей проточной части: Ч — из чугуна СЧ 28-48, ГОСТ 1412—54 (для температур 0—200" С); С — из стали 25Л, ГОСТ 977 -58 (для температур от —30 до |-400° С и неагрессивных сред); X — из стали 2Х13Л, ГОСТ 2176—57^(для температур 200— 400" С и коррозионноактивных сред); Н —из стали Х18Н9ТЛ, ГОСТ 2176—57 (для агрессивных сред при температурах от —30 до |-200° С). 4. По уплотнениям валов. В качестве основного типа уплотнения валов насосов прини- маются торцовые уплотнения, имеющие следующие обозначения: ОП — одинарные с проточной циркуляцией перекачиваемой насосом жидкости; ОК — одинарные с самостоятельным контуром циркуляции перемещаемой жидкости; ОТ — то же, с теплообменным устройством вала насоса; ДК— двойные с контуром циркуляции затворной жидкости; ДТ —то же, с теплообменным устройством вала насоса. 26
Сальниковые уплотнения остаются те же, что и сейчас: СО — сальниковые охлаждаемые; СЗ — сальниковые с подачей затвор- ной жидкости. Проект Нормали упорядочивает выбор электродвигателей для привода насосов нормального ряда. Насосы нового нормального ряда по производительностям должны покрывать диапазоны от 8 до 670 м:1/ч, по панорам — от 30 до 800 м. Скорость вращения роторов для всех насосов ряда предусматривается 2950 об!мин. Нормальная работа насосов (без кавитации) гарантируется при соблюдении кавитационного запаса в пределах 6 м столба жидкости. Для этого в насосах, развивающих производительность свыше 315 м3/ч, предусмотрены рабочие колеса с двусторонним входом жидкости. Предполагается существенное изменение маркировки насосов нормального ряда. Шифр каждого насоса будет включать обозна- чения всех основных его технических данных и соответствовать требованиям существующих стандартов. ПОРШНЕВЫЕ НАСОСЫ Основные положения Поршневые насосы относятся к классу объемных насосов, принципиальные особенности которых заключаются в следующем: 1. В процессе работы всасывающий и нагнетательный трубо- проводы герметически отделены один от другого. 2. Количество жидкости, подаваемой в единицу времени, опре- деляется только размерами насоса и скоростью движения его рабочих органов и не зависит от развиваемого им напора. 3. Способность создавать любой требуемый напор, пределы которого определяются только прочностью деталей насоса и мощ- ностью привода. 4. Подача жидкости — неравномерная, пульсирующая, отдель- ными определенными объемами. Поршневые насосы обладают достаточно высоким к. п. д. и другими достоинствами, к числу которых относятся: а) малая чувствительность к изменению вязкости перекачиваемой жидкости; б) способность поддерживать постоянный напор при переменной производительности; в) способность сухого всасывания без пред- варительной заливки насоса и всасывающего трубопровода жид- костью. Недостатки поршневых насосов: тихоходность рабочих орга- нов. что не дает возможности осуществлять прямое соединение их с быстроходными приводами, а также создавать агрегаты большой производительности; непостоянство давления нагнетания и неравномерность подачи жидкости; сложность конструкции 27
(наличие значительных масс деталей, совершающих возвратно- поступательное движение, передаточных устройств, клапанов); неэкономичность в работе по сравнению с центробежными насосами и т. д. Указанные существенные недостатки чрезвычайно ограничи- вают применение поршневых насосов в последние годы. В нефте- перерабатывающей и нефтехимической промышленности их исполь- зуют, как правило, лишь для перекачивания весьма вязких, бы- строзастывающих жидкостей и сжиженных газов, а также не- больших количеств высоких давлениях. На современных приятиях, несмотря на кий удельный расход жидкости при Рис. 12. Схема двухцилиндрового прямо- действующего насоса. пред- высо- пара, применяют главным образом паровые прямодействующие поршневые насосы. Это объяс- няется их преимуществами перед приводными насосами: простотой устройства и ма- лым числом движущихся частей; надежностью в экс- плуатации; большей степенью пожарной безопасности (бла- годаря отсутствию электро- двигателя); удобством авто- матического регулирования. Поэтому в книге основное внимание уделяется вопросам ремонта и эксплуатации именно паровых насосов. Прямодействующие насосы с большим ходом поршня особенно удобны для перемещения сжиженных газов и легко испаряющихся нефтепродуктов, а также для перекачивания нефтепродуктов, вязкость которых сильно меняется в зависимости от температуры (с увеличением вязкости автоматически снижается число ходов поршня, при этом уменьшается производительность и развивается большее давление, под действием которого продавливается за- стывшая жидкость). Отечественная промышленность изготовляет одно- и двух- цилиндровые паровые насосы двойного действия. На нефтепере- рабатывающих заводах используют только горизонтальные пря- модействующие насосы. На рис. 12 показана схема двухцилиндрового прямодейству- ющего насоса. Каждый цилиндр машины имеет специальное парораспределительное устройство, связанное системой рычагов (так называемым механизмом золотникового движения) с порш- нем насоса, через которое осуществляется цикличная подача 28
в цилиндр пара и отвод его из машины. Паровая и гидравлическая части насоса соединены узлом средней части, на котором смонти- рован механизм золотникового движения. Подробнее об устрой- стве каждого узла насоса сказано в соответствующих разделах книги. Выбор насосов и расчет их основных параметров Выбор насосов. На современных предприятиях нефтеперера- батывающей и нефтехимической промышленности применяют па- ровые. нрямоде.йствующие поршневые насосы следующих марок: НПН-3, НПН-6, ПН, ПНС, 4ПГ, ГУН-1, 4ПТ, 1СП, НПН-10 и НПН-С-10. Насос той или иной марки выбирают в зависимости от параметров его работы (производительность, напор, темпера- тура перекачиваемой жидкости и ее свойства) по специальным таблицам. В табл. 2 приведены технические данные прямодействующих насосов, широко применяемых на нефтеперерабатывающих заво- дах. При прочих равных условиях предпочтение следует отдавать двухцилиндровым насосам, обеспечивающим более равномерную подачу жидкости. Таблиц а. 2. Характеристики паровых прямодействующих поршневых насосов Насос Максимальная темпе- ратура перекачиваемой жидкости, °C 11рокЗПО- дптсльность, мч Наибольшее Давление нагнетания, Фп Давление свежего пара (избыточное), ат Противодавление пара (избыточное), ат Диаметр цилиндра, лш Число двойных ходов поршня в минуту Длина хода поршня, Л1,И Вес насоса, кг? парового гидравличе- ского д,иа / сек и а с о гы для г ) р Я ' И X п е ф т е и роду к т о в СЛ-1МС 320 3-7,5 0,84-2,2 40 12 0,5 290 125 10 -25 260 920 1СП 400 28-56 од 12 4 450 220 16—32 450 2800 7,8—15,6 4ПГС 400 30—60 20 10 0,5 350 200 13—27 350 4500 8,6-16,5 4ПТ 350 14—35 30 7,5 350 120 10—25 350 3450 3,9—9,7 1НПНС 400 56—112 15,5-31,2 25 12 4 450 220 16—32 450 5500 29
Продолжение табл. 2 11 асо i Максимальная темпе- ратура перекачиваемой Жидкости. °C Произво- днтельность, Ai3/4 Наибольшее Давление । нагнетания, ат । Давление свежего пара 1 (Избыточное)- ат Противодавление пара । (Избыточное*, ат Д на ме тр цилп ядро!, MAL я о о 3 = л ?_ о а ® , о X -г .9 Длина хода порш!151. Ьес изсоса. 1 Ядрового я та о г{ о 2 5 дмл/сок Н а сое 14 Д Л Я X О Л О Д Н Ы X И с |) т е 1 РОД у К Т 0 н НГ1С-1 100 1 (7,28 120 12 4 220 50 20 250 510 В-2 100 6-14 12 8 0,5 135 90 38—88 125 230 1,87—3,9 НПН-6 | (Ю 11 —22 20 12 0,5 190 130 17-34 250 990 3,05—6,1 ГУМ-1 100 14—28 46 19 4 450 160 15-30 450 1930 3,9-7,8 СЛ-1М 200 3-7,5 40 12 0,5 290 125 10-25 260 920 0,84-2,1 HII3-3M 220 3,5—7,5 а| 6 I 190 80 17-34 250 1050 0,97-2,1 НИН-3 220 13 -25 20 Г2 0,5 190 130 17-31 250 1100 3,6—7 4ПГ (МП! 1-4) 220 30—60 20 0,5 350 200 13—26 350 3500 8,3—16,5 НИН -10 220 56- 112 25 12 4 450 220 16-32 450 5100 II асо С ы д л я с ж и ж С 11 н Ы X 1' а з о и и л е. г к О II с и а р я ют 1 X С Я и е fi т е 1 р о д у к т о в СЛ-1 3—7,5 40 12 0,5 290 125 10 -25 260 800 0,84—2,1 СЛ-1С -- 3—7,5 0,84—2,1 40 12 0,5 290 125 10-25 260 800 ИПС-2 -.80 -- 20 5,6 80 8 2 450 105 22-30 450 5110 1111 (СЛ-2) J4- 28 ' 3767 78' 40 12 з 1 370 160 5—30 450 1610 ИНС (СЛ-2) - 14-28 3,9—7,8 40 12 3 370 160 15-30 450 1610 При м е ч а к и я: I. Насосы СЛ-1 и ИН (СЛ-2) нредпаопач сны для перемещения легких нефтепродуктов с. минимальной плотностью при темпе рлтуре нерекачиитния 0,55 кг/м'л, а насосы H1IC 2ХЬ0 н ИНС — жидкостей с минимальной плотностью 0,-18 2. Насосы HUC-1 и И ПС 2X80 являются плунжерными. 30
f> соответствии с рабочим режимом предусматривается шесть вариантов материального исполнения поршневых насосов. На практике их выпускают в четырех вариантах. В табл. 3 представ- лены материалы для основных деталей гидравлической части поршневых насосоЕ! в зависимости от условий их эксплуа- тации. Расчет основных параметров насосов. При отсутствии техни- ческой характеристики поршневого насоса его основные параметры нетрудно найти из соответствующих выражений. Производительность насоса (в м''/ч) составляет: Q 60х\„КР$п (21) где Tiu — коэффициент подачи (для холодной воды он равен 0,9, для горячей — 0,6; для нефти и холодных нефтепродуктов — 0,8; для светлых нефте- продуктов 0,7—0,8, для сжиженных газов 0,6—0,7); Д — кратность действия насоса; — площадь сечения поршня, м2; .S — длина хода поршня, м; п — число двойных ходов поршня в минуту. Полный напор насоса (в м столба перекачиваемой жидкости) будет: Н "вс I \-hc (22 где /711С — высота подъема жидкости при всасывании, л; //„ — высота подъема жидкости при нагнетании, м; hc — высота столба перекачиваемой жидкости, эквивалентная потере на- пора на преодоление трения и местных сопротивлений в трубопро- водах. 1Нощиость, потребляемую поршневым насосом, подсчитывают по формуле (13). При приближенном определении количества пара, расходуе- мого прямодействующим насосом, следует исходить из следующих практических данных: средний удельный расход пара для насосов малой производительности составляет 0,009—0,015 кг/(кет сек), а для насосов средней и большой производительности от 0,01 1 до 0,015 кг/ (кет сек).
Тиб л и ц и 3. Материалы для Вариант ма- териального исполнения насоса Перекачпваемые жидкости и рабочие услоппя Корпус и крышка Втулка цил и и др а Поршень (плунжер) Кольцо поршня | [ Сырая нефть, ма- зут, газойль, лиг- роин, стабильный бензин, пресная во- да и масла при тем- пературах 7250 JC и давлениях Г' рт Ю ат Чугун СЧ 21-40 Чугун СЧ 21-40 Чугун СЧ 18-36 Чугун СЧ 21-40; для воды — те кстолит и То же, при дав- лениях /’- к, uz/j- холодные сжижен- ные газы плот- ностью более 0,55 да/лг1; холод- ная серная киспотт концентрацией 75— 94 % Чугун СЧ 32-52 или СЧ 28-48 То же Чугун СЧ 18-36; для воды — латунь Л/КМц 59-1 Чугун СЧ 21-40; для сжи- женных газов и воды — текстолит III Некоррозиоппоак- тпвпыс нефтепро- дукты (при 251 — 400'С), сжиженные газы плотностью до 0,55 ка/лг1 Стальное литье марок 25Л или ЗОЛ Чугун марки нс ппжс СЧ 21-40 Чугун марки не ниже СЧ 28-48 Чугун СЧ 28-48; для сжи- женных газов — текстолнт IV Сернистые агрес- сивные нефтепро- дукты (при 251- - 550 ' С) Стал г> X1M-1I Сталь Х5М-Л Сталь Х5М-Л Чугун марки не ниже СЧ 28-48 32
основных деталей поршневых насосов Штпк Клапан, седло, болты Пружина клапана Корпус сальника Нажим- ная втулка сальника Грунд- букса сальника Крепеж- ные детали Сталь Сталь Сталь Чугун Чугун Чугун Сталь марок Ст.40 или Ст.45 (в термообра- ботанном состоянии) 40Х (в тер- мообрабо- танном состоянии) 60СГ марки не пиже СЧ 18-36 марки не ниже СЧ 21-40 марки не ниже СЧ 18-36 со втулкой из сплава ЦАМ-10-5 или брон- зы БрОЦС G-6-3 марок Ст. 30 и Ст.35 для шпилек и Ст.4 для гаек Сталь марок Ст.40, Ст. 4 5 или Ст.40Х; для мор- ской воды — стал ь 1X13 (в обоих случаях — в термо- обработан- ном состоя- нии) То же (НЯсЭИО) Ста л ь 60СГ или 50ХФЛ То же То же То же Сталь марок Ст.30 и Ст.35 для шпилек и Ст.З или Ст.4 для гаек ('.таль 40X Стал I, 2X13 Спяль Стальное литье Чугун Сталь (н термо- обработап- 1ЮМ состоянии) (///?(. 40) 4X13 марок 2 ЗОЛ пли но к 571 или стал । .пая овк а марки не ниже СЧ 28-48 со втулкой из бронзы БрОЦС 6-6-3 марок .ЧОХ, 35X и,’.hi 38Х А (в тер необра- ботанном состоянии) для шпилек; сталь марок Ст.20, Ст.25 и Ст.30 для гаек Сталь 2Х 13 Сталь 2Х 13 Сталь Сталь Стальное Чугун Сталь (в термо- обработан- ном состоянии); ///?(. 40) (HR,-Ю; 4X13 Х5М-Л литье марок 25Л пли ЗОЛ и сталиная поковка марки не пиже СЧ 28-48 марок ЗОХ, 35X или 38 X Л (в термообра- ботанном состоянии) для шпи- лек; сталь марок Ст.20 Ст.25 и Ст. 30 для гаек 3 М. Берлин 33
ГЛЛВ,\ II ОРГАНИЗАЦИЯ РЕМОНТА НАСОСОВ И ПАРОВЫХ ТУРБИН Характер и интенсивность износа деталей и узлов насосов зависят от условий пх работы: от агрессивности и температуры перекачиваемого продукта, наличия в нем механических примесей и правильности выбора материалов для изготовления тех пап иных деталей и узлов. Продолжительность межремонтного про- бега насосов п турбин определяется также, квалификацией обслу- живающего персонала и качеством ремонтных работ. Насосы исписывают следующие основные виды износа', кор- розию внутренних полостей корпусов и деталей, находящихся в агрессивных перекачиваемых средах", эрозию внутренних поло- стей корпусов и деталей от воздействия механических примесей , находящихся в перекачиваемых средах', износ внутренних полостей корпусов п движущихся деталей вследствие трения о пе- рекачиваемые жидкости, механический износ сопряженных де- талей!; кавитационный износ детален (центробежные насосы) . Рассмотрим каждый вид износа. Коррозия. По механизму процессов коррозия бывает хими- ческой п электрохимической . Химическая коррозия в отличие от электрохимической не сопровождается возникновением электрического тока и, как правило, протекает при высоких температурах . В. зависимости от конкретных условий детали насосов на нефтеперерабатываю- щих заводах могут подвергаться как химической , так и электро- химической коррозии. Основными агрессивными агентами , соде ржащпмися в нефте- продуктах, являются различные сернистые и хлористые сое/ ди- псния. Сернистые соединения в интервале температур 400 - 450 С могут интенсивно разлагаться с вы'делением агрессивного сероводорода. Поэтому можно считать, что насосы, которые пере- качивают горячие нефтепродукты с температурой 400 (Си выше, содержащие сернистые соединения, испытывают- высокотемпе- ратурную химическую сернистую коррозию. а./
В литературе отмечается резкое увеличение высокотемператур- ной коррозии при совместном действии сероводорода и хлористого водорода, который может образовываться в нефтепродуктах в результате гидролиза СаС12 и MgCl., при высоких температурах. Насосы, перекачивающие нестабильные бензины и сжиженные газы, богатые сероводородом, а также некоторые другие иезаще- лоченные светлые нефтепродукты, могут подвергаться низкотем- пературной хлористоводородной и сероводородной электрохими- ческой коррозии. Эрозия. Наибольшему эрозионному износу, т. е. износу, вы- зываемому действием твердых частиц механических примесей, находящихся в жидкости (для нефти и нефтепродуктов — это соли, песок, частицы кокса н т. д.), как правило, подвергаются насосы, перекачпвающме темные нефтепродукты п промежуточные полуфабрикаты. Износ от трения. Совместно с эрозионным износом происходит износ вращающихся деталей центробежных насосов из-за трения их о перекачиваемую жидкость. Значительный износ вследствие трепня сопряженных деталей испытывают основные узлы поршневых насосов, особенно насосов, перскач11 вающпк различные, т яжелые остаточные продукты ('боль- шое количество механических примесей) пли сжиженные газы (плохая смазывающая способность перекачиваемой среды). Механический износ сопряженных деталей является также основной причиной выхода из строя подшипников скольжения, валов, штоков, защитных гильз и других .деталей. Кавитационный износ. При нарушении правил эксплуатации центробежных насосов, а также вследствие неправильного выбора их марок или нарушений правил монтажа может наблюдайся, как отмечалось выше, явление кавитации, сопровождающееся кавитационным износом детален насоса. Приведенная характеристика видов износа детален" и узлов насосов показывает, что совершенно точно классифицировать насосы ио группам с одинаковыми рабочими режимами практи- чески невозможно пли очень трудно. Поэтому подразделим на- сосы нефтеперерабатывающих заводов по условиям пх работая па следующие основные укрупненные группы: I — для горячих нефтепродуктов', Г1 —для холодных нефтепродуктов; III - .для крепких кислот и щелочей; IV —- насосы, перекачивающие холод- ный нестабильный бензин и сжиженные газы, богатые сероводо- родом. В отдельную группу следует выделить поршневые насосы, перекачивающие горячие мазуты термического крекинга (кре- кппг-остаток). Для каждой из этих групп необходима своя система ремонта, обеспечивающая безаварийную работу и являющаяся основой при планировании ремонтов и изготовлении запасных частей для насосного оборудования. 3* 35
Сроки межремонтных пробегов для всех насосов и турбин принимаются с учетом соответствия материалов рабочей среде и среднего уровня квалификации обслуживающего и ремонтного персонала. Первая попытка разработать систему ремонта насосов нефте- перерабатывающих заводов была сделана еще в 1951 г. Отделом главного механика Министерства нефтяной промышленности СССР. На основании этих данных и анализа эксплуатации на- сосов на Ново-Уфимском, Омском и некоторых других заводах предложена приводимая ниже система планово-предупредитель- ного ремонта (ППР) насосов и турбин нефтеперерабатывающих предприятий. Указанная система была внедрена на Омском за- воде и оправдала себя. СИСТЕМА ПЛАНОВО-ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНОГО РЕМОНТА НАСОСОВ Центробежные насосы Рассмотрим систему ППР насосов, перекачивающих горячие и холодные нефтепродукты, холодные нестабильные бензины, богатые сероводородом, сжиженные газы, не очищенные от серы, и фенольную воду. Для удобства представим эту систему в вцде таблиц (см. табл. 4—6), в которых указаны периодичность и объем работ по видам ремонтов. Поршневые и плунжерные насосы Рассмотрим теперь систему ППР поршневых и плунжерных насосов, перекачивающих горячие и холодные нефтепродукты, холодные нестабильные бензины, богатые сероводородом, горячий крекинг-остаток, сжиженные газы, высококонцентрированные ще- лочи и кислоты. Так же, как и в предыдущем случае, представим эту систему в виде таблиц (см. табл. 7—9), в которых указаны периодичность и объем работ по видам ремонтов. Паровые турбины Для паровых турбин типа ОК-500, ОР-ЗОО и 1ПТ предла- гается такая оправдавшая себя па практике схема ремонтного цикла: ревизия — через 700—750 ч работы; текущий ремонт — через 2000—2200 ч; средний ремонт — через 8500—8600 ч; капи- тальный ремонт — по мере надобности (обычно через 50 000— 52 000 ч работы). Каждый вид ремонта включает следующие объемы работ. 36
Таблица 4. Насосы, перекачивающие горячие нефтепродукты Ревизия насоса Текущий ремонт Средний ремонт Капитальный ремонт Производится через 700—750 ч работы Производится через 4300—4500 ч работы Производится через 8500—8600 ч работы Производится по мере надобности (обычно через 25 000—26 000 ч работы) 1. Ревизия подшипников (при не- 1. Ревизия насоса. 1. Полный объем преды- 1. Полный объем пре- обходимости их смена или переза- ливка). Проверка продольного раз- бега ротора при смонтированных ра- диально-упорных подшипниках. 2. Очистка и промывка картеров подшипников, смена масла, промыв- ка масляных трубопроводов (системы под давлением). 2. Полная разборка coca, проверка разбега тора в корпусе. на- ро- дущих ремонтов. 2. Разборка ротора насо- са, тщательный осмотр вала и проверка его боя (при необходимости замена вала), замер посадочных мест. Тщательный осмотр каждой детали ротора с заменой изношенных. дыдущил ремонтов. 2. Тщательная реви- зия всех узлов и деталей. 3. Ревизия (при необходимости смена) сальниковой набивки и про- верка состояния защитных гильз. 3. Проверка зазоров уплотнениях ротора в к пусе насоса, состояния талей и биения ротора. в ор- де- 3. Проверка состояния посадочных мест корпуса насоса, уточнение срока ка- питального ремонта. 3. Вероятная замена по результатам ревизии рабочих колес, валов, уп- лотняющих колец кор- пуса, грундбукс, распор- ных втулок, бронзовых полуколец нажимных втулок Сальника. 4. Проверка состояния полумуфты; промывка и смена смазки (для зуб- чатых полумуфт; производится через 2800—3000 ч работы). 4. Проверка конусности и эллиптичности шеек вала (возможна их проточка и шлифовка), если насос ра- ботает в подшипниках скольжения. 4. Обычно производится перезаливка подшипников скольжения (по результатам ревизии). 4. Снятие корпуса на- соса с фундамента, на- плавка и расточка поса- дочных мест корпуса.
Продолжение табл. 4 Производится через ТОО--7-50 ч работы 5. Ревизия уплотнений крышек подшипников. (5. Промывка и продувка паром си- стемы трубопроводов, подводящих уп- лотняющую жидкость к сальникам насоса, а также чистка трубопрово- дов и Ka'iep водяного охлаждения. 7. Проверка центровки агрегата. 8. Проверка крепления всего агре- гата на Фундаменте. Текущий ремонт Средний ремонт Капитальный ремонт Производится через 4300—4о0() ч работы Производится через 8560 —8600 ч работы Производится по мере надобности (обычно через 25 000— 26 000 ч работы) 5. Тщательный осмотр всех узлов и деталей на- соса, устранение замечен- ных дефектов. 5. Для насосов КВН, перекачивающих некоксу- ющиеся продукты, внутрен- ний корпус разбирается во время каждого второго сред- него ремонта. 5. Для насосов КВН-55 возможна замена отдель- ных секций внутреннего корпуса или внутреннего корпуса в сборе. 6. Обычно производится смена Подшипников каче- ния (по результатам реви- зии); возможна смена за- щитных гильз или их шли- фовка. 6. 1 идравлическое ис- пытание насоса при из- быточном давлении, пре- вышающем рабочее на 5 кГе'см'-. 7. Проверка состояния корпуса насоса с помощью ультразвуковой или маг- нитной Дефектоскопии.
Т а б л и ца 5. Насосы, перекачивающие холодные нестабильные бензины, сжиженные газы, не очищенные от серы, и фенольную води Ревизия насоса Текущий ремонт Средний ремонт Капитальный ремонт Производится через 700—750 ч работы Производится через 2200 —2300 ч работы Производится через 4500--5000 ч работы Производится по мере надобности (обычно через 16 500—17 500 ч работы) Объем работ аналоги- чен объему работ для насосов, перекачиваю- щих горячие нефтепро- дукты То же, что и для насо- сов, перекачивающих горя- чие нефтепродукты (кроме замены подшипников каче- ния). Дополнительно про- изводится ревизия и замена изношенных деталей тор- цовых уплотнений То же, что и для насосов, перекачи- вающих горячие нефтепродукты. Веро- ятна смена рабочих колес, уплотняю- щих колец корпуса, иногда валов (по результатам ревизии). Обычно произ- водится также смена подшипников ка- чения (по результатам ревизии). Состоя- ние корпуса насоса проверяется с по- мощью ультразвуковой или магнитной дефектоскопии. Объем работ аналоги- чен объему работ для на- сосов, перекачивающих, горячие нефтепродукты.
T ci б л и ц. а 6. На-хсы, иергкачиваю/циг холодные нефтепродукты Ревизия насоса Текущий ремонт Средний ремонт Капитальный ремонт Производится через 700—750 ч работы Производится через 4300—4500 ч работу Производится через 8500—8600 ч работы Производится по мере надобности (обычно через 34 000—34 500 ч работы) Объем работ аналоги- чен объему работ для насосов, перекачиваю- щих горячие нефтепро- дукты Включает полный объем работ предыдуще- го ремонта. Произво- дится ревизия И замена изношенных деталей тор- цовых уплотнений 1. Полный объем предыдущих ремонтов. 2, Полная разборка насоса, проверка раз- бега ротора насоса в корпусе. 3. Проверка зазоров в уплотнениях ротора н корпуса насоса, состояния деталей и бие- ния ротора. 4. Проверка эллиптичности и конусности шеек вала (возможна их проточка и шли- фовка), если ротор работает в подшипниках скольжения. 5. Тщательный осмотр всех узлов и дета- лей насоса, устранение замеченных дефектов. 6. Разборка ротора насоса, осмотр вала и проверка его боя, замер посадочных мест, устранение замеченных дефектов. Тщатель- ный осмотр каждой детали ротора с заменой или восстановлением изношенных. 7. Проверка состояния посадочных мест корпуса, уточнение срока капитального ре- монта. 8. При необходимости перезаливка под- шипников скольжения. 9- Проверка состояния корпуса насоса с помощью ультразвуковой или магнитной де- фектоскопии. Ю. Обычно производится замена подшип- ников качения. Объем работ анало- гичен объему работ для предыдущих групп на- сосов Примечание. Для насосов, перекачивающих ф рол, Растворитель и масляные дистилляты, можно принять систему ремонт, холодных насосов.
Таблица 7. Насосы, перекачивающие горячие и холодные нефтепродукты Ревизия насоса Текущий ремонт Средний ремонт Капитальный ремонт Производится через 700--750 ч ра боты Производится через ЦЗ'.’и--1500 ч работы Производится через 8500 — 8600 ч работы Производится по мере надобности (обычно через 34 000—35 СЮи ч работы) 1. Проверка крепления насоса на фундаменте. 1. Ревизия насоса. 1. Полный объем предыду- щих ремонтов. 1. Полный объем пре- дыдущих ремонтов. 2. Вскрытие цилиндров и клапанов гидравлической части насоса. Тща- тельная проверка состояния поршне- вых колец, поршней, рабочих вту- лок и штоков гидравлической части. Замер зазоров между поршнем и ра- бочей втулкой, канавками поршня и поршневыми кольцами, а также в замке поршневого кольца (в свобод- ном и рабочем состоянии). 2. Вскрытие парового цилиндра; проверка со- стояния поршневых ко- лец, поршней, цилин- дров и штоков паровой части насоса. Замер за- зоров между поршнем и цилиндром, между порш- невыми кольцами и ка- навками поршня, а так- же в замке поршневых колец (в свободном и ра- бочем состоянии). Замена вышедших из строя дета- лей или их реставрация. 2. Вероятная смена рабочих втулок и поршней гидравли- ческой части насоса, колец парового поршня и золотника, парового поршня и пружин клапанов. 2. Расточка и запрес- совка гильз в паровые цилиндры. 3. Проверка посадки седел клапа- нов в гнездах клапанной Коробки; проверка клапанов на герметичность и их притирка. Проверка состоя- ния пружин. 3. Ревизия деталей ме- ханизма золотникового движения, замена вы- шедших из строя или их реставрация. 3. Шлифовка штоков гидра- влического и парового порш- ней. 3. Восстановление по- садочных мест гидравли- ческой и паровой частей насоса и механизма зо- лотникового движения.
Ревизия насоса Текущий ремонт Производится через 700—750 ч работы Производится чсрс: 4300—4500 ч работы 4. Смена сальников гидравлической и паровой частей насоса (по резуль- татам ревизии). 5. Замена или ремонт вышедших из строя деталей. 6. Осмотр деталей паровой части насоса, устранение дефектов, регули- ровка парораспределения. 7. Проверка состояния штоков.
Продолжение табл. 7 Средний ремонт Производится через 8о00—8600 ч работы Производится по мере надобности (обычно через 3-1 000—35 000 ч работы) 4. Выпрессовка седел кла- панов, проточка седел и таре- лок с последующей их при- тиркой. 3. Ремонт механизма золот- никового движения (расточка и запрессовка втулок в поса- дочные места, смена валиков, реставрация рычагов). 6. Тщательная ревизия зо- лотника, замер зазоров между золотником и втулкой золот- никовой коробки, кольцами и канавками золотника, а также в замке поршневых колец (в свободном и рабочем состоя- нии). Замена или реставрация изношенных втулок, чистка па- рораспределительных каналов. 7. Шлифовка плунжеров (для плунжерных насосов). 4. Гидравлическое ис- пытание всех цилиндров, золотниковых и клапан- ных коробок при избы- точном давлении, превы- шающем рабочее на 5 кге с.и-. 5. Возможна замена паровых цилиндров.
Т а б л и ц а 8. Насосы, перекачивающие крекинг-ктитик с тем пера ту рои порядки 400'С Ревизия насоса Текущий ремонт Средний ремонт К а нита ль TI ый ремонт Производится через 700--750 ч работы Производится через 4300—4500 ч работы Производится через 8ы’0--8600 ч работы Производится по мере надоб- ности (обычно через 25 000—26 000 ч работы) 1. Работы аналогичны рабо- там, проводимым при текущем ремонте горячих и холодных насосов. 1. Полный объем работ по ревизии насоса. 1. Полный объем преды- дущих ремонтов. 1. Полный объем преды- дущих ремонтов. 2. Через 1400—-1500 ч веро- ятна смена поршневых колец, поршня и втулки гидравличе- ской части насоса. 2. Работы аналогичны рабо- там, проводимым при текущем ремонте горячих и холодных насосов. 2. Работы аналогичны ра- ботам, проводимым при Среднем ремонте горячих и •холодных насосов. 2. Работы аналогичны ра- ботам, проводимым при ка- питальном ремонте для го- рячих и .холодных насосов. 3. Вероятна замена пружин клапанов. 4. Тщательная ревизия со- стояния штоков гидравличе- ских цилиндров (при необхо- димости их шлифовка).
7* а б л и ц а 9. Насосы, перекачивающие с vi'ii ‘’:сенные сазы, холос-ные несто.бттные б'т'ш.нщ б^оатые серособоа^бр и щелочи и кислоты высоких концентраций Ревизия насоса । I 1 | Текущий ремонт i Средний ремонт 1 Капитальный ремонт ’ \ 1 Производится через 700—750 ч работы ! 1 Производится через 4300—450и ч | Производится через 1 Производится по мере надоб- работы | 8500 -86и0 ч Работы ности (обычно через 1 2о 000--26 000 ч работы) I. Объем работ аналогичен 1. Работы аналогичны рабо- Объем работ аналоги- .Тля насосов, перекачиваю- объему работ при ремонте пе- там при ремонте перечислен- Чен объему работ при щих сжиженные газы и неста- речисленных выше насосов (см. них выше насосов (см. табл. ' Ремонте перечисленных бильные бензины, богатые серо- табл. 1 и В). и 8). выше насосов (см. табл. 7 водородом, капитальный ремонт ч 8). производится через 17 000 ч. 2. Через 1400—1500 ч ве- роятна смена колец поршня 2. Полный объем прслыду- Объем работ аналогичен объему щего ремонта. работ при ремонте перечислен- ных выше насосов (см. табл. 7 и 8). гидравлической части насоса и пружин клапанов. 3. Вероятна замена рабочих втулок поршней гидравличе- ской части насоса и прхжин клапанов. 4- Тщательная ревизия, а при необходимости ремонт или замена клапанов и штоков ги- дравлического поршня. Примчанне. Смена поршней» Рабочих втулок», клапанов и т. не исключает Возможности их реставрации.
Ревизия турбины 1. Вскрытие подшипников, проверка состояния вкладышей и шеек вала, замер зазоров между вкладышем и шейкой вала, проверка состояния маслоразбрызгивающих колец. Устранение замеченных дефектов. 2. Очистка и промывка керосином картеров подшип и и кон. 3. Разборка, чистка, смазка и сборка механизмов передачи импульсов от автомата безопасности и регулятора скорости соответственно к быстрозапорному, или отсечному, и дроссельному клапанам. Проверка плавности перемещения шпинделя дроссель- ного клапана в сальнике. 4. Проверка состояния полумуфт и соединительных пальцев. 5. Проверка крепления турбины на фундаменте. 6. Проверка центровки агрегата. 7. В турбине ОК-500 — чистка внутренней поверхности тру- бок конденсатора и холодильника эжекторов, ревизия и чистка эжекторов. 8. В турбине ОР-ЗОО - проверка падения поршня серво- мотора под действием собственного веса, ревизия и чистка эжек- тора. 9. Проверка работы автомата безопасности па сброс (при необходимости его регулировка). Т е к у щ и й р е м о н т 1. Полная ревизия турбины. 2. Полная разборка, чистка, промывка, проверка степени износа отдельных деталей автомата безопасности, регулятора скорости, дроссельного и быстрозапорпого клапанов, а также притирка тарелок этих клапанов. 3. В турбинах ПТ — вскрытие машины, проверка состояния уголыю-графитпого уплотнения и притирка его колец по валу. 4. В турбинах ОР-ЗОО и ПТ — ревизия предохранительного клапана. Средний ремонт Производится обычно во время капитального ремонта техно- логической установки и включает все работы текущих ремонтов. Кроме того, к нему относятся: вскрытие цилиндра турбины; проверка и восстановление центровки ротора в цилиндре; проверка и доведение до нормальных величин зазоров в про- точной части (для турбин ОК-500 и ОР-ЗОО); проверка и восстановление центровки диафрагмы (для тур- бин ОК-500); проверка состояния диафрагмы и устранение за- меченных дефектов; 45
проверка состояния и замена изношенных детален концевых и диафрагменных (для турбин ОК-500) уплотнений; тщательный осмотр и ремонт лопаток и детален ротора; проверка крепления дисков п других деталей па валу; вос- становление или замена изношенных деталей; проверка биения ротора турбины п устранение эллиптичности и конусности шеек вала; выявление трещин и других дефектов корпуса и их устранение; ревизия радиально-упорного шарикового подппншика (тур- бина 1 ПТ) в шариковых подшипников регуляторов скорости (турбины I IT) и при необходимост и замена их; замена изношенных деталей системы автомата безопасности и регулятора скорости; ревизия подшипников и при необходимости перезаливка их; проверка посадки вкладышей в корпусе подшипников; проверка н восстановление зазоров в масло- н пароотбойных кольца.';; ревизия и ремопг уплотняющих поверхностей разъема цилиндра турбины; ревизия и при необходимости смена уплотнении диафрагмы (турбина ОК-500). 1\. а и н т а л ь н ы п р с м о п т Производится во время капитального ремонта технологической установки п включает все работы предыдущих ремонтов. Кроме того, к нему относятся: частичная или полная смена лопаток; разборка ротора, тщательная проверка каждой его. детали, замена пли восстановление изношенных деталей':, проверка биения вала, диска, втулок концевых уплотнений, полумуфты; при необходимости балансировка дисков и полумуфт; частичная смена трубок в конденсаторе турбины ОК-500; тщательная ревизия и при необходимости замена парораспре- делительной коробки в турбинах ОК-500 и ОР-ЗОО и диафрагмы в турбине ОК-500; тщательная ревизия и при необходимости замена или ремонт всех узлов п деталей турбины. ОРГАНИЗАЦИЯ И ПЛАНИРОВАНИЕ ПЛАНОВО-ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНОГО РЕМОНТА НАСОСОВ И ПАРОВЫХ ТУРБИН Централизация ремонтных работ. Организация ППР насосов и турбин основывается на двух принципах: I. Ремонт насосного оборудования должен носить профилак- тический, н р ед у 11 ]) ед 11 те л ы I ы й характер. 4(,.
2. При ремонте должны максимально использоваться новей- шие достижения техники и он должен производиться наиболее экономично при максимальной производительности труда. Самым прогрессивным является ц е и т р а л и з о в а и н ы и’ м е т о д ремонта насосного оборудования е широким применением демонтажа насосов и турбин, подлежащих ремонту, и заменой их машинами, заранее отремонтированными в плановом порядке. Такая организация дает возможность все ремонтные работы вести в специализированных цехах и участках. Внедрение указанного метода требует наличия в насосных помещениях необходимых подъемных механизмов, а в ремоитио- мехапических службах -достаточного количества средств для механизации ремонтно-монтажных и транспортных работ. Отсутствие механизмов делает очень трудоемкими операции демонтажа и монтажа насосов и турбин. Именно поэтому на новых технологических установках, построенных в последние 1,5— 2 года, в помещениях насосных станций предусматриваются соответствующие средства механизации ремонтов и в первую очередь грузоподъемные механизмы, что позволяет практически осуществлять описанную выше форму организации ремонтных работ. При этом рекомендуются максимальная централизация ремонта насосов и турбин, перенесение его из помещения насос- ной в специализированный цех или участок по ремонту насосно- компрессорного оборудования. Тип завода и целесообразная система ремонтов. В настоящее время в нашей нефтеперерабатывающей и нефтехимической" про- мышленности сложились в основном заводы трех типов: 1. Небольшие (в основном довоенные и военного времени) заводы, состоящие из 15—20 установок малой мощности. II. Крупные заводы, включающие несколько десятков уста- новок малой мощности, а также новейшие установки большой мощности. Это главным образом заводы, строительство которых было начато сразу после войны. 111. Крупные недавно построенные, пускаемые и строящиеся заводы, состоящие из сравнительно небольшого числа новейших укрупненных установок большой мощности. Для заводов типов 1 и 1П наиболее целесообразной представ- ляется организация централизованного ППР насосного оборудо- вания уже сейчас. Для заводов тина 11 пока следует ограничиться смешанной системой ППР, при которой капитальный и средний ремонты насосов ведутся централизованно, а текущий—децен- трализованно. При любой системе ППР необходимо хорошо налаженное, централизованное изготовление запасных деталей и готовых узлов для насосов и турбин. Предложенные виды их планово-предупре- дительного ремонта обосновываются следующим образом. 47
На заводе, на котором одновременно эксплуатируются 1000 насосов (без учета резервных), ежедневно в среднем производятся: ревизия примерно 33 насосов, текущий ремонт 10, средний ре- монт 8—12 и капитальный ремонт 4—5 насосов. (Сумма средних и капитальных ремонтов в день составляет 12 —13). Поэтому централизованную ревизию насосов целесообразно предусматри- вать лишь на заводах типов 1 и III, где в эксплуатации находятся одновременно до 300 насосов (не считая резервов). При большем числе действующих насосов на заводах типов I—III желательно иметь непосредственно в цехах требуемое количество ремонтников для производства ревизии. Па заводах типа II, учитывая значительное число технологи- ческих установок и их разбросанность на большой территории, что затрудняет организацию централизованных ремонтных работ, предлагается текущий ремонт, а также частично средний ремонт насосов и турбин вести децентрализованно силами ремонтников цехов. На заводах типа I в составе ремонтно-механического цеха создается соответствующее отделение во главе с мастером, кото- рое производит все виды ремонта насосов и турбин. На заводах типов II и III в составе центральной ремонтно- механической базы организуется крупный участок или цех по ремонту насосно-компрессорного оборудования и турбин. Кроме того, на заводах типа II в цехах должно быть необходимое число ремонтников во главе с мастером для производства ревизии и текущего ремонта насосов и турбин. Графики ремонтов. Ревизия и ремонт насосов и турбин ведутся строго по графику в соответствии с принятой выше системой ПНР. При централизованной системе ремонта составляется общезавод- ской график. В случае, если ревизия и текущий ремонт насосов выполняются силами ремонтников технологических цехов, то графики на эти виды ремонтных работ составляются по цехам и утверждаются отделом главного механика (ОГМ) завода. По условиям производства на каждой технологической уста- новке есть резерв насосно-компрессорного оборудования. Поэтому наиболее рационален ремонт насосов и турбин по графику неза- висимо от того, работает установка или находится на ремонте. При отсутствии резервных насосов ремонт действующих насосов следует приурочивать к планово-предупредительному ремонту соответствующей технологической установки. График ремонтов составляется с учетом времени, отработан- ного насосом или турбиной. Это время (в часах) в каждую вахту отмечается машинистом в специальном журнале и в конце месяца подсчитывается механиком установки. На основании данных цехов о продолжительности работы каждого насоса или турбины группа по насосно-компрессорному оборудованию отдела технического надзора (ОТН) за эксплуата- 48
цией технологического оборудования совместно со старшими механиками цехов составляет общезаводской годовой график ремонта и ревизии. На небольших заводах график составляется инженером отдела главного механика с учетом сведении цехов. Исходя из отработанного каждым насосом времени, в графике в соответствии с системой ППР указывается вид ремонта насоса. При составлении общезаводского графика ППР насосов и турбин следует обращать внимание на равномерность загрузки ремонтного персонала, а также на равномерную эксплуатацию основного н резервного оборудования. График составляется до 20 декабря каждого года на после- дующий год, утверждается главным механиком завода и является основой для планирования работы участка (цеха) по ремонту насосного оборудования и производству запасных узлов и деталей. До 25 числа каждого месяца группа по насосно-компрессорному оборудованию ОТН вместе со старшими механиками цехов со- гласно годовому графику составляет уточненный график ППР насосов и турбин на следующий месяц. Графики на ревизию насосного оборудования или на ревизию и текущий ремонт при смешанной системе ППР, проводимые силами технологических цехов, составляются их старшими ме- ханиками на каждый месяц. Ответственность за выполнение графиков ремонта несут стар- шие. механики технологических цехов и начальник участка (цеха) по ремонту насосного оборудования. Организация выполнения графиков ревизии и ремонта насосов и турбин, выполняемых силами этих цехов, полностью возлагается на старшего механика каждого цеха. В течение всего месяца группа по пасоспо-компрессорному оборудованию ОТН совместно со старшими механиками цехов ведет исполнительный график ремонта, который служит основой для уточнения графика ремонта на следующий месяц. Цех по ремонту насосов и турбин. Для производства ремонта насосного оборудования, как указывалось выше, на крупных заводах в составе ремонтно-механической базы необходимо создать цех (участок), который должен состоять из отделения по ремонту насосов и турбин непосредственно на технологических установках и отделения по ремонту насосов, привезенных на участок. Второе отделение занимается, кроме того, сборкой, подгонкой и восста- новлением узлов и деталей, необходимых для выполнения ремонт- ных работ всем участком и цеховыми ремонтниками. Основное количество запасных деталей поступает на ремонт- ный участок (цех), а также в мастерские технологических цехов с центрального склада и с механического участка (цеха) централь- ной ремонтной базы, где они изготовляются по плану отдела главного механика завода, составляемому на основании системы ППР. Непосредственно в ремонтной мастерской технологического 4 М. А. Берлин
цеха осуществляется лишь подгонка отдельных узлов и деталей или, как исключение, изготовляются мелкие недостающие детали. Производственная площадь, необходимое станочное и специаль- ное оборудование и число работающих ремонтников на участке (цехе) по ремонту насосов и турбин центральной ремонтной б азы зависят от степени действительной централизации ремонтов. Трудоемкость ремонтов и расчет потребности рабочих-ремонт- ников. В табл. 12 (стр. 5(>) приведены расчетные данные о числе слесарей, необходимых для ремонта насосов н турбин каждой типовой технологической установки. Звенья по ремонту одно- н двухступенчатых центробежных насосов, турбин ПТ и порш- невых насосов малой производительности должны состоять пт двух слесарей 5 и 2-го или 5 и 3-го разрядов, а бригады по ре- монту многоступенчатых центробежных и поршневых насосов средней и большой производительности —из трех слесарей 5, 3 и 2-го разрядов. На всех технологических установках вахтовые машинисты в период планово-предупредительного ремонта установки ремонти- руют насосы и турбины, сроки ремонта которых совпадают со сроком ремонта установки. При этом улучшается использование обслуживающего персонала на ремонтных работах, а также повы- шается его квалификация. Однако, чтобы планировать потребность в рабочих , необхо- димых для ремонта насосно-компрессорного оборудования, нужно знать также трудоемкость ремонта в зависимости от типа — марки насоса (турбины) и вида ремонта. Поэтому следует ввести унифи- цированную систему единиц ремонтной сложности центробежных и поршневых насосов с определением трудовых затрат ,соответ- ствующих одной указанной единице. Согласно положению о ППР оборудования п транспортпых средств нефтеперерабатывающей п нефтехимической промышленности за е д и и и ц у р е м о и т - н о й с л о ж н о с т н принимается сложность ремонта такого условного вида оборудования, трудоемкость капитального ре- монта которого составляет 10 чел.-ч. Эта трудоемкость приравни- вается к одной единице сложности ремонта и обозначается через г. В табл. 10 представлены данные по трудоемкости ремонтов насосов и турбин в зависимости от тина (марки) машины и вида ремонта в единицах сложности ремонта г (без учета трудоемкости механической обработки и наплавки отдельных деталей и узлов). С помощью упомянутой таблицы можно определить необходи- мое число слесарей по ремонту насосно-компрессорного оборудо- вания для каждой типовой технологической установки нефтепере- рабатывающего завода (см. табл. 12), а также для завода в целом. В качестве примера выполнен соответствующий расчет для установки двухпечного термического крекинга с выносной реак- ционной камерой (резервное оборудование не учитывалось). Данные по ремонтным циклам оборудования установки термо- 50
Таблица 10. Трудоемкость ремонтов насосов а турбин Тип (марка) насоса или турбины Реви зпя Текущий ремонт Средн ini ремонт К'апиталь- ныи ремонт Примерная годовая трудо- емкость ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ Н ЛСОСЫ Н а с о с i,i с и е р т и к а л ь и ы м р а з ъ е м о м, п е рек ач п। холодные не газ а io m и е с т а б п л ,1, бога горячие и е ф т е п р о д у к т ы, ь и ы е г 1,1 е с б е 1! з и н ы с р о в од о р и сжиженные одо м Консольные произ- 0,8 2.1 2.8 j 3,5 14,4/18,2 водительностью до 150л:,/ч (~42 дм3 Тек) Одноступенчатые е 1,4 2,8 3,5 ; 4,2 21,5/26 двухопорным валом Двухступенчатые 1 ,4 1 ,7 4 ,2 4.9 -5,6 6,3—7 27,0/3.3,6 Четырех ступенча- 1 ,5- 1,7 4,5 6.3 1 7,7- 8,4 30,0/38,5 тые производительно- стью до 100 ,п:1/ч (до 28 дл3'сек) Трех-и четырехсту- 1 ,8 -2 4,9 5, 1 i 7,7 8,4 9,8 35,4/48,5 пенчатые производи- тельностью свыше 100 м:,/в (свыше 28 Олг'/сек) KBH-55Z 70 2.8 6.3-7 1 9.1 -9,8 11,2 — 11,9 47,8 КВН-5.5 < 120 4,9- 5,6 9,8 12,6 1.5,4 — 16,8 81 (180) КВН-55Х 180 (для 4,9—5,6 1.5, 4 16,8 19,6 93 закачивания продукта в печь П-1 установки термического крекинга) 11 а с о с । 1, п е р е । а ч и в 1 а ю щ п е х о л о Д н ы е 11 е ф теп род у к т ы Консольные произ- 0,8 2,1 2,8 3,5 14,4 водительностью до 150 лг'/ч (~42 дмТсек) Одноступенчатые с 1 ,4 2,8 3,5 4,2 21,7 дну чопорным валом Двухступенчатые 1,4 3,5 4,2 4,9 23,2 производительностью до 150 м3/ч (- -42 дм.3/сек) 4* 51
Продолжение табл. 10 Тип (марка) насоса или турбины Ревизи я Текущий ремонт Средний ремонт Капиталь- ный ремонт Пример па я годовая трудо- емкость Двухступенчатые 1,7 3,5 4,9 5,6 27 и роизводительностыо свыше 150 м3/ч (—42 дм3/сек) Трех- и четырех- 1,7 4,2 5,6 7 28,8 ступенчатые Восьмиступенчатые 1,7 6,3—7 9,1—9,8 11,2 — 11,9 42,3 ПОРШНЕВЫЕ НАСОСЫ Н а с о с ы, п е р е к а ч и в а ю щ и е горяч и е и хол о д н ы е неф теп р о д у к т ы В-2; В-3 0,8 1,7—2 2,1 -2,4 2,9-3,3 6,4 ПРН-1 (СЛ-1); 1 1,8 2,4 3,1 15 IIIIC-1 СП; 1-СН; ГУН-1 1,1 2,5 3,1 4,2 18,2 1111; ИНС; СЛ-2 1.4 2,5 3,1 4,2 21 II1I11 з-б 1,3 2,8 3,8 4,9 20,6 411 Г 1,4 3,5 4,1 5,6 23,3 4ПГ 1,7 4,2 4,9 6,3 28 Н1П1-10; И11НС 1(1; 2,1 1,2 4,9 7 32,3 11ПС-2Х 80 P1IH-2 1,1 1,8 2,7 3,1 16,8 Насос ы, пере к а ч и в а ю щ и е горячий к р е кин г-о с таток НПНС-10 2,5 4,9 5,6 7,7 38,4 Насос ы, и е р е к а ч и в а ю щ и е щел ОЧИ и к и слоты РПН-2 1,2 2,1 3,4 3,1 18,9 НПН-3,6 1,4 3,1 3,9 5,2 22,5 Н а с о с I ч, пере < а ч и и а ю щ и е голодные и е с т а б и л ь н ы е бе н з и н ы и ежи ж е н и ы е г азы СЛ-1 1,2 2,1 2,7 3,4 18,2 ПН 1,7 2,8 3,4 4,6 24,4 СПЕЦИАЛЬНЫЕ НАСОСЫ Шестеренные 0,3 0,5 0,6 0,8 4,8 (ШДПВ; РЗ) Винтовые (МВН) 0,7 1,0 1,4 1,7 9,9 52
Продолжение табл. 10 Тип (марка) насоса или турбины Ревизия Текущий ремонт Средний ремонт Капп таль- 11 ЫН ремойт Примерная годовая трудо- ем кость ПАРОВЫЕ ТУРБИНЫ ПТ-40 0,7 2,1 2,8 3,5 16,1 ПТ-100, шт 1,4 2 2,8 4,2 21,4 ОР-ЗОО 2 2,4 5,9 7 30 ОК-500 3,3 3,8 7,0 8,4 47 1 Примечая и я: I. В трудоемкость ремонтов (кроме капитальных) не включены трудовые затраты па демонтаж и монтаж насосов. 2. Для насосов КВН-55 (за исключением крекингового насоса КВН-55Х180) трудоемкость среднею ремонта дана без учета тру- довых затрат на разборку внутреннего корпуса. Г^и его раз Гор-те к величине трудоемко- сти следует прибавить 2,1—2,8 единицы ремонтной сложности. 3. Для насосов, работаю- щих с торцовыми уплотнениями, трудовые затраты возрастают на 0,4 — 0,6 единицы ре- монтной'сложпоспц считая на каждое уплотнение. 4. Для насосов с горизонтальным разъемом, перекачк вающих холодные нестабильные бензилы, богатые сероводородом, трудовые затраты следует увеличить на 15--20%. 5. В знаменателе, указана годовая трудоемкость ремонта насосов, переклчп плющи х нестабильные бензины пл» сжиженные газы, богатые сероводородом. крекинга в течение года и о трудоемкости выполнения объема годового ремонта сведены в табл. 11. Как следует из этой таблицы, общая трудоемкость ремонта насосов п турбин составляет 692,7 единицы ремонтной сложности. Однако учитывая, что ремонт агрегата КВ11-ОК-500 обычно про- изводится дежурными машинистами, при определении числа слесарей-ремонтников общую трудоемкость ремонта принимаем равной 402 единицам ремонтной сложности. Отсюда легко найти, что для выполнения ремонтных работ в течение года необходимо отработать 402 X 10 = 4020 чел.-ч. Эго соответствует прибли- зительно годовому фонду рабочего времени 2,2 слесарен (включая 10% времени на невыходы на работу по разным причинам). Для удобства указанных расчетов рекомендуется следующая последовательность видов ремонта различных типов насосов и турбин в течение года (условные обозначения: Р — ревизия, Т — текущий ремонт; С — средний ремонт). Центробежные насосы Для насосов этого тина, перекачивающих разные нефтепро- дукты, за исключением нестабильных бензинов, имеем: р—Р—р—Р—Р—Т---Р -I’—Р- -Р- Р-С Капитальный ремонт горячих центробежных насосов произво- дится примерно 1 раз в три года вместо среднего ремонта. Поэтому при определении числа ремонтников трудоемкость ремонта при- 53
Таблица Н. Примерный расчет трудоемкости годоеого ремонта насосов и турбин установки двухпечного термического крекинга Тип (мирки) насоса или турови ы Ч пело ма шип Трудоемкость (в /) и число ремонтов в I од ни один насос (турбину) Оищая Tpvдо- ем К OCTI ре мои-: • (пл) ре впзп я тек у щи I I ремонт ср едини р смо и • капитальный | ) (М (It 1 т I I .1 с о с 1>Г КВН-55. ISO1 1 ! 5,2X10 15,4 / 1 16,8.x | 2,8Х 0,33 1 85,1 К HI 1-55 Г20 1 5,2/ 10 9.8Х 1 12,6. . 1 3,6 - 0,3'3 75,6 НПН-10 1 2,1. 10 4,2/ 1 3,0,- 1 2,1x0,25 1 29,6 4Н-5Х 41 1 2,0/8 5,0 - 2 6,4 2 1,4/0,65 39,7 4И Г-5/ . 4- 1 2,0X8 5.3- 2 7,1/. 2 1,4,- 0,65 41,7 5НГ-5/ 2 1 1..5Х10 4,127-' 1 5,3. .' 1 1,4 (ИЗ 25 0 .'.ига 2- 1 1,8X8 5,0X2 6,2 2 1 ,4/0,65 37 ,7 611Г-7Х2 1 1,7/10 4,2, 2 .5,3/ 1 1,-1 0,33 31Л НПНС-НР 1 2,5/' 10 4,9Х 1 5,6/ 1 2,1 0,33 36,2 КН-15/40 2 0,8X10 2,1 1 2.8Х 1 0,7, 0,33 26,2 И1ДПВ-50 1 0,3-10 0.5 1 0.6 . 1 4,1 11ПН-3 1 1,4 10 3,1 1 3,9 1 1,3 0,33 21,4 ни 1 1,7 10 2,8 - 1 3,4 - 1 1,2 0,65 24,0 он 1 1.1 10 2,5 1 3,1 1 1,1- 0,33 17,0 2.5НФ 2 [ 0,8 10 2.1.1 ‘2,8 1 0,7 0,3'3 27,0 Г у р б и и ы 111Т 2 1,4 8 2,0, .3 2.8Х 1 : 1,4 (1,25 40,7 ОК-500 2 3.4 х 8 1 3,8/ 3 7,0 .1 । 1 ,4 0 25 130 р 1 1 Т <1 Г 1) еднннц ремонтной сложности 092,7 11 р II м е ч J и и я: I. Насос перекачивает быстрококсующи(1ся продукт 2. Наеосы перекачивают нестабильные бензины п сжижечлые .газы .богатое серово'удющм .Центр» - бе ?к и ые н асосы и мою г торцовые у и. jot лен и я. 3. Н а сое порока ни в а от горя чн й к реки ит- ог 1 а гок. ппмается равной 33% от разности между трудоемкостями капи- тального и среднего ремонтов. Для холодных насосов капитальный ремонт выполняется при- близительно 1 раз в четыре года вместо среднего ремонта .Вслед- ствие этого при расчете трудоемкость ремонта полагают равной 25% от разности между трудоемкостями капитального и среднего ремонтов. Для центробежных насосов, перекачивающих только нестабиль- ные бензины, можно записать: р ।• г । ।> <р-в —т-р —р -с. Капитальный ремонт таких насосов производится примерно 1 раз в полтора года вместо среднего ремонта. Поэтому трудоем- 54
кость ремоига принимается равной 65% от разности между тру- доемкостями капитального и среднего ремонтов. По ршн е вые насос ы Для насосов данного типа имеем: р- I• I> I> I> I I> |> Р 1> р-с Капитальный ремонт насосов, перекачивающих нестабильные бензины, богатые, сероводородом, выполняется приблизительно 1 раз в полтора-два года. Для насосов, транспортирующих горя- чий крекинг-остаток, щелочи и кислоты, этот ремонт производится примерно 1 раз в три года, для остальных насосов — приблизи- тельно 1 раз в четыре года. Принцип учета трудоемкости, необ- ходимой для выполнения капитального ремонта, остается тот же. Паров ые т у рб и ны Для паровых турбин ремонтный цикл следующий: Р-Р — Т - - Р-1 >- Т—I ’ -Р-Т-Р—Р- с Капитальный ремонт производится примерно 1 раз в пять- шесть лег. В табл. 12 приведены расчетные данные о числе слесарен", необходим!,IX для ремонта насосов в турбин типовых технологиче- ских установок, полученные па основе расчетов, аналогичных приведенному выше. Таблицы 11 п 12 можно использовать только для расчета численности рабочих , непосредственно занятых ремонтом насосов и турбин па технологических установках или па ремонтном уча- стке (в цехе), а также сборкой и подгонкой готовых узлов н де- талей для поузлового ремонта насосов и турбин. Станочное и другое оборудование рабочих мест. Участок (цех) по ремонту насосного оборудования необходимо укомплектовать станочным оборудованием и рабочими-станочниками для произ- водства механической обработки деталей, а иногда н корпусов насосов. Примерный состав станочного оборудования на ремонт- ном участке (на каждую тысячу эксплуатируемых насосов) при- веден ниже: ('/гл н кн Число Токарно-вннторезный ВЦ-200 мм; РМЦ-2000—2500 мм ... 2 ВЦ-300 мм; РМЦ-2000—.3000 мм ... 1 Токарный (ВЦ-400—500 мм; РМЦ-3000 мм) I Горизонтально-расточный .................. 1 Универсальный горизонтально-фрезерный 1 Вертикально-фрезерный .................... I 11 р н м е ч а п и с. I. ВЦ — высота центров. 2. РМЦ — расстояние, между центрами. 55
Табл и i( и !2. Расчетные данные о чт-ле слесарей, необха'елмых для ремонта насосов и турбин различных технологических установок Установка Число слесарей Установка Число слесарей Электрообессол нвающа я Серно-кислотного ал к или- 2,8 (ЭЛОУ) проектной пропзво- ровапня (25/4) дителыюстью Газофракционирующая (ГФ У) 2,8 1 млн. т!год нефти 0,6 Абсорбционнотазофрак- 2,8 (10/6) цпонирующая (АГФУ) 2 мл и. ml год нефти 0,6 Селективной очистки ма- (А-10/6) сел Атмосферно-вакуумная (37/1) 1,0 трубчатка (АВТ) производи- (А37/1) 2,1 гельностью (У37/2 М-6) 1,2 0,5 млн. т/год 2,9 Деасфальтизации масел 1,4 1 млн. т/год 3,1 (36/1) 2 млн. т1год 4,0 Депарафинизации масел Вторичной перетопки U (39/1) 2,2 (22/1) Четкой ректификации (22/4) 1,6 (39/8) 2,3 Каталитического крекинга Вакуумной перегонки (44/1) 0,6 43-102 1,6 Контактной очистки масел 35/1 1,3 (42/1) 1,8 35/2 1,7 (42/3) 1,6 35/6 4,4 По производстве пара- 2,3 35/11-300 1,8 фнпа (40/1) Центральная газофрак- 1,5 присадок к маслам 0,5 цпопирующая (ЦГФУ) (47/2) присадок к муслим I ,2 (47/3) 1 ермического крекинг;) 2,2 (15/1,3) 1 пдроочнетки дизельного топлива (Л-24-6) 2,0 II р it м о ч л 11 и е. Нрп онр(‘делрни11 трудоемкости ремонта пасосон на типовой те.х- нологнческои установке учитывались число и марки насосов, предусмотренные проектом. Кроме того, независимо от числа действующих насосов иа участке должны находиться следующие станки: Вертикалы|о-сверлпл1,11ый (диаметр сверла до 35 мм) .... I Радиально-сверлильный (диаметр сверла до 50 мм) ........ 1 Поперечно-строгальный .................................. 1 Круглошлифовальный для шлифовки штоков, валов и роторов (длиной 700—3000 л.и) .................................. 1 Обдирочно-шлифовальный ................................. 1 Карусельный (диаметр планшайбы 1000 лш) ................ 1 Для статической и динамической балансировки роторов (длиной 1000-3000 .ши) ......................................... 1
На участке должны быть также: оборудование для виброду- говой наплавки деталей; сварочная машина постоянного и пере- менного тока для производства электросварочных работ и на- плавки деталей, станок для центробежной заливки подшипников. В цехе желательно иметь стенды для испытания отремонтирован- ных насосов. На участке должно быть определенное число рабочих мест для ремонта насосов или их узлов, демонтированных на техно- логических установках, а также для сборки новых узлов, необ- ходимых при крупноузловом ремонте насосов. Число рабочих мест зависит от числа одновременно эксплуатируемых насосов и принятой системы ППР. Каждое рабочее место должно иметь необходимые подъемно- транспортные средства (тельферы, монорельсы, легкие тележки и -г. д.), слесарные верстаки, стеллажи для разборки, универ- сально-слесарные и специальные инструменты, предназначенные для ремонта насосов различных марок (в том числе приспособления для съема подшипников, иолумуфт, рабочих колес и т. и.). Для механизации ремонтных работ участок следует оснастить гидро-, пневмо- и электроинструментом (гайковерты, дрели и др.). Различные методы ремонта и руководство им. На заводах, где помещения насосных не оборудованы грузо-подъемными механиз- мами и где поэтому невозможно легко и быстро производить де- монтаж и монтаж насосов и турбин целиком, целесообразным следует признать мето д к р у и н о у з л о в о г о р е - м о н т а. Ои сводится к тому, что все основные узлы насоси при любых ремонтных работах заменяются новыми, заранее собран- ными на участке (в цехе), а демонтированные узлы после доставки на него проверяются, ремонтируются и подготавливают для исполь- зования при ремонте однотипных насосов. Если помещения насосных оснащены необходимыми грузо- подъемными механизмами (кран-балки, мостовые крапы и т. и.), позволяющими непосредственно на месте без больших затрат ручного труда и времени осуществлять демонтаж (монтаж) и транспортировку насосного агрегата, рекомендуется преиму- щественно метод ремонта, который включает следующие основные операции: демонтаж насоса (турбины) на технологической установке и транспортировку его в цех (на участок) по ремонту насосного оборудования; монтаж на технологической установке заранее отремонти- рованного резервного насоса соответствующей марки, который был заблаговременно доставлен на установку. Демонтированный насос после доставки на ремонтный участок (в цех) подвергают ремонту в несколько этапов. Вначале осуще- ствляют поузловую разборку п дефектацию насоса, затем в слу- 57
Чае необходимости ремонтируют его корпус, далее собирают насос из заранее подготовленных новых (или восстановленных) узлов и деталей и, наконец, проводят испытание насоса. Описанный метод ремонта позволяет вести работ}' ремонтного иеха (участка) по строгому графику. В данном случае цех по плану ремонтирует определенное число насосов (турбин) различ- ных марок независимо от того, на какой технологической уста- новке каждый из этих насосов будет установлен. Применение такого метода ремонта в сочетании с методом крупноузлового ремонта насосов и турбин непосредственно на ремонтном участке (в цехе) дает возможность перевести ремонт на индустриальные рельсы, максимально использовать новейшие технические достижения, приспособления и средства механизации, обеспечить действенный контроль за качеством ремонтных работ и свести до минимума простои оборудования в процессе ремонта. При этом для всех заводов можно ввести централизованную си- стему ремонта насосов и турбин. Более того, внедрение рассмо- тренного метода па группе заводов, географически близко рас- положенных одни от другого, позволяет централизовать ремонт насосов на заводах указанной группы, способствуя тем самым специализации ремонтных работ. Однако вопрос выбора метода ремонта каждого насоса нужно решать дифференцированно. Например, для многоступенчатых двухкорпусных насосов следует ограничиваться лишь демонта- жом и монтажом внутренних корпусов (в зависимости от их состояния). Во многих случаях для перехода к методу ремонта насоса с демонтажом и монтажом его необходимо изменить схему обвязки или конструкцию крепления агрегата на фундаменте. Иногда это сделать трудно или вообще невозможно. На всех этапах ремонта насосов и турбин, ведущегося на ре- монтном участке (в цехе), контроль за его качеством осуще- ствляют мастер н представитель отдела технического контроля (ОТК). По окончании ремонта насос испытывают в течение при- мерно 4—6 ч на специальном стенде, снимая рабочую характе- ристику, которую сравнивают с его паспортными данными. Насос принимается из ремонта представителем ОТК, о чем составляется соответствующий акт. Ремонтом насосов (турбин) непосредственно на технологиче- ской установке руководят мастер и бригадир ремонтного участка (цеха), а также механик этой установки, которые ответственны за качество ремонтных работ. В данном случае насосы после ремонта принимаются в эксплуатацию механиком агрегата в про- цессе обкатки. Ремонтные работы, выполняемые силами ремонтников техно- логического цеха (ревизия насосов, их текущий ремонт при комбинированной системе ППР), ведутся под руководством ма- стера ремонтной мастерской этого цеха и механика установки, 53
которые вместе с бригадиром ремонтников несут ответственность за пх качество. Ремонтом таких сложных машин, как.турбины ОК-500, насосы КВН-55Х 180 и КВН-55Х 120 на установках термического кре- кинга, а также их эксплуатацией непосредственно руководит старший машинист (обычно один па четыре установки). Резерв насосов на заводе. Для ремонта насосов и турбин с при- менением демонтажа и монтажа завод должен располагать необ- ходимым обменным фондом различных машин, размеры которого определяются исходя из принятой системы ППР. Пример расчета, числи резервных наахоа. Допустим, что иа данном заводе находятся в эксплуатации 100 насосов марки 5НГ-5Х2 (без учета резервных), при чем 70 из них перекачивают горячие нефтепродукты, а остальные 30 — сжи- женные газы. Эти машины имеют следующие ремонтные циклы: горячие насосы Р- р__р_р_р_Т -Р _-Р-Р-Р-Р-С насосы для сжиженных газов Р-Р I -Р 1>С.!> Р— Г Р -Р-С Таким образом, в норном случав кпждып насос проходит один текущий и одни еред|Iнii ремон т каждый год. Кроме того, каждые 3 года вместо одного среднего ремонта производится капитальный ремонт. Во втором случае каждый насос про- ходит два текущих и дна капитальных ремонта в гол. Помимо этого, каждые 1,5 года вместо одного среднего ремонта выполняется капитальный' ремонт. Нсего в течение года нужно произвести 711/60 текущих, 47/40 средних и 23/20 капитальных ремонтов насосов типа 5НГ-5Х2 пли 6/5 текущих, 4/3 средних и 2/2 капитальных ремонтов в месяц (в числителе показано число ремонтов насо- сов, перекачивающих горячие нефтепродукты, а в знамена геле — число ремон- тов насосов для сжиженных газов). Учнгыг.ая т-редиие трудоемкости ремонта насосов (см. табл. II), определяем суммарное число дней простоя па ремонте всех типов насосов марки 5111-5:2 в течение, месяца (считаем, что эти насосы ремонтируются звеньями из двух че- ловек): 3,0-6 : 3,5-5 /-3,8-4 I 4,2-3 ' 4,8-2 |- 5,2-2 - 83,3 дня 'Гак как в среднем месяц имеет 25 рабочих диен, то ежедневно иа ремонте должно находиться 83,3 : 25 3,3 насоса. Принимаем, что па заводе должно бьп'1. четыре резервных насоса марки 5НГ-5 У2. ОРГАНИЗАЦИЯ И ПЛАНИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ЗАПАСНЫХ ЧАСТЕЙ /Запасные части к насосам п турбинам наиболее рационально п экономично изготовлять центра л н зов а и н о в масштабе всей страны на специализированных заводах. Это подтверждает опыт хороню организованного централизованного обеспечения нефтеперерабатывающих заводов запасными деталями и узлами для технологического оборудования. Производство запасных деталей для насосов легко наладить на тех заводах, которые выпускают машины соответствующих марок. Если централизованная поставка запасных деталей отсут- 59
гтвует, то на каждом заводе необходимо организовать собственное производство запасных деталей для насосов и турбин. Сроки работы деталей насосов и турбин. Чтобы планировать изготовление запасных частей и создать их парк, необходимо знать срок службы каждой детали и общее число одновременно установленных однотипных деталей. Примерные сроки работы наиболее ответственных и быстро изнашивающихся деталей на- сосов и турбин приведены в табл. 13—15. Эти сроки можно рас- сматривать как исходные (ориентировочные) данные для плани- рования производства запасных частей в целом по цеху или заводу. План производства и расход запасных частей. Такие детали паровых турбин, как валы, диски и лопатки, при правильной эксплуатации работают 5 лет и более и их нельзя считать быстро изнашивающимися. Руководствуясь указанными сроками службы каждой детали и зная число деталей, установленных единовре- менно на насосах (или турбинах) данной марки, а также время работы каждой машины в течение года, группа по запасным частям отдела главного механика определяет их ожидаемый рас- ход на целый год. На крупных заводах, где есть центральная ремонтно-механическая база (ЦРМБ), планирование выпуска запасных частей ведет ее планово-производственный отдел. Из общего количества необходимых запасных частей исклю- чают детали, которые предполагается получить со стороны, и составляют план производства запасных частей собственными силами помесячно на весь будущий год. Затем этот план уточняют в конце каждого текущего месяца па следующий с учетом наличия деталей на центральном и цеховом складах. Производственный отдел ремонтно-механической базы (цеха) заранее готовит техническую документацию, заявки на материалы, организует производство поковок и отливок, определяет трудоем- кость и объем плана в денежном выражении и обеспечивает его выполнение. План подписывают старший инженер ОГМ и началь- ник ПТО ремонтной базы и утверждает главный механик завода. Для точного учета движения и наличия деталей на заводе группа по запасным частям отдела технического снабжения ведет картотеку, в которой учитывает приход и расход каждой детали. При централизованной системе. ППР насосов и турбин практи- чески все запасные части потребляет участок (цех) по ремонту насосного оборудования в соответствии с планом ремонта на каждый месяц. При децентрализованной или смешанной системе ППР запас- ные части выдают цехам с центрального склада или склада ЦРМБ с разрешения ОГМ по нормам, утвержденным на заводе. Нормы расхода деталей устанавливают на основании системы ППР и данных табл. 13—15. К началу каждого месяца в цеховом складе должен находиться полный комплект запасных частей на одну машину каждой из 60
Таблица 13. Сроки работы [в ч] деталей центробежных насосов Детали и материалы Рабочая среда горячие сернистые нефтепродукты холодные нефтепродукты, кроме нестабиль- ного бензина фенол и растворители (смесь бензола, толуола и ацетона) сжиженные газы и холодные бензины АВТ, богатые сероводородом Вал Ст.3X13 17 000—18 000 — — 12 000—13 000 Ст.40Х 8 500—9 000 17 000—18 000 17 000—18 000 6 000—6 500 Ст.45 Рабочие колеса — 17 000—18 000 17 000—18 000 4 300—4 500 Ст. IX13 25 000—26 000 — — 8 500—9 000 Углеродистая сталь 8 500—9 000 — — Чугун МСЧ-28-48 — 34 000—35 000 25 000—26 000 4 000—4 500 Капрон Уплотняющие кольца рабочих колес — Более 34 000 — Более 34 000 1 Ст. IX13 с наплавкой сормайтом 8 500—9 000 — —• 4 300—4 500 Ст.ЗХ13 без наплавки -— 8 500—9 000 8 500—9 000 2 000—2 200 Углеродистая сталь с наплавкой сормай- том Уплотняющие кольца корпуса 8 500—9 000 8 500—9 000 8 500—9 000 2 000—2 200 Ст.3X13 25 000—26 000 — — 4 300—4 500 Чугун МСЧ-32-52 —. 34 000—35 000 17 000—18 000 2 000—2 200 Углеродистая сталь 8 500—9 000 34 000—35 000 — 2 000—2 200 Серый чугун Защитные гильзы вала — 25 000—26 000 17 000—18 000 2 000—2 200 Ст. IX13 с наплавкой сормайтом 4 300—4 500 — — — Ст.3X13 без наплавки сормайтом — 8 500—9 000 4 300—4 500 4 300—4 500 - Углеродистая сталь с наплавкой сормай- том 4 300—4 500 8 500—9 000 4 300—4 500 4 300—4 500 Углеродистая сталь с железненной по- верхностью 4 500—6 000 10 000—12 000 10 000—12 000 10 000—12 000 3
Продолжение табл. 13 Детали н материалы Рабочая среда горячие сернистые нефтепродукты холодные нефтепродукты, кроме нестабиль- ного бензина фенол и растворители (смесь бензолл. толуола и ацетона) сжиженные газы и .холодные бензины АВТ, богатые сероводородом Углеродистая сталь, подвергнутая по- Более 17 000 (со шлифовкой) верхностному борированию Серый чугун — 3000 2000—2200 1400—1500 Подшипники качения 4300- 4500 скольжения 8500—9000 (перезаливаются) Втулка промежуточной опоры Ст.3X13 25 000 —26 000 — — 8500—9000 МС-32-52 — 34 000—35 000 17 000—18 000 2000—2200 Серый чугун — 25 000—26 000 17 000—18 000 2000—2200 Ст.З 8 500—9 000 34 000—35 000 — Грундбукса (Ст.2X13 н Ст.3X13) 34 000—35 000 34 000 -35 000 34 000—35 000 8500—9000 Втулка упорная 34 000—35 000 34 000—35 000 34 000—35 000 8500—9000 Н а с о с ы КВН-о5\ 120 и 1\ВН-55.\ 180 Гильза вала под передний подшипник (Ст.35) 17 000—18 000 — Упорный диск (Ст.35) 17 000—18 000 — — Разгрузочный диск (Ст.15Х5МФ с наплавкой 8 500—9 000 — — — стеллитом) Шайба разгрузочного диска (Ст.ЗХ13) 8 500—9 000 — — 1 Опытные образцы продолжают работать без видимых изменений. 2 Для консольных насосов — 8500 ж 8 600 Ч. •' Пр)! ВЫСОКОМ качестве жилезнения сроки службы детален зна чительно увеличиваются. По окончании мк азацных сроков работы детали, как правило, шлифуются и снова становятся пригодными к эксплуатации.
Т а б .1 и ц а 14. Сроки работы |в ч ] деталей поршневых насссов Детали и материалы Рабочая средн горячие п холодные нефтепродукты горячий крекинг-остаток холодные неста- бильные бензины, богатые сероводородом кислоты и щелочи Кольца поршня продуктовой части 4 300—4 500 1400—1500 1 400—1 500 1 400—1 500 Шток поршня продуктовой части (Ст.40; Ст.40ХН) 8 500—9 000 4300—4500 4 500—5 000 8 500—9 000 1 Поршень продуктовой части (Ст.З; СЧ 28-48) 8 500—9 000 2000—2200 4 300—4 500 4 300—4 500 1 2 3 Втулка (рабочая) продуктовой части (СЧ 28-48) 8 500—9 000 1400—1500 4 300—4 500 4 300—4 500 2 Седло клапана (Ст.40ХН; Ст.40Х) 8 500—9 000 8500—9000 4 300—4 500 1 400—1 500 Тарелка клапана (Ст.40ХН; Ст. 40Х) 4 300—4 500 4300—4500 4 300—4 500 4 300—4 500 Пружина клапана 8 500—9 000 1400—1500 1 400—1 500 1 400—1 500 Грундбуксы продуктового цилиндра 17 000—17 500 8500—9000 8 500—9 000 8 500—9 000 Поршень парового цилиндра Шток поршня парового цилиндра (Ст.40Х; Ст.40ХН) 8 500—9 000 8500—9000 8500—9000 (со 17 000—18 000 шлифовкой) 1 / 000—18 000 Грундбукса парового цилиндра 17 000—18 000 8 500—9 000 8 500—9 000 17 000—18 000 Втулка золотника 17 000—18 000 8 500—9 000 17 500—18 000 17 000—18 000 Поршень золотника 17 000—18 000 8 500—9 000 17 ООО—18 000 17 000—18 ООО Грундбукса золотника 17 000—18 000 8 500—9 000 17 000—18 000 17 000—18 000 Кольца поршня золотника 8 500—9 000 8 500—9 000 8 500—9 000 8 500—9 000 Соединительная муфта штоков 34 000—15 000 34 000—35 000 34 000—35 000 34 000—35 000 Кольца поршня парового цилиндра 8 500—9 000 8 500—9 000 8 500—9 000 8 500- 9 000 1 По окончании срока службы деталь шлифУется. 2 После периода эксплуатации производится Наплавка п проточка Деталп. 3 По завершении срока работы деталь протачивастся и притираете51-
'Г а б л и ц а 15. Сроки работы [в ч] деталей паровых турбин Детали Турбины ШТ ОР-ЗОО О к-500 Подшипники скольжения* 8640 8 500—9 000 8 500-9 000 Уголыю-графитные уплот- нения 1320 — — Втулки и сегменты лаби- ринтовых уплотнений — 10 000-12 000 10 000-12 000 Пружины лабиринтовых уплотнений 4.320 8 500-9 000 8 500—9 000 * По окончании срока службы производится перезаливка. эксплуатируемых марок и, кроме того, полный месячный запас в соответствии с принятыми нормами. Этот запас пополняется по мере расходования деталей. Учет расхода запасных частей в цехах ведется по специальным карточкам, которые необходимо завести отдельно ла каждый насос. 7' а б .1 и ц а 16. Станочное оборуд .панне на участке по произ'юдству запасных частей Стаи кн Ч мело м а ш и н Станки Ч пело машин Токарные 24 Круглошлнфовальный для 2 ВЦ 1 5() мм 3 шлифовки валов дли- ной 700—3000 мм ВЦ 200 мл; РМЦ - 1000 мм 8 Плоско-шлифовальный 2 ВЦ 200 мм; РМЦ — 1500 лкн 3 Внутришлифовальный 1 ВЦ -- 200 мм; РМЦ : 2000 мм 3 Горизонтально-расточный 2 ВЦ — 300 мм; РМЦ - = 15 000 лен ВЦ - 300 мм; РМЦ - - 3000 мм 2 3 Карусельный с диаметром планшайбы 1000—1500 мм 1 * ВЦ- 500 мл; РМЦ - - 3000 мм 2 Отрезной 1 Поперечно-строгальный 1 Радиально-сверлильный 1 Продольно-строгальный 1 * (диаметр сверления до Горизонтально-фрезерный 1 50 мм) Вертикально-фрезерный 2 Вертикально-сверл ильный 1 У ипвереальио-фрезерпин 1 (диаметр сверления до 35 .н.п) Долбежный Заточной для резцов 1 * 2 * Указанных станков требуется по идиому на участок независимо от числа одновре- менно эксплуатируемых насосов; станки могут быть общими и для ремонтного участка. 54
Цех по производству запасных частей. Для изготовления запас- ных деталей в системе ремонтно-механической базы завода дол- жен быть выделен отдельный цех или участок, не связанный с выполнением заказов технологических цехов, обеспечением бригад по наружному ремонту и выполнением аварийных работ. Это — весьма важное условие, необходимое для организации планового производства запасных частей непосредственно на нефтеперерабатывающих заводах. Примерный состав станочного оборудования участка запасных деталей для завода, на котором находится в эксплуатации 1000 насосов (без учета резервных), приведен в табл. 16. Участок (цех) обслуживается общими для всей ремонтной базы отделениями по термической обработке и гальваническим покрытиям, а также кузнечно-прессовым и литейным отделениями. В цехе должно быть небольшое отделение для слесарной обработки деталей. Как указывалось выше, готовые узлы (поршневые группы, клапаны в сборе, роторы, автоматы безопасности, регуляторы скорости, золотники и т. п.) из деталей, изготовляемых на меха- ническом участке (цехе), собираются па ремонтном участке (цехе). По установившейся на нефтеперерабатывающих заводах прак- тике станочное отделение работает в две смены. Таким образом, численность станочников достигает 80—90 человек. ТЕХНИЧЕСКАЯ документация на ремонт И ЭКСПЛУАТАЦИЮ НАСОСОВ И ПАРОВЫХ ТУРБИН Для анализа работы насосного оборудования, уточнения сроков службы быстро изнашивающихся деталей и определения характера наиболее вероятного их износа в технологическом цехе на каждый насос (турбину) должны быть заведены эксплуата- ционный паспорт, карточка расхода запасных частей и вахтовый журнал. Кроме того, должны составляться ежемесячные графики ревизии и ремонта насосов и турбин. Эксплуатационный паспорт содержит техническую характе- ристику насоса (турбины) и привода к нему. В паспорт заносят все данные о каждом ремонте и каждой аварии, происшедшей с машиной, сведения о замене деталей с указанием их материала, а также результаты проверки и ревизии отдельных деталей и узлов. В паспорте должны быть подписи бригадира слесарей, производивших ремонт, и механика установки, принявшего насос (турбину) из ремонта. Форма эксплуатационного паспорта приведена в Приложении 1 (стр. 274). При записи результатов ремонта насоса (турбины) в паспорте необходимо обязательно отмечать вид ремонта, а также следующие основные данные и результаты замеров, описанные ниже. <» М. Л. Берлин 05
Центробежные насос ы 1. Результаты проверки крепления насоса на фундаменте, точность установки насоса по уровню. 2. Толщина стенки корпуса, состояние контрольных засвер- ловок. 3. Осевой разбег ротора в радиально-упорных подшипниках. 4. Осевой разбег ротора без радиально-упорных подшипников. 5. Радиальный зазор в подшипниках качения. 6. Боковой в верхний зазоры в подшипниках скольжения. 7. Зазоры в проточной части насоса. 8. Результаты проверки ротора (вала) на биение. 9. Результаты ревизии, осмотра, выверки каждой детали (эллиптичность и конусность шеек вала, износ защитных гильз и т. д.). 10. Замененные узлы и детали, причины замены, материал замененных детален. 11. Данные проверки центровки агрегата до и после ремонта. Примерно такие же данные заносят в паспорт при ремонте турбины с добавлением результатов регулирования автоматов безопасности. П о р ш и е в ы е насос ы 1. Результаты проверки крепления насоса на фундаменте, точность установки насоса по уровню. 2. Степень непараллельное!и осей цилиндров — для двух- цилиндровых насосов. 3. Величины зазоров между поршнем и цилиндром, между поршневыми кольцами и канавками поршня, в замке поршневых колец соответственно для гидравлических, паровых и золотни- ковых цилиндров. 4. Степень выработки соответственно гидравлических, паро- вых и золотниковых цилиндров. 5. Результаты проверки пружин клапанов. 6. Результаты осмотра и ревизии остальных деталей (выра- ботка штоков, поршней, клапанов и т. д.). 7. Зазоры между сочлененными деталями механизма золот- никового движения. 8. Результаты проверки правильности регулирования паро- распределения. Полнота записей зависит от вида ремонта, которому подвер- гался тот или иной насос. Карточка расхода запасных частей. В эту карточку заносят все быстро изнашивающиеся детали и отмечают даты их замены (Приложение 2, стр. 278). Вахтовый журнал. Кроме указанной документации па каждой установке должен быть вахтовый журнал, в котором дежурные С)(>
машинисты записывают все отступления от нормальной эксплуа- тации насосов, причины их остановки и отработанное время. Графики ремонта. Месячный график ремонта насосного обо- рудования составляют в описанном выше порядке в соответствии с системой ремонта и временем, отработанным каждой машиной. Одновременно механик установки ведет исполнительный график ремонта. В конце года старший механик цеха совместно со старшим инженером ОГМ на основании технической документации проводят анализ работы насосного оборудования; устанавливают средние сроки эксплуатации деталей насосов в зависимости от среды, температуры и материала, из которого выполнена та или иная деталь; определяют наиболее часто встречающиеся неполадки в работе каждой машины и дают рекомендации по ее модерниза- ции для увеличения межремонтных пробегов и срока службы в целом. В соответствии с этими отчетами отдел главного механика постоянно уточняет систему планово-предупредительного ремонта и нормы расхода запасных частей. КРУПНО УЗЛОВОЙ МЕТОД РЕМОНТА НАСОСОВ И ПАРОВЫХ ТУРБИН Оговоримся сразу, что в настоящем разделе детальная тех- нология производства ремонта насосов крушюузловым методом не описывается, так как ей посвящены практически все остальные разделы книги. Здесь рассмотрены только основные принципы организации такого ремонта. Независимо от того, где производится ремонт насоса, непосред- ственно на технологической установке или на специальном ре- монтном участке (цехе), куда доставляется демонтированный насос, весь ремонт должен заключаться в разборке машины па узлы, замене их и сборке из подготовленных узлов. При этом подчеркнем, что любой ремонт в принципе надо сводить к замене готовых узлов с последующим их восстановлением. Для центробежных однокорпусных насосов капитальный ре- монт заключается в замене ротора с подшипниками и уплотня- ющих колец корпуса. При этом сборку ротора и предварительную подгонку подшипников по шейкам вала следует вести в механи- ческой мастерской на участке (цехе) по ремонту насосов. Если при полной разборке насосов выявится необходимость замены рабочих колес, защитных гильз и других деталей, целе- сообразно также заменить ротор в сборе, а затем на ремонтном участке (цехе) восстановить замененный ротор, сделав его запас- ным. На указанном участке (цехе) должны быть собранные роторы с подогнанными уплотняющими кольцами корпуса, груидбук- 5* 67
сами, торцовыми уплотнениями, подшипниками и т. д. На заво- дах, где есть литейные отделения, необходимо иметь запасные корпуса подшипников с подогнанными вкладышами, внутренние корпуса двухкорпусных насосов в сборе с роторами и др. Для насосов КВП-55 один внутренний корпус в сборе с ро- тором должен приходиться на каждые шесть машин, находя- щихся в эксплуатации. Для поршневых насосов вместо смены поршневых колец, поршней и штоков целесообразно проводить смену всей поршне- вой группы, т. е. весь ремонт сводить только к удалению старого узла и установке нового. Ремонт золотников также лучше всего сводить к замене того или иного золотника с подогнанными коль- цами, а если необходимо, и со втулкой. Демонтированные узлы подвергают полной разборке, изно- шенные детали заменяют или восстанавливают. Каждую деталь очищают и промывают, на всех деталях подгоняют резьбу, шли- фуют поверхность штоков, посадочные места и т. д. и узел снова собирают. В собранном виде после необходимой проверки узел пригоден для дальнейшей эксплуатации. Восстановление дефектных узлов и сборка новых, как указы- валось выше, производятся на участке (в цехе) по ремонту насо- сов в соответствии с планом ОГМ. Сборка узлов, подгонка и про- верка каждой детали в процессе сборки па специализированном участке, где есть возможность отбалансировать деталь, проточить, отшлифовать и тщательно подогнать ее по посадочным местам, проверить собранный узел на токарном станке н т. д., а также обеспечить постоянный контроль мастера за всеми операциями, позволяют добиться высокого качества ремонта при сокращении до минимума времени, необходимого на ремонтные работы. По- этому весь ремонт насосного оборудовании целесообразно сводить в основном к замене узлов на заранее подготовленные.
ГЛАВА III РЕМОНТ И НАЛАДКА УЗЛОВ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ РАЗБОРКА НАСОСОВ Насосы ремонтируют как во время эксплуатации технологи- ческой установки, так и в период ее остановки для ремонта. В любом случае перед началом ремонта следует принять меры, обеспечивающие безопасные условия работы бригады ремонтни- ков. К ремонту машины на действующей установке можно при- ступить только после письменного разрешения ее начальника и выполнения всех указанных в разрешении требований. Задвижки на приемной и напорной линиях насоса, подлежа- щего ремонту, должны быть закрыты, насос нужно отключить заглушками от действующих линий и освободить от жидкости. Перед разборкой необходимо также все вспомогательные тру- бопроводы отключить и отсоединить их от насоса, при помощи специальных крючков вынуть кольца сальниковой на бшки или освободить болты крышки торцового уплотнения (если оно имеет ся) и проверить центровку ротора в корпусе насоса. Электропривод надо обесточить; на включателе должна висеть табличка: «№ включать, работают люди». К разборке насоса можно приступить только после остывания его корпуса до 50—60° С. Проверка положения ротора в корпусе насоса в радиальном направлении. Правильное положение ротора в корпусе насоса устанавливают по совпадению их осей. Центровку ротора в кор- пусе необходимо проверять перед каждой разборкой насоса, по- скольку результаты такой проверки во многом определяют объем ремонтных работ. Соосность ротора и корпуса насоса проверяют положением вала ротора в корпусах сальников. Измерения в горизонтальном и вертикальном направлениях выполняют при снятых нажимных втулках сальников при помощи щупа и специальной призмы, толщина которой равна приблизительно величине зазора между валом и стенками салышцы (рис. 13). При правильном положении 69
ротора в корпусе а а' и в в', где а, а' и в, в' — радиальные зазоры между валом и стенками сальниц соответственно по верти- кальному и горизонтальному диаметрам. Отклонения оси вана от оси сальниц нс должны превышать 0,1 .и.м. Нарушение соосности ротора и корпуса свидетельствует об износе подшипников, выработке посадочных мест, перекосе или смещении в горизонтальной либо вертикальной плоскости (при сборке) корпусов подшипников, значительном искривлении осп вала. Поэтому при выявлении радиального смещения па после- дующих этапах разборки нужно точно определить его причину. Рис. 13. Схема проверки радиальной центровки ротора в корпусе, насоса. Для устранения смещения производят замену подшипников ка- чения и расточку посадочных мест их корпусов с последующей запрессовкой гильз, перезаливку подшипников скольжения , ис- правление положения корпусов подшипников, замену или правку вала. Проверка центровки агрегата. После проверки положения ротора в корпусе насоса в радиальном направлении снимают щиток, ограждающий соединительную муфту агрегата, и про- веряют центровку насоса (стр. 195) с приводом, нарушением которой объясняются многие дефекты деталей насоса, выявляемые при его дальнейшей разборке. Перед рассоединением полумуфт необходимо проверить мар- кировку болтов и отверстий, а также маркировку положения полумуфт. Палец, соединяющий полумуфты во время проверки, по окончании се вынимают. Если насос демонтируют для про- изводства ремонта на ремонтном участке, то первые две операции выполняют до демонтажа. Проверка осевого разбега ротора в корпусе насоса. Проверку осевого разбега ротора в корпусе насоса производят после рассо- единения полумуфт подачей ротора в переднее и заднее, крайние положения. Разбег не должен превышать 0,1-0,15 мм Увели- ченный разбег ротора возможен вследствие износа пли неправиль- ной установки в корпусе радиально-упорных подшипников каче.-. 70
ния (неправильно рассчитана ширина кольца между буртиком вала и внутренней обоймой подшипников; наружные подшип- ники посажены в корпусе с большими осевыми зазорами). В случае большого осевого разбега при разборке нужно установить его точную причину. Снятие полумуфт. Обычно разборку горячих насосов начинают со снятия полумуфт J с вала, так как без этого нельзя вынуть ilf.'ipmenpndi/'b т Рис. 14. Продольный разрез насоса типа НГ: / — полумуфта; 2 — маслоподяющее (маслоразбрызгивающее) кольцо; 3 — радиальные подпиппики качения; 4 — корпус радиальных подшипников; 5 — корпус насоса; 6 — фош.рь сальника; 7 — защитная гильза пала; 8 — рабочее колесо; 9 — установочная шпи лька диафрагмы; 10 — диафрагма; 11 — уплотняющее кольцо ра бэчего кол оса; 12 — уплотняющее кольцо корпуса насоса; 13 — крышка корпуса насоса; 14 — сальниковая па(н пка; 15 — нажимная втулка сальника; 16 — вал насоса; 17 — корпус радиально- упорных подшипников*, 18 — радиально-упорные подшипники качения; 19 — передняя крынка корпуса радиальных подшипников; 20 — задняя крышка корпуса радиальных иодпиппиков*, 21 — маслоотбойпое кольцо; 22 — стопор маслоотбойного кольца; 23 — распорная втулка радиально-упорных подшипников; 24 — стопорная шайба радиально- упорных подшипников; 2S — установочная га <'ка радиально-упорных подшипников* 26— распорная втулка радиальных (опорных) подшипников; 27 — стопорная шайба радиаль- ных подшипников*, 28 — установочная гайка радиальных подшипников; 29 — нажимная втулка переднего сальника; 30 — передняя крышка корпуса радиально-упорных под- шипников; 31— маслоотбойное кольцо радмаль но-упорных подшипппков; 32 — стопор- ный винт маслоотбойпого кольца; 33 — задняя крышка корпуса радиально-упорных подшипников. рогор^пз"корпуса (рис. 14 п 15). Полумуфты с валов холодных насосов (рис. 16) снимают, как правило, только для замены или ремонта. Для более точной дальнейшей посадки муфты с коническим центральным отверстием перед ее снятием с вала риской’отмечают па нем первоначальное положение муфты. Кроме того, перед съемом полумуфт как с коническим, так н с цилиндрическим центральным отверстиями следует проверить плотность их посадки па вал: щуп толщиной 0,03 мм не должен проходить между валом п муфтой по всей длине окружности. При снятии полумуфты с вала насоса необходимо сначала развернуть в сторону его привод, /(ля облегчения этой операции 71
к сохранения качества посадочной поверхности вала насоса и внутреннего отверстия полумуфты последнюю иногда подогре- вают газовой горелкой до 100—120° С, а затем при помощи съем- ника стягивают с вала шпонку и удаляют бронзовой пли медной выколоткой. Если насос ремонтируют непосредственно в насосной на дей- ствующей установке, то подогрев полумуфты можно осуществлять паром. Рис. 15. Разрез насоса типа НГД: / -- полумуфта; 2 — радиальные подшипники качения; 3 — корпус радиальных под- шипников; 4 — вал насоса; 5 — нажимная втулка сальника; 6 — корпус насоса; 7 — рабочее колесо; 8 — шпильки, крепящие крышку корпуса пасоса; 9 — крышка насоса; Ю — корпус радиально-упорных подшипников; 11 — радиально-упорные подшипники качения; 12 — нажимная втулка сальника-, 13 —сальниковая набинка-, 14 — фонарь сальника; /5 — прокладка между корпусом и крышкой насоса; 16 - -защитная гильза вала. На рис. 17 и 18 показаны механические съемники, которые можно применять не только для съема подшипников качения, но и для демонтажа пол у муфт. Демонтаж опорных подшипников. После снятия полумуфт у насосов с двухопорными валами, работающими в подшипниках качения (см. рис. 14), отсоединяют переднюю 10 и заднюю 20 крышки корпуса передних (со стороны привода) подшипников 4, являющихся, как правило, опорными, н освобождают стопор 22 из маслоотбойного кольца 21. При этом надо проверить состояние фетровых сальников указанных крышек. Фетр должен быть набит в гнезда и соприкасаться с валом по всей окружности без зазора. Зазор между валом и крышкой корпуса подшипников допускается в пределах 1—3 мм на диаметр. Перед вскрытием корпус подшипников 4 протирают снаружи чистой тряпкой, обдувают сжатым воздухом пли паром и сливают гз пего масло. Затем проверяют посадку в корпусе подшипников 72
качения; перед проверкой корпус и подшипники промывают чи- стым керосином и протирают насухо чистой тряпкой. Для всех насосов нормального ряда наибольший диаметраль- ный зазор между наружной обоймой и корпусом подшипников Рис. 16. Продольный разрез холодного насоса: / -- полумуфта; 2 — вкладыш радиального подшипника; 3 — маслоподающее кольцо; 4 — нал п-асоса; 5 -- нажимная втулка сальника; 6 — крышка корпуса насоса; 7 — раз- грузочная линия; 8 -- рабочее колесо; 9 — уплотнительное кольцо рабочего колеса; /<? -- фонарь сальника; // — сальниковое уплотнение; 12 — защитная гильза вала; 13 — подвод водяного уплотнения; 14 -— радиально-упорные подшипники; 15 — перед- няя крышка корпуса радиального подшипника; 16 — верхняя крышка корпуса радиаль- ного подшипника; 17 — маслоотбойиое кольцо; 18 — фонарь переднего сальника. равен 0,1 мм. Зазор измеряют при помощи щупа, после чего отсоединяют корпус радиальных подшипников качения. Для насоса с радиальными подшипниками качения (см. рис. 14) после снятия их корпуса специальным ключом отворачивают Рис. 17. Механический съемник с разъемным диском. установочную ганку 28, предварительно отогнув усики стопор- ной шайбы 27, и снимают распорную втулку 26 с маслоподающим кольцом 2. Для снятия подшипников используют винтовые съемки (см. рис. 18). Предварительно рекомендуется в течение нескольких минут прогревать подшипники поливкой их маслом, нагретым до 120—150° С, прикрывая вал асбестом. При этом необходимо 73
Рис. 18. Механический съемник с захватами: 1 — захват; 2 — траверса; 3 — винт; 4 — стержень; 5 — упорный шарик. готорых работают в следить за тем, чтобы масло попадало на внутреннюю обойму подшипников, для чего его нужно подавать из масленки. При съеме подшипников качения с вала усилие необходимо передавать только на внутреннюю обойму. После снятия подшип- ников с вала легко снимают заднюю крышку корпуса опорного подшипника и маслоотбойное кольцо, нажимную втулку 29 и фонарь переднего сальника 6 (см. рис. 14). При разборке насосов, роторы которых работают в подшип- никах скольжения (см. рис. 16 и 19), сначала отсоединяют перед- нюю 15, а затем верхнюю 16 крышку кор- пуса опорного подшипника 3 (см. рис. 16). Для некоторых насосов перед снятием верхней крышки надо предварительно спять заднюю крышку корпуса подшип- ника и освободить на валу маслоотбойное кольцо, В процессе разборки подшипни- ков скольжения в зависимости от вида ремонта необходима их ревизия (стр. 89). Маслоотбойное кольцо 17, нажимную втулку 5 и фонарь переднего сальника 18 (см. рис. 16) снимают только после выемки ротора из корпуса насоса. Корпуса под- шипников отсоединять от корпусов таких насосов, как правило, не следует. Детали торцовых уплотнений снимают с вала вместе с гильзой. Демонтаж радиально-упорных подшип- ников. Разборка корпусов радиально-упор- ных подшипников 17 для насосов, роторы ццпипииках качения, аналогична рассмо- тренной (см. рис. 14). Сначала от корпуса подшипника отсоеди- । яют переднюю крышку 30 и отвинчивают стопорный винт 32 маслоотбойного кольца 31. Затем последовательно снимают заднюю крышку корпуса радиально-упорного подшипника 33, установочную гайку 25, распорную втулку 23, корпус подшипни- ков 17, радпалыю-упорпыс подшипники 18, переднюю крышку 30, маслоотбойное кольцо, нажимную втулку сальника 15 и фо- нарь 34. Порядок разборки корпуса задних подшипников для насосов, роторы которых работают в опорных подшипниках скольжения (см. рис. 16 и 19), отличается от описанного. Наиболее распро- странены три конструкции узла радиально-упорных подшипников с радиальными подшипниками скольжения (рис. 20). Для первой конструкции (рис. 20, а) порядок разборки сле- дующий. Сначала па валу освобождают маслоотбойное кольцо 5 и отсоединяют переднюю крышку корпуса радиального подшип- ника скольжения 6, затем отсоединяют корпус упорных подшип- 71
Рис. 19. Продольный разрез четырехступеичатого насоса 6НГ-101 .'4 с двойным корпусом для горячих нефтепродуктов: 1 — сальниковая набнвка; 2 — передняя крышка наружного корпуса насоса; 3 — разгрузочная линия; 4 — наружный корпус насоса; 5 — внутренний корпус насоса; 6 — прокладка между наружным и внутренним корпусами; 7 — вал насоса; 8 — рабочее колесо; 9 — разгрузочная линия; 10 — шпилька, крепящая заднюю крышку к наружному корпусу насоса; 11 — фонарь сальника; 12 — нажимная втулка сальника; 13 — радиальный (опорный) подшипник скольжения; 14 — упорные подшипники качения; 15 — защитная гильза вала; 16 — прокладка между наружным корпусом и задней крышкой насоса; 17 — уплотняющее кольцо корпуса насоса; 18 — средний подшипник; 19 — направляющий выступ: 20 — шпилька, крепящая внутренний корпус насоса в наружном; 21 — полумуфта; 22 — крышка подшипника скольжения; 23 — распорная втулка; 24 — стопорная гайка; 25 — крышка корпуса упорного подшипника; 26 — установочная гайка; 27 — корпус упорных подшипников качения; 28 — маслоподающее кольцо; 29 — корпус радиального (опорного) подшипника скольжения; 30 — маслоотбойное кольцо; 31 — задняя крышка корпуса.
ников качения 7 и снимают верхнюю крышку корпуса радиаль- ного подшипника скольжения 8. В случае второй конструкции (рис. 20, б) вначале отсоеди- няют заднюю 4, а потом верхнюю 5 крышки общего корпуса радиально-у норных подтип инков. Для третьей конструкции (рис. 20, в) установлен следующий порядок разборки. Сначала отсоединяют корпус упорных под- .5 г Рис 2Q Узсп радиан по упорного поч литника с радиальными подшипни- ками скольжения; а — первая конструкция; / - установоч- ная гайка.', '4— вкладыши радиального подшипника’, 3 — подшипники качения; 4 -- распорная втулка; 5 - маслоотбсшпое кольцо* ,6’ — передняя крышка корпуса радиального подшипника скольжения; - корпус, упорных подшипников кане- И’, 8 —BipXH'lBl Гришка корпус'! Р'1ДН - ал иного подшипника скольжения. — вторая конструкция; I — установоч- ная гайка; 2 — вкладыши опорного под- шипника; 3 — подшипники качен ия; 4 — задняя крышка общего корпуса рж д.чальпо- уиорных подшипников; 5 -верхняя крышка корпуса подшипников; ь' — вал насоса, гайка; 2 — вкладыши радиальных подшин- в п — третья конструкция; / — установочная пиков; 3 — подшипники качения; 4 — распорная втулка; 5 — корпус упорных подшип- ников качения; 6 — верхняя крышка радиального подшипника скольжения. шинников качения 5, затем снимают верхнюю крышку радиаль- ного подшипника скольжения 6. После этого с вала снимают установочную ганку / и распорную втулку 4, вынимают вкладыши опорного подшипника 2 и демонтируют радиально-упорные под- шипники качения 3. Для всех насосов после снятия радиально-упорных подшип- ников обязательна проверка осевого разбега ротора в корпусе путем измерения расстояния между его крайними (передним и задним) положениями. Предельно допустимые величины разбега составляют 8—12 мм. 73
Вскрытие и разборка корпуса насоса. Для однокорпусных горячих насосов, роторы которых работают', как правило, в под- шипниках качения, после измерения величины разбега ротора отсоединяют крышку 13 корпуса (см. рис. 14), при этом для облегчения обычно используют отжимные болты. В случае горячих двухкорлусных насосов (см. рис. 19) заднюю крышку 31 корпуса снимают вместе с присоединенным к пей корпусом подшипника скольжения 29. Переднюю крышку де- монтируют лишь при необходимости. Для холодных насосов крышку 6 корпуса снимают проще, (см. рис. 16). Гайки на пей отвинчивают накидными ключами, соблюдая правила разборки фланцевых соединений. Сильно раз- рушенные действием коррозии или пригоревшие резьбовые соеди- нения предварительно промывают керосином либо газойлем. Если имеется возможность, пригоревшие гайки прогревают газовой горелкой до 150—200° С. Подогрев ведут так, чтобы не нагреть болт или шпильку. Сломанные боагн (штивки) извтекаюг из резьбовых соедине- нии корпуса следующими способами: при помощи ручной, этснгричесгой пин пневматической дрели высверливают на всю глубину отверстие или гнезуго. Диаметр сверла выбирают несколько меньше внутреннего диаметра резьбы; далее проходят резьбу метчиком; в сломанный торец шпильки молотком загоняют вороток, закаленный конец которого имеет форму трехгранника, н посредст- вом ключа выворачивают воротком конец шпильки; если конец шпильки несколько выступает из отверстия (гнезда), к ее сломанному торцу приваривают пруток; в горце шпильки просверливают отверстие меньшего диа- метра, нарезают в нем обратную резьбу, в которую заворачивают болт, п ключом вывинчивают шпильку; для извлечения сломан- ных шпилек можно пользоваться также специальным шиплько- вертом (см. рис. ИЗ). После вскрытия корпуса из насосов с горизонтальным разъ- емом извлекают ротор. Внутренний корпус в двухкорпусных насосах вынимают вместе с ротором при помощи рым-болтов, которые ввинчивают во внутренний корпус. Последний вскрывают посредством отжимных болтов п извлекают ротор. Из корпуса однокорпусных двухступенчатых горячих насосов (см. рис. 14) ротор вынимают вместе с диафрагмой 10, для чего сначала из корпуса вывинчивают установочные шпильки диаф- рагмы 9. В случае закоксовашюсти внутренней полости корпуса предварительно до его выемки кокс следует выжечь газовой го- релкой или удалить другим способом. После пзвлечения ротора необходимо тщательно измерить размеры уплотнительных колец рабочих колес п корпуса для определения зазоров между ними. Нормальная величина зазора на диаметр составляет 0,6—0,8 мм, 77
максимально допустимая — 1,2—1,3 мм. При достижении таких размеров решают вопрос о замене уплотнительных деталей. Зазор между защитной гильзой вала и грундбуксон не должен превышать 0,3—0,4 мм на сторону. /Далее проводят все работы по проверке ротора и при необ- ходимости осуществляют полную (частичную) разборку с заме- ной деталей пли без их смены (стр. ООО). Для разбалчпвапия (сбалчивапия) фланцевых соединений и разъемов корпусов насосов можно применять гайковерты типов И-51Л, П3130, ИЗ 133, П3137 и др. Рис. 21. Рмрез насоса типа 111’К: 1 — удлинителе, муфты; 2 лолум уфтн; .3 -- ради juii.nu-yjiopij ые иодшнилнкл; 4 — кор- пус подшншшка; 5 - нал насоса; 6 - радиальный подшипник; 7 - нажимная втулка сапышка; 8 — фонарь с а л ы i н к а; 9 — крышка корпуса насоса; 10 — корпус насоса; /1 — рабочее колесо; 12 - - ганка, кренящая рабочее колесо на вале; /4 — защитная гильза пала; 14 контргайка. Разборка консольных насосов имеет некоторые особенности. В случае горячих насосов (рис. 21) после отсоединения удлини- теля муфты 1 насоса и привода необходимо: снять болты, крепя- щие корпус подшипников к (фундаментной раме; отсоединить корпус 10 от крышки корпуса У; развернуть па фундаментной плите при помощи тали корпус подшипников 1 вместе с крышкой корпуса; отвинтить контргайку (/4) и гайку (/2), крепящие рабочее ко- лесо 11 на валу 5; снять с вала рабочее колесо; отсоединить крышку насоса от корпуса подшипников; спять с вала защитную гильзу 10. Дальнейшая разборка не представляет трудностей. Особенности разборки холодных насосов (рис. 22) заключаются в следующем. Сначала демонтируют крышку корпуса насоса 15, затем снимают рабочее колесо 12 с вала 5 и после отсоединения от фундаментной плиты и корпуса насоса 14 корпуса подшипни- ков 4 разворачивают его на плите. Разборка насосов КВН-55Х180 и КВН-55'<120. Наиболее сложной является разборка насосов КВН-55«180 (рис. 23), 73
llcqinu:npC'di]K!iu>i 7150 - Рис. 22 Разрез насоса типа ПК: / — полумуфта; 2 - радиально-упорные подпиши цкп; J маслонодакицс.‘ кольцо; 1 — корпус нвдшннникои; 5 — пал насоса; 6 — - радиальный подншшшк; 7 — нажимная втулка сальника*, 8 — сальниковая набивка; О — фонарь сальника; 10 — грундбукса сальника; 11 — уплотняющее кольцо корпуса; 12 — рабочее колесо; 13 — уплотиш ощее кольцо рабочего колеса; /7 — корпус насоса; 15 - крышка корпуса насосж, /6 — j\ )йка, кренящая рабочее колесо на валу. Рис. 23. Многоступенчатый крекинговый насос КВН-55 < 180 секционного типа. 1 — полумуфта; 2 — опорный (первый) гюдншшшк; 3 - внутренний i cojiuyc; 7 — крышка наружного корпуса; 5 — разгрузочный' дне ц 6 - гпцнтичя (з^^ня я) гн и. ! 1 ва^а- 7 — ват нчсосау 8 — р-ьдиа'ншо-унорнын подшипник; Ч — упорный диск; 1U — маслонасос; // —место уплотнения внутреннего корпуса в наружном.
Рис. 24. Съемник разгрузоч- ного диска насоса КВН (здесь и далее псе размеры в условные обозначения см. Приложение). будет отвинчена п снята г ерекачивающих мазут первичной гонки (пределы кипения 380 — 415° С) на установках термического крекинга. В этих насосах через 2—3 месяца работы вся полость между наружным и вну- тренним корпусами забивается коксом. Закоксовываются также зазоры между анкерными болтами и отверстиями внутреннего корпуса, что значительно затрудняет разборку указанных насо- сов. Чтобы облегчить ее, па внутреннем корпусе вдоль всех отвер- стии для стяжных и анкерных болтов сделаны пазы шириной, равной диа- метру отверстии. Насос КВН-'Зо/180 разбирают в следующей последовательности. Де- монтируют масляный насос, разбирают радиально-упорный подшипник, упор- ный диск которого крепится на валу плотной посадкой по второму классу точности. Диск подогревают горелкой до 120°С и снимают с вала, пользуясь съемником. При разборке все детали указанного подшипника тщательно про- мывают в керосине, протирают и осма- тривают. Далее, предварительно сняв с вала полумуфту, разбирают передний опорный подшипник. По окончании разборки всех подшипников проверяют осевой разбег ротора, который должен составлять 3,5—4 мм. Заднюю защитную гильзу вала можно спять только после того, как стопорная чека. Если гильза не отвин- чивается, ее следует с одной стороны осторожно сплавить газовой горелкой, не повредив при этом вал. Для демонтажа задней крышки насоса нужно сначала при помощи специального съемника (рис. 24) снять разгрузочный диск, подогревая его газовой горелкой до 100—120° С так, чтобы нс нагревался вал. Нельзя снимать этот диск задней крышкой наружного корпуса насоса. Затем развинчивают болтовое соеди- нение, кренящее крышку к корпусу, и снимают ее, предварительно отжав специальными болтами. Внутренний корпус насоса КВН-55Х180 вынимают из наруж- ного при помощи гидравлического домкрата, сконструированного на Новокуйбышевском нефтеперерабатывающем заводе (рис. 25) и нашедшего широкое применение на многих предприятиях страны, а также приставки с направляющими, поставляемой заводом- изготовителем. В качестве насоса для указанного домкрата может с успехом служить насос РПН-2Х500. И)
Перед разборкой внутреннего корпуса насоса КВН после сня- тия разгрузочного диска проверяют разбег ротора. Он должен быть равен 6,5—7,5 мм. Шпонки, центрирующие секции вну- треннего корпуса, следует вынимать из пазов, предварительно отжав их болтами. При разборке этого корпуса пебоходимо осо- бенно тщательно следить за тем, чтобы не были повреждены уплотняющие поверхности секции. Рис. 25. Приспособление для демонтажа внутреннего корпуса насоса KBII из наружного корпуса: / — маслопроводжцнй трубопровод от маслопасоеа; 2 — гидрав- лический домкрат; -7-- илиъч; 4— стяжной болт; 5 — вал на- соса; 6 — паружинн корпус насоса-, 7 — секции внутреннего корпуса пасоса. Рабочие колеса снимают с вала только после их подогрева газовой горелкой до 180—200° С. Для съема применяют спе- циальный съемник конструкции завода-изготовителя. При этом во избежание изгиба диска колеса не следует прикладывать к последнему особенно большие усилия. Разборку насосов КВН выполняют при помощи ручного крапа; для разборки других насосов применяют таль, укреплен- ную на треноге или монорельсе (при отсутствии в насосной других более совершенных грузоподъемных механизмов). Проверка положения корпуса насоса. После полной разборки насоса любой марки в период среднего ремонта проверяют откло- нение оси корпуса насоса от горизонтального положения, для чего пользуются уровнями. В процессе проверки корпус необходимо окончательно закрепить на раме, а приемный и напорный патруб ки f М. А. Берлин
разобщить с трубопроводами. В случае горячих насосов уровни обычно устанавливают па привалочную поверхность фланца того или иного патрубка. Для холодных насосов уровень располагают в плоскости горизонтального разъема корпуса. При отклонениях от горизонтальности освобождают болты, крепящие насос к раме, и посредством прокладок из железной или бронзовой фольги придают корпусу правильное положение. В настоящем разделе описана технология разборки насосов при капитальных и средних ремонтах. Поэтому она применима также при подетальной и поузловоп разборке насосов. СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ МУФТЫ Основные сведения Соединительными муфтами называют конструкции, предназна- ченные для соединения валов механизмов с целью передачи вра- щения от одного вала к другому. Рис. 26. Зубчатая муфта для соединения центробежного насоса с приводом: / — уплотнение (фетровый сальник); 2 — втулка привода; 3 — прокладка; / - - втулка иусосу, 5 - полумуфта привода; 6 — волумуфта JJBCOCH. В насосных агрегатах нефтеперерабатывающих заводов чаще всего используют зубчатые муфты, реже пальцевые. В агрегатах пасос—турбина ОР-ЗОО применяют кулачковые муфты с вклады- шами из пакетов пластин. Зубчатые муфты относятся к типу жестких компенсирующих (подвижных), так как все детали изготовлены из металла и до- пускают небольшие продольные, поперечные и угловые смещения одного вала относительно другого. На рис. 26 представлена зубчатая муфта, используемая в боль- шинстве насосных агрегатов нефтеперерабатывающих заводов. Муфты могут иметь различные зубчатые втулки в зависимости от выполнения концов соединяемых валов. Зубчатые сопряжения 82
изготовляют с эвольвеиткым профилем зуба п углом зацепле- ния 20° С. Для компенсации небольших угловых смещений валов зубчатые венцы втулок обрабатывают по сфере. Втулки и обоймы необходимо изготовлять кованными из стали марки не ниже Ст. 40 (ГОСТ 1050—60) или литыми из стали марки не ниже Ст. 45 группы II (ГОСТ 977—58). Зубья должны быть подвергнуты термической обработке по твердости не менее Rc == 40 (для втулок) и не ниже Rc 35 (для обойм). Для соединения полумуфт нужно использовать болты повы- шенной прочности (ГОСТ 7805—62) с посадками -^4- илп выполненные из стали марки не ниже Ст. 35 (ГОСТ 1050-60). Вместо полумуфт можно изготовлять неразъемные зубчатые обоймы. Для большинства насосов нормального ряда муфты крепят па налах плотной посадкой по второму классу точности. Номи- нальные радиальные и боковые зазоры зубчатых муфт приведены в табл. 17. Г ci ("> .1 и у a 17. . ккюры зуГтигпых муфт Номер | 1 муфты [ Диаметр нала, мм Зазо J, ,11-И Но.меР i муФТЬ! I I ! I Диаметр нала, мм Зазор, мм радиал 1. - ИНЙ боковой радиаль ВЫВ б иконой 1 20—40 0,015 0,25 50—90 0,025 0,44 2 30—50 0,015 0,36 6 60—100 0,025 0,45 3 40—65 0,025 0,40 7 70—120 0,040 0,50 4 45—80 0,025 0,42 8 80—140 0,040 0,55 Примечание. Бокопой зазор ио величине дастся как односторонний при зубе втулки, сдвинутом до соприкосновения с зубом обоймы, или как сумма двух боковых за- зоров, если зубья втулок расположены симметрично во впадине обоймы. Полость собранной муфты заполняют маслом до уровня саль- никовых уплотнений вала. Следовательно, передача вращения в зубчатых муфтах происходит через зубчатое зацепление, на- ходящееся в масляной ванне. Масло для зубчатых муфт должно быть липким и подвижным. Липкость обеспечивает прочное прилегание масляной пленки к трущимся поверхностям, а подвижность позволяет маслу по- стоянно возвращаться к ним и взамен вытесненного создавать новый масляный слой. Для заполнения муфт рекомендуются масла: турбинное марки 57, цилиндровое марки 24 или 38, вискозин, нигрол, транс- миссионное автотракторное летнее, а также смесь турбинного 6* 83
масла марки 22 с молотым графитом, доведенная до консистенции сливок. Для создания необходимого уплотнения в разъем между по- лумуфтами устанавливают прокладку из плотной чертежной бумаги, а торцы уплотняют кольцами из войлока, резины или пробкового дерева. Следует подчеркнуть, что консистентные смазки непригодны для смазывания зубчатых муфт, так как выдавленная зубьями смазка не поступает на их трущиеся поверхности. Зубчатое зацепление практически работает без смазки, что приводит к бы- строму износу зубьев. Выбор стандартных зубчатых муфт производят в следующем порядке (ГОСТ 5006—55): 1. Номер необходимой полумуфты определяют по наибольшему диаметру соединяемых валов. 2. Проверку муфты на прочность осуществляют: а) по наибольшему длительно действующему крутящему мо- менту Л4(|: • . .U,( б) по наибольшему кратковременно действующему крутящему моменту /И„,|1их: М||, ИЫ\ где Л'1 к - наибольший крутящий момент, который способна передать муфта (находится по таблицам); Ад — коэффициент-, учитывающий степень ответственности передачи (для насосов нефтеперерабатывающих предприятий следует принимать к 1 1,8); Ад — коэффициент, учитывающий условия работы муфты (для центробеж- ных насосов Ад == 1). Зубчатые муфты позволяют соединять между собой валы разного диаметра и допускают их вращение в любом направлении. Прочность конструкции, отсутствие мелких быстро изнашива- ющихся частей, простота сборки и разборки являются основными достоинствами этих муфт. Пальцевые муфты (рис. 27) относятся к типу упруго-демпфи- рующих, поскольку за счет применения упругих деталей, изго- товляемых обычно из резины, допускают не только все перечислен- ные выше смещения одного вала относительно другого, ио и обес- печивают смягчение толчков, демпфирование крутильных колеба- ний, некоторую компенсацию монтажных неточностей и биений соединяемых валов. Муфты изготовляют из чугунного литья марки СЧ 21-40 (ГОСТ 1412—54), стальных поковок марки Ст. 30 в нормализованном состоянии (ГОСТ 1050—60) или стального литья поковок марки Ст. 35 группы II (ГОСТ 977—58) в отожженном или нормализо- ванном состоянии. Выбор материала зависит от передаваемого 84
крутящего момента. Пальцы выполняют из стали марки не ниже Ст. 45 (ГОСТ 1050—60) в нормализованном состоянии. Муфты крепятся па валах обычно легкой прессовой или глу- хой посадкой по второму классу точности при помощи призмати- ческих пшопок либо шлицевых соединений. При наличии осевых нагрузок необходимо дополнительное крепление муфг, препят- ствующее их осевому смещению. Пальцевые муфты, как и зубчатые, позволяют соединять валы различных диаметров и допускают их вращение в любом направ- лении. Благодаря простоте изготовления и перечисленным до- Г'нс. 27. Пальцевая муфта: / . колумуфта; '2 — стальной палец; 3 — резиновые кольца; •/ -.стальное кольцо. Рис. 28. К проверке удель- ного давления па упру- гий элемент и напряжений и пальцах. стонпствам в практике эксплуатации насосов па нефтеперерабаты- вающих заводах этими муфтами часто заменяют вышедшие из строя зубчатые муфты (из-за сложности изготовления последних в условиях ремонтных цехов). Пальцевые муфты выбирают по нормалям машиностроения (МН 2096-64) в зависимости от диаметра соединяемых валов и передаваемого крутящего момента. При выборе муфт следует проверить удельное давленые па упругий элемент и напряжение в пальцах (рис. 28). Удельное давление на упругий элемент опре- деляют по формуле; (23) Напряжение изгиба пальца вычисляют по формуле: «и =с|[а]„ (24) В этих формулах /Ир — расчетный крутящий момент, кге-см; г, 1п и dn — соответственно радиус окружности пальцев, длина и диаметр их рабочей части, см\ г — число пальцев. Для резины 85
и кожи [Р I 10 4-20 игс1см'-, для твердых сортов резины [Р 1 -- 40 кгс/см'-. Величина 1о]и = Зот, где сгт — предел текучести материала пальца, кге/см2. Ревизия и ремонт Общие указания. Ревизию муфт производят примерно через 700—750 ч работы иасоса. В период каждой ревизии муфты тща- тельно очищают, промывают в керосине н осматривают. С помощью индикатора, проворачивая от руки ротор насоса, замеряют тор- цовое и радиальное биения муфт. Нормальное биение составляет 0,02—0,03 мм, максимально допустимое — 0,4—0,05 мм. Одновременно проверяют состояние цилиндрических и тор- цовых поверхностей каждой муфты. При обнаружении па них повреждений или биения, превышающего предельно допустимую величину, муфту следует снять с вала и проточить па станке до устранения обнаруженных дефектов. Для холодных насосов в период ремонтов муфты протачивают на токарном станке при проверке ротора па биение. В атом слу- чае биение муфт проверяют также па станке. Для пальцевых муфт далее проверяют их целостность, состоя- ние пальцев, посадочных мест' каждой полумуфты и нала и опре- деляют величии} натяга. Целостность муфт проверяют визуально н обстукиванием ручником (по издаваемому при этом звуку). Муфты с трещинами подлежат замене. При разработке гнезд под пальцы следует просверливать их в полумуфтах с несколько большим, чем требуется, диаметром, обеспечив при этом соосность новых п старых отверстий. Соответ- ственно увеличивают диаметр новых пальцев. Смещение отвер- стий под пальцы от номинального положения допускается не более [-0,1 мм, как в радиальном направлении, так и по окруж- ности. Пальцы погнутые, входящие в гнездо каждой полумуфты с зазором больше допустимого, а также имеющие трещины, плены и раковины, необходимо заменять. При смене пальцев нужно проверить их вес и замаркировать с отверстиями в таком порядке, в каком они были собраны при балансировке муфт. Плотность посадки муфты па вал с большой тщательностью про- веряют щупом по всей окружности. Пластинка щупа толщиной 0,03 мм не должна входить между муфтой и валом. При снятой муфте замеряют диаметры цилиндрических расточек полумуфт п посадочных участков вала. Как указывалось выше, в большин- стве центробежных насосов нормального ряда муфты крепятся на валу плотной посадкой по второму классу точности. Для некоторых насосов (4НГ-5У.2, 4НГ-5Х4, 5НГ-5Х2 п др.) предусмотрена коническая посадка муфт. Поэтому при замере посадочных мест полумуфт п вала нужно применять точные изме- рительные инструменты — штаигели, скобы, штнхмассы. Замеры 86
должны осуществляться в трех местах по длине посадочного участка. В каждом месте замер цилиндра производится в двух примерно взаимно перпендикулярных направлениях. При разработке ступиц муф по диаметру па ветпчнпу, боль- шую допустимой, установка прокладок из фольги и другого ма- териала, а также керповка вада запрещаются. Посадочные места ступиц муфт восстанавливают либо наплавкой их электросваркой, а затем расточкой до нужных размеров, либо расточкой отверстий па 18—22 мм по диаметру с последующей запрессовкой втулки, внутренний диаметр которой растачивают до необходимых раз- меров. Втулку запрессовывают в расточенную муфту горячей посадкой по второму классу точности. После окончательной обработки внутреннего отверстия нужно провор пть биение муфты. Сильно изношенные муфты заменяют. При разработке шпоночной’ канавю i в каждой но аумуфте еле дуст прострогать эту гщиэвку до размеров, устраняющих выра- ботку (если величина ее не превышает 20% номинальной ширины канавки). Изготавливают новую шпонку, которую подгоняют по гнезду вала и шпоночной канавке полумуфты. Боковые грани пшонкп должны плотно входить в паз вала и канавку. Зазор между верхней стенкой ее в полумуфте и верхней гранью шпонки должен быть 0,2 0,3 мм. При большой разработке шпоночных канавок стальные муфты ремонтируют с помощью наплавки; чугунные муфты заменяют. По окончании ремонта муфты проверяют на токарном станке па радиальное и торцовое биение. Порядок проверки указан выше. При замене отдельных деталей каждая муфта в сборе под- лежит статической балансировке па специальной оправке. Ревизия и ремонт зубчатых муфт. Наибольшему износу в этих муфтах подвергаются .зубья Па них появляются .заусеницы и вмятины, которые устраняют запиловкой с проверкой зубьев по шаблону. После восстановления поверхности зубьев при помощи щупа проверяют качество сопряжения их в полумуфтах. Число зубьев в зубчатых втулках п иолумуфтах, находящихся в сопряжении, должно составлять не менее 75% их общего числа. Сопряжение считается нормальным, если щуп толщиной 0,03 мм не проходит между проверяемой парой зубьев. Нс реже чем через 2800—2900 ч после начала работы в зубча- тых муфтах производят смену масла. Ревизия и ремонт пальцевых муфт. Наиболее быстро изнаши- вающимися деталями пальцевых муфт являются соединительные пальцы. Поэтому их подвергают тщательной ревизии. Металличе- ский конец каждого пальца должен плотно (без зазора) входить в отверстие одной полумуфты, а противоположный конец своей эластичной частью свободно (с зазором до 1—1,5 мм) — в отвер- стие другой полумуфты. 87
Для проверки наличия зазора ломиком смещают одну полу- муфту по отношению к другой до упора пальцев в стенках отвер- стий. При этом одновременно проверяют, чтобы все пальцы на- ходились с ними в контакте. Не допускается зазор между эластич- ной набивкой и пальцами. Эластичные шайбы мягкой набивки подлежат замене при выработке более чем на 2 мм по диаметру. При незначительной односторонней выработке эластичного конца пальца его можно повернуть на 180° для того, чтобы рабо- тала пеизпошеииая часть эластичной поверхности, или же, сжав эластичную часть, выполненную из резины (посредством затяжки гайкой через шайбу), обточить выпученную резину на станке. Ревизия кулачковых муфт турбин ОР-ЗОО. В данном случае проверяют посадку пакетов пластин в пазу каждой муфты. Необходимо, чтобы посадка была плотной, однако она должна допускать перемещение пакета от руки в осевом направлении. Толщина пакета в сжатом виде должна быть на 0,2—0,4 мм меньше ширины паза. Следует проверить также соответствие клейм на пакетах, пазах, дистанционных болтах и болтах, крепящих боковые кольца. подшипники КАЧЕНИЯ Опорные подшипники В качестве опорных подшипников в насосах нормального ряда применяют одно- н двухрядные шариковые подшипники, которые помимо радиальных нагрузок могут воспринимать значительные осевые нагрузки (до 30% от радиальных). Насосы нормального ряда имеют, как правило, по два. спарен- ных опорных подшипника, за исключением консольных насосов некоторых марок с одним радиальным подшипником. Опорные подшипники в насосах нормального ряда никаких осевых нагрузок не воспринимают, так как могут свободно пере- мещаться вместе с валом в осевом направлении (см. рис. 14). В двухопорных насосах опорные подшипники устанавливают со стороны привода (со стороны всасывания), а в консольных на- сосах — ближе к рабочему колесу. Внутренняя обойма подшипника, вращающаяся вместе с ва- лом, насаживается на вал плотной посадкой по второму классу точности; она должна упираться в буртик на валу и зажиматься упорной втулкой и гайкой с пружинным замком, предохраняющим ее от самоотвпнчивания. Наружная обойма устанавливается в корпусе подшипника скользящей посадкой по второму классу точности, что обеспечи- вает свободное перемещение ротора вместе с опорными подшип- никами в осевом направлении вследствие температурных расши- 88
рении, при выключении иасоса и т. д. Для всех насосов нормаль- ного ряда наибольший диаметральный зазор между наружной обоймой и корпусом подшипника равен 0,1 мм. Радиально-упорные подшипники Несмотря на то, что большинство насосов нормального ряда имеет гидравлически уравновешенные в осевом направлении ро- торы, при изменении режима работы насоса всегда могут воз- никнуть временные и довольно значительные осевые усилия. Особенно большие усилия испы- тывает ротор насоса при срыве потока жидкости на конце при- емного патрубка. В этом случае столб жидкости под давлением нагнетания стремится сдвинуть весь ротор в сторону всасыва- ния. Для восприятия осевых уси- лий в центробежных насосах, потребляющих мощность до 300 л. с., вместо упорных при- меняют радиально-упорные под- шипники качения. В качестве таких подшипников в насосах нормального ряда устанавли- вают в основном однорядные, реже двухрядные шариковые подшипники с углом кон- такта 40°. /Для насосов со скоростью вращения ротора 3000 об/мин сепараторы радиально-упорных подшипников должны быть сде- ланы нз бронзы. Установка этих подшипников показана па рис. 29. Рис. 29. Узел радиалыю-упориых под- шипников двухступенчатого горячего насоса: / — упорное кольцо; 2 — радиальпо-упор- jjbi<? подшипники; 3 — распорная втулка; 4 — стопорная шайба; 5 — установочная гайка; 6 — маслоподающес колбцц- 7 — пробка дренажа водяной рубашки; 8 — по- роди si si крышка корпуса радиально-упор- ных иодшипшков', 9 —м'кслоотбойпое КОЛЬЦО- Ремонт и ревизия подшипников Выход из строя подшипников. Рассмотрим случаи выхода из строя различных подшипников качения (га(л. 18), причины ава- рий и способы их устранения. Случай /. Оба спаренных подшипника (радиальных или ра- диально-упорных) одновременно вышли из строя. При вскрытии обнаружено, что детали подшипников имеют цвета побежалости, 89
Гибли ц а 18. Подшипники качения центробежных, насосои Насос Н о м с. р подшипника Число на | ОДИН 1 насос Насос Номер подшипника Число на । один насос 4НК-5Х 1 310 1 6НГК-6Х 1 313 1 (4НК-5Х 1К) 66410 2 86713 1 4НГК-5Х 1 313 1 6Н-7Х2 66412 2 3086313 1 6ПГ-7Х2 66410 2 4Н-5Х 2 308 2 410 2 42208 2 6Н-10Х4 66412 2 4НГ-5Х2 308 2 6НГ-10Х4 66412 2 66408 2 8НГД-6Х 1 309 2 4Н-5Х4 3086309 1 46309 2 4НГ-5Х4 66408 9 8НД-9Х 2 66412 2 5НК-5Х 1 310 1 8НД-9Х 3 66412 2 66410 9 8НГД-9ХЗ 66412 2 5ПГК-5Х 1 313 Г 6НДВ 307 2 86713 1 8НДВ 312 2 5Н-5Х2 308 9 11312 2 46308 О 18НДС 3086313 1 5НГ-5Х2 308 2 22НДС 318 1 46308 9 24НДН 318 1 511-5X4 3086309 I КН-15/40 46310 2 5НГ-5Х 1 66412 2 МОР-1000 46310 4 6НК-6Х 1 66410 3 3086309 4 6НК-9Х1 310 1 66410 О па обоймах и шариках трещины и вырывы, некоторые шарики расколоты. П р и ч и п а. Подшипники работали без смазки и сгорели. При этом детали могут иметь частично вороненую поверхность вследствие сгорания иа пей масла. Присутствие его в картере подшипника в момент вскрытия указывает па то, что в период аварии для охлаждения сильно нагревающихся подпишииков было залито свежее холодное масло, подшипники закалились и их поверхиос! ь стала вороненой. Способ у с т ране и и я. Насос полностью разбирают, вал проверяют' и восстанавливают пли заменяют. После этого насос собирают и заменяют подшипники. Только сменой подшип- ников ограничиваться нельзя. Поэтому дальнейшая эксплуатация насоса с таким валом без тщательной его проверки может привести к более тяжелой аварии. Случай 2. При работе насоса слышится постукивание в подшип- нике поп слегка греется. Наблюдается некоторая вибрация насоса. П р п ч и н ы. Разработался сепаратор одного пз подшипни- ков (либо обоих вместе) или выработалось посадочное место под- шипника в картере. 90
Способ уст ра пс п пя. Насос немедленно останавли- вают, вскрывают подшипники и точно устанавливают источник неполадок. При значительной разработке сепаратора подшипник следует заменить. Когда радиальный зазор между подшипником и корпусом превышает допустимые величины, подшипник также заменяют. Если этого недостаточно, картер растачивают и запрес- совывают в него гильзу. Случай 3. Спаренные радиально-упорные подшипники рассы- пались. При этом ротор получил свободное осевое перемещение и насос начал сильно вибопровать. Электропривод насоса отклю- чился из-за перегрузки. Если насос имеет привод от паровой тур- бины, его немедленно выключают. Причина. Радиально-упорные подшипники были уста- новлены неправильно, и ротор мог беспрепятственно перемещаться в одну сторону, выводя при этом из строя подшипники. Способ у с т р а и е и и я. Подшипники разбирают. Если детали их оказываются целыми, без серьезных дефектов, то воз- можны повторная сборка и эксплуатация подшипников. ' Случай 4. Подшипник сильно греется, насос вибрирует, из-за перегрузки может отключиться электропривод. П р и ч и н а. Внутренняя обойма подшипника проворачи- вается на валу. Способ устранения. Насос немедленно останавли- вают, вскрывают подшипник, производят необходимый ремонт или изменяют вал. Случай 5. Любой нагрев подшипников п вибрация насоса указывают па полный или частичный выход из строя подшипников и поэтому требуют немедленного выключения насоса. Причинами выхода из строя подшипников, кроме разобранных выше, могут быть-: попадание в подшипники инородного тела, износ их деталей, продолжительная работа насоса при разрыве сплошности потока жидкости во всасывающем трубопроводе вследствие падения давле- ния ниже давления паров перекачиваемой жидкости (работа «на про хвате»). Случай в. Сильно греются радиально-упорные подшипники, насос не вибрирует. П р и ч и н ы. Большой осевой разбег ротора насоса из-за неправильной установки подшипников. Значительный износ уплот- нительных колец в проточной части, из-за чего подшипники испы- тывают большие нагрузки. При вибрации подшипники нагрева- ются вследствие соприкосновения торцов валов насоса и привода. Способ устранения. Насос выключают, проверяют установку подшипников и меняют кольца. Ревизия подшипников производится через каждые 700 — 750 ч работы насоса. Перед вскрытием корпус подшипников про- тирают снаружи тряпкой, обдувают сжатым воздухом или паром И освобождают от масла. 91
По окончании вскрытия и промывки картера щупом измеряют зазоры между шариками и обоймами, а также между наружными обоймами и корпусом. При этом пластинка щупа должна пройти между шариками и обоймой. Подшипники заменяют, если зазор между шариками и обоймой превышает 0,1 мм — для подшипни- ков с внутренним диаметром до 50 мм, 0,2 мм — для подшипников диаметром 50—100 мм и 0,3 мм — для подшипников диаметром свыше 100 мм. При диаметральном зазоре между наружной обоймой и корпу- сом подшипников более 0,1 мм их также заменяют. Если такая мера недостаточна, то кор- пус подшипников растачи- вают и в него запрессовы- вают гильзу. Для этого кар- тер подшипников устапавли- Рис. 30. Корпус подшипника качения: Рис. 31. Биение опорных поверх- н — до ремонта; б — после ремонта. ностей А и В не более 0,15 мм. вают в патроне токарного станка, причем в качестве технологи- ческой основы крепления картера в патроне принимают наружный диаметр уплотняющего бурта картера, поверхность посадки его во фланец пли в крышку насоса. Далее при помощи индикатора выверяют положение картера и специальным резцом растачивают посадочное гнездо под подшипники на 6—8 мм на сторону. Картер можно также закрепить в патроне токарного станка по посадочным местам подшипников и затем индикатором выверить правильность установки картера, определив биение уплотняющего бурга по торцу и его наружному диаметру. После этого фланец картера протачивают на «верность» по наружному диаметру, кото- рый затем используют как базу для крепления картера при рас- точке поверхности посадки подшипников. Гильзы изготовляют из стали или чугуна и на легкопрессовой посадке па сурике собирают с картером (рис. 30). При последую- щей расточке внутреннего диаметра гильзы в качестве основы применяют те же поверхности. Непараллельность расточки к оси ротора насоса допускается не более 0,4—0,5 мм на 1 м длины. Биение опорных поверхностей А и В не должно превышать 0,15 мм (рис. 31). Для прохода смазки в гильзе па долбежном пли стро- гальном станке делают канавку. Проворачивание гильзы в картере предотвращают креплением ее стопорной шпилькой М3 или М5. 92
При ревизии подшипников необходимо тщательно проверить поверхность обойм и шариков на отсутствие повреждений (тре- щин, скосов, выкрашивания), оспин, плен, следов ржавчины, черных пятен. При наличии их, а также при соединении шариков и появлении цветов побежалости, что указывает на перегрев под- шипников, их заменяют. подшипники СКОЛЬЖЕНИЯ Для насосов нормального ряда вкладыши подшипников сколь- жения имеют цилиндрическую опорную поверхность. Насосы КВН снабжены вкладышами с шариковой опорной поверхностью, кото- рые устанавливают в соответствующей шаровой расточке корпуса подшипников. Благодаря этому при работе насоса вкладыш может поворачиваться и занимать правильное положение по отношению к шейке вала. Вкладыши подшипников насосов обычно выполняют из чугуна с последующей заливкой баббитом. В некоторых насосах ставят стальные вкладыши с той же заливкой. Вкладыши собственного изготовления целесообразно делать из стали, так как в этом слу- чае при повторных перезаливках баббит лучше пристает к их по- верхности. Подшипники для центробежных насосов со скоростью враще- ния ротора свыше 1000 об/мин заливают баббитом Б-83, имеющим следующий состав: 10—12% сурьмы, 5,5—6,5% меди, 83% олова. В насосах нормального ряда подшипники скольжения применяют в основном только в качестве опорных. Опорные подшипники Проверочные работы при ремонте насосов. Через каждые 700—750 ч работы насоса выполняют следующие операции: 1. После протирки корпуса подшипников чистыми тряпками, обдувания его сжатым воздухом или паром (если есть такая воз- можность) и слива масла корпус разбирают. После этого сни- мают верхние вкладыши и вынимают нижние, повернув их по валу после его подъема. Далее тщательно осматривают поверхность баббитовой заливки. На ней не должно быть трещин, рисок, на- таскивания и отслаивания баббита, глубоких раковин диаметром свыше 1 мм, стружек, следов касания вала о заливку верхнего вкладыша или боковой поверхности. Плотность прилегания баббита к корпусу вкладыша прове- ряют, опуская его на 1—2 ч в керосин, после чего вкладыш выни- мают, вытирают досуха и обстукивают; при появлении из-под за- ливки следов керосина вкладыш бракуют. При простукивании палец руки, положенный на стык баббита с корпусом, пе должен ощущать дрожания; подшипник при простукивании должен изда- вать чистый (без дребезжания) звук. 93
2. Промывают керосином масляный картер подшипника и весь корпус. 3. Проверяют состояние маслоразбрызгивающпх и маслоот- бойных колец, фетровой набивки в крышках подшипника и про- кладок между этими крышками и его корпусом. Задиры, поперечные риски, забоины и раковины на поверх- ности маслоразбрызгивающих колец не допускаются. Кольца должны иметь надежный замок, быть строго цилиндрическими, чисто обработанными, без шероховатостей и свободно входить в паз вкладыша. По истечении 4300—4500 ч работы насоса необходимо: 1) выполнить все перечисленные выше операции. 2) промерить и записать в журнал ремонтов значения всех зазоров между валом и вкладышами, величину дуги соприкосно- вения нижнего вкладыша с валом, а также толщину прокладок (если они имеются) в разъеме вкладышей. Боковые зазоры между валом п нижним вкладышем измеряют щупом в местах разъема вкладышей на расстоянии 15 мм от торцов. Зазор между валом п верхним вкладышем (верхний зазор) определяют при помощи свинцовой проволоки. Для этого сверху на шейку вала (по концам и в середине) кладут три кусочка мягкой проволоки диаметром 0,6—2 мм; такие же кусочки закладывают с двух сторон в плоскости разъема подшипников (рис. 32). Затем устанавливают верхний вкладыш, собирают подшипник и равно- мерно до отказа затягивают ганки. Разница в толщине обжатых оттисков свинца, лежащих па валу, и проволочек в месте разъема дает величину зазора. Толщину оттисков измеряют микрометром. Величина зазора (в мм) определяется как среднее арифмети- ческое измерений всех грех рядов оттисков: 1'1 А -> - ! 2 ' (256) /ы (25в) г J-L 3 (26) Здесь —Е.л— зазоры между валом и верхним вкладышем в I—III рядах оттисков; Cj—С3 — толщина оттисков между валом и вкладышем; Д,—й;, и —Вл — толщина оттисков в разъеме между вкладышами. Для небольших насосов можно ограничиться двумя рядами оттисков (по краям). 94
По конструктивному выполнению расточка баббитовой за- лив iui вкладыша бывает цилиндрической или овальной. При ци- линдрической расточке сумма боковых зазоров между валом и вкладышем равняется верхнему зазору. Для большинства насосов принята овальная расточка, при которой боковой зазор равен верх- нему. Величины зазоров при цилиндрической расточке следующие: для валов с диаметром шейки от 30 до 80 мм — боковой зазор ——У"’’2'3 0,05—0,08, верхний 0,1—0,16 мм; I для валов с диаметром шейки от 80 до 120 мм. — соответственно 0,06 —0,1 и 0,12—0,20 мм; для валов с диаметром шейки от 120 до 180 мм — соответственно 0,08—0,14 и 0,16—0,28 мм. Значения боковых зазоров при овальной расточке равны величи- нам, указанным для верхних зазо- ров при цилиндрической расточке. Рис. 32. Проверка зазоров между налом и вкладышами подшипника при помощи свинцовых оттисков. Через 8500—8600 ч работы насоса следует: 1) выполнить все работы в объе- ме перечисленных выше ремонтов; 2) проверить п записать в журнал ремонтов величины зазоров или натягов между вкладышами и корпусом подшипника. При этом тщательно проверяют состояние наружной" поверхности вкладыша подшипника и шабером устраняют все зазубрины, за- боины и т. и. /(алее в расточку корпуса подшипника, смазанную топким слоем краски, опускают ппжшою половину вкладыша и щупом проверяют с обеих сторон радиальный зазор между вкладышем и расточкой корпуса и осевой зазор между буртиком вкладыша и расточкой корпуса подшипника. Величина осевого зазора пре- дусматривается в чертежах насоса. .После этого вкладыш поворачивают в расточке корпуса под- шипника на 5—10° в обе стороны, вынимают и проверяют приле- гание посадочных поверхностей. Плотность прилегания опорных поверхностей считается удовлетворительной при появлении на по- верхности вкладыша 3—5 пятен на 1 см2. При недостаточном при- легании производят легкую опиловку или шабровку наружной поверхности вкладыша по натирам краски. Подгонка за счет опи- ловки или шабровки расточки корпуса недопустима. Точно так же подгоняют п верхнюю половину вкладыша в крышке корпуса подшипника. При подгонке шаровых поверхно- стей (насос КВН) в некоторых случаях выполняют притирку. Для притирки поверхности покрывают наждачным порошком, закрывают крышку корпуса и зажимают- вкладыши. Перемещение 95
их во время притирки производят ври помощи деревянного бруска, один конец которого зажимают в расточке вкладышей. По окончании проверки плотности прилегания вкладышей к расточкам корпусов подшипников проверяют величину радиаль- ного зазора или натяга между вкладышем и крышкой корпуса подшипника и совпадение отверстий для подвода масла (если смазку ведут под давлением). Для насо- сов нормального ряда зазор между вкла- дышами и крышкой корпуса подшипника обычно допускается до 0,04 л/л/; для на- соса КВН допустимый натяг составляет 0,04—0,08 мм. Для проверки зазора или натяга в рас- точку корпуса подшипника заводят ниж- нюю половину вкладыша, устанавливают па ней верхнюю половину и укладывают, как показано на рис. 33, шесть кусков свинцовой проволоки диаметром 0,7—1 мм и длиной 20—25 мм. Длина двух-четы- рех кусков проволоки, которые ложатся на разъем корпуса подшипника, должна равняться ширине фланца. Опустив далее крышку на подшипник, равномерно под- жимают гайки болтов; при этом доби- ваются, чтобы зазор (0,4—0,5 мм) был одинаков по всему разъему. После этого крышку поднимают, измеряют микрометром и записывают толщину кусков проволоки. Величина натяга или зазора /7 определяется из выражений: Рис. 33. Измерения зазора (натяга) между вклады- шами и корпусом подшип- ника при помощи свинцо- вых оттисков. Ф - (27) где Н [ и Н„— зазор или натяг ио каждому посадочному пояску; й, и Ьг - -толщина верхних свинцовых оттисков (также по пояскам); о, и и..—толщина оттисков, измеренных иа разъеме, с левой стороны; 6, и 32 — толщина оттисков, измеренных иа разъеме, с правой стороны. Положительное значение Н показывает наличие, зазора между вкладышем и крышкой; отрицательное — наличие натяга . Для устранения увеличенного зазора выполняют следующие операции: 1) устанавливают прокладки из латунной или железной фольги в разъеме между вкладышами, если это не приводит к воз- растанию верхнего зазора до величины, больше допустимой; 2) по возможности изготовляют новые вкладыши большего наружного диаметра; 96
3i в случае эллиптической расточки, смещения расточки кор- пусов подшипников по отношению к оси ротора (если их нельзя сместить в поперечном направлении) демонтируют корпус насоса и на специальном станке растачивают посадочные места корпусов подшипников, сделав затем новые вкладыши соответствующих размеров. Иногда расточку выполняют на месте с помощью спе- циального приспособления (борштанги), закрепленного на самом насосе. Для устранения увеличенного натяга вкладыши в собранном виде протачивают па токарном станке, подшабрнвают их наруж- ную поверхность, чтобы удалить отдельные забоины и зазубрины п в крайнем случае производят небольшую шабр овку вкладышей по разъему. Кроме описанных работ по истечении 8500—8600 ч с начала эксплуатации насоса проверяют толщину баббитовой заливки (при толщине менее 1 —1,5 мм вкладыши перезаливают) п соос- ность ротора и корпуса насоса. Выход из строя подшипников скольжения начинается с частич- ного поднлавлеппя или выкрашивания баббитовой заливки, пли с образования па вкладыше наплыва баббита. Если ие принять своевременных мер, подшипник полностью разрушается, что мо- жет вывести из строя и весь насос. Начальные стадии аварии сопровождаются большим (свыше 60" С) нагревом подшипников и вибрацией насоса, требующими немедленной его остановки, уточнения и устранения причин нарушений в работе подшип- ников. Причинами поднлавлеппя баббитовой заливки могут быть: отсутствие пли прекращение поступления масла, недостаточное его охлаждение и неудовлетворительное качество (повышенная кислотность, обводненность); попадание мелких посторонних тел в подшипник; вибрация насоса, которая приводит к образованию трещин па баббитовой заливке, паклену, отслоению и выкрашива- нию баббита; плохая заливка вкладышей пли применение баббита более низкого качества; неудовлетворительное состояние шеек вала (коррозионный или эрозионный износ, эллиптичность или конусность более 0,03—0,04 лм); плохая пришабровка вкладышей к шейке ротора (не выдержаны верхний или боковые зазоры или шейка вала не лежит па всей рабочей поверхности нижнего вкла- дыша). Ремонт и изготовление подшипников. Трещины в корпусе подшипников заваривают газо- или электросваркой. Если корпус чугунный, то применяют особую технологию сварки. После за- варки и зачистки шва корпус проверяют па плотность керосином, кроме того, проверяют нр плегаипе к нему вкладыша. При небольших дефектах, а также при необходимости быстро пустить агрегат возможны заплавка раковин и выкрошившихся участков баббитовой .заливки, а также наплавка поясков для 7 М. А. Берлин 97
уменьшения боковых зазоров. Эти работы выполняют, если за- ливка вкладыша не отстает от корпуса и при наличии дефектов в ней не на всю глубину. Поврежденные места предварительно тщательно подрубают и очищают до получения чистой поверхности баббита. Из нового баббита отливают удлиненные бруски и, расплавляя их паяльни- ком, заполняют раковину. Затем расплавляют баббит заливки, перемешивая его с вновь добавленным баббитом. Поверхность заливки стараются делать гладкой. После за- стывания баббита неровности заливки подтибривают. Аналогично наплавляют также пояски для уменьшения боковых зазоров. После местной! наплавки обязательно проверяют прилегание вкладыша к корпусу подшипников. Закат баббита вкладыша (сели при этом зазоры в подшипнике не станут больше допустимых) устраняют шабровкой. Перезаливка вкладышей подшипников. Основными причинами, вызывающими необходимость перезаливки вкладышей, являются: подплавлепие па значительной поверхности пли выкрашивание баббита; отставание заливки н наличие в пей трещин; выработка баббита нижнего вкладыша до 1,5 мм независимо от состояния поверхности заливки; увеличенный или неравномерный зазор между шейкой вала и поверхностью баббитовой заливки (величина зазора на 40—50% превышает номинальный размер). Количество баббита, необходимое для заливки вкладышей, рассчитывают в соответствии с данными табг. 1Я Удельный вес баббита Б-83 составляет 8,38 кгс!м1. Таблица 19. Данные для расчета количества баббита, необходимого для заливка вкладышей Внутренний диа- метр вклады- шей, мм Припуск иа об- работку (па с со- року), Л1.Н 1 IpnnycK па лрн быль к весу ЛИТЬЯ, /о Величина литей- ной усадки, % До 50 » 100 » 200 2,5 3,5 3-5 5—10 8 10 10-20 0,5 0,65 Ковш, в котором расплавляют баббит, должен иметь емкость, достаточную для заливки вкладыша. Технология р у ч и о н з а л и в к и и о д ш и и и и к о в баббитом широко освещена в технической литературе и поэтому в настоящей книге не излагается. Более производительной и качественной, чем ручная заливка, является ц е н т р о б е ж и а я з а л и в к а л о д ш п п и и - к о в при помощи специального приспособления, монтируемого на планшайбе, которая навертывается па шпиндель токарного станка (рис. 34). В этом случае условия нагрева вкладышей' и их подготовка остаются такими же, как и при ручной заливке. Время 98
установки вкладыша, нагретого до 250—270° С, в патрон станка не должно превышать 10—15 сек. Число оборотов станка выбирают в зависимости от внутреннего диаметра вкладыша и для баббита определяют по следующей формуле: 1800 —2000 п ------------ (28) а. где I - диаметр расточки иод заливку, см. Приведенная формула соответствует окружной скорости па диаметре залпвкп около 3 м/сек, что обеспечивает давление ме- талла заливки не менее 0 ,6 кгс/см1 и достаточно высокую плотность заливаемого слоя. Рис. 34. Приспособление для центробежной заливки подшипников на токарном станке. Заливка расплавленного баббита осуществляется через литник и должна выполняться единовременно — одной порцией. Враще- ние приспособления с вкладышем необходимо продолжать до полного остывания баббита. Центробежная заливка может производиться также посредством приспособлений с ручным приводом или электроприводом и ре- дуктором (рис. 35, 36). Основные дефекты, которые возможны при центробежной за- ливке, следующие: неплотное приставание залитого слоя к внутренней поверх- ности вкладыша, что является следствием плохой очистки и луже- ния поверхности, а также недогрева пли перегрева вкладыша при заливке и медленной его установки в приспособлении; пористость из-за окисления баббита при заливке длинной струей пли из-за продолжительного нахождения облужепного вкладыша па воздухе; крупнозернистая структура баббита вследствие замедленного охлаждения вкладыша, нарушения температурного режима или неправильно выбранного состава баббита. Обработка вкладышей после заливки. После окончательного остывания форму разбирают, поверхность в разъеме вкладыша тщательно очищают и пригоняют одну его половину к другой. Iic/iii во вкладышах верхний зазор должен быть равен боковому, 99
то расточку производят до размера, равного диаметру шейки вала плюс два боковых зазора, а между вкладышами вставляют про- кладки толщиной, равной верхнему зазору. Вкладыш растачи- вают так, чтобы не допустить конусности. Установку шарового или цилиндрического вкладыша па станке для расточки выверяют при помощи индикатора по кон- трольным пояскам пли в случае их отсутствия — по шаровой пли цилиндрической наружной поверхности и обязательно по торцо- вой поверхности вкладыша. Такая расточка вкладышем подшип- Рис. 35. Общий вид станка для центробежной заливки подшипников: 1 — защитный кожух кокиля; 2 — желоб; 3 — дренаж ко- жуха; 4 — станина; 5 — тормозное устройство; 6 — шкив электродвигателя; 7 — электродвигатель. ника облегчает их последующую шабровку по шейке вала, яв- ляющуюся весьма ответственной и трудоемкой операцией. По окончании расточки вкладышей прокладки вынимают и производят разметку холодильников, канавок и отверстий для подвода масла, их фрезеровку, вырубку и сверловку. Для равномерного стекания масла из вкладыша кромки скруг- ляют. В нижней части нижнего вкладыша не должно быть никаких канавок. Для получения цилиндрической расточки вкладыши растачи- вают без прокладок на диаметр, равный диаметру вала плюс вели- чина верхнего зазора. После перезаливки нужно обязательно про- верить прилегание вкладышей к постели корпуса, а при необхо- димости и подогнать их. Замена вкладышей. Вкладыши подшипников заменяют при наличии крупных механических повреждений. Как уже отмеча- лось, особенно целесообразно делать вкладыши из стали. Диаметр 100
стальной (чугунной) болванки для изготовления вкладышей выби- рают с учетом необходимости разреза ее на две половины после предварительной расточки внутреннего диаметра. Если через Dt обозначить наибольший диаметр вкладыша, а через b ••толщину фрезы для его разрезания, то треб уемы п диаметр заготовки можно выразить через где д.тшш части окружности, удаляемой фрсзоп, С — припуск на обработку плоскости разъема и пару> дыша, мм (для стальных заготовок С, - 7--S мм вок О' И- -13 мм) . Заготовку разрезают па фрезерном станке дисковой пли шлицевой фрезой, диаметр которой позволяет производить фрезеровку Рис. 36. Продольный разрез станка для центробежной заливки подшипников с электроприводом: / -- шкив; 2 — подшипник № 211; 3 — тормозной шкив; 4, 9 — корпуса подшипников; 5 — подшипник № 213; 6 — кокиль; 7 — патрон; 8 — вал ротора; 10 --шток толкугслч/, // — • направляющая втулка. с. одной установки. Далее обе половины подгоняют одну к /другой притиркой. Заготовка должна быть разрезана по возможности на две равные части. Затем оба вкладыша вставляют в оправку, окончательно обрабатывают по наружному диаметру и растачи- вают до номинальных размеров. После заливки баббитом вкладыши снова растачивают, как указано выше. Перед установкой на место новый вкладыш тщательно осматривают, проверяют и очищают. Дальнейшие работы по замене вкладышей складываются из двух самостоятельных операций: подгонки вкладышей к расточ- кам корпусов подшипников и окончательной подгонки расточек вкладышей по валу. После окончательной подгонки па торцах вкладышей подшип- ников для удобства последующих сборок наносят клейма, пока- зывающие взаимное расположение обеих дета.' лей, Потом лрове- 101
ряют центровку ротора в корпусе насоса и щупом измеряют боко- вые зазоры между валом п баббитовой заливкой. Зазоры должны быть одинаковы по всей длине вкладышей п по величине соответ- ствовать поминальному зазору. Далее устанавливают верхние половины вкладышей, ставят контрольные штифты п притягивают крышку к разъему так, чтобы щуп с 6=-0,0 1 .н.н не проходил. Ротор проворачивают не- сколько раз вручную п вскрывают подшипники для осмотра. По всей длине нижнего вкладыша па 1/-i окружности расточки должен быть сплошной след от вращения вала; верхнего вкладыша вал не должен касаться. Затем при помощи свинцовой проволоки, как описано выше, проверяют верхний" зазор в подшипнике. Радиально-упорные подшипники Раднальпо-унорныс подшипники скольжения применяют в на- сосах КВН-55/: 180, КВН-55;: 120, 5НГ-5Х8 п др . Дефекты подшипников. Основным дефектом является выплав- ление баббита колодок. .3 - Рис. 37. Проверка износа баббитовой заливки коло- док радиально-упорных подшипников: / — место измерения тол- щины колодок; 2 — лиисНка; J — место износа баббита. Возможные причины его следующие'. 1. Увеличенное осевое давление, раз- грузочный диск посажен неправильно, ротор насоса имеет свободу осевого пере- мещения. В этом случае насос подлежит разборке до разгрузочного диска; после устранения причины дефекта насос снова собирают. 2. Плохое качество масла, прекраще- ние или уменьшение подачи его в подшип- ники. Неудовлетворительное качество ремонтных работ — плохая перезаливка колодок, неправильная сборка подшипни- ков (не выдержаны зазоры между колод- ками пдисками), неправильная подгонка колодок к упорному диску. Ослабление посадки диска на валу, бой диска и не- удовлетворительное состояние его рабочих поверхностей. Ремонт подшипников. Система ремонта радналыю-упориых подшипников такая подшипников. Баббитовая заливка рабо- подшиппиков не должна иметь же, как и для опорных чих колодок рассматриваемых дефектов, отмеченных выше для опорных подшипников. Износ колодок должен быть одинаков. При обнаружении неравномер- ного износа необходимо выявить его причины. Наиболее вероятны перекос упорного диска на валу или неправильная центровка ротора в корпусе насоса. 02
Величину износа баббитовой заливки колодок определяют микрометром п наложением линейки, измеряя колодки в че- тырех точках (рис. 37). Изношенные колодки подлежат переза- ливке. Колодки должны иметь полную свободу качения. В слу- чае пх заедания нужно выяснить и устранить причину де- фекта. Рабочие поверхности упорного диска должны быть гладкими (без царапин и забоин) и не иметь следов касания его о колодки. При необходимости диск протачивают и шлифуют па станке, для чего его крепят тугой посадкой на специальной оправе. Установку диска на станке производят по тыльной рабочей поверхности, а также по цилиндрической части втулки. Шлифовку осуществляют посредством наждачного полотна, последовательно переходя ко все более мелким его поморам. После шлифовки проверяют биение рабочих поверхностей, которое ио должно превышать 0,02—0,03 мм. При износе гребня па 2- 3 мм пли втулки диска па 2——2,5 мм по диаметру диск подлежит замене. НАРУЖНЫЕ И ВНУТРЕННИЕ КОРПУСА Ревизия корпусов Рис. 38. Примерная схема расположения контроль- ных засверловок па кор- пусе насоса. 5—3 мм на глубин Измерения и расчет толщины стенок корпусов. После выемки ротора насоса производят ревизию состояния его корпуса. Так как большинство насосов па нефтеперерабатывающих заводах пере- качивают коррозионпоактивныс продукты, то за износом стенок их корпусов нужно очень тщательно следить. Толщину стенок корпуса насоса заме- ряют с помощью ультразвуковых и маг- нитных дефектоскопов. В настоящее время применяют дефектоскопы марок УДЗ-13, УДЗ-131М п УДЗ-19ИМ, причем точность измерения ими составляет 0,5 мм. В ме- стах, где замер толщины стенок указан- ными выше способами невозможен, а так- же при отсутствии других средств кон- троля износ стенок корпуса проверяют посредством контрольных засвсрловок, которые выполняют сверлом диаметром 1 равную отбраковочной толщине стенки корпуса насоса. Обычно засверловки выполняют по наибольшему диаметру корпуса насоса, в самых топких сечениях и в местах резких нзме- nei nil формы и толщины стенки корпуса (рис. 38). 103
Если отношение толщины степкн корпуса насоса к его диа- метру 6/D Дл К), то отбраковочный размер стенки рассчитывают но формуле: Фибр 3,8ДР -Щ.ред (30) ।>।б|><1 к<ihd'i।i<iя толщи 11 стенки корпуса насоса, /’ —- рабочее давление п насосе, кгс/см2; I) - нпут]н iiiiiiii диаметр корпус;) насоса, мм; предел иное напряжение (определяется по табл. 20), к,т/см''. Т it 0 .1 и г а 20. //ределыше напряжения <Тц,,Сд (« кт/см~) 1)111 llt'pilllll/piii Il M(Ultt‘pi!(!.W KOptiyCtt lillCOl'd Тсм ш р.'П уp;i, "С С т а л ь 25.'I; 3(41 25 Х5М--Л; Х5В-Л; X5T - .4 20 1080 1320 изо 100 1070 1270 изо 150 1065 — изо 200 1060 1250 изо 250 1050 1190 1125 ,400 1020 1140 1120 325 1015 ИЗО 1115 350 965 1085 1110 375 900 1020 1100 400 870 925 1090 425 845 815 1040 450 670 670 970 475 — 540 860 500 —. 415 720 525 — — 580 550 .... — 350 II р II м е ч ч и и я: 1. До темн(‘|’<тгу(>ы 200° С можно прим спять кор- пус.!, отлитие им чегуил мирок СЧ - •' 1(-|(ст[1])ед ^50 hvc/c-.u2),• СЧ 28 48 («пред == 150 11 (-.'1 32-52 (а|ЦИ,д - МО кгс'ссм). 2. Значения а, указанные в таблице, нельзя принимать при расчете нового оборудовг шия. 3. Отливки па стали Х5Т-Л используют до температуры среды 425° С включительно. Если отношение Ы L) с 10, то отбраковочный размер стенки корпуса насоса вычисляют но формуле для толстостенных сосудов: •\>тбр -- D /1 /4аПред -j- ЗР 2 \г 4опрел 5Р (31) При расчете в формулы (30) и (31) подставляют величины наи- большего внутреннего диаметра корпуса и наибольшего рабочего давления в цилиндре. Осмотр корпусов. Особое внимание обращают па состояние посадочных мест под диафрагму и грундбуксу, уплотняющих 104
колец корпуса и плоскост и разъема, кор роз)ton и i>iii износ Tiiiyrpvii- jivi" полости, а в двухкориусных горячих, насосах па состояние посадочного мест;! внутреннего корпуса в наружном. Все /дефекты корпуса, выявленные в процессе '-л<си.чу;| т <-ih.hu п ревизии насоса, уст роняют. При осмотре впу । peiiiiux корпусов горячих дзухкорнусных насосов следует тщательно проверить состояние нрпвалочных по- верхностей. При осмотре наружного корпуса насоса KBI1-55 основное внимание уделяют посадочным мослам передних фона- рей, внутреннего корпуса в наружном и гнездам анкерных шпилек. В ходе осмотра внутреннего корпуса необходимо также, про- верить состояние уплотняющих поверхностен секции, посадочных мест под продольные, пшопкн, центрпрутощих штифтов, величины зазоров между уплотняющими кольцами ccki 1.11и и колес. При каждом ремонте следует отвернуть и «расходить» все три отжимных болта и пробки гнезд для анкерных ниш.зек. Ремонт корпусов Наиболее вероятными дефектами корпуса центробежного на- соса являются: коррозионный износ отдельных мест впутреппеп" плоскости; дефекты отливки, обнаруженные, и процессе эксплуа- тации насоса (свищи и т. д.)-, износ посадочных мест; забоппы п риски па плоскости разъема; местные трещины. Выбранный способ устранен и i э тих дефектов доч/геп обеспе- чивать собяюдение.вссх технических требований к корпусным дета- лям насоса при минимальной трудоемкости работ. Коррозионный износ отдельных мест внутренней полости кор- пуса рекомендуется устранять при помощи пап.павкп металла электросваркой. Подготовку дефектных мест под сварку произво- дят зачисткой их от нефтепродукта и следов коррозии до «здоро- вого» металла при помощи пневматических зубил п нневмошлп- фовалыплх машинок с абразивным кругом пли металлической" щеткой. Степки вырубленного и подготовленного под сварку участка корпуса должны быть скошены под угол. Желательно, чтобы правильно разделенный под сварку участок имел чашеоб- разную форму с отлогими стенками, однако излишнее удаление здорового металла нецелесообразно. Для сварки мест дефектов в корпусах лз углеродистой стали марок 25-4522 и 25-4523 используют электроды типа Э-42 или Э-42А. Корпуса с толщиной стенок до 25 жж перед сваркой не подогревают; при толщине стенок свыше 25 жж завариваемый участок нагревают до 50—70' (2. Для корпусов насосов из стали X5M-JI вне 'зависимости от тол- щины стенок рекомендуется местный подогрев завариваемых уча- стков до 200—250° С. В этом случае сварку”'ведут'электродами типа Э-Х5МФ марок ЦЛ-16 н ЦЛ-17. После наплавки производят о спуск при 650° С. 105
Для корпусов из стали 1Х18Ы9Т применяют следующие элек- троды при рабочей температуре насосов: до 350° С — ЦЛ-2, ЦЛ-3, УОНИ-13/НЖ, ЭНТУ-3, ОЗЛ-7, НИАТ-1, ГИАП-4 ('тип ЭА-1); до 450° С — ЦЛ-11, ЗИО-З, Л-40М, ЦТ-15, ЦТ-7, КТИ-5 (тми ЭА-1 Б); свыше 450° С - ЦТ-15, КТИ-5, ЦТ-7 (тип ЭА-1 Ба). При наплавке рекомендуется ускоренное охлаждение корпуса водой или воздухом. Корпуса насосов из чугуна заваривают комбинированными медно-стальными электродами пли специальными электродами для чугуна. При заварке мест дефектов корпусов из легированной или углеродистой стали запрещается оставлять незаплавлеиные кратеры, подрезы, резкие переходы от наплавленного металла к основному. Дефекты отливки корпусов насосов (свищи и т. д,.) исправляют также методом наплавки или постановкой резьбовых ввертышей, концы которых следует заварить. Для устранения появившихся в корпусе трещин следует тща- тельно разделать кромки каждой трещины под сварку зачисткой дефектного участка, установить действительные границы тре- щины п на концах ее просверлить отверстия диаметром 6—8 мм под резьбовые ввертыши, которые затем подваривают снаружи пли с двух сторон корпуса. Если простым осмотром определить границы трещины затруднительно, проводят проверку керосином. Место трещины очищают до «здорового» металла и обильно сма- зывают керосином, в который можно добавить немного графита. Через 10 мин поверхность насухо протирают и покрывают слоем мела, разведенного в легком бензине. Последний быстро испа- ряется, п на покрытой мелом поверхности просочившимся керо- сином четко вырисовываются контуры трещины. Риски, забоины п вмятины па плоскостях разъема корпусов насосов устраняют зачисткой шабером или заваркой отдельных мест с последующей зачисткой. При значительном износе прпвалочлых поверхностен пли большом числе дефектов в них плоскости разъема следует прото- чить или профрезеровать. При необходимости для этих целей кор- пус насоса демонтируют. После исправления дефектов привален- ных поверхностей корпуса все посадочные места в нем проверяют па расточном пли токарном станке и, если нужно, растачивают до указанных в чертеже размеров. Коррозионный износ посадочных мест корпуса под крышку, уплотнительные кольца, диафрагму, грундбуксу и т. д. устра- няют также заваркой и расточкой этих мест. Расточку выполняют до поминальных размеров на расточном станке или па площадке для насоса при помощи специальной расточной борштанги, кото- рая крепится взамен крышки корпуса (консольно пли в двух опо- 10G
pax)- Возможны также расточка изношенных мест и запрессовка втулок с последующей их расточкой до поминальных размеров. В случае двухкорпусных насосов нормального ряда внутрен- ний корпус имеет горизонтальный разъем, уплотнение в котором создается вследствие пришабровки приваленных поверхностей обеих половин корпуса. В этом случае перед сборкой внутреннего корпуса необходимо тщательно зачистить н пришабрить привалоч- ныг поверхности и убедиться в отсутствии механических повре- ждений, после чего краской следует проверить прилегание их одна к другой. Нужно также хорошо зачистить посадочные места под уплотнительные кольца. Шабровка считается удовлетвори- тельной при наличии не менее 8 10 точек па квадрате 25 ' 2Г.> мм при проверке на краску. Центровка внутреннего корпуса в наружном обеспечивается скользящей посадкой корпусов сальников, выполненных за одно целое с крышками наружного корпуса, во внутреннем корну се. ('ими крышки посажены в наружный корпус, скользящей’ посад- кой ио второму п третьему классам точности. Необходимо следить за тем, чтобы эти посадки сохранялись и зазор между посадочными мостами крышек и корпуса не. превышал 0,1 0,2 мм па диаметр. РОТОРЫ При ремонте центробежных насосов основной объем состав- ляют работы по устранению неполадок в роторах, поскольку их детали, как правило, особенно быстро изнашиваются. Проверочные работы Ротор, извлеченный из корпуса насоса, помещают па специаль- ные металлические козлы, а под шейки вала подкладывают дере- вянные подушки. Затем ротор тщательно промывают в керосине, вытирают и осматривают все детали. При хорошем состоянии их ротор обычно не разбирают. Обязательную разборку ротора независимо, от состояния дета- лей производят через 8000-9000 ч работы для тщательного осмотра вала, выявления трещин, проверки биения, ревизии со- стояния посадочных мест п при необходимости замены вала. В отсутствие дефектов в деталях ротор проверяют на токарном станке на биение. В табл. 21 приведены величины номинального и максимально допустимого биения отдельных деталей на собран- ном роторе. Для примера на рис. 39 показана схема проверки на биение ротора насоса 5НГ-5х2. Если па роторе была заменена хотя бы одна деталь, обяза- тельно проверяют биение ротора в собранном виде. При увели- ченном биении ротор разбирают, и на биение проверяют вал. 107
При смене рабочих колес, разгрузочного диска, полумуфты и j порного диска новые детали подвергают статической балансировке (подробнее см. ниже) до положения безразличного равновесия. При замене отдельных деталей ротора, а также при сборке нового ротора производят его статическую балансировку в соб- Рпс. 39. Схема пронерки биения ротора насоса 5НГ-5Х2. 'гмз9х-2лев. ранном виде. Если балансировка неудовлетворительна, ротор разбирают и осуществляют повторную балансировку каждой де- тали. Исправление статической балансировки ротора в сборе не допускается. 'Г и о л и ц а 21. Биение деталей ротора Насосы нормального ряда | биение, мм ' Насос КВН биение, лги номиналы юс максимальное номн иальмос максима П1 лор Но о кру ж пост п 11олумуфта 0,03 0,05 0,03 0,05 Посадочные мести под подшипники (шейки пали) 0,02 0,03 0,02 0,04 Защитные гильзы нала 0,02 0,03 0,05 0,07 Уплотняющие кольца рабочих колес 0,03 0,05 0,00 0,03 Втулки промежуточно- 0,03 0,05 —- — го подшипника М асл оотбо it ное кольцо — 0,05 0,07 Ступица разгрузочного 0,0(1 0,03 диска 11 о т О |) ц у Полу муфта 0,02 о.т 0,02 0,0-1 Рабочее колесо 0,1 0,2 0,1 0,2 Разгрузочный диск — Д02 0,0-1 Упорный диск ! 0 J 1'2. 0 /)4 108
Если биение различных участков собранного ротора несколько превышает допустимое, производят проточку собранного ротора в этих местах (за исключением посадочных мест под подшипники качения и пол у муфты). При значительном биении отдельных участков ротор повторно разбирают, проверяют иа биение и правят или протачивают каж- дую деталь (в том числе и вал). Рис. 40. Кшоч для отворачива- ния защитных гильз. Разборка и сборка Основные детали ротора насаживают иа вал либо переходными посадками, либо посадками движения по второму классу точности, т. с. с небольшими натягами или небольшими зазорами. Поэтому во избежание быстрого износа посадочных мест деталей ротора и вала такие детали, как полумуфты, рабочие колеса, упорные и разгрузочные диски и т. и., следует надевать па вал и снимать в пего после подогрева до 120 - I801 (1 при помощи газовой горелки. Для облегчения разборки роторы горячих на- сосов пли насосов, работающих в сильно агрессив- ных средах, рекомендуется предварительно поме- щать на некоторое время в керосиновую ванпу. Для окончательной разборки ротора (частично его разбирают в процессе разборки насоса) с вала необходимо спять защитные гильзы, уплотняю- щие втулки и рабочие колеса. В двухопорных насосах перед демонтажем защитных гильз с вала снимают маслоотбойные кольца. Если на защит- ног! гильзе имеется резьбовой сальник, то пред- варительно отворачивают его нажимную втулку, а при наличии стопоров отворачивают их. Как правило, защитные гильзы сажают па вал либо скользящей посадкой, либо посадкой движения по второму классу точности и крепят на резьбе, поэтому гильзы обычно довольно легко отво- рачивают при помощи специального ключа (рис. 40). Если защитная гильза не отворачивается, то ее срезают рез- цом на токарном станке. Затем демонтируют защитную (упорную)' втулку, которая обычно насаживается па вал ходовой посадкой по второму классу точности и легко снимается. Самым трудоемким процессом является демонтаж рабочих колес. Наиболее распространенные посадки стальных рабочих колес на вал — скользящая и напряженная, а для насоса КВН — тугая, по второму классу точности. В любом случае колеса перед снятием следует подогревать газовой горелкой или паром. Съем колес осуществляют либо специальными приспособлениями (см. рис. 111 и 112), либо при помощи свинцовой или бронзовой кувал- дочки, удары которой передаются па колесо через деревянный брусок. 109
Чугунные рабочие колеса обычно насаживают на вал плотной посадкой. Большинство деталей ротора крепят па валу посред- ством шпоночных соединений. Поэтому после снятия каждой такой детали из гнезд бронзовой выколоткой выбивают шпонку. Ротор собирают в обратном порядке, начиная с посадки на вал рабочих колес. Перед сборкой каждую деталь промывают, очищают ;г насухо вытирают. Все посадочные размеры детали необходимо фомерить н сравнить с соответствующими размерами вала. Посадочные места вала и деталей ротора смазывают чистым машинным маслом, все шпонки подгоняют так, чтобы они садились в гнезда вала с натягом 0,01 мм, а в гнезда отверстий соответ- ствующих деталей — с зазором 0,04 мм. Радиальный зазор в шпо- ночном соединении должен быть 0,2—0,3 мм. Все детали насосов нормального ряда сажают обычно пт вти вручную. При сборке роторов измеряют расстояния между осями рабочих колес и одновременно проверяют зазоры между уплот- няющими кольцами колес п диафрагмами, а в холодных наго <ах -также между уплотняющими кольцами колес и корпусом. Если расстояние между осями рабочих колес велико, то их снимают с вала и производят торцовку ступиц на определенную величину. При необходимости увеличить расстояние между осями рабочих колес между торцами их ступиц помещают стальные точеные кольцевые прокладки соответствующей толщины. При навертывании защитной гильзы на вал между' его буртом пли торцом упорной втупки и торцом защитной питы в горячих насосах устанавливают прокладку из алюминия толщиной 0,5 м, а в холодных — из алюминия или паропйта той же толщины (в за- висимости от среды) пли из асбестовой набивки, проваренной в масле. Сальник защитной гильзы, как правило, также набивают ни- тями асбестовой набивки, которая проварена и масле. Балансировка Обязательной операцией, завершающей ремонт ротора, должна быть его балансировка. Одним из основных условий нормальной работы таких быстро- ходных машин, как современные центробежные насосы, является отсутствие вибрации. При вибрации возможны усиленный износ пли разрушение подшипников, торцовых или сальниковых уплот- нений и некоторых других деталей, нарушение центровки агре,- гата и, как следствие, преждевременный или аварийный выход насоса (турбины) из строя. Среди различных причин вибрации одна из самых важных неуравновешенность ротора, обусловливаемая неравномерностью распределения вращающихся масс относительно оси вращения. 110
Неуравновешенность ротора может быть вызвана: I) геометри- ческой неточностью обработки отдельных деталей; 2) погреш- ностью сборки (смещением сопряженных узлов и деталей; 3) не- однородностью металла, наличием раковин п других дефектов; 4) деформацией вала н собранных на нем деталей; 5) неравномер- ным износом различных деталей ротора в процессе эксплуатации," 6) нарушением равномерного распределения металла детали в ре- зультате ремонта. Вследствие указанных причин центры тяжести отдельных частей ротора оказываются смещенными но отношению к его гсо- к появлению неуравновешен- ных сил инерции. Для устране- ния указанной неуравновешен- ности производят балансировку роторов Рис. 41. Пример статической неуравновешенности ротор а — неуравновешенные массы в одной плоскости; 1 — пал; ‘2 — рабо- чее колесо; <3 — центр тяжести рабочего колеса; 4 — величина сме- щения действительного центра тяжести от геометрического; б — возникновение возмущающей силы; / — ось статически неурав- новешенного ротора при вращении; 2 — рабочее колесо; <3 — ВОД- шциипк. В общем случае для уравновешивания любого вращающегося тела (ротора, рабочего колеса) необходимо, чтобы центр тяжести его лежал па оси вращения, а центробежные моменты инерции были равны пулю. Несовпадение центра тяжести детали с осью вращения при- нято называть с т ,т т п ч е с к о й н е у р а в н о в с ш е п и о - с т ь ю. При этом неуравновешенные массы лежат в одной пло- скости, перпендикулярной осп вращения (рис. 41). В данном случае при вращении ротора возникает неуравновешенная (возмущающая) сила, которая будет изгибать вал при вращении (рис. 41, б), что вызовет вибрацию всего механизма. Статическая неуравновешенность обычно характерна для тел вращения, приближающихся по форме к тонкому диску (полу- муфты, рабочие колеса), т. е. для коротких деталей больших диа- метров (//<7 1). 11оясппм понятие «статическая неуравновешенность» и.а примере. Допустим, ЧП' цент], тяжести раиочего колеса пгюка массой 8 ле сог.надш г с его осью ираще- 1И1 । (нся масса ротор;, уранповешепа). Ill
Вал гфащается со скоростью п 3000 об1мик. Если па одну из лопаток рабо- чего колеса наплавить 0,05 кг металла, то масса колеса получит неуравновешен- ность (дисбаланс) закон же величины. Возмущающая центробежная сила, которая нозникает при дисбалансе, определяется по формуле; где \G - - нелнщыа дисбаланса, кгс\ х — расстояние от оси вращения до точки приложения дисбаланса, л/. Если расстояние наплавки от осп вращения равно 0,1 м, то при вращении колеса со скоростью 3000 об/мин нозмущающая сила, действующая на вал, со- ставит 49,5 кге, что почти в 1000 раз больше, дшбчтшс'1. Рассмотренный пример убедительно показывает необходимость статического уравновешивания деталей. Чтобы сбалансировать статическую неуравновешен- ность колеса, достаточно на том же расстоянии от оси (0,1 щ), но в противополож- ную сторону наплавить 0,05 кг металла. Уравновешивающий груз можно поместить па любом расстоянии от оси в диаметрально противоположном направлении. При этом ио данной величине х из формулы (32) рассчитывают значение уравнове шивающего груза AG, который вызывает' возмущающую силу С той же величины. Величину п расположение дисбаланса детали определяют с помощью операции, называемых апатической балансировкой, Рис. 42. Пример динамической неуравновешенности ротора: а — неуравновешенные массы в разных плоскостях; / -- вал; 2 — рабочее колесо; 3 — неуравновешенность рабочих колес; 4 — центр тяжести ротора; 5 — центр тяжести ппж- пен половины ротора; 6 — центр тяжести верхней половины ротора; б — ьозникповспие нары возмущающих сил, изгибающих вал; I — пал; 2 — рабочее ко- лесо; 3 — псуравповешенпост! > рзбочпх голсс’,-4 — цс шр т яжсстп ротора; ги — уравно- вешивающие грузы; 6 подшипники. так как в данном случае дстзле> находится в состоянии покоя; для выявления и устранения дисбаланса вращения детали не тре- буется. Динамическая не у р а в и о в е ш е и и ость ха- рактеризуется наличием неуравновешенных масс, которые распо- ложены в различных плоскостях, перпендикулярных к оси вра- щения детали, при совпадении центра тяжести с осью вращения. При динамическом дисбалансе па вращающийся ротор дей- ствует пара возмущающих сил, изгибающих вал и стремящихся вырвать его из подшипников (рис. 42). Направление этой пары сил непрерывно изменяется при вращении ротора, вследствие 112
чего на иодншшшки механизма действует сила переменного на- правления п механизм вибрирует. Динамическую неуравновешенность можно выявить только при вращении ротора, поскольку 06111,1111 цент]) тяжести его лежит на оси вращения, н лишь при вращении обе неуравновешенные массы дадут пару возмущающих сил. Поэтому операции, с по- мощью которых находят динамическую неуравновешенио.сть., на- зывают динамической балансировкой. Следовательно, статически сбалансированный ротор двух- или многоступенчатого насоса, а также другая быстровращающаяся деталь значительной длины могут оказаться динамически несбалансированными, что вызовет большую впбран.пю агрегата и преждевременный выход его из строя. Возмущающий момент нары сил при динамической неуравно- вешенности ротора можно определить по формуле: " " эт(з'>Р‘ где L --- плечо центробежных возмущающих сил, м; С — цептро- бежлая возмущающая сила |см. формулу (32)]. Таким образом, в случае длинных деталей малых и средних диаметров (//d > 1), а конкретно - роторов двух- и многоступен- чатых насосов необходимо обязательно производить и статиче- скую, п динамическую балансировки. Статическая балансировка. Этой балансировке подвергают рабочие колеса одноколесных насосов до и после сборки роторов, а также каждое колесо многоступенчатых насосов до их сборки. Последнее необходимо для уменьшения дисбаланса при после- дующей динамической балансировке собранных роторов. Из сказанного следует, что статическая балансировка яв- ляется заключительной операцией изготовления и ремонта рабо- чих колес. В основе всех методов статической балансировки лежат два общеизвестных положения,, вытекающие, из условия равновесия тел; : 1. 11рп свободном подвешивании или онпранпи неуравновешен- ного тела истинный центр тяжести его всегда стремится занять папппзшее положение, т. е. размещается па вертикальном ; диа- метре тела вращения ниже оси вращения. 2. Полная уравновешенность тела создает условия безразлич- ного равновесия. Таким образом, показателем статической уравновешенности детали является способность ее сохранять состояние покоя в лю- бом положении па горизонтальных направляющих. Простейшими приспособлениями для статической' баланси- ровки служат горизонтально расположенные ножи призматиче- ского сечения, которые изготовляют из твердой стали (марки не 8 М. Л. Верлиц 1 1
Рис. 43. Приспособление для статической балансировки ротора с ножами. вышать 2-10 5 м/иог. м. ниже Ст. 7). Для уменьшения коэффициента трения рабочая часть пожен должна быть закалена, тщательно отшлифована и пришабрена по контрольной плите так, чтобы она соответство- вала девятому классу чистоты. Проверку чистоты призм произво- дят по ребру контрольной линейки на просвет пли по следам краски. Профиль призм выполняют согласно рис. 43, а края их слегка закругляют. Минимальная длина ножа должна обеспечивать два полных оборота балансируемых деталей. Обычно длина ножей составляет 1,2 —1,5 м. Ширину b рабочей поверх- ности каждой призмы (в ш) выбирают из соотношения: (I 11 ДдиФ гд'- <1 :ди-4мстр шейки ваш инн оправки , w, G — pre б-аа-ишпруемого узяа, кгс. Призмы устанавливают иа прочные стальные козлы, специальный каркас пли сплошное бетонное основание, чтобы предотвратить их прогиб. Для вырав- нивания ножей стойки или станину снабжают микрометрическими винтами и монтируют на массивной бетонной подушке. Негоризонтальность и непа- раллслыюсть ножей не должны пре- Для предохранения ротора от скатыва- ния на концах призм устанавливают ограничители. Вместо призм возможно применение также круглых направ- ляющих, которые легче обрабатываются и могут использоваться в течение длительного времени посредством поворота па неболь- шой угол с исключенном из рабочей зоны поврежденных мест. Балансируемый узел укладывают па приспособление так, чтобы ось вала (оправка) была перпендикулярна ножам. Рабочие колеса насаживают па оправки по второму классу точности. Оправки изготовляют из стали От. 4, при этом шейки их шлифуют. Биение оправок (валов) не должно превышать 0,02 мм, а оваль- ность шеек должна быть не более 0,005—0,007 лмк Перед использованием балансировочного приспособления ножи насухо вытирают чистым лоскутом и слегка смазывают жидким маслом. Балансируемую деталь или узел (оправку с рабочим коле- сом, ротор в сборе и т. д.) осторожно кладут па станок поперек ножей, чтобы не помять шейку вала о кромку призмы. Далее де- таль легким толчком слегка перекатывают по ножам. По сле зату- хания качений опа самоустапавливается так, что более тяжелая часть ее занимает нижнее положение. 114
Рис. 44, Приспособление для статической балансировки ротора с дисками: I -- поподннжныП конус; 2 — гайка с кону- сом; 3 — уравновешивающий груз. гь балансировки пои применении Отметив утяжеленную часть детали, па диаметрально противо- положной стороне ее. закрепляют' какой-либо груз и затем вновь приводят деталь во вращение. Массу прикрепленного груза уве- личивают или уменьшают до тех пор, пока деталь не будет оста- навливаться в любом сообщенном ей положении (состояние без- различного равновесия). Другой конструкцией приспособления для статической балан- сировки является дисковое устройство, которое состоит из двух пар дисков на шариковых подшипниках, установленных па стоп- ках при помощиоссй(рпс.44). Вал или оправку уравно- вешиваемой детали разме- щают между двумя указан- ными устройствами. Техника уравновешивания остается такой же, как на. ножах, с той лишь разницей, что балансируемый узел не пере- катывают, а поворачивают. Поскольку трение в узлах дисков больше трепня, воз- никающего при балансиро- вании на призмах, точност дисковых устройств соответственно меньше. Величина допустимого дисбаланса оговаривае тся в технических условиях па деталь. Однако можно принять, что для быстроход- ных центробежных насосов при и 3000 об/мин остаточная воз- мущающая сила Сост составляет 1()?о от веса ротора (7, а для ма- шин малого и среднего веса при а - - 1500 об!мин — 20%. Таким образом, для ротора центробежного насоса, например, весом 30,С кге п диаметром колеса 0,3 м величина остаточного д,небаланса, расположенного па наружной его окружности, по должна превышать 1,5—2 гс. Излишек металла па утяжеленной стороне детали снимают абразивным кругом пли опиливанием. Если необходимо удалить большое количество металла, то детали устанавливают на фрезер- ный станок. Описанным выше способом устраняют' так называемый" яв- п ы й и е б а л а п с, т. е. небаланс, который создает момент, больший, чем момент' силы трения качения шеек ротора или оправки на призмах. Дело в том, что чувствительность баланси- ровочного устройства характеризуется моментом трения качения (рис. 45): ЛД;1Ч /’//' (31) г,'(е Р — нее детали, кгс\ / —коэффициент трения, зависящий от качества обработки ножей и шеек оправок (валон.)-, при хорошо обработанных при злах и шейках f 0,001. 8т 115
чее колесо повернулось на пр Рис. 45. К расчету скрытого дисба- ланса: а — к определению момента трения ка- чения; б — схема определения скрытого дисбаланса. Для быстроходных центробежных насосов необходимо устра- нять как явный, так и скрытый дисбалансы. Для нахождения скрытого д неба л а п с а окружность колеса разбивают на 6, 8 нлн 12 частей (см. рис. 45, б). Точки де- лений обозначают порядковыми номерами. На установленную в приспособление деталь в точке, находящейся па горизонтальном диаметре, подвешивают такой груз, чтобы под действием его рабо- измах па один и тот же угол (г/(|, или Н]., часть длины окруж- ности). Направление поворота при этом должно совпадать с на- правлением, в котором перекаты- вается колесо. Когда в указан- ную горизонтальную плоскость придет или расположится вблизи нее неуравновешенная масса рабо- чего колеса, то для его поворота понадобится наименьший из всех грузов. Допустим, что при испытании наименьший груз пришлось поме- стить в точке 4 (д,]). После этого груз gy снимают н диск поворачи- вают в этом же направлении так, чтобы противоположная точка 8 запила место точки 4. Затем в точке 8 укрепляют груз gH, позволяющий повернуть рабочее колесо па тот же угол в том же направлении. Зная веса gLl и gR, можно подсчитать величину неуравновешен- ной массы ротора G и, следовательно, потребный уравновешиваю- щий груз G', который надо добавить в точке 6’ или сиять в точке 4\ GR G'r' <>R /щ' Лн'' - Й7< GR Щ -......Л г' 2 где г’ — радиус окружности, по которой располагают пробные грузы; R — радиус окружности, по которой следует поместить vp:Hiiioneiininai<aii,iii’i груз. Динамическая балансировка. В задачу динамической балан- сировки входит нахождение величины и направлений действия неуравновешенных сил инерции вращающегося ротора и уравпо- 116
вешинающих эти силы грузов. О величине динамической неуравно- вешенности судят ио амплитуде колебаний подшипников специаль- ных (.танков. В настоящее время для динамической балансировки роторов центробежных насосов все шире применяют электрические и электромагнитные балансировочные станки, на которых величины и координаты дисбаланса определяют при помощи соответствую- щих электрических устройств. 'Гак, па Омском нефтеперераба- тывающем заводе для этой цели используют балансировочные станки моделей МС-25 и 9Л734. Теория и практика динамической балансировки подробно оспе 16, 17, 19. '22 21 щены в литературе ВАЛЫ Основные сведения Валы несут на себе все вращающиеся части насосов. К изго- товлению валов предъявляют высокие требования. Посадочные места валов под рабочие колеса необходимо выполнять по второму классу точности под плотную или напряженную посадку. Для валов диаметрами 50—80 мм при плотной посадке точность их изготовления составляет ±0,01 мм, при напряженной посадке — от Д-0,023 до Н О,025 мм. Шейки валов под подшипники качения выполняют также, по второму классу точности под плотную или напряженную посадку. При работе вала в подшипниках скольжения шейки изготовляют под ходовую посадку по второму и третьему классам точности. Для валов диаметрами 30--50 мм допуски принимают в пределах от —0,025 до —0,1 мм. По допускам скользящей посадки второго класса точности (0,017 мм при диа*метре вала 30—50 мм и 0,02 мм при 50—80 .«.и) необходимо выполнить посадочные места вала под защитные гильзы. Допускаемое, биение шеек должно быть не более половины допуска па их диаметр. Качество обработки посадочных мест вала должно соответствовать девятому и шестому классам чистоты по- верх ности. Материалом для изготовления валов обычно служит горячий прокат конструкционных углеродистых сталей (марки (./г. 35 и Ст. 40) и легированных, в основном хромистых сталей (марки 40Х, 1Х13/ЭЖ-1, 2Х13/ЭЖ-2 и ЗХ13/ЭЖ-3). Одним из условий длительной эксплуатации вала, улучшения работы насоса и уменьшения дисбаланса ротора является соответ- ствующая термическая обработка вала. Наиболее удовлетвори- тельные результаты (отсутствие или малая величина коробления) дает термообработка валов па высокочастотных закалочных уста- новках. 117
Закалка вала токами высокой частоты позволяет подвергать термической обработке каждый его участок, придавая нужную в каждом отдельном случае твердость (в пределах ИRC = 40—50). В ТУ для шеек валов наиболее часто принимается твердость НВ = 240—280 единиц. В ремонтных цехах нефтеперерабатывающих заводов в отсут- ствие необходимых условий для термообработки допускается изго- товление валов без нее. Практика показала возможность довольно длительной (примерно в течение года) эксплуатации валов насосов, не прошедших термической обработки. Рекомендуемые режимы термообработки валов приведены в табл. 22. Т а б л и ц а 22. Режимы термической обработки валов рк.-| 1'1': /1 и Зпк м т-р;п урн , 1.4 ка о х .'I <it а д ;< 11 > - щ;1Я с[1ыд.'1 j Тп<р ( ) 1 ' । ' ) j Wri- н /.у: 40 <320 -840 Вода 5.30 550 . ОТО 2.01) 40 X <31 5- - <830 M.icji о 190-200 - , 4b' - 43 1X13 1100 » 350-400 56 62 2X13 1000-1050 680—720 200—250 3X13 1000 А 600 240 -260 1 Искривление, износ и поломки валов Наиболее вероятными дефектами валов являются искривление., износ шеек п резьбы, а также поломка. Аварии с валами насосов, перекачивающих нефтепродукты, приводят, как плавило,к серьез- ным последствиям (выход из строя сальников, сильный пропуск нефтепродукта и в отдельных случаях взрывы и пожары). Поэтому к выбору материалов, технологии изготовления и ремонта валов надо подходить очень тщательно. Искривление валов обычно происходит в результате выхода из строя подшипников или задевания частей ротора (уплотняющих колец, рабочих колес, защитных гильз) за неподвижные детали насоса (уплотняющие кольца корпуса, диафрагму, нажимную втулку и т. и.). Вследствие этого при разрушении подшипников качения и значительном износе баббита в подиппшпках скольже-. иия насос немедленно разбирают, проверяют' и при необходимости правят вал или ротор па станке. После этого насос собирают, подшипники заменяют или восстанавливают. Ограничиться только сменой подшипников нельзя, так как новые подшипники быстро выйдут из строя, а в худшем случае возможна тяжелая авария. Ротор задевает за неподвижные детали насоса прежде всего при износе подшипников скольжения или неправильной радиаль- 118
iioii i снтровке в корпусе, и результате чего зазор между уплот- няющими деталями распределяется неправильно. Эти дефекты устраняют перезаливкой подшипников или персцентровкой ротора н корпусе насоса в радиальном направлении. Другой причиной является недостаточный зазор в уплотняю- щих деталях. Поэтому из-за прогиба вала и температурных рас- ширений вращающийся ротор задевает за неподвижные части работающего насоса. Дефект ликвидируют доведением зазоров до нормальных размеров проточкой уплотняющих деталей ротора па токарном станке. Третья причина- -недостаточный пли неравномерный про- грев насоса, перекачивающего горячий нефтепродукт, перед пуском в нормальную эксплуатацию .При включении иенрогретого насоса ротор в его корпусе может заклиниться. Четвертая причина заключается в неправильной сборке насоса в осевом направлении относительно оси напорного канала, вслед- ствие чего торцы уплотняющих деталей корпуса и ротора, а также щеки рабочего колеса задевают стенку корпуса или диафрагмы. К изгибу вала приводит, кроме того, значительная и про- должительная вибрация насоса независимо от вызвавшей ее при- чины . Износ шеек валов происходит из-за выработки и выхода из строя подшипников скольжения или качения, а также в резуль- тате коррозионных оспин, появления рисок и надиров при попада- нии мелких посторонних частиц во вкладыши подшипников вместе со смазкой. Шейка вала, работающего в подшипниках скольжения, чаще всего вырабатывается неравномерно: в продольном сечении она принимает форму конуса, а в поперечном —- эллипса. Шейка вала, рабозающего в подшипниках качения, быстро изнашивается при проворачивании внутренней обоймы подшипника на валу вслед- ствие прослабления при изготовлении пли выработки посадочных мест в процессе эксплуатации насоса. Износ резьбы особенно часто наблюдается па валах горячих насосов в местах сопряжения с защитными гильзами. Причиной этого является сборка резьбовых соединений без смазки их сухим графитом, графитом, разведенным па масло, или ртутной" мазью. Поломки валов. Как правило, поломка происходи!' в местах перехода вала с диаметра посадочного места под защитную гильзу па диаметр шейка и объясняется концентрацией местных напря- жений, особенно при передаче крутящего момента, значительно превышающего допустимый, пли при воздействии на вал знакопере- менной нагрузки. Поломке вала обычно предшествует его искривление, что проявляется в частом выходе из строя подшипников и сальников насоса. Причины поломок вала те же, что и причины, вызывающие его изгиб. На изломе вала обычно ясно видно постепенное развитие 119
Рис. 46. Излом вала насоса 611Г-7Х2 в результате нарушения центровки ротора в корпусе. в м;п c| > 11 а ле -i । >i'ii и и i ы, iKiHHiiBiiieik'H вследствие возникновения в вале 11а111)яжс1111i'i, превышающих нред.еш усталости. Па |>пс. 95 показан излом вала насоса 6НГ-7/ 2, перекачиваю- щего нефтепродукт плотностью 0,925 кеЫ'- при температуре, цо ЗКО ('.. Г» этом глучае н.злом явился результатом задевания (в ниж- ней части) уплотняющих колец рабочих колес за уплотняющие кольца корпуса из-за наруше- ния радиальной центровки ро- тора в корпусе. Причина выхода из строя вала часто заключается в его проворачивании во внутренней обойме IЮД1Н п и 1111 к а к'ачелня . При поломках валов основную роль всегда играет деформация скручивания. Ремонт и восстановление поврежденных валов Перед началом проверочных работ необходимо осмотреть центровые отверстия вала, нахо- дящиеся па торцах и совпадаю- щие с его геометрической осью. Небольшие повреждения отвер- стий исправляют зачисткой шабером. Дефекты, при которых ко- ническая часть отверстии не прилегает к центрам токарного сгапка, устраняют сверлением специальным центровым сверлом и зенкованием. Гели ремо!ггпрусмыс валы не имеют центровых отверстий или последние повреждены настолько, что не могут быть исполь- зованы, отверстия требуется рассверлить вновь. Для этого вам одним концом закрепляют в четырехкулачковом патроне токар- ного сгапка, а другим — в люнете. Правильность установки про- веряю!' индикатором по поверхностям, которые должны быть удалены одна от другой как можно дальше и которые не подвер- гаются износу в процессе эксплуатации (например, участки вала под защитными гильзами, но не посадочные места под гильзу) . Проверочные работы и правка валов. При подозрении па искривление вала насос надо разобрать для проверки ротора и вала па биение. Для проверки ротора нужно использовать каж- дую полную разборку насоса независимо от вызывающих ее при- чин. //росер/д/ вала на биение производят установкой его в центрах токарного станка. На суппорте сгапка помещают часовой инди- катор, ножка которого опирается па проверяемую деталь. Для 120
определения места максимального ооя окружность вала в прове- ряемом месте делят мелом на четыре части, которые нумеруют по порядку. Ножку индикатора ставят на отметке / и показания индикатора приводят к нулю; затем вал проворачивают вручную до совпадения ножки индикатора последовательно с отметками 2, <’>, 4 и снова 1. Во всех этих положениях записывают показания индикатора со знаком плюс пли минус (рис. 47). Показание индикатора па отметке 1 после полного оборота должно равняться пулю. Наибольшее биение будет на дпаме- Рпе. 47. Проверки биения шейки тральпо расположенных отметках, имеющих наибольшую алге- браическую разность показаний индикатора. Величина искривле- ния вала равна половине величины биения, показанного индика- тором. Ниже приведены допустимые биения (в мм) валов центро- бежных насосов: Шейки вала ........................................... 0,02—•(),( >25 под промежуточный подшипник ................ До 0,05 Посадочные места под защитные гильзы ............................ 0,03- 0,04 иод иолумуфту............................... 0,03 0,05 » маслоотоойпые кольца (для штоса КВН) 0,05 » ступицу разгрузочного диска (для насоса КВН)...................................... 0,02 0,025 Если биение превышает допустимые значения, то вал подлежит правке. При правке нужно добиваться минимального биения. Схема допустимого биения вала насоса 5НГ-5. 2 по местам про- верки представлена на рис. 48. Правка валов. Самым простым способом правки валов насосов малых диаметров (до 70 мм), т. е. большинства насосов нефтепере- рабатывающих заводов, является механическая правка. Суще- ствуют два варианта механической’ правки: 1) на токарном станке пли специальном приспособлении выгибанием в сторону, противо- положную изгибу оси вала и 2) методом чеканки. В первом случае один конец вала зажимают в кулачки патрона, а другой поджимают центром задней бабки. Затем вал поворачи- вают выпуклой стороной к суппорту, перемещением которого выпбают вал в направлении, противоположном прогибу. Опера- 121
цию повторяют до тех пор, пока вал не выпрямится до пеооходпмои точности. Для правки валов рекомендуется следующее приспособление. По станине с шаброванными направляющими перемещают и при помощи болтов фиксируют два корпуса подшипников с бронзо- выми вкладышами и две бабки с вращающимися центрами. Вал устанавливают в этих центрах и посредством индикатора опре- деляют сто биение. Далее вал укладывают выпуклой стороной вниз в подшипниках, которые имеют набор вкладышей необхо- димых размеров, п подшппппки закрывают. К месту наибольшего прогиба подводят домкрат и начинают правку. В процессе правки 0J13 О,O'f X 0,03 Рие. 48. Схема допускаемого биения вала насоса 5НГ-5Х2. вал несколько раз проверяют индикатором в центрах. Для при способления можно использовать станину старого токарного станка. При исправлении методом чеканки вал закрепляют в центрах токарного станка, а к месту максимального прогиба вала подводят жесткую опору с подкладкой из твердого дерева пли отожженной меди. Так как изогнутый вал имеет растянутые волокна е выпуклой стороны, а сжатые - с вогнутой, надо сжатые волокна растянуть. Это достигается тем, что вал выпуклой стороной кладут на под- кладку и чеканят вогнутую сторону. При этом сжатые волокна удлиняются и вал выправляется. Чеканку осуществляют ударами молотка массой 1 -2 кг. Правка валов диаметром 150 мм и более (насосы КВН ц др.) рекомендуется термическим способом. Для этого ограниченный участок вала с выпуклой стороны, в месте его максимального искривления, нагревают нейтральным пламенем сварочной го редки. Правку вала производят в центрах токарного станка. Предварительно точно определяют место максимального прогиба п составляют диаграмму прогиба. Затем мокрым асбестовым листом изолируют весь участок вала с наибольшим прогибом. Для нагрева в асбесте делают вырез, имеющий следующие раз- меры: длину 0,15(/, по окружности 0,3с/, где d --- диаметр вала в месте нагрева. 122
Вал прогревают горелкой № 6 или N;j 7, которую все время перемещают но площади нагрева. Температура нагреваемой части вала нс должна превышать 500—550" С. /Длительность прогрева устанавливают в зависимости от величины прогиба и диаметра вала. Ориентировочное время нагрева для правки валов одной горелкой № 7 приведено в табл. 23. Т a .in цп 23. Время нагрева ('•' мчи) n;>iriKii валов 1 II.1 ,’с гр Ik’Jl (чипа прогиба на,.in, .ii.v .u.’.f. II, 1 1 (1,2 (13 0.4 | U.G till 0,3 1 0,(i 1 1 ,.5 2,0 9 ’> ,1 lilt) • 1,5 и» 3,0 1,0 1 5,o 6,0 1 Ы) U) i 2,0 5,0 -P j 3,0 0,0 При применении горелки № 6 время нагрева необходимо увеличить в 1,5 раза. Затем нагретый участок вала во избежание его резкого охлаждения закрывают асбестом. Если после этого вал не выпрямился, его повторно разогревают. Но окончании правки вала места, подвергавшиеся нагреву, нужно отжечь для ликвидации остаточных напряжений. Отжиг (температура 550 —600° С) можно производить двумя горелками № 6 или № 7, обеспечивающими равномерный прогрев вала по всей длине. При этом он должен вращаться со скоростью 15 — 20 о61мин. После прекращения нагрева вал необходимо вращать еще в течение 1--2 ч до полного его остывания. Восстановление поврежденных посадочных мест вала. При из- носе шеек вала, работающего в подшипниках скольжения, шейки протачивают на токарном станке с последующей шлифовкой по- средством переносной шлифовальной головки, укрепленной па суппорте токарного станка, либо просто шлифованием, когда поверхность закалена или слой металла, подлежащий снятию, не превышает 0,4 мм. Шейки обязательно шлифуют, если эллип- тичность пли конусность составляет более 0,04 мм. Этот метод применим до тех пор, пока величина износа не превысит 5"о от номинального диаметра шейки. Для облегчения организации производства запасных частей шейки валов рекомендуется протачивать до следующих ремонтных размеров: 1-й — 0,0150, 2-й - 0,030, 3-й 0,050, где О — поми- нальный диаметр шейки. Сильный износ шеек вала в результате выхода из строя под- шипников скольжения или даже небольшой износ шеек вала, работающего в подшипниках качения, а также других посадочных мест, требует восстановления их номинальных размеров. В зави- симости от степени износа (в мм) в условиях ремонтных баз нефте- перерабатывающих заводов могут использоваться такие методы 123
восстановления изношенных деталей: до 0,3 — электролитическое хромирование; до 1,5 - 2 — электролитическое железнеппе (оста- лпвапне); до 3 автоматическая впбродуговая наплавка; до 4 — ручная газовая наплавка; свыше о- ручная электродуновая наплавка; до 10 15 - металлизация. Ila крупных ремонтных базах при ремшпе большого числа однотипных деталей можно применять автоматическую или полу- автоматическую наплавку иод слоем флюса . Элекш/кхИ/говая авпюмапитеская наплавка вибрирующим элек- тродом при постоянной подаче охлаждающей жидкости произво- дится следующим образом. В центрах токарного стайка зажимают вал (деталь) с изношенной поверхностью, па суппорте закреп- ляют спецнальную головку для впбродуговой наплавки, которая имеет устройства, заставляющие электрод вибрировать во время процесса, (жарочный ток подводят к детали и электроду. Благодаря вибрации электрода расплавленный металл переходит па наплав- ляемую поверхность небольшими порциями, что вместе с подачей специальной жидкости создает условия для быстрого охлаждения расплавленного металла. При этом можно достичь твердости на- плавленного слоя от 160 до 495 НВ. Металлизация заключается в том, что па специально подго- товленную поверхность ремонтируемой детали (вала) наносят распылением струей сжатой) воздуха жидкий металл , расплав- ленный в газовом цмамепи пли электрической дуге, при помощи соответствующих мсталлпзаторов. Технология впбродуговой наплавки, металлизации, а также хромирования довольно широко изложена в технической литера- туре п не требует пояснении. Наиболее распространенным методом восстановления изно- шенных деталей насосов и, в частности, валов в условиях нефте- перерабатывающих заводов пока является ручная электродуговая наплавка. Железнеппе (осталивание) только начинает внедряться для восстановления деталей нефтезаводского оборудования. По- этому остановимся подробнее на этих двух последних методах. /Кслсзнение (осталивание). Метод электролитического железне- нпя (осталпвания) состоит в следующем. Постоянный ток низкого напряжения, проходя через раствор солей железа, вызывает на восстанавливаемой детали (катоде) осаждение электролитического железа. По химическому составу это железо приближается к мало- углеродистой стали с содержанием углерода 0,Зд-0,06%, но по твердости п износостойкости наращенный слой приближается к закаленной стали. На ремонтных предприятиях получило распространение же- лезпение с использованном гак называемых горячих электролитов. Процесс ведут по режиму твердого пли пористого железпепия. /(ля восстановления шеек и других посадочных мест валов лучше всего применять твердое железненне. 124
Подготовка деталей к железпенпю и сам процесс довольно просты п не требую!’ сложного технологического оборудования. Продолжительность наращивания слоя металла до 1-1,2 мм на диаметр составляет 1 1,5 я. При соответствующем режиме твер- дость поверхности достигает HRC 50 -56, так что никакая термообработки не. нужна , а до рабочих размеров деталь доводя т шлифованием. Впервые в нефтеперерабатывающей промышленности процесс железнепия начапп внедрять в 1964 г. па ремонтной базе Омского НПЗ для восстановления и изготовления защитных гильз валов и вращающихся втулок торцовых уплот- нений. В настоящее время осваивают восстановление желсзпеписм носадоч - пых мест валов центробежных насосов, штоков поршневых насосов и некото- рых других деталей. Внедрение метода железнепия корен- ным образом меняет технологию изго- товления и ремонта многих деталей, значительно удешевляя п облегчая их производство. Более того,такие детали, как валы, защитные гильзы н штоки, а также детали торцовых уплотнений можно восстанавливать неоднократно. Процесс восстановления заклю- чается в шлифовании изношенной де- тали (или проточге.. с последующим Рис .49 ЛГаилтвка нзношен нон шейки вала продольными валиками (последователь- ность иапланки: /—2—3 - 4—5—6 и т. д) . шлифованием) , повтор- ном железненни и окончательном шлифовании. Причем качество деталей при условии соблюдения технологии подготовки детален" к железиспию н режима самого процесса не. только не ухудшается, но иногда п повышается. Таким образом, применение метода железнепия для изготовле- ния п восстановления запасных деталей на нефтеперерабатываю- щих заводах освобождает от трудоемких процессов (наплавка твердых сплавов, термическая обработка), сокращает время изго- товления , позволяет, неоднократно восстанавливать детали и обеспечивает хорошее их качество. Ручная э.ккшродуговая наплавка. При восстановлении поса- дочных мест вала этим методом поврежденное место вала прота- чивают па станке на величину наиболее глубоких повреждений. Затем производят наплавку вала до нужных размеров с учетом последующей проточки и шлифовки. Во избежание сильного коробления вала наплавку осуще- ствляют продольными валиками по образующей с разбивкой на- плавляемых участков па четверти (рис. 49) или по спирали с по- стоянным поворотом наплавляемого изделия (кольцевая на- плав <а). 125
В процессе наплавки следует тщательно очищать наплавлен- ные поверхности от шлака н не допускать глубоких раковин. Наплавку шеек валов пз сталей марок Ст. 35, Ст. 40 и 40Х лучше всего вести электродами УОН 14-13/55, ЦЛ-23А, К-5, У-340/55, ДСК-50, ЦУ-1, УОНИ-13/55А и ЦЛ-23А. В отсутствие указанных электродов следует использовать электроды Э-42, Э-60, Э-70 и Э-85. Для наплавки валов из стали ЗОХМА применяют электроды типа Э-ХМ марок ЦЛ-14 и ЦЛ-30, а из стали 3X13 — УОНИ-13/НЖХ13 и НЗЛ/Х13. Если этих электродов нет, можно пользоваться электродами типа ЭА1 марок ЦЛ-2, ЦЛ-З, ЭНТУ-3, ЦЛ 11 и ЦЛ-4. В случае забоин на ]?езьбе вал устанавливают в центрах токар- ного станка п резьбу восстанавливают резцом. При значительных повреждениях участок вала с резьбой протачивают до ее основания и наплавляют до соответствующих размеров внбродуговой на- плавкой или описанным выше методом. Затем производят механи- ческую обработку наплавленного участка и нарезание резьбы на токарном станке. РАБОЧИЕ КОЛЕСА Основные сведения Срок службы рабочих колес (рис. 50), а также производитель- ность и к. п. д. насоса зависят от качества изготовления колес и правильности выбора материала для них. К рабочим колесам предъявляются следующие требования; точность геометрических размеров, правильность формы и чи- стота поверхности каналов, отсутствие в них литейных раковин, наплывов и т. д.; концентричность наружной окружности и окруж- ности уплотнительных поясков по отношению к внутреннему осе- вому отверстию каждого колеса; статическая уравновешенность. В зависимости от назначения насоса рабочие колеса изго- товляют из различных материалов. Для холодных нефтяных насо- сов применяют серый чугун СЧ 16-32, для кислотоупорных — кремнистый сплав ферросилид, для горячих - стали марок 1X13, 2X13, 3X13, Х5М, 1 Х18Н9Т, а также углеродистую сталь (в слу- чае нейтральной среды). В насосах нефтеперерабатывающих заводов обычно исполь- зуют литые рабочие колеса из чугуна и стали различных марок; стальные сварные (сборные) колеса, состоящие из двух или трех основных частей; стальные литые колеса, получаемые центро- бежным пли точным литьем по выплавляемым моделям. Износ и ремонт Основные причины выхода из строя рабочих колес следующие: 1) коррозия; 2) коррозионный п эрозионный износ; 3) сильный осевой сдвиг ротора из-за неправильной сборки насоса пли раз- 126

Рис. 50. Рабочее колесо центробежного насоса б^ГД-Э'-З (8НД-6-':3). Ф1SOП(±0,014)
рушения радпалыю-упорных подшипников',4) неправильная уста- новка ротора в осевом направлении; 5) недостаточные зазоры в проточной части насоса; 6) попадание в насос посторонних тел. Рассмотрим подробнее перечисленные виды износа и соответ- ствующие способы ремонта рабочих колес. 1. Сильный коррозионный износ рабочих колес наблюдается в насосах, перекачивающих холодные нестабильные бензины, богатые сероводородом, а также горячке мазуты первичной гонки с температурой примерно 400° С. В первом случае происходит сероводородная и хлористоводородная коррозия в водной среде Рис. 51. Рабочее колесо («) и ротор центробежного насоса (б), перекачи- вающего холодный нестабильный бензин установки ЛВТ . при низкой температуре, во втором — высокотемпературная сер- нистая коррозия вследствие выделения активной серы пз меркап- танов и сероводорода. При совместной сероводородной и хлористоводородной кор- розии в условиях ремонтной службы нефтеперерабатывающего завода для изготовления рабочих колес очень трудно подобрать соответствующие коррозпошюстойкпс материалы . J джс колест из нержавеющей стали марок 1X13 и 2X13 выходяг из. строя сравнительно быстро. Если содержание солей в обессоленной нефти составляет менее 50 мг/л, то чугунные колеса и колеса из углеродисто» стами в на- сосах, перекачивающих холодные нестабильные бензины, рабо- тают примерно 4500—-5000 ч. Несколько дольше находятся в экс- плуатации рабочие колеса из нержавеющей стали. При повышении содержания солей в обессоленной нефти до 300- 600 мг/л скорость коррозии резко возрастает. Срок службы колес., выполненных, из серого чугуна, при этом уменьшается до 1200- 1400 ч. На рис. 51 представлены чугунное рабочее го.тсо и ротор на- соса, перекачивающего нестабильный бензин .установки хЛВТ после 600 ч работы при среднем количестве солей в нефти за чщшый период примерно 600 мг/л. 128
Ма Омском нефтеперерабатывающем заводе с 1964 г. в среде нестабильного бензина работает несколько колес, изготовленных из капрона. Колеса показали отличную стойкость в указанной среде и практически не подвергаются износу под, химическим воздействием перекачиваемого продукта. В насосах, перекачивающих горячие высокосернистые мазуты, рабочие колеса из сталей марок 1X13 и 2X13 находятся в экс- плуатации в течение 35 000—40 000 ч и более; колеса же из стали Х5М работают в 3—4 раза меньше. 2. В насосах, перекачивающих горячие мазуты, рисайкл, сырую холодную и горячую нефть, наблюдается значительный эрозионный износ рабочих колес, что объясняется наличием в жидкости взвешенных частиц твердых углеводородов (кокса) или механических примесей. При сильном износе вследствие коррозии или эрозии колеса заменяют. При местных дефектах возможна наплавка металла с последующей обработкой на токарном станке. Чугунные колеса наплавляют медными электродами. В качестве защиты от коррозии можно рекомендовать наклепку на диски рабочих колес цинковых колец толщиной 1,5—2 мм, которые при содержании в обессоленной нефти 300 —600 мг/л солей необходимо заменять через 25 - - 28 дней. В данном случае рабочие колеса практически не подвергаются коррозии. При полной разборке ротора следует произвести статическую балансировку каждого рабочего колеса, особенно тогда, когда при эксплуатации насоса наблюдались вибрация и плохая ра- бота сальниковых уплотнений. Балансировка рабочего колеса совершенно обязательна после его ремонта. 3. Сильный осевой сдвиг ротора насоса является результатом неправильной его сборки или же объясняется разрушением ра- диально-упорных подшипников. При неправильной сборке насоса ротор имеет большой осевой люфт (разбег). Обычно сдвиг ротора происходит в сторону вса- сывания. При этом диски рабочих колес, обращенные в сторону всасывающего трубопровода, соприкасаются со стенками корпуса насоса и выходят из строя: на них образуются глубокие кольце- вые риски. Стальные колеса восстанавливают наплавкой поврежденных мест электросваркой с последующей' проточкой на токарном станке. При необходимости неисправный диск срезают на данном станке и вместо него с помощью электрозаклепок приваривают новый. В этом случае выполняют следующие операции. Заготовку диска вырезают из листовой стали соответствующей марки. Затем производят черновую проточку диска, растачивают отверстие под ступицу или входное отверстие (в зависимости от того, какой диск изготовляете!! — задний или передний), размечают диск S М. А. Берлин 129
под электрозаклепки для приварки лопастей, сваривают его со ступицей или кольцом для посадки уплотнения и, наконец, при- варивают лопатки к диску посредством электрозаклепок. Далее осуществляют окончательную чистовую токарную обработку вос- становленной части колеса. Чугунные колеса заменяют новыми или заплавляют медным электродом с последующей проточкой. 4. Аналогичный характер носит износ рабочих колес при неправильной установке ротора в осевом направлении. Осевой зазор между колесом и стенками улитки разделен неверно, и при малейшем осевом сдвиге ротора диск колеса соприкасается с кор- пусом насоса. Поврежденные колеса восстанавливают аналогично предыдущему. 5. При недостаточных зазорах в проточной части насоса быстро изнашиваются уплотняющие кольца рабочего колеса, а также возможен износ его дисков вблизи этих колец. В данном случае могут произойти срез ступицы и заклинивание рабочего колеса в уплотняющих кольцах корпуса. Ремонт таких колес заключается в смене защитных колец; старые кольца срезают на токарном станке. Если срезается ступица рабочего колеса, то его заменяют. 6. При попадании посторонних тел в корпус насоса износ рабочего колеса может быть самый разнообразный — от появле- ния кольцевых рисок до поломки дисков и лопаток колеса и среза его ступицы. Колеса восстанавливают так, как описано выше. ЗАЩИТНЫЕ ГИЛЬЗЫ Основные сведения Защитные гильзы служат для предохранения вала от разру- шения в местах работы сальниковых уплотнений и относятся к числу наиболее быстро изнашивающихся деталей центробежных насосов. На рис. 52 показана защитная гильза насоса 4НГ-5;<4. Материалами для изготовления защитных гильз в условиях ремонтного цеха обычно служат кузнечные заготовки из старых печных труб (реже трубные заготовки); прокат углеродистых ста- лей (Ст. 30, 40, 50); литые чугунные втулки или болванки -— для холодных насосов; прокат легированных сталей (марок 40.Х, 1X13, 2X13, 3X13, Х5М) —для горячих и кислотных насосов, а также для насосов, перекачивающих высокосернистые неста- бильные бензины. Для повышения износоустойчивости втулок производят на- плавку рабочих поверхностей гильз сормайтом или стеллитом. Если эти поверхности не наплавляют твердым сплавом, то реко- мендуется подвергнуть втулки термообработке, достигнув для легированных сталей твердости НВ ----- 350—400 и для углеро- дистых 260—320. 130
Обработка рабочих поверхностей. Гильзы, наплавленные твер- дыми сплавами, следует хромировать. Опыт показывает, что хро- мированные гильзы, изготовленные из печных труб (сталь Х5М), хорошо работают в горячих насосах в течение 8—10 месяцев. На Омском нефтеперерабатывающем заводе в настоящее время проходят испытания защитные гильзы с железненнои" ра&>чей поверхностью, твердость которой достигает НRC 50—<6. Необ- ходимо отметить, что в случае качественных подготовки поверх- ности под твердое железнение и самого нанесения слоя железа защитные гильзы с. железненнои поверхностью работают без види- Рис. 52. Защитная гильза центробежного насоса 4НГ-5Х4, наплавленная сормантом № 1. мого износа на холодных насосах 12 000—15 000 ч, на горячих — до 12 000 ч. При этом после шлифовки гильзы могут снова нахо- диться в эксплуатации. Хорошие результаты дает внедренный на некоторых заводах метод борирования или электролитической обработки в расплав- ленной буре поверхности защитных гильз. Технология обработки заключается в следующем. Тщательно обезжиренную, промытую и просушенную деталь подвешивают над ванной и нагревают до 60—80° С (деталь в процессе борирова- ния является анодом, а корпус ванны — катодом). Затем деталь опускают в ванну на 15—20 мм ниже зеркала расплавленной буры (/ - 920 - 950' С) и выдерживают в течение 10ли«, после чего включают ток, плотность которого обычно колеблется в пре- делах 0,1—0,15 а/см~. В этих условиях деталь находится 4 ч. Далее ее вынимают из ванны, охлаждают на воздухе до 60—80° С, промывают, сушат и шлифуют пастой ГОИ, а также тонкой шлифо- вальной бумагой. Толщина слоя борирования составляет 0,2— 0,45 мм. Технические условия на гильзы предусматривают обычно очень жесткие допускаемые биения торцов гильз относительно осей, внутренних посадочных мест и рабочих поверхностей, так как эго является одним из основных условий нормальной работы 1 )* 131
сальниковых уплотнений. Указанные допуски колеблются в пре- делах 0,015 0,025 мм. Биение рабочих поверхностей относительно посадочных мест с иутрепнего диаметра гильзы должно быть не более 0,025 — С,03 мм. Чистота обработки наружных рабочих поверхностей посадочных мест и торновых поверхностен гильзы должна соот- ветствовать седьмому—девятому классам, а остальных поверх- ностей -четвертому - шестому классам чистоты. Диаметр внутренних посадочных мест обрабатывают ио вто- рому классу точности с допуском по системе отверстий'. | 0,027 мм при диаметре 30-50 мм и 0,03 мм. при диаметре 50—80 мм. Например, внутренний диаметр гильз горячего насоса 4НГ-5./2 (номинальный размер 45 мм) должен быть изготовлен с допуском 45 | 0,027 мм. Как уже указывалось, шейки валов под защитные гильзы необходимо выполнять также по допускам скользящей посадки второго класса точности (от нуля до —0,017 мм при диа- метре 30—80 мм). Таким образом, для обеспечения необходимой точности сборки ротора насоса максимальная разность между диаметром шейки вала и внутренним диаметром защитной гильзы должна быть не более 0,044 мм, минимальная — равна нулю. Наружный диаметр защитной гильзы выдерживают в пределах допусков скользящей или ходовой посадки третьего класса точ- ности (0,06 мм при диаметре от 50 до 80 мм и 0,08 мм при диаметре от 80 до 120 мм). Большое значение для надежной работы ротора насоса имеет также точность обработки торцовых поверхностей защитных гильз и качественное выполнение их внутренних резьб, что следует учи- тывать при выборе технологии изготовления гильз. Износ и ремонт Основными дефектами защитных гильз после их эксплуатации обычно бывают кольцевые задиры, кольцевой износ и наплывы частиц фольги сальниковой набивки на наружной поверхности гильз. Причинами этих дефектов являются неправильная набивка сальника, перекос или смещение его фонаря и, следовательно, недостаточная подача уплотняющей жидкости в полости сальника и защитной гильзы (для насосов), в которые данная жидкость поступает, или перекос нажимной втулки. Для предупреждения указанных дефектов необходим тщатель- ный контроль за правильностью набивки сальников и установки фонарей. В начале работы насоса фонарь каждого сальника сле- дует устанавливать так, чтобы его отверстие перекрывало не более 1/3 диаметра канала, по которому подводится уплотняющая жидкость. 132
Сальники насоса должны быть изготовлены в соответствии с техническими условиями, не должны иметь на своих поверх- ностях посторонних частиц, металлической стружки и т. д. За- тяжку сальников осуществляют равномерно, не допуская пере- коса фонарей. Помимо дефектов защитных гильз, возникающих в процессе эксплуатации, возможно также появление их в период ремонта — при разборке ротора. Такими дефектами могут быть задиры или смятие внутренних резьб гильз, задиры на внутренних посадоч- ных поверхностях, смятие кромок шпоночных канавок, наруше- ние концентричности или овальности гильз, забоины на торцовых поверхностях. Для устранения перечисленных дефектов наружную поверх- ность гильзы рекомендуется обрабатывать по наружному диаметру на токарном или шлифовальном станке. Эта операция произво- дится при помощи специальной разжимной оправки, фиксирую- щей концентричность диаметров гильзы и предохраняющей ее ось от искривления. Гильзы обязательно шлифуют, если величина конусности их превышает 0,1 мм, а величина эллиптичности или волнистость равна 0,03—0,04 мм. Для гильз, наплавленных сормайтом или стеллитом, допу- скается уменьшение наружного диаметра проточкой или шли- фовкой до величины, обеспечивающей после проточки толщину наплавленного слоя не менее 0,5 —0,6 мм. При обычной его тол- щине 1,8—2 мм наружный диаметр уменьшают на 3 мм. Для не- наплавленных гильз проточка по наружному диаметру также до- пускается не более чем по 1,5 мм на сторону. При задирах на внутренней резьбе гильзы следует осторожно пройти чистовым резьбовым резцом по всей длине резьбы. При задирах внутренних посадочных поверхностей гильзы и смятии кромок шпоночных канавок допускается заплавка отдельных мест с последующей проточкой и слесарной обработкой. Забоины на торцовых поверхностях устраняют подрезкой гильзы по торцам. Для сохранения формы, соблюдения размеров и допускаемых биений защитных гильз все ремонтные операции необходимо производить только при помощи специальных оправок. После исправления дефектов гильзы должны быть тщательно проверены в соответствии е требованиями, изложенными выше. ДИАФРАГМЫ Диафрагмы служат для разделения ступеней насосов. Для насосов, перекачивающих некоррозионноактивные нефтепро- дукты, диафрагмы изготовляют обычно из стали Ст. 25 или Ст. 30, для сернистых нефтепродуктов — из стали Х5Мл или ее замени- телей, для холодных насосов — из чугуна. 133
Рассмотрим диафрагмы двухступенчатых горячих насосов. В условиях ремонтных цехов нефтеперерабатывающих заводов вполне допустимо выполнение диафрагм из сталей марок Ст.З, 35, 45 и 40Х. Известен опыт изготовления чугунных диафрагм для насосов, перекачивающих нефтепродукты с температурой до 380 —- 400J С; диафрагмы работали хорошо в течение нескольких лет . Диафрагму монтируют в посадочное место корпуса скользящей посадкой по второму -третьему классам точности. В месте про- хождения вала в диафрагму вставляют уплотняющую втулку. Радиальный зазор между валом и втулкой составляет 0,5 -0,6 мм на диаметр. При увеличении зазора до 0,8 - 0,9 мм втулка подле- жит замене. Уплотняющую втулку сажают в диафрагму скользя- щей посадкой но третьему классу точности и закрепляют тремя - четырьмя стопорными винтами. Для насосов, перекачивающих коррозионноактивные нефте- продукты, втулку диафрагмы изготовляют из стали 3X13, в слу- чае некоррозионноактивных продуктов — из стали 40Х . Как правило, уплотняющую втулку подвергают термообработке для достижения твердости НВ ----- 300—325. В отсутствие указанных сталей возможно выполнение втулок из других углеродистых или легированных сталей с соответству- ющей термической обработкой. Известей опыт длительной экс- плуатации уплотняющих втулок, сделанных из серого чугуна. Износ диафрагмы происходит обычно по посадочному месту. При износе посадочного пояска стальной диафрагмы вследствие коррозии или других причин диафрагму протачивают на 2—3 мм га диаметр, наплавляют электросваркой и затем протачивают до нужных размеров. Для повышения коррозионной устойчи- вости пояска наплавку рекомендуется вести электродами ЭНТУ-3 или УОНИ-13/нж. САЛЬНИКОВЫЕ УПЛОТНЕНИЯ Неисправности уплотнений и их ремонт Сальники служат для уплотнения вала в местах выхода его из корпуса насоса, а в горячих насосах — и для охлаждения вала, так как по условиям работы внутри корпуса вал имеет темпера- туру, равную температуре перекачиваемого продукта, а на вы- ходе из сальника, в подшипниках — пе выше 50—60' С. Неплотности в сальниковых уплотнениях приводят к насыще- нию газами помещения насосной п пропускам нефтепродуктов, что может вызвать взрывы, пожары и отравления обслуживаю- щего персонала. Даже при правильной эксплуатации сальников и нормальной работе насоса с течением времени пропуск перекачиваемой жид- кости между валом и сальниковой набивкой увеличивается. 1 И
Это объясняется возрастанием кольцевого зазора между защитной гильзой вала и набивкой в результате их износа, а также биением вала и потерей набивкой первоначальной эластичности вследствие вымывания из нее пропитки. Рассмотрим причины быстрого износа сальниковой набивки и, как следствие, выхода из строя сальниковых уплотнений и спо- собы их ремонта. 1. Применение в качестве набивки материала, не отвечающего режиму работы насоса. В этом случае сальник сразу же начинает пропускать, а набивка «горит» и обугливается. Необходимо немед- ленно остановить насос и заменить набивку на соответствующую условиям эксплу атации. 2. Некачественное изготовление сальников или набивок саль- никового уплотнения (в основном асбоалюминиевой и асбосвин- цовой собственного производства). Сальник обычно начинает сильно пропускать через 40—50 ч работы. Основные дефекты: плохая заделка замка, недостаточная прессовка колец, тонкий слой фольги, недостаточный или неравномерный слой графита между листами фольги. Во всех случаях нужно заменить сальни- ковую набивку. 3. Сильный износ защитных гильз. Пропуск сальника начи- нается вскоре после пуска насоса и быстро увеличивается. Состоя- ние поверхности гильз можно легко проверить, выключив насос и удалив сальниковую набивку. Изношенные защитные гильзы заменяют. 4. Большая вибрация насоса. Сальник начинает сильно про- пускать примерно через 70—80 ч работы. При этом последова- тельно определяют причину вибрации и устраняют ее. 5. Биение защитной гильзы вала, значительно превышающее допускаемое. Течь в сальнике появляется вскоре после включения насоса; сильный пропуск сальника начинается приблизительно через 20—30 ч эксплуатации. Насос необходимо полностью ра- зобрать и проверить ротор на биение. 6. Разработка грундбуксы, промежуточного фонаря или на- жимной втулки. Зазоры между ротором и этими деталями возра- стают против номинальных (номинальный радиальный зазор составляет 0,6 мм на диаметр). В дачном случае кольца сальнико- вой набивки, непосредственно соприкасающиеся с указанными де- талями, сминаются и входят в увеличенный зазор, теряя форму и размеры. Сальник приходится все время подтягивать, пока про- пуск не возрастет до угрожающих размеров. После этого насос нужно остановить и разобрать, измерить зазоры между грундбук- сой, фонарем и нажимной втулкой сальника и защитной втулкой вала. При увеличенных зазорах перечисленные детали заменяют. 7. Грундбукса поворачивается вместе с ротором. Сальник на- чинает пропускать сразу же после включения насоса; в даль- нейшем течь быстро увеличивается и приходится непрерывно 135
подтягивать нажимную втулку. Через 6—8 ч работы сальник необходимо перебирать. Насос следует остановить, разобрать, уточнить дефект и устра- нить его. В процессе ремонта и сборки насоса надо тщательно соблюдать правильность посадки грундбуксы и промежуточного фонаря в корпусе. При эксплуатации горячих насосов или насосов, перекачи- вающих сжиженные газы кроме указанных выше причин износа сальниковой набивки могут быть следующие: 1. Прекращение подачи уплотняющей жидкости. Так как нормальная подача этой жидкости является обязательным усло- вием надежной работы сальникового уплотнения, необходимо непрерывно следить за ее количеством, давлением и температурой. Давление уплотняющей жидкости должно на 1,5—2 кгс/см? пре- вышать давление перекачиваемой жидкости перед сальником. Температура уплотняющей жидкости для горячих насосов не должна быть больше 70 —100 С. Уплотняющая жидкость создает дополнительное гидравли- ческое уплотнение (препятствующее протеканию перекачиваемой жидкости по валу), проникая между защитной гильзой и сальни- ковой набивкой, образует смазывающую пленку, которая резко уменьшает трепне между трущимися поверхностями и охлаждает эти поверхности. Прекращение подачи уплотняющей жидкости в насосы, пере- качивающие горячие нефтепродукты, приводит к быстрому на- греву подводящих и отводящих трубопроводов. Резко увеличи- вается пропуск сальника, начинающего дымить. В этом случае необходимо немедленно принять меры для возобновления подачи уплотняющей жидкости простукиванием с помощью ручника подводящего трубопровода или неоднократным резким закрытием и открытием на нем вентиля; в насосах КВН следует попытаться «продавить» линию уплотнения обратным путем — с выхода на вход. При появлении из сальника густого белого дыма с желтоватым оттенком останавливают насос, разбирают линии, подводящие и отводящие уплотняющую жидкость, продувают их паром, про- мывают керосином, проверяют на проходимость и заменяют саль- никовую набивку. 2. Нарушение подачи уплотняющей жидкости из-за непра- вильной установки фонаря сальника. Octi симметрии кольцевой выточки на наружной поверхности фонаря настолько смещается по отношению к оси капала, подводящего к нему уплотняющую жидкость, что доступ ее в полость сальника полностью закрывается набивкой. При этом нагревается линия подвода уплотняющей жидкости и резко возрастает пропуск сальника, который начинает дымить. Насос необходимо остановить для замены сальниковой набивки, обращая особое внимание на установку фонаря. 136
3. Прекращение подачи воды в водяную рубашку сальника. Он б ястро нагревается и подгорает, что увеличивает течь жидко- сти. Нужно немедленно найти причину аварии и возобновить подачу воды в рубашку. 4. Возрастание давления (выше расчетного) в полости перед сальником со стороны нагнетания, где пропуск его быстро увели- чивается. Это происходит при засорении трубки, соединяющей полость перед сальником с указанной стороны со всасывающей линией. Для устранения нарушения насос останавливают, разби- рают линию разгрузки сальника, прочищают ее и проверяют на проходимость. Увеличение давления перед сальником может объясняться также перекрытием отверстий комбинированной грундбуксы по- сторонними предметами: остатками сальниковой набивки, механи- ческими примесями, а в горячих насосах — коксом. Последовательность выявления причины аварии сальникового уплотнения такова. Если насос выключен из-за сильной течи сальника, то прежде всего выясняют, наблюдалась ли при работе насоса вибрация. После этого проверяют качество изготовления и материал сальниковой набивки, состояние защитных гильз, качество работ ио набивке сальников, а в горячих насосах — со- стояние систем уплотнения и водяного охлаждения сальников. При пропуске сальника со стороны нагнетания (для насосов с раз- грузочной системой) дополнительно проверяют состояние разгру- зочного трубопровода. При отсутствии явных дефектов произво- дят разборку насоса, проверяют ротор на биение (в частности, по защитным гильзам), а также зазоры между грундбуксой, фонарем и нажимной втулкой сальника и защитной гильзой вала. Продолжительность нормальной эксплуатации сальниковых уплотнений зависит от тщательности ревизии всех деталей, влия- ющих па их работу и, кроме того, от качества набивки и монтажа сальников. В процессе ревизии или ремонта насоса особое внимание следует уделять состоянию поверхностен защитных гильз, плот- ности посадки грундбуксы в корпусе насоса, состоянию фонарей, нажимных втулок, проверке зазоров между ними и защитной втулкой. В горячих насосах грундбуксу обычно устанавливают в корпус прессовой посадкой Пр-1 по третьему классу или плотной посад- кой П по второму классу точности. В холодных насосах приме- няют скользящую посадку С но второму классу. Промежуточный фонарь во всех насосах, как правило, фиксируют ходовой посад- кой Х3 по третьему классу точности. Для горячих насосов и насосов ,перекачивающих очень агрес- сивные нефтепродукты, грундбуксы и фонари изготовляют из высокохромистой нержавеющей стали 1X13 или из сталей ма- pon_j2X 13 и 3X13. Твердость по Бринелю должна быть равна 180. 137
Для других насосов можно использовать стали марок 40Х, 12Х5МЛ, Ст.40 и 15. При установке грундбуксы в корпус горячего насоса прессо- вой посадкой рекомендуется приспособление, конструкция ко- торого аналогична изображенной на рис. 53. Во всех случаях необходимо следить за тем, чтобы групдбукса плотно села на свое место. Набивка сальников Набивку сальников производят после окончания всех работ по сборке и центровке насоса, убедившись в свободном вращении ротора от руки. Внутренний диаметр колец сальниковой набивки должен быть точно подогнан по диаметру защитных гильз. В корпус сальника следует вводить по одному кольцу, предва- рительно смазав его маслом. При этом нужно хорошо заделывать н Рис. 53. Установка фонаря саль- ника насоса. замок каждого кольца сальника, а также следить за тем, чтобы замки смежных колец располага- лись под углом 180'' для предот- вращения утечки через них пере- качиваемой0 жидкости. К аждое кольцо уплотняют I в корпусе сальницы посредством па о0а специальных металличе- ских полуколец, сбычно постав- ля ем ы х з а водо м - и з готовител ем вместе с насосом .Для правильной эксплуатации сальникового уплот- нения очень важно, чтобы все кольца были затянуты равно- мерно; тогда каждое из них нагру- жается одинаково. В противном случае равномерность распределе- ния нагрузки нарушается, наиболее затянутые кольца восприни- мают максимальную нагрузку, быстрее изнашиваются и выводят из строя весь сальник. При применении насосов, сальники которых работают с пода- чей уплотняющей жидкости, особенно тщательно следует отно- ситься к установке промежуточного кольца. Перед набивкой сальника точно измеряют расстояние от торца грундбуксы до отверстия, через которое поступает уплотняющая жидкость, и располагают фонарь так, чтобы его передняя кромка захватывала по более х/3—V4 диаметра отверстия (величина А, рис. 53). Таким образом, полость фонаря соединяется с указанным отверстием в корпусе насоса, и появляется возможность подтяги- вать сальник. По мере его подтягивания фонарь перемещается под отверстие. 138
После установки последнего кольца сальника нужно равно- мерно затянуть гайки нажимной втулки, затем ослабить их и снова завернуть от руки. Для равномерной затяжки сальников шпильки втулки необходимо подтягивать поочередно на полоборота. В слу- чае нагрева сальника при пуске насоса следует несколько раз включить его и выключить, пока сальник не начнет пропускать уплотняющую или перекачиваемую жидкость (когда первая не поступает). Волн при неоднократных кратковременных пусках насоса утечки уплотняющей жидкости не. будет, значит сальник набит слишком туго и набивку следует заменить. При нормальной затяжке салышк должен пропускать около 60 капель жидкости в минуту. Изготовление сальниковой набивки Для насосов, перекачивающих холодные нефтепродукты при давлении до 25 кгс/см~, обычно используют асбестовые набивки, проваренные в масле с графитом; при давлении более 25 кгс/см'1 — асбосвиицовые набивки. Для горячих насосов обычно применяют асбо а л юм и 11 и е в ы с набив к и. Из асбестовой набивки рекомендуется изготовлять отдельные кольца, прессуя отрезки сальниковой набивки нужного сечения и длины в специальных штампах ручным пли механическим прес- сом. Предварительно в каждом кольце разделывают замок. Материалами для колец асбоалюминиевой набивки служат асбестовый плетеный шнур (проваренный в смеси графгга с ма ело м) сечением 10/10 мм для колец размерами 12/, 12 мм и сечением 14X14 мм для колец размерами 16/16 мм; алюминиевая или свинцовая фольга толщиной 0,01- 0,015 мм; серебристый графит. Химический состав алюминиевой' с^ольги следующий: алюминий 98—99,5%, олово ; сурьма — не более 0,7%. Свинцовую фольгу- пол учают из технического свинца обычного качества. Для изготовления сердечника набивки шпур нарезают на куски нужной длины в зависимости от диаметра сальникового кольца, а его концы разделывают под замок в виде косого среза под углом 30 к плоскости кольца. Затем сердечник заворачивают в обертку из пяти-шести листов фольги. Размеры листов должны быть такими .чтобы сердечник можно было обернуть фольгой 5 — 6 раз. Таким образом, общее число слоев фольги должно состав- лять не менее 25—30. Перед оберткой каждый лист фольги покры- вают равномерным слоем графита, разведенного в масле. В про- цессе обертки тщательно заделывают замок. Обернутый фольгой сердечник закладывают в пресс-форму в виде кольца с косым замком и прессуют. Набивка должна иметь гладкую поверхность; местные утол- щения, бугры и неровности не допускаются. Максимальные от- клонения толщины н ширины кольца набивки от поминальных размеров не должны превышать 0,1- 0,2 мм. Внутренний диаметр 139
кольца должен быть равен наружному диаметру защитной гильзы, а наружный — внутреннему диаметру камеры сальника. Опыт показывает, что асбоалюминиевая набивка надежно работает при давлениях, превышающих 25 кгс/см2, температурах перекачиваемого продукта до 420° С и окружных скоростях ро- тора примерно 20 мкек. Обычный срок службы асбоалюминиевой и асбосвинцовой набивок составляет 700—800 ч. При правильной эксплуатации сальников этот срок можно увеличить в 3^4 раза. Примерные нормы расхода материалов для изготовления саль- никовой набивки на одну замену для наиболее распространенных насосов приведены в табл. 24. Т а и .) н ц а 24. .a -.я’ .я пн :; 'и 'н ня <•<)'!/ и!яеш/ X аракт< |) не । и кд 1 ] opj.j р .1С\()Ч'1. . к •<, 1 ! i i 1 1 ;i сое 1 1 - ... -- 1 -1 ? if :ui ме иона и и е I1 - ГД ' - < M 1 * ‘i L.X i f q'o.- <;.! 1' | IlHt 11Я-’ . гоф , Ixs 1 - Q ! Zj Cl. 411К-5.' 1 Простая иро- графичепная 55Х 76 8 1 0,35 <i,35 411К-5Х I Асбосвинцовая 55Х 76 s 0,384 0,30 4НГК.-5 . 1 Простая нро- графичепвая 75/100 9 i 0,7 0,7 411Г КЗ 1 Асбосвинцовая 75;- 100 9 i 0,67") 0,65 — 4НГК-5Х 1 То Же 75. 100 9 0 16 - Q 65 - - 4Н-5Х2 Простая про- 60Х 80 20 - — 0 ,75 0 75 (4ПГ-5Х2) графиченная 4НГ-5Х2 Асбоалюмннпс- 60x80 20 0,234 0,70 в а я 4НГ-5 . 2 Асбоснннцоная 60 X 80 20 — . 1 ,02 0,70 — 4Н-5Х2 Простая иро- графичеиная 55x80 20 1,15 — 4Н-5 . 4 Асбосвинцовая 55; ’ 80 20 — 1,2 0,95 — 4 Н Г-5X4 Простая пго- графиченная 58X78 . X -- 0,9 4НГ-5Х 4 Асбосвипнон-ая 58X78 20 — 1,0 0,8 — 4НГ-5Х 8с Простая и ро- графичеиная 85Х 118 17 - 2,95 — 4НГ-5Х8с Асбосвинцовая <35Х 118 17 — 1 я (1 2,80 — 4НГ-5Х8с Асбоалюмииие- 85;\118 17 . _ 1 - - 2 80 вая 5Н-5Х 2 Простая иро- графиченная 65Х 85 20 — — 0,85 — 5НГ-5Х2 То же (>0Х 85 16 — — 1,0 — 5НГ-5Х2 Асбосиинновая 60Х 85 16 1,008 0,9 5НГ-5Х2 Асбоалюмииие- 60X85 16 0.235 — 0,9 вая 5Н-5Х 4 5НГ-5Х 4 Простая про- графиченная 70Х 95 18 — — 1,2 — То же 70X95 20 — — 1,5 5НГ-5Х4 Асбосвинцовая 70X95 20 — 1 ,4 1 3 — 140
П/юдилжсние табл. 21 Насос 5НГ-5Х 4 ОПТ 5 6 5НГ-5Х8 5НГ-5Х8 6НК-6Х 1 6НГ[\-6.< 1 til 1 ГК ♦> 1 6НГК-6 < 1 614-7X2 6НГ-7Х2 6НГ-7Х2 6НГ-7Х2 6Н-10Х4 6Н-10Х4 6НГ-10Х 4 614 Г-1 ОХ 4 614 Г-10X4 8НД-6 X I 8НГД-6Х 1 8НГД-6Х 1 8НД-9Х 3 8НГД-6Х1 8НГД-9ХЗ 8НГД-9ХЗ КВН-55Х 120 КВН-55Х 180 5НДВ 6НДВ 8НДВ 12НДС 16НДН 20НДС 22НДС ЭВ-200Х 2 X а р а кп р и с г и к a i а 6 и в к i ( Нормы расхода, кг наименование Асбоалюми пне- вая Простая п ро- графичеппая Асбосвипцовая Асбоалюминие- вая Простая про- графиченная То же Асбосвипцовая Асбоалюмин ие- вая Простая про- графнчепная То же Асбосвинцовая Асбоалюм и п но- вая Простая нро- графиченная Асбосвипцовая Простая про- графи ченная Асбосвинцовая Асбоалюмииие- вая Простая пр.'о- графиченная Асбосвинцовая Асбоалюминие- вая Простая и ро- графиченная То же Асбосвинцовая Асбоалюмиине- вая То же » Простая п ро- графиченная То же. » » )) » » 7( >х: 95 115X 146 115.7 148 1157'' из .55'- 76 7X7 100 75Х 100 75Х ЮО 76Х 102 7077 95 7077 95 707' 95 85Х 117 857, 117 8«’Х 120 88Х 120 887' 120 657' 90 6577 90 6б>' 90 857' 120 65Х 90 8577 120 85>7 120 II6 7 148 116 148 55 7 75 60.7 85 80 X 100 80Х 100 90Х 120 1357 175 155Х 195 95Х 130 О 20 <>2 22 22 9 9 9 19 16 16 16 16 16 20 20 20 20 16 16 20 16 20 20 16 16 10 12 12 12 14 12 12 14 Д т Г о “ О Д S 0,34 0,675 0,16 0,262 0,543 0,251 0,552 0.538 0,538 ™ а .3,125 0,675 1,4 1.9 2.3 1,06 2,36 - >'5 с Д 1.3 5.0 4,5 4,5 0, 35 0.7 0,6 0.6 1.3 1,1 1,0 1,0 З.о 2,8 3 5 3,5 '3,2 1,3 1,0 1 ,0 3,6 1,1 3.2 .3,0 3.0 кье—ОСО р . , . . , , , , , , . пенька фХ'ёХ-яХЖ Ki ! : \ | 1 ! 1 I i| ! \ 1 1 II : 1 промас- k-n -л I лепная 141
Продашенiw тпбл. 24 Характеристика набивки Нормы р исхода, кг Насос 2 о Д к л с л ® Q О К X я л наименование m ___ и •° Й и О г- X •& л X А X г; н- к О s х -О- 5 и tj ft- га с -& Л 5 X X о X Си I С = Т 7.5 ЛЯП ГЦ-20/7 Простая про- графиченпая То же 75Х105 85 115 10 10 - -- 1,1 1,72 2НЭ )) 35 50 6 0,2 0,6.5 1 ИII1-3 и 6 » 45/60 20 0,4 НИ П-3 и 6 Асбосвппцовая 45 < 60 20 0,6 0,35 НПН-3 и 6 Асбоалюмнпие- вая 45/60 20 0,35 ИПН-10 Простая и ро- графичениая б«: < 105 20 0, 14 .3,5 нпн-н) Асбосвппцовая 63 У. 105 20 — 2,55 3,2 ППН-10 Лсбоалюмипир- вая 68/.105 20 0,605 3,2 4ПТ 1 Простая П|)о- графичепная 55/' 85 20 — - 2,0 4ПТ 1 Асбоалюмипие- вая 55Х 85 20 0,38 1,8 СЛ-1 м - Простая и ро- граф| I чейпая 45/ 65 10 — —• 0,3 (71-1 м 2 Асбоснинцона я 45/’ 65 К) — 0,41 0,26 ('71-1 м 2 Асбоулюмв пле- ва я 45Х 65 10 0,1 0,26 - ПН, ПНС 3 Простая про- графнчсчшая 55/ 8.5 10 -- — 0,9 — ПН, ПНС3 Асбосвиицовая 55Х 85 10 — 0,8 .... НПС-1 Простая про- ррафиченная 45Х 65 10 — 0,3 — ( п Простая п ро- графиченная 68Х 105 10 — 1,75 — СП Лсбосиппцовая 68Х 105 10 1 ,6 СП Лсбоалюмипие- ная 6SX 105 10 0,302.5 ' 3 1 1,6 - ' Для насоса 111 Г расход набивочного материала таком же. - Для насоса Ill’ll нормы расхода одинаковы. Для iincocaCJl L расход материала тот ахо . В последнее время на некоторых предприятиях, в частности на Московском нефтеперерабатывающем заводе, начали внедрять сальниковую набивку из тефлона, которая показала хорошие эксплуатационные свойства. ТОРЦОВЫЕ УПЛОТНЕНИЯ Основные сведения Устройство и и аз начение у пл о т не и и й Торцовое уплотнение представляет собой герметизирующее устройство, в котором плоские уплотняющие поверхности (тор- цовые поверхности втулок) расположены перпендикулярно осн 142
вращения, а усилия, удерживающие яти поверхности в контакте, направлены параллельно оси вала. Уплотнение состоит из неподвижной поверхности, которая связана с корпусом насоса (неподвижная втулка), поверхности, вращающейся вместе с валом (вращающаяся втулка), и дополни- тельных деталей, необходимых для обеспечения постоянного кон- такта уплотняющих поверхностей основных деталей. Эти устройства предназначены для уплотнения вращающихся с окружной скоростью до 20 м/сек валов насосов, которые пере- качивают нефтепродукты, не являющиеся растворителями масло- бензостойклх резин и не содержащие абразивных примесей. Усло- вия применения торцовых уплотнений следующие: температура транспортируемых жидкостей составляет от —70 до -1--400° С, максимальное давление в полости насоса, примыкающей к камере перед уплотнением, равно 30—40 кгс/см2. В отечественной нефтеперерабатывающей промышленности торцовые уплотнения стали внедряться в 50-е годы. Институтом «Гппронефтемаш» создан унифицированный ряд типоразмеров торцовых уплотнений для насосов нормального ряда. Нальчик- ский машиностроительный завод освоил серийное производство торцовых уплотнений по чертежам Гипронефтемаша. В настоящем разделе обобщен опыт эксплуатации и ремонта торцовых уплотнений конструкций Гипронефтемаша и некоторых предприятий. К л а с с и ф и к а ц и я у и л о т и е н и й Торцовые уплотнения, наиболее распространенные в на- стоящее время на нефтеперерабатывающих заводах, могут быть классифицированы: 1) по числу пар торцовых уплотняющих поверхностей — одинарные и двойные; 2) по положению узла аксиально подвижной втулки относи- тельно вала насоса — с. вращающимся и невращающимся узлом; 3) по направлению действия уплотняемой среды на рабочие торцы втулок — с внешним и внутренним нагружением; 4) по конструкции контактного устройства —с одной (цен- тральной) п несколькими пружинами; 5) по типу уплотняющих элементов — клиновидные и др.; 6) по величине коэффициента разгрузки — неразгруженные и разгруженные; 7) по температурным интервалам применения — для работы в жидких средах при температурах от нормальных до высоких; 8) по свойствам перекачиваемых насосами жидкостей—для нефтепродуктов, кислот и т. д. Одинарные и двойные уплотнения. Как следует из названия уплотнений, первые имеют одну, а вторые — две пары торцевых уплотняющих поверхностей. 143
Одинарные уплотнения. Принципиальное устройство этих уплотнений показано па рис. 54. На валу насоса (или на специаль- ной гильзе) устанавливают втулку 4, вращающуюся вместе с ним с такой же угловой скоростью (см. рис. 54). Крутящий момент от вала к втулке передается через устройство 2. Между вращающейся втулкой и валом (гильзой) расположен уплотняющий элемент 3 (обычно в виде кольца круглого сечения из резины или другого эластичного материала), предотвраща- ющий утечки через зазор между этими деталями. I’iic 5-1. Устройство одинарного торцового уплотнения. Неподвижную втулку 5 помещают непосредственно в корпусе насоса пли в его отъемной крышке и удерживают от проворачи- вания стопорами 7. Зазор между неподвижной втулкой и корпусом герметизируют с помощью уплотняющего элемента 6. При этом в процессе работы уплотнения обычно допускается некоторая угловая подвижность втулки. Под действием гидростатического давления перекачиваемой среды вращающаяся втулка прижимается к неподвижной, в ре- зультате чего в паре трения создается контактное давление, не- обходимое для обеспечения герметизирующего действия уплотне- ния. Если по каким-либо причинам избыточное гидростатическое давление в камере уплотнения отсутствует (остановка насоса, срыв потока), то герметизация достигается посредством кон- тактного устройства 1. Оно состоит, гак правою, из одной или нескольких пружин различной конструкции. Для обеспечения контакта и компенсации неизбежного износа рабочих втулок уплотнения вращающейся либо неподвижной втулке создают возможность перемещаться вдоль вала в осевом направлении. Торцовое уплотнение можно укрупненно разделить на узлы аксиально подвижной и неподвижной втулок (см. рис. 54). В узел 141
аксиально подвижной втулки входят: рабочая втулка (враща- ющаяся или невращающаяся), контактное устройство, уплот- няющий элемент по валу (рабочая втулка вращается) или по кор- пусу (рабочая втулка не вращается), а также устройство для пере- дачи крутящего момента (рабочая втулка вращается) либо сто- порное устройство (рабочая втулка не вращается). Узел аксиально неподвижной втулки состоит из рабочей втулки (вращающейся или невращающейся), уплотняющего элемента по корпусу (рабочая втулка не вращается) или по валу (рабочая втулка вращается), а также стопорного устройства (рабочая втулка не вращается) либо устройства для передачи крутящего момента (рабочая втулка вращается). Рис. 55. Двойное торцовое уплотнение. Одинарные торцовые уплотнения работают в среде жидкости, перекачиваемой насосом, и не требуют подачи какой-либо уплот- няющей жидкости. Эксплуатация их сопровождается незначи- тельной утечкой уплотняемой жидкости. Двойные уплотнения. При транспортировке токсичных, вос- пламеняющихся и легко испаряющихся жидкостей (кислоты, щелочи, растворители, сжиженные газы, нестабильные бензины и другие легкие нефтепродукты с высоким давлением паров и т. п.), проникновение которых в помещение недопустимо, при- меняют двойные уплотнения, имеющие две пары уплотняющих торцовых поверхностей, образующих замкнутую камеру (рис. 55). В эту камеру подводят уплотняющую жидкость под давлением, превышающим на 0,5—1,5 кгс/см1 давление нагнетаемой насосом жидкости в камере, которая примыкает к уплотнению, что создает в камере двойного уплотнения гидравлический затвор, препят- ствующий утечке перекачиваемой жидкости. Одновременно уплот- няющая жидкость охлаждает и смазывает детали уплотнения, что благоприятствует работе. В качестве уплотняющей жидкости обычно используют масло. Если попадание его в перекачиваемый продукт недопустимо, то применяют другие жидкости. Давление уплотняющей жидкости регулируется автоматически. При эксплуатации двойных торцовых уплотнений используют тупиковую и циркуляционную схемы подачи 10 ц. Л. Берлин 145
уплотняющей жидкости. В первом случае жидкость не циркули- рует через камеру уплотнения, во втором — циркулирует. На отечественных нефтеперерабатывающих заводах обычно применяют циркуляционную схему, так как циркулирующая уплотняющая жидкость, протекая через камеру уплотнения, одновременно способствует охлаждению самого уплотнения, что улучшает условия работы трущихся пар. Двойное торцовое уплотнение представляет собой как бы два обращенных в противоположные стороны одинарных уплотнения, скомпонованных в один узел с общим контактным (пружинным) устройством. Необходимо отметить, что в двойных уплотнениях наблюдается незначительная утечка уплотняющей жидкости наружу и внутрь насоса, что ограничивает возможную область их применения, особенно в процессах, где не допускается попадание в систему никакой инородной жидкости даже в незначительных количествах. Двойные уплотнения успешно используют также при перека- чивании жидкостей, загрязненных абразивными примесями, по- скольку уплотняющая жидкость препятствует проникновению этих частиц в зазор между рабочими торцовыми поверхностями. Уплотнения с вращающимся и невращающимся узлами акси- ально подвижной втулки. Уплотнения с невращающимся узлом аксиально подвижной втулки (рис. 56) применяют при больших окружных скоростях вала, так как здесь пружинное контактное устройство не вращается и, следовательно, не подвержено дей- ствию центробежных сил, что может нарушить его работу. Невращающуюся втулку обычно выполняют из более мягкого материала по сравнению с материалом вращающейся втулки (рис. 57). Для обеспечения равномерного износа по всей ширине рабочего горца втулки из мягкого материала соответствующая ширина торца втулки из более твердого материала должна не менее чем па 1 —2 мм превышать ширину торца втулки из мягкого материала. Уплотнения с внешним и внутренним нагружением. В уплот- нениях с внешним нагружением уплотняемая среда воздействует па трущуюся пару со стороны наружного диаметра рабочих вту- лок, а в уплотнениях с внутренним нагружением — со стороны внутреннего диаметра втулок. В уплотнениях с внешним нагружением направление возмож- ной утечки уплотняемой среды противоположно направлению действия центробежных сил на жидкость, находящуюся в зазоре между рабочими торцами. В уплотнениях же с внутренним на- гружением оба направления совпадают, что затрудняет гермети- зацию уплотнений. При значительных давлениях уплотняемой среды и при изго- товлении одной втулки из хрупкого материала (керамика, угле- графит) следует применять уплотнения только с внешним нагру- 14(5
жеиисм, при котором такая втулка нс испытывает опасных для хрупких материалов растягивающих напряжений. При использовании одинарных торцовых уплотнений для пере- качивания жидкостей, загрязненных абразивными частицами, также следует применять конструкции с внешним нагружением, поскольку под действием центробежных сил вращающейся втулки твердые частицы будут отбрасываться от пары трепня. Па нефте- перерабатывающих заводах такими жидкостями являются мазут, нефть и т. и. Уплотнения с одной (центральной) пружиной и несколькими пружинами. Наиболее распространены в качестве контактных Рис.(57. Торцовое уплотнение с ненра- щающимся узлом аксиально подвиж- ной втулки: Рис. 56. Торцовое уплотнение "с вра- щающимся узлом аксиально подвиж- ной втулки: и - с нпсшнпм нагружением; б - с вну- тренним нагружением. и . е внешним нагружением’, о - с вну- тренним нагружением. устройств цилиндрические винтовые пружины сжатия, выпол- ненные, как правило, из проволоки круглого сечения. Уплотнения с одной вращающейся пружиной используют при сравнительно небольших окружных скоростях. По данным одной английской фирмы, такие уплотнения для валов диаметром до 85 мм следует применять при скорости вращения ротора 3000 об!мин, поскольку под действием центробежной силы пру- жина в случае больших окружных скоростей может развиваться, сокращаясь в длине, что приводит к увеличению утечки перека- чиваемой жидкости, особенно в период пуска насосов. При больших окружных скоростях используют уплотнения с несколькими пружинами. Эти уплотнения более компактны, необходимое осевое усилие в них создается с помощью нескольких одинаковых винтовых цилиндрических пружин сжатия из про- 10* 147
волоки круглого сечения. Пружины размещают в соответствующих гнездах симметрично оси вала и с одинаковым окружным шагом между ними. Чтобы исключить вредное влияние центробежных сил на ра- боту уплотнения с одной вращающейся пружиной, последнюю устанавливают на втулке или в гильзе, предохраняющей ее от деформации. В конструкции большинства уплотнений вводят детали для предварительного сжатия и фиксации пружины, ко- торые в сборе с пей образуют узел, монтируемый на валу насоса. Это облегчает монтаж уплотнений. В заключение отметим, что уплотнения с сильфонами (без пружин), а также уплотнения с использованием магнитных сил пока еще не получили широкого распространения на заводах. Уплотняющие элементы. В настоящее время все торцовые уплотнения, применяемые на нефтеперерабатывающих предприя- тиях, для герметизации зазоров по валу и корпусу в узле аксиально подвижной тулки имеют уплотняющие элементы различных ти- пов (эластичные кольца круглого сечения, манжеты, клиновидные уплотнения и др.). В качестве материалов для этих элементов ис- пользуют масло-бепзостойкие и термостойкие резины и фторо- пласт. Диаметр резиновых колец колеблется в пределах 3—6 мм. Неразгруженные и разгруженные уплотнения. Обозначим пло- щадь аксиально подвижной втулки, на которую действует давление перекачиваемой жидкости, через f — л/4 (£>2 — d2), а площадь контакта рабочих втулок через F я, 4 (D? — £)?). Тогда отноше- ние указанных площадей даст так называемый коэффициент раз- грузки k f/F (рис. 58). С учетом коэффициента разгрузки удельное давление в паре трения Руд, равное силе, действующей на рабочие втулки и отне- сенной к единице площади их контакта, может быть больше или меньше давления уплотняемой жидкости (давление, создаваемое усилием пружины, во внимание не принимается). В зависимости от принятого коэффициента разгрузки торцовые уплотнения подразделяют на неразгруженные, для которых/ л-£, a k • I, и разгруженные, для которых /<(£’, a k О 1. Неразгруженные торцовые уплотнения применяют ири низких давлениях уплотняемой жидкости (до 5—10 кге/ем2 в полости перед камерой уплотнения). При более высоких давлениях используют разгруженные торцовые уплотнения. Наиболее распространенные в практике значения коэффи- циента k изменяются от 0,6 (для разгруженных уплотнений) до 1,2 (для неразгруженных). При k 1,2 удельное давление в паре трения составляет 0,7р, а при k = 0,6 величина РУя = : 0,1/7, где о - -давление уплотняемой среды в камере уплотне- ния. При k ^ 0,5 уплотнения полностью разгружены, так как для них удельное давление (без учета действия пружины) равно 148
нулю. При дальнейшем снижении коэффициента разгрузки (/г < < 0,5) появляется противоположно направленная сила, которая стремится отжать аксиально подвижную втулку и нарушить кон- такт в паре («раскрыть» уплотнение). Таким образом, внедрение разгруженных уплотнений, в ко- торых удельное давление на уплотняющих поверхностях (от ги- дростатического давления уплотняемой жидкости) теоретически можно довести до нуля, расширяет область применения одинарных Рис. 58. Схема разгрузки торцовых уплотнений: а - неразгруженное (при k. - I); > — неразгруженное (при /г > 1); в — разгружен- ное (при 1г < I); d — диаметр нала; D i — внутренний диа- метр поверхности контакта рабочих втулок; — на- ружный диаметр поверхности контакта рабочих втулок. торцовых уплотнений практически для всех давлений, встреча- ющихся в настоящее время в процессах нефтепереработки. Уплотнения для разных температур. В зависимости от рабо- чего температурного интервала перекачиваемой жидкости исполь- зуют уплотнения для нормальных температур (от 30 до | 80° С), повышенных температур (от —30 до 150° С), высоких темпера- тур (от —30 до -1-400° С) и, наконец, уплотнения для низких и высоких температур (от —70 до | 400° С). Охлаждение деталей уплотнений для высоких температур может осуществляться с помощью встроенного (рис. 59, а) или выносного (рис. 60 и 61) холодильника, циркуляцией охлаждающей жидкости посредством встроенного импеллера либо за счет напора, развиваемого насосом (см. рис. 60 и 61). 149
Торцовые уплотнения для высоких температур следует при- менять также при перекачивании сжиженных газов, поскольку в случае неудовлетворительного отвода фрикционного тепла от Рис. 59. Торцовое уплотнение со нет росши,im холо- дильником: и - перед уплотнением; о' - между налом и уплотнением. пары трения температура уплотняемой жидкости может повы- ситься и сжиженный газ начнет испаряться, что приведет к су- хому трению рабочих торцов и их интенсивному износу. Рис. 60. Торцовое уплотнение с выносным холодильником и циркуляцией жидкости от импеллера. Рис. 61. Торцовое ушHOTueiiне сны- косным холодилиником и циркуля- цией жидкости за счстпапора насоса. 150
Уплотнения для разных жидкостей. В зависимости от свойств перекачиваемых насосами жидкостей торцовые уплотнения подраз- деляют на три группы: а) для соды, б) для нефти и нефтепродуктов, в) для кислот, щелочей и других химически активных жидкостей. ! Следует отмстить, что температура и свойства транспортируе- мых жидкостей существенно влияют на выбор материалов для изготовления деталей торцовых уплотнений, а также уплотня- ющих элементов. Достоинства и н е д о с та т к п упл о тн е и и й Торцовые уплотнения обладают рядом преимуществ перед сальниковыми уплотнениями, вследствие чего они должны прак- тически полностью заменить последние. Наиболее важные из этих достоинств следующие: 1. Малая утечка уплотняемой жидкости. 2. Способность создавать надежную герметичность вала при более высоких давлениях перекачиваемой жидкости. 3. Отсутствие систематического обслуживания, связанного с’подтяжкой, регулированием и т. д. 4. Большой срок службы (от нескольких тысяч до десятков тысяч часов). 5. Малые потерн мощности на трение. 6. Меньшая чувствительность к смещениям и биениям вала. Недостатками торцовых уплотнений, сдерживающими их рас- пространение, являются: сложность изготовления, высокая перво- начальная стоимость, значительные вес и габариты, необходи- мость частичной разборки насоса для замены уплотнения. М е то д и к а р а с ч е та уплотнен и й н вы бора м а т е р н а л о в тру щи х с я пар В практике эксплуатации насосов на нефтеперерабатывающих заводах инженерно-техническим работникам часто приходится самостоятельно подбирать варианты конструкций и материалы трущихся пар торцовых уплотнений. Поэтому следует несколько подробнее остановиться на методике расчета уплотнений и выборе материалов трущихся пар. Необходимо прежде всего отметить, что общепризнанной методики расчета торцовых уплотнений в настоящее время нет. Наиболее полно характеризует правильность выбранных мате- риалов пар трепня и конструкции уплотнений!, фактор Рули, где v -- средняя скорость скольжения в паре трения, т. е. скорость скольжения точек, лежащих на среднем диаметре поверхности контакта. Однако применительно к торцовым уплотнениям в тех- нической литературе почти отсутствуют данные по допустимым величинам указанного фактора для разных материалов пар тре- ния при работе в различных жидкостях. 151
В связи с этим предлагается следующая методика расчета тор- цовых уплотнений и выбора материалов трущихся пар: 1. По табл. 25—27 выбирают материал трущихся пар соответ- ственно условиям работы уплотнения. 2. Выбирают коэффициент разгрузки уплотнения, рассчиты- вают удельное давление в паре трения и сравнивают его с пре- дельно допустимым по данным Гипронефтемаша. Если Руд пре- вышает предельные значения, следует увеличить поверхность контакта. 3. Материалы трущихся пар, для которых известны предель- ные значения произведения PVRv, окончательно выбирают по ука- занному критерию (данные Д. М. Соскинда и К. Н. Солдатова). Рекомендуемые материалы трущихся пар торцовых уплотне- ний, работающих в среде нефтепродуктов, приведены в табл. 25 (поданным В. Л. Селехова и А. М. Буяновского, а также заводской практики). Для расчета удельного давления в трущейся паре можно ре- комендовать уравнение: /’v-д - (* - 0,5) i> (36) г где ц — давление уплотняемой жидкости; /’ — площадь контакта нары трения; 1Г — усилие пружины. Удельную нагрузку на поверхность трущейся пары от усилия пружины U7/F обычно принимают в пределах 1—2,5 кгс/сэи2. Поэтому в уплотнениях Гипронефтемаша для диаметров валов от 40 до 100 мм выбирают пружины с усилием W — 15—'25 кгс. Для неразгруженных торцовых уплотнений, как правило, коэффициент разгрузки k - 1,1 —1,2. Тогда для одинарных уплотнений при /г - J, I и W - 1,5 кгс!см1 из уравнения (36) получим: /’уд - 4,5 нж'/сл/ - (при /> 5 лгг/с.к-) Руч 7,5 кгс/см- (при р - 10 дгг/с.и'З В разгруженных торцовых уплотнениях Гипронефтемаша удельное давление в паре трения РУд = 5—7 кгс/см2 при k — — 0,65—0,7 и давлении уплотняемой жидкости р - 25— -30 кгс/см2. В табл. 26 приведены данные для выбора материала трущихся пар в зависимости от величины У = /’удС (37) л" i\ I где v Ы,-р — окружная скорость, м/сек; п — число оборотов вала в I мин; Dcp — средний диаметр вращающейся (втулки, м. 152
Т а 6 л и ц а 25. Рекомендуемые материалы трущихся пар торцовых уплотнений Нефтепродукты Материалы рущихся пар, втулки Наименование плотность 20 Р1 вязкость сст пределы кипения, °C неподвижные вращающиеся Сжиженные газы 0,5—0,7 Л 94—0 7 ->— * • От -42 до : 98 Графит 2П-Ю00 Графит ВТМ-ЧУ Бр. ОС5-25 Графит ПК-О }• Сталь Х18Н9Т Сталь е наплавкой стеллитом или сормайтом То же Бензин, лигроин 0,74—0,78 0,7-3 От — 40 до - 220 Графит ПК-0 Керосин, дизельное топливо 0,79—0,83 3—10 От -0200 до —315 Графит 2П-1000 Графит ВТМ-ЧУ Бр. ОС5-25 Бр. ОЦС-6С-3 j' Сталь Х18Н9Т Сталь с наплавкой стеллитом или сормайтом Сталь с наплавкой сормай- том: стали марок 4Х'Н и 40Х (после закалки) Соляровые фракции, масла, мазут 0,84—0,98 10—60 От +220 до —400 Графит 2П-1000 Графит ВТМ-ЧУ Б г, ОС5-25 Бр. ОС5-25 Бр. ОЦС6-6-3 Графитизированный чугун Фторопласт-4 ( Сталь Х18Н9Т ( 1 1 Сталь с наплавкой сормай- , том; стали марок 40ХН и | ШХ-15 (после закалки) ; 1 сл со
Табл it у a 26. Материалы дли изготовления втулок т ор цовых у и лот не hi 1. и Материал Средний диаметр втулки, м.м Предел ь и 1.1 е значения У Бр. ОЦС6-6-1Г— сормайт До 80 150 80—90 100 90-110 90 Бр. ОС5-25 — сормайт До 90 200 Бр. ОС5-25--сталь 40X11 До 90 100 Графит ПК-О - сормайт До 70 300 70-85 200 До 45 60 Конструкции наиболее распространенных уплотнений Уплотнения конструкций Г и пр он е ф т е м а ш а Торцовые уплотнения Гипроиефтемаша конструктивно пред- ставляют самостоятельный комплектно собранный узел, монти- руемый на валу насоса, что позволяет организовать их централи- зованное производство. Классификация н области применения торцовых уплотнений конструкций Гипроиефтемаша приведены в табл. 27. Тай л и ц а 27. Типы и. области применения торцовых уплотнений конструкций Гипроиефтемаша Тип уплотнения Псрекачнпаемые жидкости температура, "С х ар а к тер ИСТП К <1 допускаемая рекомендуемая Т (ТК) От —30 до | 80 От - -30 до 80 Темные и светлые неф- тп » 30 » 150 Свыше -|-80 до | -150 теиродукты и другие жид- кости, не содержащие ме- тв (тко) » —30 » +400 Свыше |-150 до 1-400 ханических примесей и не являющиеся растворите- лями м асл обе 113 остой к и х резин. Допускаемая кине- матическая вязкость'жид- костей при 40° С не. пре- вышает 0,5 смЧсек ТД (ТДЮ » -30 » |80 От -30 до +80 Нестабильный бензин, ТДВ (ТДО) » 70 » |-400 » —70 » —30; свыше -| 80 до | 400 сжиженные газы и жидко- сти, содержащие эти газы, а также токсичные жидко- сти, не являющиеся рас- творителями мзе:]обои30 • стойких резни II р ii м е ч а и и о. Макси малыше давление в полости паеоса, и |> в м ы в а«11 це i V к ка- мере уплотнения, составляет 3 кге-слГ-’. 154
Марка торцового уплотнения состоит из букв, соответствующих его типу, и цифр, характеризующих диаметр вала насоса, умень- шенный в 5 раз. Типы уплотнении, представленные .в табл 21 означают: Т (ТК) торцовое одинарное; ТГ1 - го же, для повышенных температур; ТЕНТКО) — то же, для высоких температур; ТД (ТДК) торцовое двойное; ТДВ (ТДО) — '•'() же, для высоких и низких температур . В скобках указано прежнее обозначение типа уплотнения. Уплотнения типов Т, ТП, ТВ, ТД и ТДВ являются унифици- рованными. Все типы таких уплотнений в отношении присоедини- тельных размеров взаимозаменяемы для данного насоса, т. е. каждый нефтяной насос по нормали Н521-57 допускает установку любого из перечисленных выше типов торцовых уплотнений. Уплотнения одного типоразмера, но с различными присоедини- тельным!! размерами имеют отличительную букву в конце шифра. Торцовые уплотнения всех типов рассчитаны на предельное зна- чение скорости вращения вала, равное 3000 об/лшн. Номенклатура торцовых уплотнений и привязка их к центро- бежным насосам нефтеперерабатывающих заводов приведены в табл. 28. Т и С> .1 и ц а 28. Центробежные насосы и соотеетст.'иррщие и и торцовые уплотнения конструкций Гипронефтемиша 1 [ :i('OC 4НГ-5-. 2 511Г-5 г 2 T9 T9I1 1 ТП9 ТГ19П 1 Марка уклони Т В9 ТВ91Т 1 И If я ТД9 ТД9П 1 ТДВ9 ТД9П 2 4НК-5Х 1 5HK-5Z 1 5НК-9Х 1 611 К-6 / 1 (ill К-9/ 1 ТИА ТП9А ТВ9А ТД9А ТДВ9А 411-5;- 2 5Н-57.2 2 Т9Б ТП9Б ТВ9Б ТД9Б ТДВ9Б 411-5X4 | Т9В TII9B ТВ9В ГД9В ТДВ9В 4НГ-5Х4 ТЭГ ТП9Г ТВ9Г ТД9Г ТДВ9Г 5Н-5Х.2 2 8НД-6К I 1011Д-6Х 1 ПО 1 ТП10 ТВ 10 ТД10 ТДВ 10 155
Продолжение табл. 28 Насос Т11 Марка уплотнения 8НГД-6Х 1 10НГД-6Х 1 ТПП ТВ11 ТД11 | ТДВ11 i 8НД-9/12 8НД-9Х 2с ГИЛ ТИПА ТВ11А ТД11А тдвил 5Н-5Х. '1 Т11 в ТПП Б ТВ11Г> ТД11 Б 1 ТДВ11Б 5НГ-5 ' 4 TUB тппв твнв тдив тдвнв 4НГК-5Х 1 5НГК-5Х 1 6НГК-6Х 1 6НГК-9Х 1 Т12 ТП12 ТВ 12 ТД12 ТДВ12 8НГД-9Х2 ТТ2А ТП12А ТВ12А ТД12А ТДВ12А 6НГ-7Х2 ТЮБ ТП12Б ТВ 12 Б ТД12Б ТДВ12В 6Н-7Х 2 Т13 ТП13 ТВ 13 ТД13 ТДВ13 юнл 9 1 HUI ГД-13 X 1 Т14 ТП14 ТВ 14 ТД14 ТДВ14 611-10X4 4Н-5Х8с 811 ГД-9X3 6НГ-ЮХ4 Т14А ТП14Л ТВ14Л ТД14А ТДВ14А 8НД-6Х 3 Т14Б ТГ114Б ТВ14Б ТД14Б ТДВ14Б 8НД-9ХЗ Г14В ТП14В ТВ 14В ТД14В ТДВ14В 1011Д-1ГХ2 ЮНГ Д-11X2 Т16 ТП16 | ТВ 16 ТД16 ТДВ16 1 ОН Д-13X3 Т18 ТП18 ТВ 18 ТД18 ТДВ18 ЮН ГД-13X3 10НГ-10Х2 Т18Л ТП18Л ТВ18А ТД18А ТДВ18А 5Н-5Х8 Т19 ТП19 | ТВ 19 ТД19 ТДВ19 1 Требуется установка двух торцовых уплотнений различных марок, так как диаметры вала насоса в местах установки уплотнений (со стороны всасывания и со стороны нагне- тания) имеют разные размеры. 2 Уплотнения устанавливают на насосы изготовления 1965 г. и последующих лет. 156
В табл. 29 сведены (для справок) действующие и прежние обо- значения торцовых уплотнений конструкций Гипроиефтемаша. Рассмотрим основные конструкции унифицированных торцо- вых уплотнений Гипроиефтемаша. Таблица 29. Действующие и прежние обозначения торцовых уплотнений конструкций Гипроиефтемаша Мирка у 1ДОТПС к 11 Я 1 lacoc действую - щая Т и редки я я Т1< ’Действую - 1ЦЯЯ ТВ иргЯхРЯ Д ГКО действую- щая ТД прежняя тдк 4НГ-5Х2 5НГ-5Х2 T9 ТВ9 -- ТД9 ТДК17 4НК-5Х 1 5НК-5Х 1 5НК-9Х1 6НК-6Х 1 6НК.-9Х 1 Т9А ТК15 ТВЭЛ ТК09 1 — 4Н-5Х 2 5Н-5Х2 T9I5 ТК16 ТВ9Б — — — 4Н-5Х4 Т9В 1 ТВ9В ТК08 — — 4НГ-5Х 4 Т9Г — ТВ9Г ТД9Г | ТДК17 5Н-5Х2 TK1G ТК09 — - 8НД-6Х 1 10НД-6Х 1 'ПО ТК19 ТВ 10 ткою — 8НГД-6Х 1М TJ 1 — ТВ и TK0I2 1 ТДН тдкю 10НГД6Х 1 Т11 -1 ТВ и ГКО 12 ТД11 (ГДКЮ 8НД-9Х2 ТИЛ ТВИЛ -- — 8НД-9Х2с ТК19 ТКОЮ ТД11А ТДК19 5Н-5Х 4 Т11Б ТВ11Б 1 - — 5НГ-5Х 4 TUB — ТВ11В тдив ТДК19 4НГК-5Х 1 5НГК-5Х 1 6НГК-6Х 1 6НГК-9Х 1 TI2 ТВ12 ТК012 ТД12 ТДК20 157
11;ie<ic 8НГД-9 -X 6IIT-7 'i 611-7 2 10НГД-13;. 1 10НД-9..: i 611-10/ 4 ;n r> -«<•. 8H ГД-9/3 6НГ-10/4 8НД-6/.3 811Д-9 3 10НД-11 .2 10НГД-1 Г 2 I 11,4 1 •> <3 1011ГД-13. : 3 1 ОН Г-10X2 5H-5 8 Пp<n)n.i.viTHiie inn/j.-i. 29 Марка у । ./г о 1 л <? п и я Действую щам Т 1 '.|)Г Г\НЯ я т к 'КЙстную - 1цая ТВ прежняя ' т ко j 1<чн: I вую щая ТД прежняя ТД к ТГ'А 1 ТВ ГАД 1 ржою ГД 19 А. ТДК 19. Г1211 ТВ121> 1 Т кон : ТД12В ТДК20 1 Г13 Г КД ТВ 13 -- - Т1 1 ТВ 14 ТД14 T К21 ТК24А 1. Т14У ТВ14А ГКО 13 ТД14А ТДК24А Г14В ТВ 14Б TI4B ТК24А ' ТВ 14В 'ГКО 13 ... Т16 ТВ 16- Г ко 16' 1 _д_ ТД16 TI8 ГВ 18 — — ! Т18А ТВ18А Г К018 ТД18А — 1'19 ТВ 19 ГКО 19 ТД19 — Уплотнение типа TK (рис. 62). На гильзе 16 смонтирован узел вращающейся аксиально подвижной втулки 9. Первоначаль- ный контакт уплотняющих поверхностей создается пружиной 12 с упорными кольцами 13, положение которой на гильзе 16 фикси- руется разрезным пружинным кольцом 14. Пружина при сборке предварительно сжимается по высоте. Крутящий момент от гильзы к вращающейся втулке пере- дается двумя штифтами //. Резиновое кольцо 10 круглого сече- ния уплотняет зазор между этой втулкой и гильзой, а также обес- печивает упругую посадку вращающейся втулки и ее самоуста- навливаемость, что компенсирует некоторую неточность изготов- ления и монтажа деталей уплотнения. 158
Неподвижная рабочая втулка 1 расположена па резиновом уплотнительном кольце 7 круглого сечения в корпусе 18 со съем- ной крышкой 17, присоединяемой к нему винтами 8 (в ряде уплот- нений крышки нет). Уплотнение имеет два штуцера 15. Но одному из нах в полость между неподвижной 1 и уплотнительной 2 втулками для охлажде- ния пары трения и смывания утечек, например нефтепродукта, Рис. 62. Торцовое уплотнение чипа ТК. из уплотнения в дренаж подается вода, стекающая зачем через отверстие в корпусе уплотнения. Втулка 2 препятствует раз- брызгиванию воды. По второму штуцеру из нагнетательного трубопровода в ка- меру уплотнения в небольших количествах подводится перека- чиваемая жидкость, которая также охлаждает трущуюся пару и удаляет продукты износа рабочих втулок. Для предотвращения утечек жидкости между валом и гильзой служит резиновое коль- цо 3 круглого сечения. Гильза надежно крепится к валу насоса клеммовым кольцом 4, стягиваемым болтом 19 с гайкой 20, за счет возникающей силы трения. В пазы кольца входят два выступающих шлица гильзы, посредством которых п передается крутящий момент. Через лупку, профрезерованную в одном из шлицев, проходит стяжной болт клеммового кольца. Поэтому при сборке кольцо удерживается 159
в требуемом положении относительно гильзы, а в установленном уплотнении она не может смещаться в сторону, противоположную направлению действия гидростатического давления. Клеммовое кольцо имеет ограждение 5, прикрепляемое вин- тами 6 к корпусу уплотнения. Его в свою очередь крепят к корпусу насоса шпильками, а плоскость стыка уплотняют прокладкой. Для фиксирования положения гильзы относительно корпуса насоса служит монтажная скоба 21, присоединяемая к корпусу винтами 6. С помощью скобы на период установки или демонтажа уплотнения образуют единый сборочный узел, монтируемый на валу или снимаемый с него и полностью собранном виде. Это предохраняет детали уплотнения от повреждения, а также авто- матически обеспечивает взаимно правильное положение враща- ющихся деталей относительно неподвижных. Для валов диаметром до 60 мм в уплотнениях типа ТК при- меняют одну пружину, а при больших диаметрах валов исполь- зуют многопружииное контактное устройство. Данные уплотнения являются разгруженными', для валов всех размеров коэффициент разгрузки составляет в среднем около 0,7. При испытаниях в заводских условиях на насосах, перека- чивающих светлые нефтепродукты, уплотнения типа ТК показали высокую эксплуатационную надежность и выдержали продолжи- тельный срок службы. В качестве материалов трущихся пар при- меняли: графит 2П-1000, пропитанный феноло-формальдегидной смолой, —для неподвижной втулки и сталь 9X18 —для враща- ющейся втулки (торец закаляли до HRC = 50). Уплотнение типа ТВ (ТКО) является одинарным, разгружен- ным (коэффициент разгрузки равен 0,65—0,7), имеет вращающийся узел аксиально подвижной втулки и многопружинное контакти- рующее устройство. Отметим следующие конструктивные особен- ности этого уплотнения (рис. 63). Неподвижная рабочая втулка 3 дополнительно удерживается от проворачивания двумя шлицами, выполненными как одно целое с лабиринтной втулкой 4. На гильзу напрессован и зафик- сирован штифтами 18 импеллер 15, который представляет собой винтовое колесо с большим числом лопаток, образуемых при нарезании многозаходной резьбы прямоугольного профиля. Зазор между импеллером и корпусом колеблется от 0,25 до 0,35 мм в зависимости от размера уплотнения. При вращении импеллер создает перепад давлений, благодаря которому циркулирует уплотняемая жидкость, заполняющая камеру уплотнения. Эта камера через два штуцера, расположенных по обе стороны импеллера, соединена трубками с выносным холо- дильником 19, в котором от уплотняемой циркулирующей жид- кости отнимается тепло. Таким образом производится охлажде- ние трущейся пары. Импеллер одновременно служит упором для пружин. 160
5 сальниковой камере насоса перед уплотнением помещают специальный холодильник 16, который охлаждает вал перед тор- цовым уплотнением и нефтепродукт, находящийся в зазоре между валом и холодильником, до -.80' С. Дли быстрого удаления нефте- продукта в случае внезапного выхода уплотнения из строя служит Рис. 63. 'Горцоное уплотнение типа 'ГВ; 1 — аварийный отвод; 2 — уплотнительное кольцо; 3 — неподвижная втулка; 4 — лаби- ринтная втулка; 5 — клеммовое кольцо; 6 — резиновое кольцо; 7 — уплотняющее к ольцо; 8 — винт; 9 — гильза; 10 — монтажная скоба; 11 — ограждение клеммового i сольца; 12 — винты, крепящие лабиринтную втулку; 13 — вращающаяся втулка; 14 — пружина; 15 ~ импеллер; 16 — встроенный холодильник-, /7 — корпус упъотения-, 18 —штифт-, 19 — выносной холодильник; 20 — элсктрокоптактиып термометр; 21 — дренажная труба с вентилем для контроля утечки. дренажная труба с вентилем 21. На отводящей трубе циркуля- ционной линии торцового уплотнения устанавливают манометри- ческий электроконтактный термометр 20, автоматически отклю- чающий электродвигатель насоса при повышении температуры. В период заводских испытаний уплотнения типа ТВ (ТКО) показали хорошие результаты. Так, па одном из предприятий указанное уплотнение проработало на насосе 6НГ-7/.2 свыше 11 000 ч. При этом условия эксплуатации насоса были следующие, перекачиваемая среда — дизельное топливо, температура 390" С, давление всасывания 13 кгс/см1, давление нагнетания 28 кгс!см2. Материалами трущейся пары служили обмедненпый графит 11 М. А. Берлин 161
2П-1000 (неподвижная рабочая втулка) н сталь IXI8H9T (вращающаяся рабочая втулка). На установке 35/11-300 другого завода с декабря 1955 г. та- кое же уплотнение используют на насосе 5Н-5х8, перекачива- ющем бензин с температурой 250 С. Давление всасывания состав- ляет 20 кгс!см~, давление нагнетания — 60 кгс!см“. Материалы трущихся пар следующие: неподвижные рабочие втулки -- гра- фит АГ-1500-С05, вращающиеся рабочие втулки сталь 9X18. Рис. 64. Торцовое уплотнение типа ТД: / — корпус уплотнения; 2, 7, 8 - уплотп птсльп ыс кольца; ,7 — лружппа; .7 переход- ник-, 6 -- пртицшощияся втулка', 7 —исподни ж па я нтулка; 9 -- с топорный штифт; К) . ннпт для крепления переходника к корпусу насоса; // • монтажная скоба. Торцовые уплотнения тина ТВ конструкций Гипропефтсмаша успешно работают па нефтеперерабатывающих и химических за- водах Болгарин, Венгрии и Индии. Уплотнение типа ТП. Конструкция этого уплотнения ана- логична конструкции уплотнения типа ТВ, только вместо холо- дильника устанавливают переходник. Уплотнение типа Т. Отличается от уплотнения типа ТП от- сутствием бачка и импеллера, который заменяют у норным кольцом. Уплотнение типа ТД (ТДК). Рассчитано на давления уплот- няемой жидкости до 25 кге/см2, температуры до • -80 ’ С и скорости вращения валов до 2950 об!мин. Для валов диаметром до 60 мм в этих уплотнениях применяют одну пружину, а при больших диаметрах валов используют многопружииное контактное устрой- ство. Конструкция торцового уплотнения типа ТД аналогична кон- струкции уплотнения типа 'Г и отличается лишь отсутствием vjiop- 162
иого кольца, взамен которого предусмотрена надставка для раз- мещения второй трущейся нары, а также системой циркуляции уплотнительной жидкости (рис. 64). Внутренняя пара трения воспринимает перепад давления, равный разности между давлениями уплотнительной и уплотняе- мой жидкостей (0,5— 1,5 кгс/ем2). Внешней паре трепня соответ- ствует больший перепад давления, который раве.п разности между давлением уплотнительной жидкости в камере уплотнения п атмо- сферным давлением. Поэтому указанная трущаяся пара выполнена как разгруженное торцовое уплотнение (коэффициент разгрузки k 0,7), а внутренняя - как неразгруженное. Уплотнения типа ТД рассчитаны на циркуляционную систему подачи уплотнительной жидкости (обычно различные сорта мине- ральных масел) в камеру уплотнения. Расход этой жидкости со- ставляет не менее 150—200 л/ч. Первые опытные партии уплотнений типа ТД показали хорошую работоспособность на ряде насосов, перекачивающих сжиженный пропан про давлении 20 кгск’м-. Иа одном из предприятий такое уплотнение, установленное на насосе для перемещения полипро- пилена, находилось в эксплуатации свыше 4000 ч. На другом заводе срок службы уплотнения типа 'ГД на насосе, перекачи- вающем жидкий пропан, составил более 8000 ч. В качестве мате- риалов трущихся пар служили: неподвижные рабочие втулки — графит ЛТ-1500-С05 и вращающиеся рабочие втулки — ста/ ib 9Х 18 (при закалке торцов ТВЧ до Н Rc 50). Уплотнение типа ТДВ . О тллчается но ю нстругщип от уплот - neiriii типа ТД лишь наличием встроенного холодильника. У и л о т и е п н я з а в о д с к и х к о п с т р у к ц и и" 1~1а нефтеперерабатывающих заводах в настоящее время в ос- новном применяют одинарные торцовые уплотнения. Как правило, это либо уплотнения конструкций Гипроиефтемаша старых типов, либо уплотнения собственных конструкций. Так, па Новокуйбы- шевском заводе используют в основном торцовые уплотнения тина УТО (5—6 типоразмеров), которые работают на сжиженном пропане до двух месяцев при скорости вращения вала насоса и 3000 обпшн п то шести месяцев при и 1500 об/мин. В случае перекачивания холодных нефтепродуктов уплотне- ния этого типа показывают высокую эксплуатационную надеж- ность в течение 6000—8000 ч. Уплотнения типа ТКО, применяемые в насосах для перемеще- ния бензина с температурой 200 С, при п = 3000 об/мин нахо- дятся в эксплуатации в течение 5000 ч (продолжают работать). Материалы трущихся пар: неподвижные рабочие втулки — гра- фит ПК-О, пропитанный феполо-формальдегидпой смолой, вра- щающиеся рабочие. втулки — торцы наплавлены сормаитом. 1 .* 163
На Омском нефтеперерабатывающем заводе в 1967 г. торцовые /илотиепия были установлены на более чем 200 насосах, перека- швающих самые разнообразные продукты при различных пара- метрах. Находят применение уплотнения, собираемые на гильзе, ко- торая прикрепляется к валу резьбовым соединением (рис. 65). Особенности этой конструкции следующие. В гильзе 1 сделаны два диаметрально расположенных паза, обеспечивающие нормаль- ное нажатие пружины па пажпмную втулку 8 даже при полном Рцс. 65. Одинарное торцовое уплотнение типа УТО с изменениями, внесенными на Омском нефтеперераба- тывающем заводе: / — гильза вала; 2 — щиток крышки; 3 — крышка уплот- нения; 4 — штуцер для подвода воды; 5 — неподвижная нтулк.г, 6 — вращающаяся втулка; 7, 13 — винты; 8 — на- жимная втулка; 9 — упорная втулка; 10 — пружина; 11 — упругое кольцо; 1'2 — прокладка. износе графита неподвижной рабочей втулки. Два винта 7 этой втулки одновременно передают вращательное движение от гильзы 1 (концы винтов перемещаются в пазах гильзы) втулке 8 и враща- ющейся втулке 6. Такая конструкция позволяет монтировать уплотнение в собранном виде па роторе, вставленном в корпус насоса. Уплотнение является неразгруженным. В последние годы начали использовать неразгруженные уплот- нения, монтируемые непосредственно на валу (без гильзы). Эти уплотнения менее удобны при сборке, но очень просты по кон- струкции (рис. 66-69). Опыт их эксплуатации показывает, что па насосах, перекачивающих сжиженные газы, можно применять одинарные торцовые уплотнения, срок службы которых достигает 2000 ч. Необходимо отметить, что в среде большинства холодных нефтепродуктов одинарные уплотнения при качественном изго- 164
Рис. (,(>. ()ДИ 11.11 > 1К К' lopilOHoe vii.ionieniic с в ы I loci и им .корпусам и внешним н'лружс- иием (конструкция Омского иефтеиерср;!- бит!.1 ня юн в го за води): / — упорная изулка; 2 — пружина; 3— нажим- ная втулка; 4 --уплотня- ющее кольцо; 5— враща- ющаяся рабочая втулка; 6 — крышка уплотнения; 7— неподвижная втулка; 8 — прокладка; О -- кор- пус насоса; 10 — корпус уплотнения; 11 — штиф- ты; 1'2 — И poi СЧЛДК!,' 18 — упорные 1 юл укол ьца. Рис. 67. Одинарное торцовое уплотнение, располагающееся в корпусе сальника (конструкция Омского нехргенерерабагывающего завода): / - упорная втулка; ‘2 - пружина; 8 — нажимная втулка; •/ -- уплотняющее кольцо; 5 .. вращающаяся рабочая втулка; б — крышкт уплотнения- 7 --н^подвижиаи втулка; 8 — прокладка; 9 - штифты.
товлепип, тщательной сборке1, и правильном выборе материалов могут работать до 8000 ч и более. При этом выход уплотнения из строя обусловливается в основном износом резинового кольца и графитовой втулки. Рис. 68. Одинарное торцовое уплотнение с выносным корпусом и внутренним нагружением (конструкции Омского по ф гене рераба ты вающего завода): / — прокладка; 2 - - крышка корпуса сальника; .7 . корпус торцового уплотнен и я; 1 — неподвижная втулка; а - вращающаяся втулка; /> -- уплотняющее кольцо; 7 — нажимная втулка; Л . пружина; 9 -- штифты; /- упорная втулка; 11. .. уплотняющее кольцо; , 1.2 - корпус, ' 1.3 вал; 1-1 -- стопор. . Л Рис. 69. Двойное горцов,ое уплотнение с выносным корпусом (конструкция Омского псфгенсрир.тбатываю1цсго завода): I — корпус торцового уплотнения; 2, 13 -- неподвижные втулки наружной н внутрен- ней трущихся пар; 3, 12 — вращающиеся вгулкп наружной ц внутренней трущихся нар; •/, 11 — уплотняющие кольца наружной и внутренней трущихся пар; 5, 10 — нажимные втулки наружно)! н внутренней трущихся пар; 6, 3 - - прокладки; 7 - корпус внутренней трущейся кары; 9 — пружина; 1-1 - корпус; 15 — вал. На установках деасфальтизации масел па насосах, перекачи- вающих жидкий пропан (давление во всасывающем трубопроводе составляет 20 кгс/см1, в нагнетательном 42—43 кгс/см2) устойчиво работают двойные торцовые уплотнения конструкции Ленинград- 166
ского машиностроительного завода с псвращающпмпся узлами аксиально подвижных втулок (рис. 70). Насосы имеют валы диа- метром 100 мм при скорости вращения п -- 2950 'ю1мин. В таком уплотнении вращающиеся втулки выполнены как одно целое с гильзой 7 в виде гребней. Гильза прижимается к бурту вала гайкой /, а крутящий момент передается шпонкой 9. Узлы аксиально подвижных невращающихся втулок состоят из втулки 8 п пружины 6, устанавливаемых в крышке 4 или во втулке 10 и фиксируемых сухарями 11. Уплотняющие элементы 3 и 5 представ- ляют собой резиновые кольца круглого сечения. Уплотнительная втулка 2 препятствует утечке из внешней пары трения перекачи- ваемой жидкости и ее разбрызгиванию. Через камеру уплотнения циркулирует масло под давлением, превышающим на 1,5 кгс/см2 давление уплотняемой' жидкости. Благодаря значительному расстоянию от рабочего торца не- подвижной втулки до уплотнительного кольца в этом уплотнении достигнута большая угловая подвижность невращающихся рабочих втулок. В качестве материалов трущихся нар применяют стеллит, которым наплавлены вращающиеся торцы втулок, и бронзу для невращающихся втулок. Указанные двойные уплотнения находятся в эксплуатации до 6000—8000 ч, причем основной причиной пх поломок, как пра- вило, является выход из строя резиновых уплотнений (при нор- мальной работе насоса). Выбор материалов и изготовление уплотнений Материалы для изготовления деталей торцовых уплотнений выбирают главным образом в зависимости от температуры и свойств перекачиваемой среды. Опыт показывает целесообраз- на?
ность х р о м II р о в ;i и и я всех основных деталей уплотнений п в первую очередь внутренних поверхностей вращающейся н на- жимной (где опа есть) втулок при условии выполнения их из угле- родистой или малолегированной стали (для любых рабочих сред). Хромирование предохраняет детали от коррозии и предотвращает заедание в узлах уплотнения в процессе эксплуатации. Особенно важное значение имеет хромирование деталей тор- цовых уплотнений для насосов, перекачивающих газовые и неста- бильные бензины, сжиженные газы, кислоты и т. и. В указанных средах хорошо работают уплотнения, детали которых изготовлены из нержавеющих хромоникелевых и хромистых сталей. Т р у щ и е с я п а р ы Материалы. Выбор материалов для основного узла торцового уплотнения —трущейся пары— производят в основном в соответ- ствии с данными табл. 25 и 26. Однако возможны и другие варианты материального исполнения пар трепня. В настоящее время в Гипронефтемаше, а также в заводских условиях проходят успешные испытания торцовые уплотнения, трущиеся пары которых выполнены из следующих материалов: неподвижные втулки -- графит ЛГ-1500-С05 с пропиткой свинцом и оловом, вращающиеся втулки — сталь 9X18 (с закалкой торцов токами высокой частоты до ИRC 50). В заводской практике имеется положительный опыт применения трущихся пар, у которых неподвижная втулка изготовлена из графита ПК-О, пропитанного фсполо-формальдсгндпой смолой, а вращающаяся — из серого чугуна (СЧ 12-28, СЧ 15-32 и др.), сталей марок 45, 40Х, Х5М н даже Ст.З. Следует отметить, что при нормальной работе углеграфита ио металлу изнашивается только углеграфит независимо от соот- ношения твердостей элементов пары. Это позволяет использовать в паре с углеграфитами даже вязкие, мягкие хромоникелевые нержавеющие стали, а также углеродистые стали без наплавки твердыми сплавами. Для трения углеграфита характерна его приработка, в процессе которой коэффициент трепня уменьшается с 0,1—0,15 до 0,04 —0,05 и далее практически остается постоянным. В сильнокислых средах для изготовления одной из трущихся пар можно применять материалы па основе фторопласта-4, которые обладают низким коэффициентом трепня по металлу и надежно служат в условиях сухого трения. Однако при этом нужно обеспе- чить интенсивный отвод тепла, поскольку указанные материалы имеют малую теплопроводность, а их физико-механические свой- ства зависят от температуры. В нейтральных жидкостях, обладающих хорошей смазыва- ющей способностью, в частности в среде нефтепродуктов, в каче- стве материалов для одной из трущихся пар хорошо зарекомеп- 168
дова.hi себя оловяппстыс бронзы мирок Бр.()С5-25, 15р. ОЦС6-6-3, Бр.С'ФЮ-1 п др. Преимущества их по сравнению с углеграфи- гами заключаются в высокой теплопроводности и механической твердости, однако они уступают последним по антифрикционным свойствам. Необходимо, чтобы в паре с бронзовыми втулками работали вращающиеся втулки из материалов, твердость которых должна быть в пределах HR?, 45 - 55, что достигается применением сталей марок Ст.45, Ст.50, 3X13 п IX 13 с последующей их терми- ческой обработкой либо наплавкой торцов вту- лок стеллитом или сормайтом. В последнем случае в качестве материала для втулки можно применять сталь Ст.3. На Омском пефтеиерорабат!шаюшем заводе проводят успешные опыты ио железнеипю тор- цовых поверхностей вращающихся втулок вза- мен наплавки сормайтом. Обработка рабочих поверхностей. Все поса- дочную н центрирующие поверхности деталей должны быть копцептричны. Отклонения допу- скаются в пределах половины допуска па изго- товление. Детали надо выполнять точно по чер- тежам, обеспечивая перпендикулярность, кон- центричность и высокую чистоту обработки рабочих поверхностей. Вращающуюся втулку (рис. 71) оконча- тельно обрабатывают после наплавки сормай- том, если ее рабочий торец подвергают указанной операции . При последующей термической обработке этого торца втулки необходимо предусмотреть соответствующий припуск иа дальней- шую окончательную обработку. Толщина наплавленного слоя сормайта или стеллита по окончании такой обработки должна составлять 2,5-3 мм, пеплоскостность поверхности рабочего торца - не более 0,6 мк, а чистота поверхности — не ниже V12. Чтобы вращающаяся втулка по мере износа рабочих торцов могла без заеданий свободно перемещаться в осевом направлении и самоустаиавливаться, ее поверх пос ль, соприкасающуюся с ре- зиновым уплотнением .выполняют пот проваипоп (желательное по- следующим хромированием). Биение торца А относитетьио новерхпос'п /5 (ем . рис . 71) по должно превышать 0,02 мм. Соблюдение этого требования обес- печивает тючную центровку вращающейся вт улки, что способствует хорошему контакту ее рабочего торца с ответным торцом непо- движной втулки 5. При изготовлении неподвижных рабочих втулок из мягкого материала нужно предусматривать припуск па износ в пределах 4—6 мм. В уплотнениях старой конструкции графитовое кольцо 169
запрессовывают в крышку уплотнения с максимальным натягом 0,07—0,08 мм, что также следует учитывать при обработке. В дан- ном случае графитовое кольцо должно выступать из гнезда втулки на 8 —10 мм. Необходимо, чтобы ширина рабочего торца втулки из мягкого материала была па I -2мм меньше ширины другого рабочего торца. Кромки первого горца должны быть острыми, без фасок и закруг- лений. В противном случае может нарушиться равновесие дей- ствующих в уплотнении сил и, следовательно, его нормальная ра- бота. Притирка рабочих поверхностей представляет собой наиболее ответственную заключительную операцию обработки втулок. При серийном производстве уплотнений притирку производят па специальны,х стайках, обеспечивающих высокую чистоту и исклю- чительную плоскостность притираемой поверхности. Для этих целей обычно применяют модернизированный плоскоиритирочный станок С-15 завода «Фрезер». 13 условиях ремонтных цехов нефте- перерабатывающих заводов притирку рабочих втулок выполняют в основном вручную, что является трудоемкой'’, непроизводитель- ной и дорогостоящей операцией’, или на сверлильном стайке с по- мощью соответствующего приспособления. При ручног i притирке следует придерживаться технологии, разработанной па заводе экспериментальных машин Гнпронефтемаша. Притирку ведут па трех круглых притирочных плитах, изготов- ленных из серого чугуна, диаметром 300 мм и толщиной не более 20—30 мм. Каждую плиту периодически подвергают шабровке, контролируя ее поверхность лекальной линейкой. На первой плите производят предварительную притирку до исчезновения следов токарной обработки. В качестве притирочной смеси используют шлифовальный порошок № 280 со смазкой ке- росином. На второй плите притирку выполняют до тех пор, пока обрабатываемая поверхность не станет серо-матовой. Притироч- ная смесь состоит из мпкропорошка М20 и керосина. Окончательную притирку осуществляют па третьей плите. В притирочную смесь входят: 00% микропорошка М20, 35—38% пыли окиси хрома и 5 З"» стеарина. Указанную смесь нагревают до расплавления стеарина, а затем перемешиванием доводят до кашицеобразной массы. После притирки детали па каждой плите обрабатываемую поверхность тщательно промывают керо- сином. Неплоскостиость поверхности рабочего торца втулки должна быть не более 0,6 мк. Проверку плоскостности притертых поверх- ностей деталей ведут о и т и ч е е. к и м м е т о ;д о м. Он основан на принципе интерференции световых лучей, которые проходят через стеклянную пли кварцевую оптическую плоскопараллельную пластину типа ЛИ (изготавливают в соответствии с ГОСТ 2928-59), наложенную па контролируемую поверхность. 170
Рис. 72, Контроль плоскостности при- тертых поперхностей деталей при по- мощи стеклянной пластины. В результате такого наложения на притертой поверхности появляются кольца Ньютона, которые при дневном свете при- нимают окраску цветов радуги, а при монохроматическом освеще- нии превращаются в темные полосы (рис. 72). Каждое кольцо соответствует нсплоскостиостп около 0,3 мн. Подсчетом числа колец, пересеченных условной радиальной прямой а—а, опреде- ляют пснлоскостпость контролируемой поверхности в радиальном направлении. Расположение колец Ньютона но отношению к точке поворота стеклянной пластины относительно образца позволяет судить о выпуклости пли вогнутости проверяемо’)! поверхности. 11а рис. 72 показано размещение колец Ньютона при повороте пластины вокруг точек б и с: в точке б положение колец отве- чает выпуклой поверхности в данном месте, а в точке е. вогнутой п о в с р -X 11 о с г 11. Соломенный цвет всего об- разца при дневном освещении соответствует отклонению от плоскости на 0,1 —0,2 мк. Контроль плоскостности интерференционным оптическим ме- тодом при помощи стеклянной пластины является довольно про- стым и его следует обязательно внедрять па всех нефтеперераба- тывающих заводах страны. Качество наплавленных поверх ногтей, обработка углеграфито- вых и других втулок. На поверхностях птулок торцовых уплотне- ний, наплавленных твердым сплавом, не .допускается никаких де- фектов - трещин, газовых пор, шлаковых вклпочений. Твердость наплавленных поверхностей должна быть в пределах HRC 40—50 для стеллита ВЗК н 45 55 для сормайта № 1. При изготовлении втулок из углеграфнта на токарных станках применяют резцы с острыми углами между гранями. Во избежание скалывания углеграфнта обточку выполняют таким образом, чтобы резец не выходил за кромку изделия. Пропитку углеграфитовых втулок или гальваническое покрытие медью наружных пове.рхностей этих втулок производят после их токарной обработки. Окончательную операцию но изготовлению втулок — при- тирку их рабочих поверхностей--выполняют аналогично приве- денной выше с некоторыми особенностями: углеграфитовыс кольца притирают без использования абразивных порошков и притироч- ных паст. Притирку осуществляют на тщательно промытых чугун- ных плитах. Па каждую плиту наносят тонкий слой керосина и производят предварительную притирку. Заканчивают ее па со- 171
зершепно сухой плите при максимальной пеплоскостпостп прп- гпраемой поверхности 0,6 мк и чистоте ее не ниже V12. При притирке пластмассовых уплотнительных колец вместо керосина применяют воду. В условиях ремонтных цехов нефтеперерабатывающих заводов качество притирки можно контролировать проверкой сопрягаемых поверхностей «на карандаш». Для этого на рабочие торцы деталей наносят 8—12 радиальных рисок. Затем одну из деталей под мяг- ким нажимом поворачивают относительно другой на пол-оборота. Детали считаются хорошо притертыми, если риски карандаша вытираются по всей окружности. У и л о т ня ю щ и е элемент ы Продолжительность эксплуатации торцовых уплотнений в зна- чительной степени определяется правильным выбором материалов и высоким качеством изготовления уплотняющих элементов. Мате- риалы для уплотнительных колец должны обладать достаточной упругостью и иметь относительно низкий коэффициент трения; их следует выбирать также с учетом масло- и бензостойкости, химической и термической устойчивости колец. В среде светлых и темных нефтепродук- тов с температурой до -| 80 ’ С наиболее работоспособными следует считать резины марок 3825, 3826 и др. При перекачивании нефтепродуктов с температурой до 200е С рекомендуются резиновые смеси, изготовлен- ные па основе ((пористого каучука СКФ-32. К ним относятся резины марок ИРП-1225 и ИРП-1287 Ленинградского завода РТИ. Резина ИРП-1225 устойчива при нормаль- ной и повышенной температурах к действию многих растворителей (вода—гексан, три- хлорэтап, трихлорэтилен, хлор и днхлор- бензол, стирол, толуол, этиловый спирт, нитробензол и др.), щелочей и кислот, топ- лив и масел. Резину указанной марки выпу- скают в виде кусков сырой вальцованной 6 мм. Детали из этой резины после вулкани- зации подвергают термостарепию при 200'' С. Достаточной стойкостью к действию бензола п толуола обла- дает [резина ИРП-1287 (па основе фтористых каучуков), а к дейст- вию ацетона стойки силиконовые резины ИРП-1265 и ИРП-1266 Ленинградского завода РТ11. 172 Плоскость разъема фосс-формь) Рис. 73, Резиновое уп • л от! 111тел ы юе кол ьцо: D -- внутренний диаметр смеси Ti пой 3 -
Для торцовых уплотнений, работающих в агрессивных средах с температурой до 260 С, уплотняющие элементы выполняют из фторопласта-4. Резиновые уплотнительные кольца обычно делают круглого сечения, а уплотнения из фторопласта-4 — клиновидной формы. Кольца круглого сечения из резины должны иметь гладкую и ровную поверхность без раковин, выступов и заусенцев. С этой целью плоскость разъема пресс-формы для уплотнительных колец следует располагать под углом 45° относительно их оси (рис. 73). Чистота обработки пресс-формы должна быть не ниже V8 (это требование относится ко всем пресс-формам, независимо от материала, из которого выполнено кольцо). При назначении раз- меров пресс-форм надо учитывать усадку резины: для резины 3826 усадка составляет 1,5%, для резины ИРП на основе фтористого каучука — 2,5—3%. II р у ж п и ы При работе пружин в химически нейтральных жидкостях в качестве материалов для их изготовления применяют углеро- дистые и малолегироваппые стали марок 60Г, 60СГ, 4X13 и др. В коррозионноактивных средах используют пружины из указан- ных сталей с покрытием резиной, фторопластом, полиэтиленом и другими пластмассами, а также из нержавеющих сталей марок Х18Н9Т, X17H13M3T и т. д. (проволоку подвергают предвари- тельной поверхностной нагартовке). В условиях ремонтных цехов навивку пружин производят на токарном станке на специальной оправке. Часто применяют пружины следующих размеров: диаметр проволоки 5 жл/, шаг в свободном состоянии 22 мм, число рабочих витков 4—5. Необходимо, чтобы пружины не имели выпучиваний, трещин и других дефектов. Взаимная нспараллельпость торцов пружины, а также их перекос относительно оси не должны превышать 0,5мм, что достигается шлифовкой торнов до чистоты обработки не ме- нее V7. Если в торцовом уплотнении имеется несколько пружин, то разность их высот не должна превышать 0,2 мм. По внутреннему и наружному диаметрам пружины проверяют специальными калибрами, сделанными с точностью до 0,05 мм. Шаг пружины должен быть строго одинаковым. Другие де т а л и Материалы для изготовления гильз, нажимных и упорных втулок, упорных и клеммовых колец, корпусов, штифтов и дру- гих деталей также выбирают в зависимости от свойств среды, в которой должно работать торцовое уплотнение. В ремонтных цехах гильзы обычно выполняют из поковок или старых печных труб н окончательно обрабатывают только по 173
гнутрсипим посадочным размерам. По наружному диаметру остав- ляют припуск па шлифовку примерно 0,1—0,15 мм на диаметр. Шлифовку производят по окончании сборки ротора. После шли- фовки гильзы желательно хромировать тонким слоем. При изготовлении нажимной втулки (где опа имеется) для соблюдения требуемых концентричности и перпендикулярности Рис. 74. Нажимная втул- Рис. 75. Крышка унлот- ка. пения. поверхности А, В и С (рис. 74) следует обрабатывать с одной уста- новки. Аналогично необходимо осуществлять обработку поверх- ностей С и £ (см. рис. 75) крышки уплотнения (в уплотнениях старой конструкции). Графитовое кольцо нужно запрессовывать с. максимальным па- тягом 0,07—0,08 (рис. 75). Перед запрессовкой и,а жп мп у ю втулку рекомендуется нагреть до 150 -200 С. После запрессовки кольца производят окончательную обработку поверхностей А , С и D с одной установки. При этом графитовое кольцо должно выступать из гнезда втулки па 8- 10 мм. Сборка и испытание уплотнений Общие у к а з а и и я Перед сборкой каждую деталь торцового уплотнения очищают , промывают в керосине и подвергают всестороннему контролю. Окончательной сборке подлежат лишь детали без. каких-гибо дефектов или отклонений от чертежей. Прежде чем установить деталь, необходимо промером прове- рить зазоры между сопрягаемыми деталями. Зазоры между гиль- зой (валом) и подвижными деталями должны быть в пределах 0,15-0,20 мм па сторону, а зазор между неподвижной втулкой и гильзой (валом) - 0,3 -0,5 мм па сторону. Г’4
кольца, а для —>4 Ь Рис .76 .К?ш wt иод уплотни- тельное1 кольцо. В процессе сборки следует удостовериться в том, что враща- ющаяся втулка (в уплотнениях старой конструкции — враща- ющаяся и нажимная втулки) свободно перемещается под действием пружины (пружин) в осевом направлении, а также легко самоуста- паплпвается. Кри монтаже вращающихся и неподвижных втулок резиновые уплотнительные кольца должны выдержать предусмотренное об- жатие, а также требуемый натяг. Уплотнительные кольца для узлов аксиально подвижных рабочих втулок при .монтаже уплот- нения нужно обжимать в среднем на 5% диаметра аксиально неподвижных — на 10%. При большей степени обжатия сочленение рабочей втулки с кольцом становится излишне жестким, и втулка теряет способность самоустанавлнваться. При обжатии менее чем па 5% не исключена возмож- ность нарушения герметичности соединения. Величину натяга каждого кольца принимают равной I т. е. внутренний диаметр кольца D в свободном состоянии должен быть иа 1— 3% меньше диаметра D, капавкп (проточки) под кольцо, а ширина ее /> (рис. 76) па 1—2 мм больше диаметра резинового шнура (рис. 76). В собранном па гильзе уплотнении при макси- мальном рабочем сжатии пружины витки ее не должны касаться один другого. Специальные штифты, передающие вращатель- ное движение от гильзы (вала) па вращающуюся рабочую втулку, следует надежно закреплять в г жимной втулке . Опп должны легко, без заеданий в ветствующпе пазы вращающейся втулки при различных ее поло- жениях. IlliioiiKii (где они имеются) необходимо пригнать к гильзам вала в пределах допусков иа подвижное соединение детален’: Боковые поверхности шпонок шлифуют, устраняют риски, за- усенцы, вмятины и зазубрины. Смещение каждой шпонки относп- гел яю оси вала допускается не более чем па 0,02 мм. Удары ио дета/лям при сборке и разборке уплотнений вс раз- решаются. Рабочие горцы втулок должны быть смазаны. Перед сборкой уплотнений насос необходимо разобрать и проверить ротор без гильз па биение, которое не должно превы- шать допустимые величины. На это надо обращать особое внима- ние, поскольку условия эксплуатации ротора насоса с торцовыми уплотнениями ухудшаются, что объясняется значительным увели- чением расстояния между опорами вала (опора в сальниках отсут- ствует) и, как следствие, большим его прогибом. Возможны случаи, когда ротор, хорошо работающий в сальниковой набивке, начи- нает вибрировать при установке па насосе торцовых уплотнений. 175 [льзе или на- копить в COOT-
Далее проверяют биение ротора при смонтированных гильзах уплотнений. Если биение ие превышает допустимые величины, гильзы снимают и хромируют. При переводе насоса па торцовые уплотнения впервые нужно проверить чистоту привалочпой поверхности торца сальниковой камеры и перпендикулярность его оси насоса по двум взаимно перпендикулярным диаметрам. В противном случае возможны перекос неподвижной уплотнительной втулки по отношению к по- движной и нарушение герметичности соединения. Сборка у и л о т и е и и й Одинарные уплотнения типа УТО (см. рис. 65). По окончании проверки псе детали уплотнения промывают в керосине и смазы- вают чистым машинным маслом. В центробежных насосах с вер- тикальным разъемом корпуса эти детали монтируют после уста- новки г. нем ротора (перед монтажом подшипников). В начале сборки устанавливают па место упорную и нажимную втулки (с надетыми па них пружинами) п вращающуюся втулку с вставленным в нее упругим кольцом. Чтобы облегчить совмеще- ние пазов на втулках со шпонками или стопорными винтами гильзы, положение осн винтов фиксируют риской на конце гильзы. Затем надевают неподвижную пажпмпую втулку (крышку уплот- нения) вместе с иароиитовой. прокладкой и легким нажимом про- веряют подвижность всех детален'!. Крышка каждого уплотнения должна входить в сальниковую камеру до упора в ее привалочпую поверхность. После этого крышки обоих торцовых уплотнений схватывают на шпильки и уплотнения оставляют в расслабленном состоянии .Окончатель- ную затяжку крышек производят после монтажа опорных и ра- дналыю-упорных подшипников в центровки агрегата .Затяжка должна быть равномерной, без перекосов. Особое внимание сле- дует обращать па установку ротора точно в среднее положение в осевом направлении и полное устранение осевого люфта . Центровку собранного агрегата нужно осуществлять очень тщательно. В случае, насосов с горизонта.' явным разъемом корпуса уплотнение полностью соонрают па роторе перед его монта- жом в корпусе, при этом облегчаются процессы сборки п конт- роля. В горячих консольных насосах сборку торцового уплотнения на роторе производят по окончании сборки корпуса подшипника. После полной сборки уплотнения устанавливают крышку насоса, па ротор надевают рабочее колесо и весь узел в сборе закрепляют па корпусе насоса. Для холодных консольных насосов порядок сборки тот же, по корпус насоса монтируют, закончив сборку торцовых уплотнений, затем па ротор надевают рабочее колесо и весь узел в сборе крепят к корпусу подшипников. 1 76
Одинарные уплотнения, монтируемые на валу насоса, (см. рис. 66—68). Особенностями этих уплотнений являются отсут- ствие. гильзы п сборка их непосредственно на валу насоса. При сборке уплотнения до монтажа ротора в корпусе подшип- ников на вал насоса следует установить упорную втулку 1 (см. рис. 67). По окончании монтажа ротора в корпусе насоса после- довательно устанавливают пружину 2, нажимную втулку 3, уплотняющее кольн.о 4 и вращающуюся рабочую втулку 5. После проверки правильности сборки и аксиальной подвижности деталей монтируют крышку уплотнения 6 с запрессованной в пей непо- движной втулкой 7. Правила установки крышки такие же, как и для уплотнения типа УТО. Монтаж описываемых уплотнений (см. рис. 68) полностью про- изводят до центровки насоса. Порядок сборки этих уплотнений ясен из чертежа. Одинарные уплотнения конструкций Гипронефтемаша. Пред- ставляют собой, как указывалось ранее, самостоятельный узел, монтируемый на валу насоса в сборе. Поэтому необходимо отдельно рассмотреть операции сборки указанных уплотнений и установки их па вал насоса. Уплотнения типов ТВ, ТП и Т (см. рис. 63). Порядок сборки уплотнения типа ТВ следующий. Сначала в корпусе 17 устанав- ливают лабиринтную втулку 4, в которую предварительно запрес- совывают два штифта 18. Затем на уплотнительном кольце 2 в кор- пусе 17 монтируют неподвижную втулку 3 так, чтобы выступа- ющие штифты втулки 4 вошли в пазы втулки 3. Далее штифты 18 запрессовывают в импеллер 15, который в свою очередь напрессо- вывают на гильзу 9. В отверстия вращающейся втулки 13 закла- дывают пружины 14. Уплотнительное кольцо 7 заводят в канавку на гильзе и уста- навливают втулку 13 таким образом, чтобы штифты вошли в ее отверстие. При этом необходимо удостовериться в том, что враща- ющаяся втулка свободно перемещается в осевом направлении под действием пружин. Затем гильзу вместе с собранными на пей де- талями заводят в корпус, где расположена неподвижная втулка. В канавку гильзы закладывают уплотнительное кольцо 6, наде- вают на нее клеммовое кольцо 5 до упора и закрепляют его вин- том 8. Потом гильзу слегка оттягивают за данное кольцо и уста- навливают монтажную скобу 10. Сборка уплотнений типов ТП и Т аналогична сборке уплотне- ния типа ТВ с несущественными изменениями, так как в уплот- нениях ТП холодильник заменен переходником, а в уплотнении Т вместо импеллера установлено упорное кольцо. Уплотнение типа ТК (рис. 62). Сборку его начинают с монтажа неподвижной втулки / на уплотнительном кольце 7 в корпусе 18, предварительно запрессовав в него лабиринтную втулку 2. Затем в гпчьзу 16 запрессовывают штифты 11 и далее последовательно I- М. Л. Берлин 177
надевают на нее первое упорное кольцо 13, пружину 12 и второе упорное кольцо. После этого пружину сжимают, в канавку па гильзе заводят пружинное 14 и уплотнительное 10 кольца и ста- вят вращающуюся втулку 9 так, чтобы штифты вошли в ее пазы. Гильзу вместе с собранными на ней деталями заводят в корпус, в котором находится неподвижная втулка. В канавку гильзы должно быть предварительно заложено также уплотнительное кольцо 3. Потом на гильзу до упора надевают клеммовое кольцо 4, закрепляют его винтами 20, слегка оттягивают гильзу за это кольцо и устанавливают монтажную скобу 21. Установка уплотнений в насосах описана в следующем разделе. Двойные уплотнения. Рассмотрим сборку уплотнений для пропановых насосов и конструкций Гипронефтемаша, а также монтаж этих уплотнении в насосах. Особенности сборки уплотнений для пропановых насосов. В на- сосах типа КВН уплотняющие бронзовые втулки не вращаются и уплотнение осуществляется за счет прижатия их пружинами и давлением масла к притертым торцам бурта вращающейся гильзы вала. При сборке таких уплотнений необходимо, чтобы биение торцовых плоскостей бурта не превышало 0,015 мм, уплотняющие бронзовые втулки свободно перемещались по направляющим су- харям под действием пружин, резиновые кольца плотно облегали п полностью заполняли пазы, а также не имели шероховатостей и давали хорошую упругую деформацию. Сборку производят в следующем порядке. Сначала неподвиж- ную упорную втулку в сборе с пружиной п задней уплотняющей бронзовой втулкой вставляют до упора в корпус уплотнения. Затем надевают рубашку вала, которую стопорят на нем гайкой и шпонкой. В последнюю очередь па рубашку надевают переднюю бронзовую уплотняющую втулку в сборе с пружиной и крышкой корпуса уплотнения. Уплотнения конструкции Гппронефтемаша. Разберем сборку уплотнений типов ТД п ТДК. У п л о т п е п и е т и и а ТД (см. рис. 64) собирают гак же, как уплотнения типов ТВ и Т. Исключение составляют (см. рис. 64) дополни тельная ус тановка па гильзе пружин 3, враща- ющейся втулки 6 и уплотнительного кольца 4, а также монтаж в переходнике 5 па уплотнительном кольце 8 неподвижной втулки 7. При этом последняя должна быть установлена гак, чтобы в ее пазы вошли запрессованные в переходник штифты 9. Затем переходник вместе с неподвижной втулкой и уплотнитель- ными кольцами помещают в корпус 1 и крепят с помощью винтов 10. У п л о т п е п и е т и и а ТДК (рис. 77). Сбоцку начинают с установки неподвижной! втулки 4 в корпус 12 па уплотнитель- ном кольце 3 гак, чтобы запрессованный в корпус штифт 8 вошел в паз втулки. Аналогично монтируют неподвижную втулку 16 в крышке 15. 178
В гильзу 5 запрессовывают штифты 8, надевают па нее уплот- нительные резиновые кольца 1 и 2 и устанавливают одну враща- ющуюся втулку 10 таким образом, чтобы штифты гильзы вошли в пазы втулки. Затем гильзу с кольцами и одной втулкой заводят в корпус уплотнения. После этого монтируют пружину 11 и дру- гую вращающуюся втулку. Далее крышку 15 вместе с неподвиж- ной втулкой и уплотнительным кольцом устанавливают в корпус 12 п крепят с помощью винтов 18. I’iic. 77. Сборки уплотнения тип,я ТДК. Между крышкой! и корпусом помещают паропптовую про- кладку 14 пли резиновое кольцо круглого сечения. На гильзу надевают' до упора клеммовое кольцо 6, закрепляют его винтом 17, слегка оттягивают гильзу за эго кольцо и устанавливают мон- тажную скобу 7, которую крепят впитом 1). В конце сборки в кор- пус 12 вворачивают шт уцер 18 для подвода уплотняющей жидкости. У с т а п о в к а у и л о т и е и и й в насос. Уплотнения конструкций Гппропефтемаша надевают на вал насоса до сборки подшипников. Однако окончательную установку их производят по окончании монтажа подшипников и центровки агрегата. Перед установкой торцового уплотнения в насос необходимо посадочную поверхность вала смазать серебристым графитом, за- мешанным па машинном масле или глицерине (для облегчения 12* 179
последующего съема уплотнения). Во избежание проскальзывания клеммового кольца относительно вала насоса нужно обезжирить и обязательно протереть насухо внутренние поверхности кольца и вала в месте их сопряжения. После окончательного монтажа подшипников и центровки агрегата корпус уплотнения крепят к торцовой (привалочной) поверхности сальниковой камеры насоса с помощью шпилек и колпачковых гаек. До установки в эту камеру уплотнения типа ТВ монтируют холодильник вместе с уплотнительным резиновым кольцом, само же уплотнение устанавливают непосредственно в центрирующей выточке холодильника. Далее посредством винта и гайки па валу насоса надежно закрепляют клеммовое кольцо, которое ставят вплотную к торцу гильзы, снимают монтажную скобу и устанавливают ограждение. Монтаж уплотнения на насосе заканчивают установкой шту- церов п обвязкой! трубопроводами по соответствующей схеме, зависящей от типа уплотнения. И с ц ы т а и п е у н л о т н е п п й Испытание торцовых уплотнений, как правило, производят непосредственно на насосах. Однако на ремонтных базах крупных нефтеперерабатывающих заводов, изготавливающих значитель- ное число торцовых уплотнений, следует иметь специальные испытательные стенды конструкции Гипроиефтемаша, чтобы обес- печить высокое качество изделий. В этом случае испытания осу- ществляют по методике Гипроиефтемаша. Остановимся несколько подробнее на испытаниях торцовых уплотнений, проводимых непосредственно на насосах. Одинарные уплотнения. Торцовое уплотнение, смонтирован- ное на валу насоса, опрессовывают на рабочее давление перека- чиваемым продуктом в течение 10—15 мин (насос выключен). При опрессовке необходимо несколько раз провернуть от руки ротор насоса для проверки легкости его вращения, правильности сборки, отсутствия заедания и утечки жидкости. Обнаруженные дефекты устраняют и уплотнение опрессовывают повторно. В про- цессе опрессовки утечка перекачиваемой жидкости между тор- цами рабочих втулок не должна превышать пяти капель в минуту. После опрессовки торцовое уплотнение обкатывают при нор- мальной эксплуатации насоса в течение 4 ч. При этом максималь- ная утечка жидкости не должна превышать 10 капель в минуту (около 30 см'!/ч), насос должен работать без вибрации и шума. Если утечка выше допустимой и за 1,5 ч не уменьшается, то уплот- нение снова разбирают, выясняют и устраняют дефекты. Двойные уплотнения. Испытание и обкатка этих уплотнений имеют следующие особенности. Опрессовку производят на давле- ние, превышающее на 20% рабочее. При хорошем качестве сборки 180
yiuK тпеппя утечки масла как в корпус насоса, так л наружу отсут- ствуют. Перед обкаткой птсост с собранным уплотнением необходимо наладить циркуляцию масла через его корпус, давление масла должно быть на 0,5—1,5 кгс/см2 больше, чем давление перед уплот- нением. В период обкатки утечка масла через уплотняющую пару не должна превышать 10 —15 капель в минуту (порядка 30 слИ $ , а температура циркулирующего масла на выходе из уплотнения не должна быть более 45" С. Нельзя допускать также попадания перекачиваемого продукта в масло. Неполадки в работе уплотнений О д и н а р п ы е у и л о т и е и п я Основные неполадки в работе одинарных торцовых уплотне- ний, возможные их причины п способы устранения описаны в табл. 30. Т и б Л и и 30. Неполадки н рабо/пе одинарных шорцивых уплотнении' I I I СПОЛ Л 'ХКП Возможные прич и иы Способ устранения Периодический пропуск продукта Постоянный про- пуск продукта Большой осевой разбег ротора Газовая пробка н напор- ном трубопроводе Задиры графитовой втул- ки Перекос корпуса уплот- нения при монтаже Биение гильзы папа Плохо притерты тру- щиеся пары Неправильная запрес- совка или установка непод- вижных втулок Перекос трущихся по- верхностей и задиры на них Увеличенный износ тру- щихся поверхностей из-за продолжительной эксплу- атации уплотнения или его работы всухую, а также на- личия в перекачиваемой жидкости взвешенных ча- стиц Проверить и исправить Остановить насос, уда- лить газовую пробку дре- нированием липни и вновь пустить насос Утечка продукта само- устраняется при последу- ющей работе насоса Ликвидировать перенос Разобрать насос, про- верить биение ротора и устранить его Разобрать уплотнение, уточнить дефект и устра- нить его При сильном прежде- временном износе рабочих втулок необходимо про- верить систему циркуля- ции жидкости и охлажде- ния, а при наличии взве- шенных частиц в перека- чиваемой жидкости - - установить фильтр 181
П /юдо.гженкс niciu.i. 30 Неполадки Постоянный про- пуск продукта Мгновенный силь- ный пропуск иро- ду кта Быстрый износ тру- щихся поверхностей Сильно греется уп- лотнение Коррозия деталей уплот- нения Коробление торцовой по- верхности вращающейся втулки Отсутствие контакта меж- ду трущимися поверхностя- ми (для уплотнения ОНПЗ) вследствие неправильного положения паза для специ- ального винта нажимной втулк и 1 Иное резинового кольца Износ трущихся пир Проворачивание непод- 15 и ж 11 о й у и л от 11 и тел иной втулки Поломка пл и леправ и л ь - ный расчет пружины Неправильный выбор ма- териала Не работает узел разгруз- ки корпуса уплотнения Неправильный выбор ти- на уплотнения Плохо закреплено клем- мовое кольцо Засорилась система ох- лаждения пли циркуляции Разобрать уплотиечкк; уточнить дефект и ликви- дировать его заменой из- ношенных детален Проверить и исправить ?/точнпть неисправность и ликвидировать ее II р и м еч а 1) и г. Нрп настоянном л а]) у in en 11 н герштнч nor in уплотнения c.'ir щ-т nioiw. притереть рабочие торцовые поперvпости . Д И О Й II Ы I' У II Л о г и С II II я Особенностью двойных торцовых уплотнении является уве- личенный расход масла при нарушениях в их работе. Кроме неполадок, общих с одинарными уплотнениями, при эксплуа- тации двойных уплотнений возможны пенолаукн , описанные и табл. 31. 182
Та б л и ц и 31. Неполадки в работе двойных торцовых уплотнений I к'поладки Возможные причлны Способ устранения [ кшышеп 111Л11 [KIC- ход масла Bci 1с 1111нанпо п раз- жижение масла Разрыв диафрагмы диф- ференциального клапана Утечка масла н перека- чиваемую среду из-за не- плотной запрессовки внут- ренней неподвижной втулки или неправильной работы трущейся нары (см. табл. 30) Низкое давление масла в камере уплотнения Пропуск продукта в .мас- ло в период пуска пасост Заменить диафрагму Разобрать уплотнение, вып рев_о пять втулку и вновь запрессовать ее Увеличить давление масла до давления, пре- вышающего рабочее на 0,5—1,5 кгс/at2 Перед пуском насоса под- держивать д явление масл'к па 2,5 кгс/с.ч'2, больше ра- бочего давления СИСТЕМЫ СМАЗКИ И ОХЛАЖДЕНИЯ Систему смазки, или масляную систему, под давлением имеют только турбины ОР-ЗОО и агрегаты — насос КВН с турбиной ОК-500 или ОР-ЗОО. В других центробежных насосах используют смазку разбрызгиванием, а в поршневых — от паровых масленок или лубрикаторов. В последнее время находит применение также групповая масленка для централизованной' смазки поршневых насосов. Ее целесообразно использовать при значительном числе этих насосов, установленных в одной пли смежных насосных. Основное требование, предъявляемое к масляной системе, работающей под давлением, - абсолютная ее герметичность. Для правильного распределения масла между подшипниками в агрегате насос КВ I [—ту рои на (Ж-500 па входах в подшипники па фланцах маслопровода размещают дроссельные шайбы сле- дующих диаметров: на первом от маслопаеоса подшипнике 0,8 мм, па втором - 1 мм, па третьем (первом у турбины) - 1,2 мм, на четвергом 1,4 1,5 мм. 11а выходе из подшипников агрегата смонтированы фонари для наблюдения за движением масла, а па всех остальных насосах — указатели уровня масла в корпусе подшипников. Система охлаждения. В холодных центробежных насосах эта система служит для охлаждения п.\ сальников и подшипников. Воду подводят также к нажимным втулкам сальников для их уплотнения. В горячих поршневых насосах воду подают только па охлаждение сальников. В случае горячих центробежных 183
lacocon води поступает, кроме того, па охлаждение станины, что щедохрапяет ее от коробления п, следовательно, от нарушения сопспостп насоса и станины. Охлаждающую воду подводят к охлаждаемому узлу снизу । картер подшипника, корпус салышка, станина и т. д.). Благодаря ттому вся охлаждаемая полость за по? шлется водой, п обеспечи- вается падежное охлаждение детали. Неполадки в работе масляной системы С и с т е м а е м а з к и п о д д а в л е п и е м Ниже рассмотрены нарушения, происходящие при эксплуата- ции системы смазки, возможные причины и способы их устранения . 1. Недостаточное давление масла. Причины: неплотности по фланцах на всасывающем трубопроводе от масляного бака к насосу — устраняют подтяжкой болтов пли сменой прокладок па фланцах; излишне плотная сетка на приемном фильтре или его засорен- ность — необходимо прочистите. фильтр или заменить сетку; большие сечения дроссельных шайб на входе в подшипники, а также значительные зазоры между шейками вала и вклащьипамп подшипников следует перезалить подшипники; неправильные показания манометра — надо проверить в за- менить манометр; «прохват» масляного насоса из-за низкого уровня масла в баке— нужно долить масло в бак. 2. Выбивание масла из подшипников. Причины: зазор в стыке между крышкой и нижней половиной корпуса в непосредственной близости к маслоотбойным кольцам вследствие деформации крышки из-за излишнего натяга между ней и вкла- дышем — необходимо уменьшить натяг (см. стр. 96) либо по- ложить в зазор асбестовый шпур пли шерстяную нитку, смоченную и разведенном шеллаке; большие зазоры между гребнями маслозащитных колец под- шипников и маслоотбоппых колец вала (нормальные зазоры в на- сосе КВН-55 для переднего подшипника 3,4 + 0,15 мм и 5,5 + Н 0,15 мм, считая от полумуфгы, для заднего подшипника 5 + 1: 0,15 мм) следует заменить маслоотбойпые кольца; переполнение корпуса подшипника маслом, которое начинает переливаться через гребни маслозащитпых колец и выбрасываться наружу по валу насоса, надо проверить сливной трубопровод и величину отверстия дроссельной шайбы па входе масла. 3. Обводненность масла. Причина: пропускают маслоохлади- тель или маслохолодилышкп в подшипниках - устраняют под- вальцовкой, сменой трубок маслоохладителя пли маслохоло- дильников. 184
4. Масляный насос не качает масло. Причины: недостаточная скорость вращения ротора насоса — увеличить число оборотов (масляный насос устойчиво работает при п > > 600 об/мину, низкий уровень масла в баке — необходимо долить масло в бак; сильный подсос воздуха на входе в масляный насос — сле- дует найти неплотность и устранить ее; масляный насос не был залит маслом надо залить масло пря- мо в работающий насос. С м а з к а и ]> н п о м о щ и м а с л о р а з б р ы .з г и в а ю щ н х к о л е ц Общими причинами плохой работы системы смазки являются обводненность или загрязненность масла, плохое его качество, применение масла неподходящей марки. Поэтому для масла, за- ливаемого в насос, необходимо иметь данные лабораторного ана- лиза или паспорт. Большинство центробежных насосов нефтеперерабатывающих заводов работает па машинном масле марок С и СУ; а насос КВН-55 X 180 — на масле марки «турбинное Л». Во всех случаях, когда для устранения дефектов при эксплуатации системы смазки нудна хотя бы частичная разборка насоса или масляных трубо- проводов, насос должен быть выключен. Ремонт систем и их обслуживание При смазке разбрызгиванием через каждые 700--750 ч ра- боты насоса следует заменить масло, промыть картеры подшип- ников керосином и насухо их протереть. Необходимо также тща- тельно осмотреть маслоразбрызгивающие кольца; на них не должно быть трещин, следов износа, задиров. При смазке под давлением во время каждой остановки насоса нужно разобрать н промыть все масляные трубопроводы, вскрыть и прочистить маслоохладитель, очистить приемную сетку, спустить масло из картеров, промыть их керосином и тщательно протереть, очистить и промыть в керосине масляный фильтр. Масло следует менять через каждые 2000 ч работы насоса. При этом масляный бак тщательно промывают керосином и насухо протирают. Трубопроводы системы охлаждения разбирают и продувают воздухом или паром через каждые 4300—4500 ч работы насоса; всю систему охлаждения промывают 5—10%-пым раствором соля- ной кислоты, ппгпбитированпой формалином, через 8000 - 9000 ч работы насоса. 185
СБОРКА НАСОСОВ Общие указания Установка роторов и корпусов насосов. После проверки и ремонта собирают ротор насоса. Перед монтажом ротора следует убедиться в отсутствии в корпусе насоса посторонних предметов, прочистить п промыть керосином сто внутреннюю полость. Роторы холодных насосов с горизонтальным разъемом (см. рис. 16), работающие, как правило, в подшипниках скольжения, устанавливают в корпус в собранном виде. Аналогично уклады- вают роторы п во внутреннем корпусе горячих двухкорпусных насосов (см. рис. 14). В тех случаях, когда в процессе ремонта холодных насосов был заменен вал, ратиалыю-упориые подшипники устанавливают па вал после укладки ротора в корпусе. Монтаж этих подшипни- ков и полумуфт на вал горячих двухкорпусных насосов произво- дится после сборки наружного корпуса. Перед укладкой ротора в нижней половине корпуса холод- ного насоса или внутреннего корпуса горячего двухкорпуспого насоса устанавливают нижние половины вкладышей" промежу- точных подшипников и диафрагм. При этом особое внимание сле- дует обращать на посадку уплотняющих колец и промежуточных подшипников в гнездах верхней и нижиеп частей корпуса и па состояние поверхности их разъема. Указанные кольца и подшип- ники в холодных насосах обычно устанавливают скользящей посадкой по третьему классу точности, а в горячих — ходовой посадкой по второму и третьему классам точности. Посадочные места корпуса, колец и подшипников не должны иметь забоин и заусенцев; их следует зачистить п промыть керосином. Необходимо, чтобы плоскости разъема колец и подшипников были притерты и точно совпадали с плоскостью разъема корпуса, что проверяют при помощи щупа и специальной линейки. Щуп размером 0,03 мм не должен проходит ь между плоскостью разъема корпуса и линейкой, расположенной на плоскости разъема колец н подшипников. Кольца с вертикальным разъемом должны точно входить в соответствующие выступы гнезда. Ротор укладывают на нижние вкладыши уплотняющих колец н промежуточных подшипников. В данном случае надо проверить, чтобы па роторы горячих насосов в опредегтонных местах были надеты уплотняющие кольца корпуса, а па роторы холодных насосов, кроме того, грундбуксы и нажимные втулки сальни- ков (их можно монтировать и при собранном насосе), маслоотбой- ные кольца н соответствующие крышки подшипников. После установки ротора в корпус, холодного насоса сначала юдгоняют вкладыши подшипников скольжения по постелям их юрпусов, а затем (если производилась смена пли перезаливка 186
вкладышей) баббитовую заливку ио шейкам вала. При этом сле- дует все время проверять положение ротора относительно оси корпуса. Шабровку баббитовой заливки осуществляют так, чтобы одно- временно с нормальными зазорами между валом и вкладышами обеспечивалось совмещение оси ротора с осью корпуса насоса, [сели вкладыши не перезаливали, ограничиваются проверкой соосности ротора и корпуса насоса. Далее контролируют зазоры в проточной части насоса и между ротором п груидбуксой. При правильной сборке подшипников зазоры па сторону должны быть одинаковыми по двум взаимно перпендикулярным диаметрам. Обязательна также проверка осе- вого разбега ротора и легкости его вращения. В холодных консольных насосах (ем. рис. 22) ротор вставляют в корпус через отверстия корпуса по;дишпиикои п салыпщы кор- пуса насоса, а в горячих (см. рис. 21) через отверстия корпуса подшипников и сальиицы крышки корпуса насоса. Перед монтажом ротора на вал должны быть надеты нажимная втулка сальника, маслоотбойное кольцо, .задняя крышка под- шипника скольжеппя, опорный подшипник н маслоразбрызгп- вающне кольца. Защитная гильза, рабочее колесо, радиально- упорные подшипники и полумуфты насаживают па вал после размещения ротора в корпусе, холодного или в крышке горячего консольных насосов. При сборке горячих двухкорпусных насосов после установки ротора в нижнюю половину корпуса монтируют верхние поло- вины подшипников п уплотняющих колец и верхнюю часть вну- треннего корпуса. Правильная установка последней обеспечи- вается контрольными коническими штифтами и равномерной за- тяжкой гаек по диагонали. Переднюю крышку наружного корпуса монт ируют по окончании сборки внутреннего обычно вместе с кор- пусом подшипника. При этом надо следить за правильным поло- жением прокладки между корпусом и крышкой’ насоса. Собранный внутренний корпус вставляют затем при помощи тали в наружный корпус. Для отделения полости всасывания от полости нагнетания в обоих корпусах насоса сделаны вертикаль- ные приваленные поверхности. При сборке внутреннего корпуса в наружном эти поверхности тщательно зачищают и между ними (в зависимости от температуры продукта и среды) ставят паронн- товую или асбоалюминпсвую прокладку. Крепление внутреннего корпуса к наружному производят шпильками, проходящими через переднюю крышку насоса. Гнезда для шпилек закрывают специальными пробками, которые необ- ходимо тщательно предохранять от пригорания. Далее устанав- ливают заднюю крышку с корпусом заднего подшипника и про- веряют осевой разбег и легкость вращения ротора от руки. После этого на вал надевают нажимные втулки сальников и приступают' 187
к подгонке подшипников скольжения, одновременно центрируя ротор в радиальном положении. В горячих двухступенчатых насосах (см. рис. 14) ротор вместе с диафрагмой вставляют в корпус через его вертикальный разъем. Для этих насосов весьма кропотливой и ответственной операцией является центровка диафрагмы в корпусе. В месте уплотнения диафрагму прижимают к корпусу двумя выхо- Jnc. 78. Посадка диа- фрагмы двухступенчатого 'орячего насоса в кор- пусе: ', 3 — скользящие посадки ю третьему классу точности; 1 — зазор на диаметр 0,5 — 0,6 мм. дящими наружу фасонными установоч- ными шпильками, осп которых эксцен- тричны относительно оси отверстий в ней (рис. 78). Поэтому при завинчивании шпи- лек диафрагма прилегает к буртику вну- три корпуса насоса. Затяжка шпилек должна быть абсолют но равномерной, для чего ее проводят нопсре.меппо па одно и то же число оборотов (по два-грп оборота). При правильном монтаже, диафрагмы ис- ключаются перекосы и гарантируется ее концентричное положение в насосе ио отно- шению к ротору. Чтобы предохранить шпллькЕ! от возможного пригорания, при каждой разборке насоса их необходимо «расходить», промыть в керосине и перед тем, как поставите) 112 место, сбязатезто смазать графитом. Закончив центровку диафрагмы, монти- руют крышку корпуса, проверяют осевой разбег и легкость вращения ротора, на вал надевают фонари сальников, нажимные втулки, маслоотбойные кольца, заднюю крышку корпуса передних подшипников и переднюю крышку корпуса задних подшипников. После выполнения указанных операций и тщательной про- мывки опорных подшипников качения в бензине их устанавливают на вал. Посадочные места его также промывают керосином. В данном случае обязательно промеряют действительные размеры посадочных мест подшипников и вала и определяют фактический зазор — натяг. Если он не соответствует типу посадки , вал необ- ходимо заменить илы отремонтировать. Для свободного надевания на вал подшипники следует нагреть до 90—100° С в специальной масляной ванне, обогреваемой па- ровым змеевиком, пли в крайнем случае непосредственно паром при помощи шланга. Внутренняя обойма подшипников должна упираться в кольцо, ”станавлнваемое между ней и буртиком вала, и зажиматься рас- порной втулкой и гайкой с пружинным замком, не. допускающим .88
самоотвинчивание гайки. Ширина кольца должна быть такой, чтобы крышку корпуса подшипников можно было легко поставить иа место. При посадке подшипников качения на вал усилие нужно передавать лишь через внутреннюю обойму, а'ири посадке в кор- пус — только через наружную. Далее монтируют корпус подшип ников, Доедиияемый с корпу- сом насоса посредством болтов, которые следует затягивать рав- номерно. Зазор в месте разъема между корпусом насоса’и корпу- сом подшипников во избежание возможного перекоса последнего проверяют щупом. Одновременно контролируют также равно- мерность зазора между валом насоса и сальиицей (нажимную втулку сальника отодвигают). При правильной установке кор- пуса фиксирующие болты сво- бодно входят в гнезда, и смеще- ние вала не превышает 0,1 мм. По окончании сборки кор- пуса подшипников монтируют его переднюю и заднюю крыш- ки. При этом в крышки необхо- димо набить фетровые сальники и подогнать их по валу; болты крышек должны быть равно- мерно затянуты. 'В качестве прокладки обычно используют промасленную плотную бумагу. Рис. 79. Схема установки и измерения толщины прокладочных шайб радиаль- но-упорных подшипников: с — прокладочная шайба между внутрен- ними обоймами; у и х — величины переме- щения обойм под ил-in и f ко п а и b под дей- ствисм усилия А; 1:1 — искомая толщина п р о к л а до ч п о й i и а й б и между н дружным и обоймами. Маслоотбойное кольцо устанавливают точно по чертежу и положение его на валу фиксируют. Зазор между задней крышкой опорного подшипника и кольцом, как правило, составляет 1,5— 2 мм. Установка радиально-упорных подшипников. После подгонки и закрытия опорных подшипников скольжения в холодных и двухкорпусных горячих насосах и опорных подшипников каче- ния в однокорпусных горячих насосах приступают к монтажу радиалыю-упорных подшипников качения. В консольных насосах их устанавливают, когда полностью закончена сборка всех осталь- ных узлов (кроме полумуфт). Осевое положение ротора определяется радиально-упорными подшипниками, поэтому от правильности их монтажа зависит нормальная эксплуатация насоса. Указанные подшипники раз- мещают на валу между обоймами большими зазорами внутрь. Во избежание заедания шариков во время работы при установке подшипников необходимо выбрать соответствующий люфт. Это достигается при помощи шайб (рис. 79), размеры которых находят перед надеванием подшипников на вал, для чего между их внутрен- ними обоймами помещают кольцо шириной обычно 3 (),oi. мм. 189
Наружные обоймы нагружают осевыми усилиями, 3-1 раза измеряют зазор между ними и берут его среднеарифметическую величину -| 0,02 мм. Перед установкой шайбы следует закаливать или цементи- ровать (в зависимости от марки стали) и подвергать шлифовке. Необходимость применения шайб указывается па чертеже насоса заводом-изготовителем. Подшипники нельзя размещать большими просветами между наружными и впутренними обоймами в одну.сторону: при атом они воспринимают нагрузку только в одном направлении. Поскольку радиально-упорные подшипники фиксируют осевое положение вала, наружные обоймы их зажимают между буртом и крышкой корпуса. Таким образом, подшипники вместе с ротором практически лишаются осевого люфта. При монтаже двух спаренных радиально-упорных подшипни- ков нужно проверить, чтобы их обоймы находились в контакте по всей торцовой поверхности. В противном случае нагрузка рас- пределится неравномерно, и подшипники разрушатся. Если опорными подшипниками являются подшипники сколь- жения, а упорными — радиалыю-упорпые. подшипники качения, то последние нужно полностью, разгрузить от радиальных нагру- зок. Иначе по мере износа подшипников скольжения будет нару- шаться центровка ротора в корпусе насоса, нагрузка па радиально- упорные подшипники возрастет, и они преждевременно выйдут из строя. Поэтому при сборке насосов с такими подшипниками необходимо следить за тем, чтобы между корпусом и внешней обоймой подшипника всегда был значительный радиальный зазор. В тех же случаях, когда ротор насоса вращается только в под- шипниках качения, наружную обойму радиально-упорного под- шипника устанавливают в корпусе скользящей посадкой'. Проверка правильности установки радиально-упорных подшипников Правильность монтажа радиально-упорных подшипников про- веряют, если предполагается увеличенный осевой разбег ротора при работе насоса, а также после смены его вала. До установки подшипников разбег ротора в осевом направлении должен быть 8 —12 мм. Между деталями ротора и корпуса насоса предусматривается зазор по 4—6 мм на сторону для свободного удлинения ротора в корпусе и предотвращения выхода из строя деталей насоса в слу- чае его неточной сборки и при попадании в корпус мелких меха- нических частиц. Перед началом сборки радиально-упорных подшипников про- изводят проверку осевого разбега ротора и проворачивают его от руки. Если разбег ротора находится в допустимых пределах и 190
Рис . 80. Определение ширины установоч- ного кольца радиально-упорных подшип- ников: он вращается свободно, приступают к следующей операции. Подшипники вставляют в корпус и проверяют правильность по- садки в нем наружных обойм. Затем корпус закрывают крышкой, зажимающей при этом наружные обоймы. Уплотняющей проклад- кой между крышками и корпусом служит промасленная бумага. Вследствие температурного расширения подшипников необхо- димо, чтобы осевой зазор между наружной обоймой каждого из них п буртом крышки составлял приблизительно 0,1 мм. Далее подшипники выни- мают из корпуса, а в .него вставляют кольцо / (рис. 80) шириной, равной ширине обоих подшипников (вместе с шайбами, где они имеются); наружный и ви утрени пи” диа- метры кольца должнн бить соотве тстве 11 и о пес ко и ько меньше наружного и больше впутрепиего диаметров под- шипников. Затем корпус 2 подшипника при помощи двух-трех болтов устанавли- вают па насос, а ротор по- дают в крайнее переднее по- ложение. При этом кольцо прижимается к буртику кор- пуса и занимает точно такое же положение, какое должны ложепип измеряют расстояние а от бурта вала до кольца, равное расстоянию между буртом и внутренней обоймой подшипника. Чтобы ротор занял в корпусе насоса среднее положение в осе- вом направлении, его надо сдвинуть в заднее положение на поло- вину общего разбега Ь. Для этого между буртом вала и внутрен- ними обоймами подшипников вставляют установочное кольцо 4, шприцу с которого вычисляют по формуете: <' Ч---1 (•'!«) 1 - кольцо; 2 корпус подшипников; 2 --- вал насоса; У — установочное кольцо. занимать подшипники. В данном по- Прп отрицательном значении с вал необходимо проточить па с мм. Высота кольца зависит от размеров подшипника и обычно составляет 5 -10 мм. Определив размеры кольца, собир.ают весь узел радиально-у пор пых подшипников. Величину с можно найти и без применения вспомогательного кольца (рис. 81), хотя наиболее точные результаты (особенно для горячих двухступенчатых насосов) помучают именно при его уста- новке. Для этого корпус / радпально-упорпых подшипников ста- вят па место при помощи двух-трех болтов и прикрепляют к нему 191
I-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------д ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Рис._«1. К установке ротора насоса: / — корпус радиально-упорных подшипников; 2 — передняя крышки; 3 — отверстие для осмотра, переднюю крышку 2 (задняя крышка корпуса подшипников снята). После предварительного замера разбега ротор подают в переднее крайнее положение. Через отверстие 3 посредством линейки с точностью до 1 мм определяют размеры А и Б, при этом величина зазора а = Б — А мм. Указанные измерения можно проводить также п со стороны сальника при снятой передней крышке. Затем по формуле (38) рассчитывают ширину кольца с. Отметим, что определение ширины кольца обязательно при следующих неисправностях в работе насоса: увеличенном разбеге, повышенном нагреве п частом выходе п.з строя радпалыю-упорных подшипни- ков, перегрузке двигателя, смене вала. После затяжки радиально-упорных подшипников установочной гайкой ро- тор насоса практически должен иметь разбег не более 0,1—0,2 мм. При сборке узла подшипников масло- отбойные кольца нужно устанавливать точно по чертежу с обязательной фик- сацией их на валу штифтами. Зазор между передней крышкой радиально- упорного подшипника и маслоотбойным кольцом обычно составляет 5 мм. Подшипники холодных центробежных насосов следует монти- ровать до закрытия каждого насоса крышкой. В этом случае не- обходимость в расчетах отпадает, так как все нужные зазоры можно измерить. Радиально-упорные подшипники горячих на- сосов, для которых радиальными являются подшипники сколь- жения, устанавливают аналогично. После монтажа корпуса радиально-упорных подшипников на распорные втулки надевают маслоразбрызгивающие кольца и корпус закрывают передней н задней крышками. Для холодных насосов далее устанавливают крышку корпуса н от руки прове- ряют легкость вращения ротора. Монтаж муфт После сборки насоса (до набивки сальников или окончатель- ной сборки торцовых уплотнений) па валу монтируют муфту. При применении новой муфты перед ее установкой проверяют соответствие размеров полумуфт чертежу и посадочным местам вала и чистоту их обработки. Затем по размерам шпоночных ка- навок в полумуфтах и на валу насоса подгоняют шпонки, которые закрепляют в гнездах вала. Ширина сопрягаемых пазов в каждой полумуфте и на валу должна быть одинаковой (с 'точностью до 0,02—0,07 мм). Контроль ширины пазов можно производить при юмощп специальной призмочки п щупа. 192
Нолумуфты монтируют в такой последовательности: сначала их нагревают до 80- -100° С, а потом насаживают на вал легкими ударами ручника через деревянную подкладку. Далее проверяют плотность посадки полумуфт, правильность их положения на валу, величины торцового и радиального биений и осуществляют центровку агрегата. Особенности сборки насосов КВН Сборка насосов КВН-55Х180 или КВН-55Х120 имеет ряд особенностей. Перед монтажом тщательно осматривают каждую секцию внутреннего корпуса; особое внимание уделяют уплотнп- Рпс. 82. Продольный разрез насоса КВН (сторона нагнетания): / — наружный корпус; 2 — секция внутреннего корпуса; 3 — шпонка внутреннего кор- пуса; 4 — крышка наружного корпуса; 5 — картер радиально-упорного подшипника; 6 — корпус сальника; 7 — уплотнение торца защитной гильзы; 8 — защитная гильза заднего сальника; 9 —выточка маслоотбойиого кольца; Ю — упорный диск; // — верх- ний вкладыш; Г2 — корпус радиально-упорного подшипника; 13 — рабочее колесо’, 14 — задняя колодка; 13 — нижний вкладыш; 16 — маслоотбойное кольцо-,/7 — шпиль- ка; 18 — упорное кольцо; 19 — стяжной болт; .'О — разгрузочный диск', 2/ — шайба разгрузочного диска; 22 — передняя колодка. тельным кольцам н уплотняющим пояскам по вертикальным разъ- омам секций, а также состоянию их внутренних каиалюв. Вну- тренний корпус и ротор собирают одновременно в строгой последо- вательности. Порядок сборки насоса КВН-55X 180 (рис. 82) подробно изло- жен в инструкции завода-изготовителя, поэтому здесь приведем только некоторые замечания: 1. Посадку всех неразъемных деталей ротора па вал следует производить с предварительным нагревом их до 180—200° С при 13 м. А. Берлин 193
помощи одной-двух газовых горелок № 5—7 или специальным индукций и н ы м подогревателем. 2. Все шпонки нужно вставлять в гнезда строго согласно нумерации. 3. Упорные кольца 18, фиксирующие положение рабочих колес, необходимо устанавливать выступом в сторону всасывания. Между торцом ступицы колеса и выступом котта должен 6i ьть тепловой зазор, равный 0,1—0,15 мм. Неправильное расположение упорных кошец приводит к тому, что после сборки ротор не вращается во внутреннем корпусе. 4. По окончании сборки каждой новой секции 2 внутреннего корпуса следует проверить свободу вращения и величину осевого перемещения ротора, которое должно быть не менее 6,5—7 мм. 5. При посадке деталей ротора на вал нужно тщательно сле- дить за тем, чтобы тепловые зазоры находились в допустимых пределах. 6. После сборки внутреннего корпуса вместе с ротором необ- ходимо контролировать осевой разбег п легкость вращения ротора. 7. При посадке шпонок в гнезда вала следует соблюдать пагяг до 0,01 мм, а при посадке в гнезда надеваемых деталей — зазор до 0,02—0,04 мм. По высоте между шпонкой и насаживаемой деталью должен быть зазор до 0,2—0,3 мм. Это в равной мере относится к сборке роторов всех горячих центробежных насосов. 8. При надевании на вал маслоотбойные кольца 16 устанав- ливают так, чтобы их выточки 9 (см. рис. 82) были направлены в сторону подшипников. 9. Болты 19 внутреннего корпуса надо затягивать равномерно после монтажа центрирующих шпонок 2. 10. Перед сборкой внутреннего корпуса в наружном цилиндре проверяют отсутствие забоин на их уплотняющих стыках, а также величину радиального зазора, который должен составлять 0,08 - 0,1 мм на диаметр 490 мм. 11. Затяжку четырех анкерных шпилек, крепящих внутрен- ний корпус в наружном, следует производить равномерно, кон- тролируя концентричность расположения внутреннего цилиндра во внешнем. Эксцентричность не должна превыпа тьО J о па диамет р. 12. Разгрузочный диск 20 монтируют после окончательной установки крышки 4 наружного корпуса вместе с шайбой 21 и проверки осевого разбега ротора (см. рис. 82). Перед монтажом диск нагревают газовой горелкой до 120—150е С. Затем специаль- ным ключом на вал до полного обжатия наворачивают защитную гильзу 8 заднего сальника. Предварительно устанавливают тор- цовое уплотнение 7 защитной гильзы. Считается, что разгрузочный диск смонтирован правильно, если щуп толщиной 0,05 мм закусывается в зазоре между шайбой и диском по всей окружности (ротор при этом находится в крайнем 194
переднем положении). После установки диска необходимо обяза- тельно проверить осевой разбег ротора в корпусе: он должен со- ставлять половину разбега, существовавшего до монтажа диска. Установка разгрузочного диска, а также вкладыша /5 упор- ного подшипника — одна из наиболее ответственных операций, так как от сборки этих деталей зависит правильность осевого по- ложения ротора п, следовательно, нормальная работа насоса. 13. По окончании монтажа картера 5 радиально-упорного под- шипника вместе с корпусом 12 подшипника на вал надевают упорный диск 10 и собирают указанный подшипник. Для предо- хранения посадочного места вала от повреждения диск следует нагреть. При правильной посадке разгрузочного диска насоса качество сборки радиально-упорного подшипника проверяют, помещая ро- тор насоса в крайнее переднее положение. В данном положении зазор между передними рабочими колодками 22 и гребнем упорного диска должен равняться нулю, а зазор между задними рабочими колодками 14 и гребнем — 0,7 мм. При необходимости величины зазоров регулируют подкладками между корпусом подшипника и сегментами к ол од о к. 14- При замене- упорного диска насоса КВН-55 Д 180 и КВН-55х120 надо проверить боковые зазоры п верхний зазор между ступицей и вкладышем, а также измерить и сравнить толщину гребней для старого н нового дисков. Зазоры между диском и колодками следует отрегулировать сегментными под- кладками. Толщина новых колодок должна быть одинаковой, а толщина баббитовой заливки — не. более 1,5 дос Если нужно, толщину колодок можно изменить шабровкой баббита. На поверхности баб- битовой заливки обязателен скос со стороны входа масла в ко- лодку. После установки колодок при закрытом подшипнике контро- лируют прилегание их рабочих поверхностей к упорному диску. Для этого ротор насоса подают в переднее крайнее положение и проворачивают на два-три оборота; затем подшипник разбирают. Перед проверкой диск и колодки необходимо насухо вытереть, тогда следы касания будут видны довольно ясно. В случае неоди- накового иатира колодки подщабривают. После окончательной сборки насоса и привода агрегат цен- трируют. Центровка роторов насосов и приводов В насосных агрегатах очень важно предохранять подшипники от дополнительных нагрузок, возникающих при отклонениях осей валов насоса п привода от правильного их положения . Та- кими отклонениями, которые нарушают нормальную работу ar- il- 195
регата являются: перекос и радиальное смещение осей при со- хранении их параллельности, сочетание перекоса и радиального смещения, неправильное расхождение торцов полумуфт в осевом направлении. Для выявления и устранения несоосности агрегат цепгрируют по полумуфтам, добиваясь полного совпадения геометрических осей ротора привода и ротора насоса. Центровка считается за- копченной, если отклонения от параллельности и концентричности полумуфт агрегата находятся в допустимых пределах. Рис 84. Приспособление для центровки насосов и приводов но полумуфтам: / — индикатор; 2 — крепление первого держателя; 3 — первый держатель индика- тора; 4 — второй держатель индикатора; 5 — крепление второго держателя; 6 — крепление индикатора; 7 — стойка правого хомута; 8 — планка для проверки радиаль- ного смещения; 9 — стойка левого хомута. Рис. 83. Приспособление для центровки насосов и турбин по полумуфтам (для агрегатов турбина ОК-500 — насос КВН-55 и турбина ОР-ЗОО — насос). Неверная центровка вызывает следующие осложнения при экс- плуатации насоса: вибрацию агрегата, задевания роторов .за детали в лабиринтовых уплотнениях турбин, опасные напряжения в полумуфтах, быстрый выход из строя подшипников и сальни- ковых уплотнений. Все эти нарушения приводят к аварийной оста- новке насоса. Агрегат центрируют при собранных подшипниках привода п насоса с помощью специальных жестких скоб (рис. 83 и 84), крепления которых на иолумуфтах должны быть прочными, без слабни, чтобы при замерах скобы не пружинили. Предварительно необходимо убедиться в свободном (задевания отсутствуют) вра- щении роторов привода и насоса. На полумуфтах следует прове- рить наличие маркировок, поскольку центровку всегда начинают 196
/// 1 Рис. 85. Круговая диа- грамма для записи резуль- татов центровки насосов. 270° (положение 1 1 их совмещения в верхнем вертикальном положении. Маркировки удается совместить благодаря тому, что в процессе центрирования роторы вращаются совместно. Центровку, при которой в качестве базы всегда принимают насос, осуществляют в два приема. Сначала правильность установ- ки привода выверяют по валу насоса при помощи линейки, ко- торою помещают на образующие полумуфт или выступающие концы вала. Затем монтируют скобы и производят окончательное центрирование по индикатору или посредством щупа. Контроли- руемые зазоры измеряют по окружности и торцу в одной точке в четырех положениях, так как при одно- временном повороте, роторов исключается бой пол у муфт. Данные, полученные при центровке, записывают на круговой диаграмме (рис. 85): радиальный зазор — вне круга; осевой — внутри. В случае применения индикаторов последние устанавливают на нуль при совмещении маркировок обеих полумуфт в верхнем положении (положе- ние /). Далее оба вала поворачивают на 90° (положение II) и замеренные зазоры отме- чают на диаграмме. Аналогично поступают, повернув вал на 180° (положение III) против первоначального положения и на Таким образом заполняют первую диаграмму центровки и сопоставляют величины зазоров. Разность измерений в двух диаметрально противоположных точках (/ и III, II и IV) и опре- деляет результаты центрирования. При центровке агрегата с приводом от турбины после каждого поворота роторов следует убедиться в том, что ротор турбины сдвинут в крайнее заднее положение, а ротор насоса — в крайнее переднее. Допустимые отклонения по центровке (при скорости враще- ния роторов 3000 об/мин): для турбин ОК-500 и ОР-ЗОО — 0,06 мм по окружности и торцу; для турбин ПТ и электромоторов с зубча- тыми полумуфтами — 0,075 мм по окружности и 0,1 мм по торцу при диаметре приспособления до 400 мм\для остальных агрегатов с тарельчатыми муфтами — 0,05 мм по окружности и 0,04 мм по торцу при диаметре полумуфт до 300 мм. При п == 1500 об/мин точность центрирования уменьшается примерно в 2 раза. Для изменения положения турбин ОК-500 и ОР-ЗОО, укреп- ленных на специальных клиньях, достаточно отвернуть или за- вернуть соответствующий болт башмака, отпустив анкерные болты. Положение двигателя или турбины в вертикальной пло- скости варьируют прокладками под лапы, а в горизонтальной пло- скости — смещением их в отверстиях под болты. 197
При центровке по муфтам рекомендуется сначала поставить машины так, чтобы торцы полумуфт были параллельны, т. с. ликвидировать перекос осей. Это достигается перемещением кор- пуса турбины либо двигателя в вертикальной (горизонтальной) плоскости на необходимую величину. По окончании центрирова- ния по торцу исправляют сдвиг осей по окружности, что дости- гается параллельным смещением корпуса привода в вертикальной пли горизонтальной плоскости на величину, равную половине результата диаметрально противоположных измерений. Это нужно для того, чтобы не нарушить центровку по торцу. Следует обращать внимание на зазор между торцами валов привода и насоса, необходимый для учета теплового расширения налов. Величина этого зазора обычно составляет 5—6 мм. Полумуфты нужно соединять всегда в одном и том же взаим- ном положении. Гайки крепления их отдельных деталей должны быть зашплинтованы. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ ПРИ РЕМОНТЕ НАСОСОВ Насосы КВН-55 120 и КВН-55 У 180 Основные зазоры системы уплотнения. Зазоры между перед- ними уплотнительными втулками внутреннего корпуса и перед- ними уплотнительными кольцами рабочих колес /—VIII ступе- ней по диаметру должны равняться не более 0,5-0,65 мм. Для рабочих колец I —V11 ступеней зазоры между их задними уплот- нительными кольцами п соответствующими втулками внутрен- него корпуса но диаметру не должны превышать 0,8— 0,94 мм. Необходимо также, чтобы зазор между шайбой разгрузочного диска н задним уплотнительным кольцом рабочего колеса VIII ступени ио диаметру был не более 0,4—-0,56 мм, а зазор между шайбой и уплотнительным кольцом этого диска по диаметру не превышал 0,4 -0,56 мм. Основные требования при сборке. К ним относятся следующие: 1. При установке маслозащитиых колец радиально-упорного подшипника со стороны сальника нужно обеспечить зазор 5 -е zt 0,15 мм. В случае опорного подшипника зазор между масло- защитным п маслоотбойным кольцами вследствие установки по- следнего иа вал должен составлять 5,5 + 0,15 мм. При монтаже маслозащптного кольца опорного подшипника со стороны муфты между маслоотбойным кольцом и втулкой переднего подшипника обработкой щитка следует добиться углового зазора, равного 3,4 мм. 2. В ходе сборки насоса но следам краски па упорной шайбе необходимо проверить равномерное прилегание к пей рабочей поверхности разгрузочного диска при вынутых колодках упор- ного подшипника. В случае обнаружения дефекта надо его устра- нить и произвести повторную проверку, Г)8
3. Общий разбег ротора во внутреннем корпусе должен быть 6,5 -7,5 мм. При правильной установке разгрузочного диска разбег уменьшается вдвое. 4. При монтаже насоса зазор между его упорным диском и колодками радиально-упорного подшинника (при упертом в шайбу разгрузочном диске) нужно свести к пулю путем пригонки уста- новочных колец упорного подшипника. 5, При размещении внутреннего корпуса во внешнем необ- ходимо, чтобы зазор между ограничительными штифтами обоймы секции рабочего колеса VIII ступени и внутренней расточкой на- ружного корпуса (цилиндра) не превышал 0,1—0,15 мм. 6. Центровку ротора в радиальном направлении осуществ- ляют при собранных подшипниках и зажатых крышках их корпуса, а также полностью удаленных деталях сальниковых уплотнений. Масляный насос центрируют после окончательной центровки ротора. 7. Центровку муфт выполняют в такой последовательности. Используя риски на полумуфтах, производят посадку промежу- точной части муфты. Затем с соблюдением маркировки заводят п закрепляют пальцы полумуфт. Допускаемые отклонения цен- тровки по окружности — 0,06 л/л/, по торцу — 0,05 мм. Осевой зазор, т. с. расстояние между полумуфтами (промежуточной частью муфты п ведущей полумуфтой), составляет 5—6 мм. Другие насосы нормального ряда Допускаемые биения основных деталей центробежных насосов различных марок по данным завода-изготовителя приведены па стр. 108 н 121. Остальные наиболее важные сведения, необходимые при ремонте насосов, суммированы ниже: 1. Отбраковочными зазорами в проточной части насоса сле- дует считать зазоры в 1,5—1,6 раза превышающие поминальные. 2. После смены деталей ротора необходимо проверить статиче- скую уравновешенность ротора в сборке. Устранение статического дисбаланса на собранном роторе не допускается. Поэтому при не- удовлетворительных результатах проверки ротор нужно разобрать и произвести тщательную балансировку рабочих колес и полумуфт до положения безразличного равновесия. Одновременно ротор сле- дует проверить па биение. 3. Зазор между .защитной гильзой вала н грундбуксой ио диа- метру должен составлять 0,5—0,6 мм, зазор между уплотняющими кольцами корпуса и передними уплотняющими кольцами рабочих колес по диаметру -- 0,8 мм. Необходимо также, чтобы зазор между диафрагмой и задними уплотняющими кольцами рабочих колес по диаметру был равен 0,5—0,6 мм, а зазор между вклады- шем средней опоры и втулкой ио диаметру — 0,4-—0,5 мм. 199
4. Муфты центрируют по рискам на полумуфтах, их пальцы заводят и закрепляют с соблюдением маркировки. 5. Осевой разбег ротора должен быть в пределах 8—12 мм. 6. Эллиптичность и конусность шеек вала, работающего в под- шипниках скольжения, не должны превышать 0,02—0,04 мм. 7. Правильным направлением вращения ротора обычно сле- дует считать вращение против часовой стрелки, если смотреть со стороны привода; лопатки рабочего колеса по отношению к на- правлению вращения должны быть загнуты назад. 8. Для большинства насосов зазор между маслоотбойным коль- цом и крышкой опорного подшипника со стороны сальника при- нимают равным 5 мм\ зазор между маслоотбойным кольцом и крышкой корпуса радиально-упорного подшипника — 2 мм. Таблица 3'J. Расстояния между осями рабочих колес для различных насосов 1 lacoc Расстояние между осями колес, мм 1 и II ступеней III и IV ступеней II и IV ступеней II и HI ступеней / и III ступеней 411-5X 4 ~ 80+ 1 80± 1 260+ 1 4НГ-5Х2 70+ 1 — — — 5НГ-5Х 4 90+ 1 90± 1 — 300+ 1 — 6Н-10Х4 85+ 1 350: 1 310+1 — — 6НГ-10Х4 85± 1 85+ 1 280+ 1 — «Н ГД-9Х 3 505+ 1 — — 102+ 1 — 8НД-9Х 3 — — — 92+1 424+ 1 8НД-9Х 2 324 + 1 — — — — Указанные зазоры обеспечивают установкой маслоотбойного кольца па валу. 9. При сборке насосов расстояния между осями рабочих колес должны соответствовать приведенным в табл. 32.
Г Л Л В А IV РЕМОНТ И НАЛАДКА УЗЛОВ ПАРОВЫХ ПРЯМОДЕЙСТВУЮЩИХ ПОРШНЕВЫХ НАСОСОВ РАЗБОРКА»И СБОРКА НАСОСОВ Полную разборку поршневого насоса (рис. 86) можно начи- нать с демонтажа как паровой, так и гидравлической частей. Порядок разборки насоса следующий: 1) разборка и ревизия па- рового цилиндра насоса; 2) вскрытие и ревизия золотниковой коробки; 3) разборка и ревизия гидравлической части; 4) разборка и ревизия узла средней части и механизма парораспределения. Сборку ведут в том же порядке; механизм парораспределения регулируют только после полной сборки всех узлов насоса до закрытия крышек золотниковой коробки. Для^облегчеппя после- дующей сборки при разборке насоса на сопрягаемых деталях необходимо проставить метки — буквенные, цифровые или керне- нием. Детали насосов при разборке укладывают па легкие перенос- ные деревянные или металлические стеллажи, а штоки поршпей — иа специальные козлы с деревянными подушками. Перед ремонтом насоса или в процессе его ревизии прежде всего нужно проверить затяжку фундаментных болтов, а также осадку фундамента. Разборка и сборка поршневых насосов довольно просты, по- этому в настоящей главе рассмотрены только основные вопросы этих операций. ПАРОВАЯ ЧАСТЬ Разборка и сборка. Ремонт поршней со штоками Паровые цилиндры вскрывают для ревизии и ремонтов через каждые 4300—4500 ч работы насоса, а для осмотров и установки механизма парораспределения — через каждые 700—750 ч. Вскры- тие цилиндра можно начинать только после того, как температура их стенок и крышек снизится до 70° С. Предварительно через дре- 201
Рис. 86. Процельный разрез одноцилиндро- вого парового прямо- действующего насо- са ПН: 1 — паровой цилиндр; 2 — Короб!4'"1 основного золотника: 3 — коробка вспомогательного золотника; 4 — пароподводящий патрубок; 5 — паровыпускной патрубок: 6 — НС1юмогательный цилиндрический золотник; 7 — паровой поршень; 5 — шток; 9 — сальник паро- вого цилиндра; /о — сальник золотникового штока: 11 — лубрикатор; 12 — гндравличсский цилиндр; 13 — втулка цилиндра; 14 — место напорного клапана; /5 — место всасывающего клапана; 16 — поршень гидраплического Цилиндра; 17 — всасывающий патру- бок; 18 — напорный патрубок; 19 — перепускной вентиль.
важные вентили из цилиндров спускают конденсат. Необходимо убедиться также в том, что задвижки на приемной и напорной ли- ниях в продуктовой части насоса, а также задвижки ла трубопро- водах острого и мятого пара отсоединены при помощи заглушек. Далее накидными ключами отворачивают гайки шпилек. Сияв крышку, измеряют зазор между поршнем и цилиндром. Замер производят по вертикальному диаметру поршня в верхней части посредством щупа п специальной призмочки, размеры которой" близки к размерам зазора . Затем следует проверить тупом зазор в нижней части. Для различных насосов диаметральные отбраковочные зазоры (в мм) между поршнем и цилиндром паровой части имеют следую- щие значения: НПВ, 21 ЦТ!I-15............................... 2,00 НГП1-3, HIIII-3M, НП] 1-6.................. 2,Г>0 НПС-1 ........................................ 3,00 CJI-I, CJI-IM, ПрН-1, ПрН IM . . 4,00 1UT (НПГуд), 4ПГ (III1II-1 п 1JI1U-7J 4,75 ПНС, [II1, НИМ ............................... 5,00 ННН-10, НГ1НС40 , CJI , (СН ,Н1КД2 Ж) ( ДЮ Величины этих зазоров обычно не должны быть более 0,013— —0,0150, где D —номинальный диаметр парового цилиндра*. Опыт показывает, что с увеличением зазоров до размеров, превышаю- щие приведенные, насосы заметно теряют мощность. После измерения зазора из цилиндра вынимают поршневую группу. Для этого поршень при помощи ломика посылают в край- нее переднее положение, отвинчивают контргайку, фиксирующую позицию штока в соединительной муфте, и гаечным пли специаль- ны'! ключом выворачивают из нее шток. Потом снимают рычаги уз л а 11 а р о р аеи редел ен и я. К торцу штока приставляют деревянный брус Доску) и лег- кими ударами кувалды по нему подают поршень со штоком до отказа к краю цилиндра и вынимают их вручную или посредством козел и тали. Затем поршень, а также паровой цилиндр, к ольца и шток подвергают тщательному осмотру, их рабочие поверхности должны быть гладкими, отшлифованными. Задиры, забоины и заусенцы, острые кромки па зеркале цп - лиидра, наружной цилиндрической поверхности поршня и коле! д торцовых поверхностях канавок п перемичклх между канавками поршня п на поверхности и резьбе штоков не допускаются. Если перечисленные дефекты имеются, их устраняю!- обработкой на- пильником , шабровкой и шлифовкой. По окончании осмотра штих- * Табличные значения зазоров даются применительно к конструкции поршня и поршневых колец насосов указанных марок. Величины зазоров, полученные по формулам, имеют более общий характер, менее учитывают специфику кон- струкции, однако достаточно хорошо согласуются с практикой. Это замечание отихштся ко всем последующим аналогичным таблицам. 203
.часом с микрометрической головкой или простейшим штихма- сом из проволоки диаметром 8 мм, изготовленным по наименьшему диаметру цилиндра, и щупом измеряют цилиндр в трех местах его Рис. 87. Проверка штока поршня насоса на биение в цен- трах токарного станка. рабочей част и по двум взаимно перпендикулярным диаметрам. Да- лее проверяют выработку и эллиптичность штоков, а также со- стояние их посадочных поверхностей. Величина выработки на дна- п метр не должна превышать 0,003—0,0040, а эллип- тичность — 0,0015—0,0020/), где D — номипаль- ный диаметр штока. SUItok поршня, кроме того, нужно проверить в центрах токарного станка на биение (рис. 87), устанавливая ножку индикатора на нерабочих Рис. 88. Схема притирки поса- дочных мест штока и поршня насоса. участках штока, которые не подвергаются износу. 11ри наличии биения, превышающего 0,1 мм, шток правят или протачивают (на половину вели- чины биения). В случае обнаружения на штоке грубых рисок глубиной до 0,5 мм, эллиптичности и бугорков высотой 0,15—0,2 мм, его также протачивают, а когда нужно— прогоняют резьбу. Проточку штока можно осуществлять до тех пор, пока его диаметр не уменьшится па величину, равную D—0,05/), где D — номинальный диаметр штока. При появлении трещин па поверхности поршня и поршневых колец их следует заменить новыми. Затем проверяют размеры поршня ио двум взаимно перпендикулярным диаметрам .Определив наибольший износ цилиндра и поршня, решают вопрос о методе ремонта паровой части насоса. Если любой из замеров окажется меньше указан- ного в табл. 33, поршень выбраковывают. Максимально допусти- мый износ поршня обычно принимают равным (0,008—0,011) D, где D — его номинальный диаметр. 2Э4
/(алее тщательно осматривают посадочную поверхность порш- ня. Опа должна быть чистой, без пакленов, забоин и задиров. Плотность посадки поршня на шток выявляют пробой «на каран- даш?. При необходимости шток притирают по поршню. Для этого его устанавливают так, как показано па рис. 88. Конус штока и отверстие в поршне смазывают машинным маслом, засыпают на- ждачный порошок, шток опускают в отверстие и при помощи хо- мута 5 7 раз поворачивают в обе стороны примерно на 50—60°. Потом шток приподнимают на 50—100 мм, опять опускают и снова производят повороты. Качество притирки также прове- ряют «па карандаш». Таблица 33. Отбраковочные диаметральные размеры поршней паровой части для различных насосов Jlacoc Диаметр поршня, мм IIOMHHfl лг,- 11 L.T 11 наименьший допусти мып 111111-10, си, 1II1C-2 <Н(), ГУН-1 449 441 I1IIC-1 219 217 пн 369 365 IIPH-1 (СЛ-1) 239 286 4 А 137 133 4Г1Г (4ПТ) 349 345,25 НП11-3-6 189 187,5 Чтобы проверить уплотняющую способность поршневых колец, измеряют величину замкового зазора их в свободном состоянии. После этого специальным ломиком поддевают кольца в замковом разъеме п удаляют из канавок. Затем каждое кольцо заправляют в цилиндр (в с-io рабочую часть) и измеряют замковый зазор уже в рабочем состоянии. В первом случае замеры выполняют штанген- циркулем, во втором — при помощи призмы и щупа. Величины отбраковочных зазоров приведены в табл. 34. Они могут быть опре- делены также расчетом: наименьший зазор в замке кольца в сво- бодном состоянии район приблизительно (0,06—0,08) D, наиболь- ший зазор г, рабочем состоянии 0,025— 0,0357), где D — номиналь- ный диаметр цилиндра. Кольца заменяют при значительном и неравномерном их из- носе, эллиптичности, которая приводит к возрастанию зазора ме- жду кольцом и стенками цилиндра до величины, в 2 раза превы- шающей допуск скользящей посадки по третьему классу точности, а также при короблении торцовых поверхностей. Практически зазор между каждым кольцом и цилиндром должен быть таким, чтобы пластинка щупа толщиной 0,05 мм не проходила между коль- 205
пом п зеркалом цилиндра. Допустимые величины коробления: для колец е наружным диаметром до 150 мм — не более 0 06 - 0,07 мм; для колец диаметром от 150 до 400 мм — 0,08—0,09 мм; для колец диаметром свыше 400 мм — 0,1—0,11 мм. Табл и ц а 34. Отбраковочные замковые зазоры поршневых колец парового поршня в насосах разных марок Насос I Зазор, м.ч в свободном состояли и в рабочем состоя н и и НПН-10 (НПС-2Х80); ГУН-1 36-37 12,0 ПН 28—29 10,0 4Г1Г (41 IT) 2.7 ‘28 9 ,5 СИ 36—37 12,0 СЛ-1 (ПрН) 21—22 8,0 НПС-1 16-17 6,0 НПН-3-6 16 6,0 Кольца должны свободно перемещаться в канавках поршня, которые при каждой разборке паровой части насоса тщательно очищают от грязи п накипи, после чего щупом измеряют зазоры Т и б л и ц а 35- Отбракточные зазоры межбц кольцами и стенками канавок йлн различных насосов нацбол шипи НПН-10, СП, НПС-2Х80 НПС-1 пн IIPH-1 (СЛ-1) 4А 4ПГ (4ПТ) НПН-3-6 0,09 0,055 0,08 0,055 0,05 0,065 0,05 0,2—0,25 0,14 0,16 0,14 0,1—0,12 0,16 0,1—0,12 между этими кольцами п стенками канавок. Величины отбрако- вочных зазоров сведены табл. 35. Предельные значения указанных зазоров для паровых поршней определяются следующими соотно- шениями: 6,„1 и 0,003/2 6,|г,ч (0,008 — 0 QI) h где /( — номинальная нысота колец. Если необходимо, при изготовлении новых колец предусма- тривается некоторое увеличение нх ширины с учетом обязатель- 2С6
а иого сохранения допускаемых зазоров между кольцами и канав- ками поршня. Новое поршневое кольцо подгоняют к цилиндру опиловкой личным напильником, а по канавкам поршня — шабровкой. При этом одну боковую поверхность кольца ша- брят по плите, а другую в процессе подгонки — по канавке поршня. На готовом к сборке кольце, (во избежание соскабливания масла со стенок цилиндра в процессе работы) необходимо личным напильником (с последующей зачисткой наждач- ной бумагой) закруглить острые кромки рабочих поверхностей. Л1оптаж поршневых колец в канавки поршня ведут при помощи трех стальных пластинок тол- щиной 1 — 1,5 мм и шириной 10- 15,ил/, которые равномерно размещают по окружности между поршнем и кольцами. Легкими ударами бронзо- вого или свинцового молотка их передвигают по пластинкам до мест расположения канавок, а затем вынимают пластинки и заводят кольца в поршневые канавки. Для предотвращения сквоз- ного прохода пара (жидкости) через зазор в местах разреза колец замки их должны быть несколько смещены один относительно другого. Собранный поршень заводят в цилиндр посред- ством пустотелой оправки, внутренняя поверх- ность которой расточена но конусу. Больший диаметр конуса должен быть на 1-2 мм: больше диаметра поршневого кольца в свободном состоя- нии, а меньший — равен диаметру расточки цилиндра (рис. 89). При сборке поршневой группы корончатую ганку, крепящую поршень на штоке, ладо завернуть дю отказа п зашплинтовать. После притирки посадочных мест штока и поршня отверстия под шплинт в гайке и штоке обычно не совпа- дают. Сверлить повое отверстие в данном случае не рекомендуется, гак как это ослабляет шток. При несовпадении отверстий па 0,3— 0,5 мм их необходимо развернуть; при несовпадении на 1,0—1,5 мм отверстия нужно рассверлить на больший размер, а при несовпа- дении более чем на 1,5 мм — подложить шайбу высотой не менее 5 мм или подрезать гайку так, чтобы отверстия совпали. Шплинт изготовляют по размеру отверстия и подгоняют так, чтобы он входил в него под легкими ударами ручника, /(алее поршень с кольцами п штоком в сборе вставляют в паровой ци- линдр, шток ввертывают в соединительную муфту до отказа и стопорят контргайкой. Затем уплотнительные поверхности паро- вого цилиндра и крышки тщательно зачищают шабером и уста- навливают новую паропитовую прокладку, после чего крышку закрывают. Болты затягивают постепенно крест-накрест. б Рис. 89. Монтаж поршневых ко- лец па пор- iiieiibfu) и завод- ка поршпл в ци- линдр насоса (6). 207
Ремонт и запрессовка гильз в паровые цилиндры Паровой цилиндр ремонтируют в тех случаях, когда зеркало его имеет глубокие рытвины, риски, большие задиры, значитель- ную (равномерную или неравномерную) выработку, а также оваль- ные, бочкообразные или конусообразные участки. При этом ци- линдр подвергают либо расточке иа горпзоптально-paciочном станке (если после проточки зазоры между цилиндром и поршнем ге увеличатся до отбраковочных), либо расточке с запрессовкой гильз. Применительно к двум последним операциям в табл . 36 приведены отбраковочные диаметральные, размеры паровых ци- линдров Т а б л it ц а 33. Отбраковочные диаметральные размеры паровых цилиндров в насосах разные нарок I lacoc Диаметр цилиндра, л/л номинал!.- н м й на ибол ьшп it ДОПУСТИМЫЙ НПН-10, СП, НПС-2, ГУН-1 450 45(i НПС-1 220 222 пн 370 3'74 IIPH-1 (СП-1) 290 293 4А 138 142 4ПГ (4ПТ) 350 354,75 НПИ-3-6 190 191,5 Максималыю допустимая величина износа цилиндра может быть принята равной (0,008 —0,011) D; наибольшая эллиптичность, при которой необходима его проточка, — (0,0028—0,003) D, а максимальная величина бочкообразностп — (0,0011—0,0012) D, где D — номинальный диаметр цилиндра. При сильном износе цилиндров и поршней, когда зазор между ними после их проточки па глубину износа превышает максималь- но допустимый, можно рекомендовать проточку цилиндров и из- готовление поршней следующих ремонтных размеров-. Размер I...............................D ро,56,п:,.; II..............................D I- 0,65 III............................... D | 0,8 6,,,;,.. Здесь D — поминальный диаметр цилиндра или поршня, мм; б||;;|Х — максимально допустимый зазор между цилиндром и порш- нем, мм. Это в полной мере относится к гидравлическим и золот- никовым цилиндрам. 208
При правильной эксплуатации цилиндры большинства насосов растачивают с последующей запрессовкой гильз через 34 000 — 35 000 ч работы. Для насосов, перекачивающих горячий крекинг- остаток и нестабильные бензины, вследствие частых нарушений в процессе эксплуатации («прохваты», срывы потока жидкости, газовые пробки) гильзы устанавливают обычно через 25 000— 2G ООО ч работы. Расточку цилиндра для запрессовки гильз выполняют на го- ризонтально-расточном станке при помощи борштанги. Цилиндр устанавливают так, чтобы ось борштанги точно совпадала с его геометрической осью и была перпендикулярна той торцовой по- верхности цилиндра, которой он присоединяется к среднику. Цилиндры всех насосов растачивают на 8 -10 мм на сторону. Обработку ведут при следующих режимах: глубина резания 0,6 м.м, величина подачи 0,1—0,2 мм'об. Режим резания на по- следнем проходе: глубина резания 0,05—0,1 мм, величина подачи 0,04 — 0,06 мм/об. Это — чистовая операция. Чистота внутренней расточенной поверхности цилиндра должна быть примерно ше- стого класса. Гильзы изготовляют на карусельном или токарном сгапке. Внутреннюю поверхность обрабатывают с припуском па оконча- тельную расточку после запрессовки каждой гильзы до I—2 мм па сторону. Наружную поверхность гильзы выполняют также по шестому классу чистоты. Наружный диаметр гильзы должен быть больше диаметра расточки па 0,05 мм. В передней части каждой гильзы делают конусный заход и в соответствующих местах ра- стачивают отверстия для входа и выхода пара. Готовую гильзу покрывают слоем сурика, разведенного на олифе до густой кон- систенции. Гильзу запрессовывают, используя приспособление, изобра- женное на рис. 90. Планки изготовляют из листовой стали толщи- ной 30—40 мм с радиальными ребрами жесткости или из швеллера № 30—36. Стяжной болт делают с резьбой М42. Его длина должна быть на 150—200 больше двух длин парового цилиндра, а длина нарезанной части на 100—120 мм больше длины гильзы. Конусной частью гильзу вставляют в цилиндр от руки до предела. При этом нужно следить за тем, чтобы не было перекосов. Затем устанавливают упомянутое приспособление и гильзу начи- нают запрессовывать подворачиванием гайки. Запрессовку ведут до тех пор, пока паровпускные и паровыпускные отверстия в гиль- зе точно не совпадут с отверстиями в цилиндре. Для точного со- блюдения соосности расточки внутреннюю поверхность гильзы окончательно обрабатывают после ее запрессовки. Чистота вну- тренней поверхности должна быть не менее восьмого класса, что достигается хонингованием поверхности втулки четырьмя шлифовальными брусками, которые вставлены в специальные оп- равки, сидящие на борштанге расточного станка. 14 М. А. Берлин 209
Необходимо, чтобы овальность и конусность зеркала гильзы были не более допуска на диаметр по третьему классу точности при диаметре до 300 мм и полуторной величины допуска — при диаметре свыше 300 мм. Механические свойства чугуна, применяемого для изготовле- ния гильз цилиндра, должны Рис. 90. Приспособление для запрес- совки гильз в паровые цилиндры на- сосов: / — паровой цилиндр; 2 — гильза; 2— планки; 4 — стяжкой болт; 5 — ганка. , не ниже, чем для чугуна марки СЧ 21-40 но ГОСТ 1412-54. После ремонта рабочие по- верхности цилиндров или гильз должны отвечать следующим техническим требованиям: цилиндр должен иметь раз- меры, которые обеспечивают необходимый зазор между ним 11 поршнем, с допусками, пре- дусмотренными проектом; чистота обработки зеркала цилиндра (гильзы) должна быть не ниже девятого класса; па рабочих поверхностях должны отсутствовать следы износа и коррозии (в нижней части допускаются следы литейных рако- вин глубиной до 0,5 мм при условии, если площадь их состав- ляет не более 20—25 мм2, а общее число не превышает трех). Ремонт золотниковых коробок Регулировку парораспределения со вскрытием золотниковой коробки обычно производят через каждые 700—750 ч работы на- соса. При этом проверяют состояние поверхности втулки ко- робки, штоков и пружинных колец золотника, величину зазора между ним и втулкой, а также прочищаю'! пароподводящие и паро- отводящие каналы. В случае обнаружения па рабочей поверхности втулки надиров, рисок, глубоких раковин и когда эллиптичность се станет более (0,0022—0,0028) D, а бочкообразность или конусность более (0,0009—0,0011) D, vjieD— поминальный диаметр втулки, ее прота- чивают на токарном станке, если величина требуемой проточки не приведет к увеличению зазора между поршнем золотника п втул- кой до отбраковочного. (При определении предельных значений эллиптичности, бочкообразности и конусности верхние пределы износа рекомендуется брать для втулок диаметром до 150 мм, а нижние — при диаметре свыше 150 мм.) Небольшие местные дефекты устраняют опиловкой и шабровкой. Чтобы проточить втулку на станке, ее удаляют пз золотнико- вой коробки бронзовой выколоткой II молотком пли при помощи винтового съемника, аналогичного прессу для запрессовки гильз в паровые цилиндры с незначительными изменениями. При из- 210
носе, превышающем (0,012—0,015) D, втулку заменяют. Для большинства насосов срок эксплуатации втулок золотников со- ставляет примерно 17 000 18 000 ч. В случае насосов, перекачи- вающих горячий крекинг-остаток п нестабильные бензины, бо- гатые сероводородом, втулки заменяют приблизительно через 12 000-13 000 ч. Новые втулки запрессовывают посредством винтового при- способления. Перед установкой втулки па место наружную по- верхность ее смазывают ртутной мазью пли сухим графитом. При запрессовке необходимо обеспечить точное совпадение паровы- пускных отверстий гильзы и золотниковой коробки. При обнаружении надиров, рисок и заметных раковин па ра- бочей поверхности поршня золотника производят местную опи- ловку и шабровку поврежденных участков (если это выполнимо по характеру дефекта и достаточно для его устранения) или проточку золотинка па товарном станке (когда данная операция нс ведет к возрастанию зазора между золотником и втулкой"до от- браковочного). При увеличении зазора между поршнем золотника п втулкой до размеров, указанных в табл. 3.7, меняют детали золотника. Обычно упомянутый зазор не превышает 0,015 D, где D диаметр золотника. Т и б л и ц а 37. Максимально допускаемые зазоры (по диаметру) между золотниками и их втулками для различных насосов 1 1 1ICOC Зазор, мм ОСНОВНОЙ 'ЗОЛОТНИК нс по могательпын золотипк НПС-1 1,05 СЛ-1, СЛ-1М, ПрН-1, ПрН-1М 1,25 0,75 41ГГ (НПГуд), 4ПГ (НПН-4 и НПН-7) 1,80 — ПН, ПНС, ПНМ, СП, 1СП, ГУП-1 1,80 1,25 НПН-10, НПНС-10, НПС-2Х80 2,10 — При каждом вскрытии золотниковой коробки осуществляют тщательную ревизию пружинных колец золотника. По окружно- сти и торцам кольца должны иметь шлифованную поверхность без рисок и задиров и свободно перемещаться в канавках золотника. Кольца меняют при достижении ими отбраковочных размеров в замках (табл. .38). Эти зазоры можно также определить из следующих соотно- шений: наибольший зазор в замке в рабочем состоянии ~ (0,025 -0,04)7) наименьший зазор в замке в свободном состоянии 6СВ (0,06 — 0,08) D где D - номинальный наружный диаметр золотника. 14* 211
Таблица 38. Зазоры в (мм) в замках колец золотников насосов разных марок Насос Основной золотник Вспомогательный золотник н ар уж - и ы й диаметр отбраковоч ные размеры колец наруж- ный диаметр отбраковоч ные размеры колец зазор в рабо- чем со- стоянии зазор в свобод- ном со- стоянии зазор в рабо- чем со- стоянии зазор в свобод- ном со- стоянии НПН-10 140 5 12 (НПС-2Х 80) НПС-1 70 2 5 — пн 120 3 9 80 1,5 4,5 Г1РН-1 (СЛ 1) 85 2.5 5 50 2 4,5 4ПГ (4ПТ) 120 3 9 — — .— ГУП-1, СП 120 3 7 80 3 7 Предел иные зазоры между кольцами и стенками канавок порш- ня золотника приведены в табл. 39. Опп могут быть также вычис- лены по формулам: «51П)П О,(ЮЗ//! б„т 0,009/ц где: /ц - высота кольца. Для уменьшения зазора между кольцами и стенками канавок поршня кольца заменяют новыми, имеющими большую ширину. Зазор измеряют щупом; предварительно канавки золотника тща- тельно очищают от грязи, накипи и т. п. Следует отметить, что по чертежам заводов-изготовителей воз- можны случаи изготовления поршневых колец и канавок поршня с абсолютно совпадающими размерами, т. е. с нулевым зазором. Для обеспечения нормальной работы кольца в поршне золотинка этого не следует допускать. Минимально требуемые зазоры ука- заны в табл. 39. Т а б л и ц и стенками и Предельные зазоры (в мм) между кольцами канавок поршня золотника для различных, насосов 11асос Основной золотник Бсиомогател ьныП золотник пар у /К - пы i i диаметр кольца в рабочем состоя- пин предельные зазоры пар у ж - 11 Ы 11 диаметр кольца в рабочем состоя - пни 11 редел ь 11 ГД с з а з о р ы иаиболь- LI1II к паимснь- шп й наиболь- ший паи мень in nil 111111-10 140 0,25 о,1 ___ (НПС-2Л80) ПН 120 0,10 0,035 80 0,12 0,045 НПС-1 70 0,10 0,035 — — — СЛ-1 (ПРН-1) 85 0,10 0,03 50 0,12 0,6 411Т (4Г1Г) 120 0,18 0,07 — — — ГУН, 1СП 120 0,10 0,035 80 0,12 0,045 212
При эксплуатации насосов марок НПН-3-6, 4А и других на- сосик с плоскими золотниками ремонт золотниковой коробки сво- дится к проверке состояния рабочих поверхностей зеркала зо- лотника и коробки. Проверку производят на краску: при хорошем состоянии поверхностей она распределяется по всей площади мел- кими пятнами. В случае необходимости рабочие поверхности зо- лотника и коробки протирают. ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ Гидравлическую часть насоса вскрывают для ремонта и реви- зии, как правило, через каждые 700—750 ч работы. При этом осуществляют тщательный осмотр и ревизию поршневой группы, рабочей втулки, клапанов, а также наружный осмотр клапанной коробки насоса. Если коробка представляет собой стальную от- ливку, то обнаруженные трещины разделывают и заваривают электросваркой. Чугунные клапанные коробки при наличии тре- щин заменяют новыми. Замена рабочих втулок гидравлических цилиндров Срок службы рабочей втулки гидравлического цилиндра за- висит от условий работы насоса. Втулки па горячих и холодных насосах (за исключением насосов для горячего крекипг-остатка и холодных нестабильных бензинов, богатых сероводородом) заме- няют в среднем через 8500—8600 ч работы. В случае насосов, пере- качивающих крекинг-остаток (при температуре примерно 400° С), вследствие сильной эрозии из-за коксообразования срок эксплуа- тации втулок сокращается до 1500—2200 ч, для насосов, транс- портирующих нестабильные бензины, кислоты и щелочи, в основ- ном в результате коррозии — в среднем до 4300-4500 ч работы. Цилиндры продуктовой части в горячих поршневых насосах можно вскрывать лишь после того, как температура их стенок снизится до 50° С. Если насос ремонтируют в процессе эксплуатации установки, то всасывающая и нагнетательная линии должны быть перекрыты заглушками. Для отворачивания гаек применяют накидные ключи, ручки которых наращивают в соответствии с правилами техники безо- пасности. Крышки цилиндров оставляют иа четырех шпильках. Затем отворачивают гайку нижней шпильки и ослабляют гайки двух боковых шпилек. Таким образом, продукт, оставшийся в ци- линдре, будет стекать вниз. При этом рабочие должны находиться в таком положении, чтобы брызги продукта ие могли попасть на них. Вслед за цилиндрами разбирают клапаны. Нагнетательные клапаны следует вскрывать с соблюдением необходимых предосто- рожностей, так как в данной части коробки может быть остаточное давление. 213
После открытия цилиндра измеряют зазор между втулкой и поршнем. Детали насосов заменяют, если он достигает указанных ниже величин (в л/з/): пн ... 2,4 нпн-зм . . . 1,2 ПР HI (СЛ-1) 1,9 4ПГ 3,0 4 А 0,28 НПС-2Х80 0,28-0,35 4ПТ 2,25 НПН-10, 1СП 3,3 ПП11-3-6 . 1,95 ПНМ . . . . 1,9 Отбраковочные зазоры можно подсчитать также по формулам: между поршнем и цилиндром 6. г, 0,015D между плунжером и грундбуксой 0,003/) где I) диаметр поршня или плунжера. Если смена поршня пли втулки не приводит к уменьшению зазора до допустимой величины, заменяют обе детали. Вынув поршневую группу, тщательно осматривают рабочую поверхность гидравлической втулки. При наличии па пей отдель- ных рисок вопрос о ремонте или смене детали решают конкретно в каждом случае. Обычно втулку поворачивают так, чтобы риски находились в верхней части. При реставрации старых рабочих втулок можно рекомендовать пользоваться ремонтными размера- ми (см. выше). Для большинства нефтяных поршневых насосов рабочие втулки вставляют в гидравлические цилиндры скользящей или ходовой посадкой по третьему классу точности, поэтому извлечение их нз цилиндров не представляет затруднений. В насосах ПН рабочую втулку крепят прессовой посадкой. Для выемки из цилиндра применяют винтовой съемник. Посадку гидравлических втулок в клапанные коробки поршне- вых насосов, как правило, производят вручную при помощи не- большой кувалды, легкие удары которой передаются на торец втул- ки через деревянный брус. Перед монтажом новой втулки необхо- димо шабером тщательно очистить посадочные места клапанной коробки, удалить из нее посторонние предметы, а также промыть коробку и втулку керосином. Между буртом втулки и клапанной коробкой следует создать надежное уплотнение установкой про- кладки из асбестового шпура (рис. 91). При закрытии гидравлического цилиндра после окончательной его сборки особое внимание нужно уделять монтажу стопорных или установочных болтов, которые, должны равномерно нажимать па торец гидравлической втулки. При этом в насосах 4ПГ, 4ПТ и т. д. вес болты надо зашплинтовать один с другим. 214
В случае насосов СП и НПН-10 необходимо точно определить, на какую величину следует ввернуть болты, чтобы они равномерно нажимали па торен втулки. Каждый болт должен быть застопо- Рис.91. Уплотнение между клапан- ной коробкой и гидравлической втулкой поршневого насоса: 1 — уплотняющая прокладка из рас- клею н (loro прографи чек и ого асбесто- вого шпура; 2 — корпус клапанной коробки; и — гидравлическая рабочая втулка. реп контргайкой. Между пей и крышкой цилиндра нужно создать падежное уплотнение при помощи прокладок —- паронитовой (для холодных насосов) и алюминиевой (для горячих насосов). Замена поршневых групп В зависимости от условий работы насоса поршни заменяют через 1500—8600 ч. Срок эксплуатации поршневых колец колеб- лется от 1500 до 4500 ч, а штоков - от 4500 до 8600 ч. Все требо- вания, предъявляемые к поршневой группе паровой части в от- ношении чистоты поверхност и, трещин, раковин и т. д., спр авед- лпвы для гидравлической части. Смену поршней (плунжеров) гидравлической части насоса сле- дует осуществлять при достижении поршнем или плунжером в лю- бом направлении по диаметру размеров, указанных в табл. 40. Табл и ц а 40. Наименьшие допустимые диаметры поршней (плунжеров) гидравлически'! части дм насосов равным марок 11асос Диаметр поршня (iичу нжера ), мм помп нал ь- ны Г1 на и мен ыппй допусти чый НПН-10, 1СП 219 216,7 НПН-3-6 129 127,5 НПС-1 50 49,7 (плунжер) ПРН-1 (СЛ-1) 124 122,6 4 А 90 89,72 (плунжер) пн, пне 159 157,25 4ПГ 199 197,0 НПС-2Х80 105 104,72 4ПТ 149 147,4 НПН-ЗМ 79 78,0 ГУН-1 159 157,25 215
Максимально допустимую величину износа поршня можно найти также из соотношения биз„~(0,01 - 0,011) D где D — номинальный диаметр поршня. Аналогично для плунжера биз„ - (0,003 — 0,001) D где D — номинальный диаметр плунжера. Плунжеры насосов заменяют также при наличии па их поверх- ностях рисок, задирии и местной выработки, когда проточка или шлифовка может уменьшить диаметр плунжера до значений, меныпих, чем приведенные в табл. 40. Небольшие местные де- фекты устраняют личным напильником, шлифовальной шкуркой, проточкой*или шлифовкой на станке. Замена поршневых колец необходима, если величины замковых зазоров в свободном либо рабочем состоянии и зазор между ка- навкой поршня и кольцом достигают значений, указанных в табл. 41, а также при значительном неравномерном износе са- мих колец. Т а б л и ц it 41. Отбраковочные зазоры (в мм) поршневой группы гидравлической части в различных насосах I lacoc Зазор между кольцами и канавками поршня Замковый зазор поршне- вых колец наименьший наибольший па имепьшпй в свободном состоянии наибольший в рабочем состоя ни н НПН-10, 1СП 0,070 0,20 12 3,0 ПРН-1 (СЛ-1) 0,055 0,10 6 2,0 4ПТ 0,070 0,14 10 4,5 НПН-3-6 0,050 0,10 7 1,0 нпн-зм 0,050 0,10 4 1,5 пн 0,055 0,10 9 1,6 4ПГ 0,090 0,18 15 4,5 пнм 0,055 0,14 — ГУН-1 0,070 0,14 7 1,5 Отбраковочные зазоры в канавках, как и для колец паровой части, можно определить из следующих приближенных соотноше- ний: наименьший зазор между кольцом и канавкой для холодных насосов составляет 0.0025Л, для горячих 0,0035—0,004/г; наиболь- ший зазор равен (0,007—0,008) h, где h — высота кольца. Наи- меньший зазор в замке в свободном состоянии составляет (0,05— 0,07) D, наибольший в рабочем состоянии (0,015—0,03) D, при- чем D — номинальный диаметр поршня. Кольца подлежат замене и в том случае, если диаметральный зазор между ними и стенками рабочей втулки превысит в 2 раза 216
величину допуска на обработку наружного диаметра кольца ПО посадкам A.JC3 (для горячих насосов) н Л4/С3 (для холодных насосав). Практически зазор не должен быть более 0,05 мм по всей окружности. Ремонт поршневой группы гидравлической части проводят аналогично ремонту поршневой группы парового цилиндра. Следует указать на возможность восстановления стальных порш гей гидравлических цилиндров для насосов НПНС-10 на- плавкой электросваркой с дальнейшей проточкой до номиналь- ных размеров по диаметру и канавкам поршня. При закрытии крышек цилиндра сначала затягивают четыре шпильки по двум взаимно перпендикулярным диаметрам либо три шпильки по треугольнику (при шести шпильках). Затяжкой всех шпилек занимается один человек. На горячих насосах обя- зательна выполняемая очень осторожно подтяжка гаек при по- вышении температуры до 120—150° С. В качестве прокладок па холодных насосах используют паро- пит толщиной 1,5 — 2 мм, на горячих — алюминиевые (толщи- ной 2 мм) и асбоалюмппиевые прокладки. Ремонт клапанов В большинстве поршневых насосов нефтеперерабатывающих заводов применяют тарельчатые, пружинные, самодействующие клапаны. Эти конструкции клапанов весьма надежны в эксплуата- ции и при нормальном обслуживании хорошо работают в течение продолжительного времени. Сроки службы клапанов между ре- монтами зависят от условий эксплуатации насосов и составляют 1500— 8600 ч (см. стр. 63). Неудачной является лишь конструкция клапанов насоса НПН-10. Особенно плохо работают они па перекачивающих го- рячий крекинг-остаток (при 405—415’ С) насосах установок тер- мического крекинга. В седле такого клапана обычно через 700— 800 ч работы происходит излом по сварке ребер направляющего шпинделя. Примерно около 1200—1400 ч составляет срок службы в этих условиях пружины клапана. На практике вышедший из строя клапан, как правило, рекон- струируют. Седло его вынимают из корпуса и протачивают по внутренней цилиндрической поверхности до тех пор, пока не исчезнут следы сварки. К тарелке клапана приваривают три на- правляющих ребра под углом 120" одно к другому с таким расче- том, чтобы диаметр окружности наружных ребер перьев был несколько больше внутреннего диаметра седла клапана. Затем производят проточку его перьев по наружному диаметру до необ- ходимого размера. Обычно седло клапана протачивают до диа- метра 137 мм, а перья — до диаметра 136 мм. Прежняя и изме- ненная конструкции описанного клапана изображены на рис. 92. 217
Для увеличения срока службы клапанов насоса НПНС-10, перекачивающего горячий крекинг-остаток, следует рекомендовать замену пружин грузами. Конструкция грузового клапана представ- лена на рис. 93. Груз изготовляют из углеродистой стали в виде Рис. 92. Конструкция клапана насоса НПН-10: а — до изменения: б — после изменения; 1— клапана; 2 — тарелка клапана; 3 — направляю- щий шпиндель седла; 4 — ребра направляющего шпинделя; 5 — направляющее перо тарелки кла- пана измененной' конструкции. Рис. 93. Грузовой клапан насоса НПНС-10. Рис. 94. Приспособление для запрессовки седла клапана поршневого на- соса: I — седло клапана; '2 — та- релка клапана; 3 — отрезок трубы; 4 - крышка клапана. кольца и прихватывают к тарелке клапана электросваркой; кла- пан может быть также отлит целиком (см. рис. 93). Надо отметить, что износ тарелки и седла грузового клапана по сравнению с износом тех же деталей пружинного клапана не- сколько увеличивается, однако возрастает продолжительность безаварийной работы клапана с грузом, а также насоса. Аналогично усовершенствуют клапаны и для других насосов, перекачивающих различные агрессивные продукты, вклю- чая горячий крекинг-остаток. В зависимости от условий эксплуата- ции насоса через каждые 800—1600 ч кла- пан вскрывают и тщательно проверяют плотность посадки его седла в гнезде кла- панной коробки. Обычно клапаны встав- ляют в гнезда плотно, по конусу . При этом возможны две причины нарушения правильности посадки: неверная запрес- совка седла или несоответствие размеров его и гнезда. В первом случае седло запрессовывают повторно при помощи специального приспособления (рис. 94), основной деталью кото- рого является отрезок грубы, обработанной на токарном станке с обоих торцов. Диаметр трубы выбирают в зависимости от диа- метра клапана. Усилие для запрессовки от шпилек его крышки через нее п трубу передается на тарелку клапана и седло. Высота отрезка грубы должна быть па 5—6 мм больше расстояния от тарелки до крышки при полной запрессовке клапана. 218
Благодаря созданию при указанном методе запрессовки равно- мерных усилий по всей окружности седла достигается равномерная посадка его в гнезде; исключается также возможность перекосов и педопрессовкп седла. При несоответствии размеров седла и гнезда подбирают новое седло определенного размера из имеющихся в запасе или осуще- ствляют наплавку старого седла по посадочной поверхности элек- тросваркой с последующей проточкой п шлифованием. При этом электроды выбирают с учетом материала седла и наплавку выпол- няют в таком порядке, который обеспечивает робленне (см. стр. 105). После наплавки и проточки нужно обя- зательно проверить седло клапана па эллип- тичность по внутреннему диаметру и в слу - чае необходимости проточить его па станке. Собранные клапаны, доступные для осмотра, проверяют также па плотность. Для этого тарелку клапана сажают в седло и сверху .заливают керосином. В отсутствие утечки клапан считается пригодным к дальнейшей” работе без притирки. Описанный способ является иаилучшнм. При недоступности клапанов для осмотра плотность их проверяют «па карандаш». В данном случае па рабочей поверхности наименьшее его ко- Рис. 95. Приспособле- ипе для выпрессовки седла клапана поршне- вого насоса . тарелкп или седла клапана мягким черным карандашом проводят радиальные черточки иа расстоянии 12 — 15 мм одна от другой. Затем тарелку вставляют в седло, повора- чпвают на V, оборота н смотрят па карандашные черточки: если они все стерлись, то плотность клапана считается удовлет- ворительной. Клапаны обычно притирают при каждой ревизии, причем выполняют эту операцию на месте вручную без выемки седел. Перед началом притирки клапаны промывают в керосине и на- сухо протирают. Далее па поверхности седла и тарелки наносят гонкий слой пасты, приготовленной из любого притирочного порошка (естественный п искусственный корунды, мелкий на- ждак, толченое стекло и другие абразивные материалы зерни- стостью 80—200 мк) и машинного масла (для притирки стальных поверхностей). Затем тарелку вставляют в седло и с легким нажи- мом притирают к нему, вращая попеременно в одну сторону па J/4 оборота и обратно на 2/.( оборота. При перемене направления вра- щения тарелки во время притирки ее необходимо слегка припод- нимать так, чтобы рабочие поверхности седла и тарелки ле сопри- касались между собой. Вращать тарелку вкруговую нельзя. При- тирку' считают законченной, когда указанные поверхности при- 219
обретают ровный матовый цвет. Потом клапан обязательно про- веряют на плотность. В большинстве насосов седла клапанов выпрессоаывают для расточки и последующей притирки примерно через 8000—8500 ч работы. Одновременно производят приточку тарелок клапанов с последующей их притиркой по месту. Для насосов, перекачива- ющих жидкости, вызывающие, сильную коррозию (нестабильные бензины, щелочи и кислоты), эти сроки уменьшают в 3—4 раза. Выпрессовку седла для проточки или замены осуществляют при помощи приспособления, изображенного на рис. 95. Далее проводят ревизию пружин. Они выбраковываются, если 1) торцы их не перпендикулярны осям; 2) обнаружен значитель- ный коррозионный или эрозионный износ; 3) высота в свободном состоянии уменьшилась па 15—20% от номинальной величины. УЗЕЛ СРЕДНЕЙ ЧАСТИ И МЕХАНИЗМ ПАРОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ Ревизия и ремонт Узел средней части служит для соединения паровой и гидрав- лической частей насоса, а также для монтажа механизма золотни- кового движения. При присоединении к средней части насоса парового и гидрав- лического цилиндров необходимо тщательно следить за отсутствием малейших перекосов в разъемных деталях путем промера щупом зазоров по двум взаимно перпендикулярным диаметрам. Ревизию состояния парораспределительного механизма осу- ществляют один раз в полгода через 4300—4500 ч работы, осмотр — при каждом ремонте. В ходе ревизии измеряют зазоры между валиками, пальцами и отверстиями стоек, тяг и рычагов. Проверку производят посредством щупа по двум взаимно перпендикулярным диаметрам. Если зазор между валиком, паль- цем и отверстием превышает 0,02 диаметра валика, сопрягаемые детали подлежат замене или ремонту. Валики механизма парорас- пределения, как'правило, изготовляют'заново. Отверстия в стойках механизма'фрезеруют до размера, ко- торый больше номинального диаметра на 10—12 мм, а затем в ме- ханизм запрессовывают бронзовую или чугунную втулку. Наруж- ный’диаметр втулки соответствует плотной посадке ее’по второму классу точности. В насосах НПН-10, ПН и НПС-2х80 для определения пригод- ности пальцев соединительной муфты измеряют зазор между ними и стенками паза рычагов. Если этот зазор превышает 1 —1,5 мм, необходимо заменить пальцы или восстановить первоначальные размеры их и направляющей рычага наплавкой и последующей об- 220
работ,сой иа станке. Смену или реставрацию деталей парораспре- делительного механизма осуществляют один раз в 8500 --8600 ч работы. Следует отметить хорошие результаты год через реконструкции узла сопряжения рычагов и пальцев механизма парораспределения для насосов НПН-10, СП, ПН, НПС-2х80 и ГУН-1, выполненной па ряде заводов и заключающейся в переделке рычагов. Рычаг парораспределительного меха- низма (рис. 96) делают из двух частей. Верхняя часть заканчивается штоком, входящим в цилиндрик нижней части. В последнюю запрессовывают шарико- подшипник, насаживаемый на палец со- единительной муфты штоков скользящей посадкой. При колебательном движении Рис. 96. Рычаги н пальцы узлов парораспределения различных насосов: а — старая конструкция; б— измененная конструкция рычага шток его верхней части одновре- менно совершает возвратно-поступатель- ное движение по цилиндрику нижней части, в который для уменьшения трения набивают консистентную смазку. Регулировка механизма парораспределения Регулировку парораспределительного механизма производят при каждом текущем ремонте. В данном случае надо открыть зад- ние крышки золотниковой коробки, отсоединить шток золотника от золотниковой тяги и установить золотники так, чтобы они перекрывали все паровпускные и паровыпускные каналы. Торцы золотников должны находиться на одном и том же расстоянии от крайних каналов. Рычаги передачи движения от поршневого штока к золотнику размещают строго вертикально. При этом гидравлические и паро- вые поршни нужно располагать точно в середине соответствующего цилиндра, для чего их сначала перемещают в крайние положения и иа поверхности штоков наносят риски; затем расстояние между ними делят пополам, получая среднюю риску, по которой п уста- навливают поршни. При необходимости шток соответствующего поршня следует вывернуть или ввернуть в соединительную гайку. Если тягу золотника нельзя соединить со штоком, не переме- щая золотник или не нарушая вертикального положения рычагов, соединительную кулису вворачивают или выворачивают на нуж- ную величину. На этом для насосов 4А, НПН-3 и НПН-6 регули- ровку механизма парораспределения закапчивают, закрывая ци- линдры и золотники. 221
В случае насосов остальных марок надо также проверить, чтобы при среднем положении золотника и поршней и отвесном положении рычагов: зазоры по обеим сторонам сухаря в гнезде золотниковой тяги были одинаковы и равны 4 мм — для насосов 4ПТ и 4ПГ; зазоры с обеих сторон разрезной части кулисы до регулировоч- ных гаек составляли 24 мм — для насосов ПН и ПНС и 28 мм — для насоса СП; расстояния по обеим сторонам муфты пальца поводка до раз- резной гайки равнялись 10 мм — для насосов CJI-I, CJI-1M и т. и.; расстояния между муфтой пальца поводка и разрезными гайками механизма золотникового движения с обеих сторон составляли 12 мм —для насосов НПН-10, НПНС-10 и НПС-2Х80. Наличие больших инерционных сил от движущихся поршне- вых групп в процессе эксплуатации насоса создает значительные трудности при регулировании распределения пара только через механизм золотникового движения. Поэтому в некоторых насосах предусмотрено также регулирование посредством вентилей (но два вентиля на цилиндр). Каждый из них соединяет паровпускной канал с паровыхлопным. Степень открытия или закрытия вентиля определяет буферную подушку соответствующего объема между крышкой цилиндра и поршнем, что позволяет дополнительно регулировать работу механизма парораспределения. Проверка соосности цилиндров насосов Соосность цилиндров насоса следует проверять в тех слу- чаях, когда в ходе ремонта с фундамента снимают хотя бы одни цилиндр. При этом в двухцилиндровых насосах проверяется соос- Рис. 97. Схема проверки парал- лельности осей цилиндров двухци- линдровых паровых прямодейству- ющих насосов: / — поперечная струпа; 2 — гидравли- ческие цилиндры; 3 • - паровые ци- линдр! J . кость парового и гидравлического цилиндров только той части, на которой эти цилиндры монтировали и демонтировали, либо одновременно в обеих частях, если демонтаж и монтаж цилиндров производили в каждой из них. Предварительно проверяют за- тяжку фундаментных болтов и горизонтальность установки на- соса на фундаменте. 222
Для контроля соосности натягивают две струны из проволоки диаметром 0,3—0,5 мм. Правильность положения каждой струны проверяют штпхмассами, которые ставят в заточку под крышку цилиндра и гнездо сальпицы паровой части, а также в посадочные места корпуса сальника и рабочей втулки гидравлической части. Штихмасы выполняют из прутка диаметром 6- 8 мм. Допускае- мое отклонение па несовпадение осей парового и продуктового цилиндров для большинства насосов должно быть равно 1 мм. При проверке соосности обеих частей насоса перпендикулярно продольным струнам натягивают две поперечные струны, по ко- торым и измеряют расстояние между осями (рис. 97). Замеры про- водят по торцам гидравлических и паровых цилиндров. Допускае- мое отклонение между осями обеих частей в двухцилиндровых насосах составляет 1,5 мм. ОСНОВНЫЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗГОТОВЛЕНИЮ БЫСТРОИЗНАШИВАЮЩИХСЯ ДЕТАЛЕЙ ПАРОВЫХ ПОРШНЕВЫХ НАСОСОВ Порш п п Поршни выполняют из специальных чугунных отливок или болванок. Обычно применяют чугун марки СЧ 21-40. Основ- ные требования к чистоте и точности обра- ботки поверхностей поршней видны из рис. 98. Для насосов, перекачивающих различные агрессивные продукты (в том числе сжиженные газы), можно рекомен- Рис . 98 . Поршень паро- ного цилиндра насоса 4ПГ. довать поршни, изготовленные из капрона и других полимерных материалов. Поршневые кольца Во избежание задиров па внутренней поверхности цилиндра и для приобретения поршневыми кольцами необходимой упругости их выполняют из плотного, но не твердого чугуна. Чтобы улуч- шить качество колец, используют пустотелые болванки - мас- ло™. Размеры заготовки поршневого кольца, получаемой после проточки отливки, или маслоты (рис. 99), определяют по следую- щим формулам *: Do — D Др, d0 = D + dL~2s~y (39) * Коваль 11., Му мз и Г., Поршневые прямодействующие насосы, Машгиз, 1958. 223
где Do и dn — наружный и внутренний диаметры заготовки; D — диаметр цилиндра (диаметр поршневого кольца в рабочем состоя- нии); а — длина выреза в кольце; s — толщина кольца; у — припуск на обработку отливки. По окончании обработки маслоты в соответствии с рекомендуе- мыми размерами из нее нарезают кольца высотой h + 0,6 мм. Рис. 99. Поршневое кольцо парового на- соса: / — заготовка перед вы- резкой кольца; // — обра- ботанное кольцо. Эти кольца режут на фрезерном или универсально-заточном станке, и часть каждого кольца длиной а вырезают. Затем кольцо протачивают в специальных оправках До диаметра D (снаружи) и диаметра d --- D — 2s (внутри), а торцовые плоскости кольца шлифуют па плоскотлпфовалыюм станке до размера h. При выполнении колец большими партиями (па ремонтных базах крупных нефтеперерабатывающих заводов) целесообразна Рис. 100. Последователь- ность обработки поршне- вых колец паровой части насоса НПН-10 из чугун- ной маслоты. проточка их с одной установки н последующая термофпкеация па оправке при 680" С в течение 1 ч. Требования, предъявляемые в отношении точности обработки поверхности колец, иллюстри- руются рис. 100. В случае насосов, перемещающих сжиженные газы, легкие бензины и растворители, успешно применяют поршневые кольца из неметаллических материалов — текстолита, капрона и др. При этом упругость колец достигается с помощью металлической пру- жины, монтируемой но внутреннему диаметру каждого кольца. 224
Штоки Для изготовления штоков паровых поршневых насосов в зави- симости от перекачиваемой жидкости и ее температуры исполь- зуют стали различных марок: для штоков паровой части насосов — Ст.35 и 40Х, для штоков гидравлической части — 40Х и 2X13. Остальное V 4 Рис. 101. Шток гидравлической части насоса НПН-3 (рабочий чертеж). Требования к точности и чистоте обработки поверхностей штоков следуют из рис. 101. После окончательной обработки проверяют биение штока по диаметрам 45Х4, 32Х3 и наружных поверхностей резьб М36 и 1М30; допустимые биения составляют не более по- ловины допуска на изготовление детали по указанным выше по- верхностям (см. рис. 87). Клапаны Общими требованиями, предъявляемыми ко всем конструк- циям клапанов насосов, являются точность, чистота обработки (рис. 102) и необходимая твердость поверхностей. Тарелки и седла клапанов выполняют из стали 40Х или 2X13. Посадочные поверх- ности, по которым работают перечисленные детали, закаливают на высокочастотных установках (типов ЛПЗ-37, ЛПЗ-67 и др.) на глубину 1,5—2 мм до твердости HRC = 38—44 и затем при- тирают в сборе. Золотники и их втулки Втулки золотников и сами золотники паровых насосов обычно изготовляют из чугуна СЧ 18-36. Заготовками для изготовления втулок служат пустотелые отливки с припусками для получения деталей необходимой чистоты и точности обработки. Для произ- 15 м. А. Берлин 225
Рис. 102. Тарелка нагнетательного клапана насоса НПС. Вид А Оста ль ное 43 ----------------------ТО Рис. 10.3. Втулка золотника насоса НПН-10. ------------.----390 Рис. 104. Золотник парового насоса ПН.
водства-золотников в качестве заготовок применяют болванки или специальные отливки. На рис. 103 и 104 представлены чертежи втулки золотника насоса НПН-10 и золотника насоса ПН, из которых видны основ- ные требования, предъявляемые к указанным деталям в отношении чистоты и точности их изготовления. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ ПРИ РЕМОНТЕ НАСОСОВ В зависимости от условий работы насоса, т. е. от вида пере- качиваемой жидкости, ее температуры и создаваемого давления, необходимо соблюдать определенные зазоры (посадки) между сопрягаемыми деталями, правила сборки, регулировки механизма парораспределения (для поршневых насосов) и требования к из- готовлению запасных частей. Все сменные детали насосов для ремонта выполняют по черте- жам завода-изготовителя. При их отсутствии допускается изго- товление запасных частей по эскизам и чертежам, отвечающим ос- новным требованиям взаимозаменяемости и учитывающим режим эксплуатации насоса и его деталей. При выборе материала для запасных частей исходят из данных завода-изготовителя, а если они неизвестны, подбирают материал, соответствующий условиям работы детали с учетом требований прочности и ее коррозионной устойчивости. При ремонте и производстве запасных частей нельзя изменять посадочные размеры, так как иначе нарушаются условия их взаимозаменяемости .Для повторного использования сменных дета- лей изменение размеров их рабочих поверхностей возможно; при этом нужно строго выдерживать зазоры, установленные между движущимися и неподвижными деталями насосов. Допуски п посадки для деталей и узлов центр <бежпн,х насосов приведены в пл. Ill, для поршневых насосов — в табл. 42 и 43.
Табл и ца 42 Допуски и посадки деталей гидравлической чаг.-пи а узла средника для насосов разных марок ОС Посадка деталей II п в нпн-з нпп-зм III1H-6 НПН-10, НПНС-10, СП 4 ПТ, НПГуд 4 11Г (В ПН-4-7) ПН. пне ним СЛ-1, СЛ-1Э, ПРН-1, ПРН-1М НПС-2Х Х80 НПС-1 Плунжер 90 Да Су — — — - — — — -- — 1°5 Да so Да Аз Гидравли- ческая втулка в клапанной коробке — 170 Да Сз 170 Да Сз 170 ~ Сз 265 Да Сз 190 Д- Аз 250 Да Шз 191 гГГ Пр13 191 пД 140 Да Сз — — Поршень во втулке 130 III' яо — ш;, 1301Щ 220 — Ш3 150 4г Шз 200 — “ии Ш3 1бо Да Шз 125 и, 1 °5 •— Ш3 - — Поршневые кольца во втулке — 13оДа С.з Аз 80 -С Сз 130 4-3- 220 -4?- Из ,50 Да Сз А;; 200 — Ьз 1бо Да Гз 125 Да Us 125 Да Сз - - — в поршне (по высоте канавок) — 1з Да С3 10 13 Да Сз 30 ~ С a ,-г Аз ь ст го Да Ш.з 10 Да Сз 10 10 й — —
Продолжение табл. 42 ю ю со Посадки деталей нпв НПИ-З НГ1Н-ЗМ! ННН-6 Н1ПМ0, НПНСЛ0, СП 4 ПТ. НПГуд 4 ПТ (HHH-4-7J пн. пне НИМ СЛ-1. СЛ-1а, ПРН-1, ПРН-1М НПС-2Х ,\80 НПС 1 Седло клапана — 90 п 167 лт А 136,0-jY 93 Г1 '» X А • 120 V Аз 8715 тг “4 49,332 А Грундбукса — 55 4 55 т1 А-, 00 са — — — — — 55 А 120 А- Сз Аз 60 А Валики стойки 94 А Хз 40 А. АЗ 40 Ф Аз 40 А Х3 50 А Хз Аз 60 А Аз А, 60 -А Аз зо А Сз — 30 т1 50 А Аз — Пальцы золот- никовой тяги — 20 Аз 2° ф- А з 20 А АЗ — — — - — — — — Пальцы сред- ника и меха- - — — - Аз Сз А3 Сз — — — ol > Ci J W Аз А - низм золот- никового движения
7* а с л и. ц а 43- Допуски и посадки деталей паро&ои части j puS.iii-tiitAA ии^ил О Посадка деталей нпв (фаг, 4А) нпн-з, нпн-зм, НПН-6 нпн-ю, НПНС-10, НПС-2.Х30 ПИ. ПНС. пнм 4 ПТ (НПГуд). 4 ПТ (Н1ТН-4 и 7) СП, 1СП СЛ-1, СЛ-1М, ПРН-1, ПрН-1М НПС-1 . Поршень в цилиндре 135 А-'1 15 Ш4 190 W 450 ш? 370 тпг 330 Ж 450 .А_ Ш3 >90 ^7- Шз 220 Аз Ш3 Поршневые кольца в цилиндре 135 190 450 С-3 370 зоо А- 450 290 ^3 220 А3 Сз в канавках поршня 16 -ф- Аз 17 -А- ^3 40 X Аз 26 -X- Аз ,, С3 "X Аз 18 -тА ^3 18 Аз Сз Поршень во втулке основного золотника - - -- Аз 140 ш7 120 ш? №• 120 W 85 70 Аз Хз вспомогательного зо- лотника — — so 1U? - “ к 50 10‘- А.З - Поршневые кольца во втулке основного золотника — 140 ^3 120 XX Оо '' Ш3 А, 120 ~ ^•3 85 '•-3 70 Аз Сз во втулке вспомога- тельного золот- — — — X “сГ 80 г 50 “Х“ ника
Продо.'Л ение /нибл. 43 Посадка деталей H1IB (фаг. 4А) Н Г1Н-3, н п н -зм, НПН-6 НПН-10. НПНС-10. Н ПС-2Х80 ПН. Ш1С. пнм 4 ПТ (НПГуд), _4 ПТ (п 11 г j -4 и 7) CH. 1CI1 С.1-1. СЛ-1М. ПРИ-1Л iipH-lM НПС-1 в канавках поршня основного золот- ника - — 32 _С_ - ,, А" 22 ' 6 4 Аз Л-; 6 тг Аз . А.. 6 -рУ- в канавках поршня вспомогательного золотника Втулка 17 "XT !‘ X 161С основного золотника — — 170 Пр13 145 “гй- Пр13 '«4 145 -С Пр: - А? А.. юо=ч- Пр J з . Аз — вспомогательного зо- лотника юо -=у- Пр13 100 fH- Пр 1 з 65 п : ПрЬ; Паровой поршень 40 -ф- Л 4 55 Пр13 — Д.. 85 -У- — — ю Грундбукса золотника 22 -'^4 *4 28 Сз 35 -А. Сз — 35 > — —
I' Л A 13 Л V НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ НАУЧНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ТРУДА РЕМОНТНИКОВ При освещении вопросов научной организации труда (НОТ) должны быть рассмотрены общие принципы организации труди ремонтного персонала в масштабах завода и организация их труда непосредственно па рабочих местах. При современном уровне развития техники только такую организацию труда можно признать научно й, которая по зволяет максимально использовать новейшие средства произвол ства, максимально исключить ручной труд и создать наилучшие условия для работы. Организация службы по ремонту насосного оборудования в мас- штабе всего завода описана в книге довольно подробно (см. главу II). Поэтому здесь освещены только вопросы НОТ сле- сарей-ремонтников на рабочих местах. Организация труда непосредственно па рабочем месте преду- сматривает: 1) тщательно разработанную технологию ремонта, обеспечи- вающую наиболее высокую производительность груда; 2) рационализацию трудовых движений исполнителей; 3) своевременное и бесперебойное снабжение запасными дета- лями, инструментом и вспомогательными материалами; 4) оборудование рабочего места ремонтника, обеспечивающее максимально возможную механизацию всех основных и вспомога- тельных операций и иа этой основе максимально высокую произ- водительность труда, а также полную его безопасность и соблю- дение всех норм промышленной санитарии и эстетики; 5) определение рациональных границ разделения и коопериро- вания труда; 6) создание нормальных условий труда; 7) совершенствование нормирования и оплаты труда; 8) повышение квалификации кадров. В данном разделе в основном разобраны первые четыре вопроса. 232
ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА Правильно разработанная технология ремонта должна пре- дусматривать такую последовательность производственных опе- раций, при которой на каждой стадии можно было бы выяснить все дефекты и причины нарушений в работе агрегата, чтобы в даль- нейшем к выполненной уже операции не возвращаться. Это тре- бование справедливо для технологии ремонта как насоса в целом, так и отдельных его узлов. Технология ремонта насоса зависит от организации всей ре- монтной службы насосного оборудования. Нами принята наибо- лее совершенная организация, согласно которой ремонт осуще- ствляют централизованно, поузловым методом с применением де- монтажа насоса. При такой организации ремонта на ремонтной базе одна часть слесарей производит разборку и сборку насоса, используя взамен изношенных узлов заранее подготовленные, а другая часть — сборку указанных узлов из новых или восстановленных деталей. Полому целесообразно разработать отдельно технологию ре- монта насосов каждого типа с учетом применения готовых узлов (для центробежных насосов — главным образом роторы в сборе; для поршневых — клапаны в сборе, поршневые группы гидравли- ческой и паровой частей в сборе, золотники и т. д.|, а также технологию разборки каждого узла. Технология ремонта указывает последовательность осуще- ствления операций, как выполняют каждую операцию, какие по- верочные работы при этом производят и какие инструменты и при- способления используют. Для обучения слссарей-ремонтннков следует применять раз- вернутые технологические карты, которые включаю! перечислен- ные выше данные. На рабочих местах нужно иметь сборник таких полных карт для насосов всех марок, а также сборник кратких инструкций. В более краткой технологической карте указаны последовательность операций и необходимые для выполнения каж- дой из них инструменты п приспособления. В качестве примеров ниже приведены пооперационная и пол- ная технологические карты ремонта центробежного насоса нор- мального ряда марки 611-10x4 (рис. 105). II о о п е р а ц и о л и а я технологическая карта капитального ремонта насоса марк и 6Н-10Х4 * Операция 1. Под руководством старшего оператора пли оператора поставить заглушки на приемном и напорном трубопроводах. Операция 2. Ослабить шпильки па приемном трубопроводе. *В данной карте применяемый инструмент не указывается, поскольку далее представлена полная технологическая карта ремонта насоса згой же марки. 233
Рис. 105. Продольный разрез НЙС°са 6Н-10Х4: I — передний опорный подшИПник 2 — сальниковое \'плотпеш1с; 9 _ крышка 5 — нагнетательный штуцер; 6 _ шпильра> кроящая нажимную ВтулкУ сальн11КУ- 7 — задний 5 — радиальцо-упорный подшипник; 9 ~ наемная втулка сальника» 10 Рабочее колесо; // гильза вала- насоса; 4 — ротор вала насоса: опорный подшипник скольжения: — корпус насоса; ^2 -- защитная
Операция 3. Сдренировать остаток продукта из насоса. Операция 4. Отсоединить трубопроводы охлаждающей воды. Операция 5. Отвернуть гайки, извлечь крышку сальниковой коробки и вы- нуть кольца сальниковой набивки. Операция 6. Проверить соосность ротора с корпусом насоса. Операция 7. Проверить центровку агрегата и отсоединить насос от привода. Операция 8. Проверить осевой разбег ротора в корпусе насоса при смон- тированных радиально-упорных подшипниках. Операция 9. Отсоединись привод от фундамента и развернуть его. Операция 10. Снять полумуфты и сделать их ревизию. Операция 11. Осуществить ревизию и демонтаж переднего опорного под- шипника. Операция 12. Произвести ревизию и демонтаж заднего опорного и радиально- упорных подшипников. Операция 13. Разобрать корпус, для чего необходимо: а) проверить осевой разбег ротора при демонтированных подшипниках; б) снять крышку; в) вынуть ротор; г) произвести ревизию ротора; д) осуществить ревизию зазоров в проточной части насоса; е) сделать ревизию корпуса и крышки насоса. Операция 14. Проверить собранный ротор. Операция 15. Проверить совпадение плоскости разъема уплотнительных колец с плоскостью разъема корпуса и в случае необходимости сделать соот- ветствующую подгонку. Операция 16. Уложить ротор па нижние вкладыши уплотняющих и про- межуточных подшипников. Операция 17. При замене подшипников скольжения подогнать их по шейкам вала и постелям корпусов. Операция 18. Смонтировать опорные подшипники скольжения. Операция 19. Проверить осевой разбег ротора. Операция 20. Проверить легкость вращения ротора. Операция 21. При смене вала установить ротор в осевом положении и про- извести монтаж радиально-упорных подшипников. Операция 22. Снова проверить осевой разбег и легкость вращения ротора. Операция 23. Установить крышку корпуса насоса. Операция 24. Проверить легкость вращения ротора. Операция 25. Подсоединить трубопроводы охлаждающей воды. Операция 26. Надеть на вал полумуфты. Операция 27. Выполнить центровку агрегата .соединить полумуфты и уста- новить защитный кожух. Операция 28. Набить сальник или смонтировать торцовые уплотнения. Операция 29. В присутствии старшего оператора снять заглушки па прием- ном и напорном трубопроводах. Операция 30. Совместно с механиком установки осуществить обкатку насоса. В полной технологической карте обычно подробно приводят приемы выполнения каждой операции. Однако поскольку в на- стоящей работе технология производства всех операций по ре- монту насосов рассмотрена детально, вместо их повторного опи- сания в представленной ниже карте (табл. 44) даны ссылки на соответствующие разделы книги. 235
Т а б л и ц а 44. Полная технологическая карта капитального ремонта насоса марки 6H-1U/.4 Операция 1 6 Содержал по работы Число слеса- рей 1 Пр имен немые п риспособлсния, и н с т р у ,м е н ты, м а те р и а л ы нал мелование ко U п честно Уточнить у обслуживаю- щего ^персонала, обесточен ли электродвигатель. Про- верить с помощью вентиля в верхней части корпуса на- соса, сброшено ли давле- ние. Проверить на ощупь, остыл ли насос 1 1 - Установка заглушек. 2 1. Заглушка Под руководством стар- 0 212 леи 1 шего оператора или опе- ратора поставить заглуш- ки на приемном и напор- 0 158 » 2. Прокладка из паро- нита (Л- 2—3 .н.п) 1 ном трубопроводах, пред- 0 212/, 154 2 варнтельно убедившись в том, что задвижки на них закрыты 0 1,580 100 3. Ключи накидной и гаечный (размер зева .8’ 32 .н.п) или гайковерт И-51Л 9 По 1 1 Дренирование продукта. Ослабить фланец на при- 3 1. Ключи накидной и рожковый емком трубопроводе и (S-- 32 мм) По 1 сдрепировать остаток про- дукта из насоса в лоток или гайковерт И-51Л 1 посредством легкого пере- 2. Желоб переносной 1 поеного желоба с. предва- рительной подводкой в ло- ток воды через гибкий шланг 3. Шланг гибкий 1 Отсоединение трубопро- водов охлаждающей воды 1 Ключ газовый № 2 1 Извлечение сальниковой! набивки. Отвернуть гайки, 2 I . Кuio'i рожковый (,8 320 27 .п.п) | 1 спять крышки сальнико- вых коробок п специаль- ным крючком вынуть коль- ца сальниковой набивки. При применении торцовых уплотнений ослабить бол- ты их крышек 1 2. Крючки для пзв. 1ече- ; ния колец сальиико- ' вой набивки 1 Проверка центровки ро- 1 1. 111, уи 1 тора в корпусе в радиаль- ном положении (отклонение оси вала от осн сальниц не должно превышать 0,1 ли«, см. стр. 70) 2. Специальная приз- ма 1 2 36
Продолжение табл. 44 Операция 1 1 Содержание работы Число Слеса- рей 1 Применяемые приспособления, инструменты, материалы наименование. количество 7 Проверка центровки аг- регата (предельные откло- нения величин иесоосности не должны превышать 0,075 мм по окружности и 0,1 мм по торцу, см. стр. 195) 1 1 1. Ключ рожковый (.S- -14Х 17 льм) 2. Индикаторы часовые. 3. Скобы специальные 4. Щуп 2 ‘У 1 комплект 1 Проверка осевого разбега ротора в корпусе при смон- тированных радиально- упорных подшипниках (ве- личина его не должна пре- вышать 0,1—0,15 ,м.п, см. стр. 70) 1 1. Ломик 2. Призма Л Шуи 1 1 1 9 Демонтаж привода с фундамента 1. Ключ рожковый (5 .32 .ИЛ1) 2. Тренога с ттл1 к, rpv зоподъемиостыо Q-- =--2 т (при от- ; сутствпи стаци- i онарных грузо- 1 подъемных меха- низмов) ' 2 1 П) Снятие полумуфт (в слу- чае холодных насосов пх снимают только для замены или ремонта, см. стр. 71) 2 1. Шуи 2. Горелка газовая 3. Автогенный аппарат ; 4. Съемник специаль- ный" 1 1 1 1 1 1 Ревизия и ремонт noiv- муфт (и зависимости от срока службы, см. стр. йб) 2 1 . Ручник 2. Штангенциркуль 3. Щуп 4 Фетр 1 1 1 0,2 кг 12 Демонтаж переднего опор- ного подшипника. После- довательность выполнения/. а) продуть корпус возду- ! хом или паром и обтереть чистой тряпкой; б) отсоединять переднюю крышку корпуса; в) ослабить на валу мас- лоотбойное кольцо; г) отсоединить заднюю крышку корпуса; д) отсоединить верхнюю крышку корпуса 1 i 1 1 1 1 Шланг резиновый Ключ рожковый (.S- --17X14 мм) ' Отвертка Ключ рожковый (.S' - -22X27 .мл) Ключ рожковый (S' — 27X27 мм) I 1 1 1 1 237
П родолжение табл. 44 X Содержание работы Число Применяемые приспособления, инструменты, материалы <и 6 слеса- рей наименование коли честно 13 14 Демонтаж заднего опор- ного и радиально-упорных подшипников. Последова- тельность выполнения: а) продуть корпуса под- шипников воздухом или па- ром и обтереть чистой тряп- кой; б) 'отсоединить заднюю крышку корпуса опорного подшипника,' в) снять болты, крепящие корпус радиально-упорных подшипников к корпусу опорных подшипников; г) отсоединить корпус радиально-упорных под- шипников от корпуса опор- ных подшипников; д) отсоединить переднюю крышку корпуса опорного подшипника; е) отсоединить верхнюю крышку корпуса опорного подшипника; ж) отвернуть установоч- ную гайку; з) снять распорную втул- ку; п) снять радиально-упор- ные подшипники после пред-, варительного прогрева их маслом или паром; к) произвести демонтаж, ревизию и ремонт опорных подшипников скольжения (в зависимости от срока службы, см. стр. 93) Вскрытие и разборка кор- пуса. Последовательность выполнения: а) замерить величину осе- вого разбега ротора (допу- стимая величина разбега 8—12 мм, см. стр. 76); б) снять болты с > крышки; [ в) снять болты с флап- | на напорного патрубка;/ 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 По 1-2 Шланг резиновый Ключ рожковый (S = — 14 < 17 мм) Ключ рожковый (.S-- = 22X27 мм) 1. Зубило бронзовое 2. Ручник Ключ рожковый (S- = 14Х 17 лги) Ключ рожковый (8= | = 22X27 лл) Ключ специальный Ручник, выколотка ла- ту иная 1. Съемник специаль- ный 2. Айаслепка специаль- ная 3. Шланг со снециаль- | ным наконечником ! 1. Линейка 2. Ломик 1 . Ключ на к ид нои (S = ="41 ,мм) 2 . Гайковерт И-51А 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 По 2 По 1 238
Продолжение табл. 44 Операция Содержание работы Число слеса- рей Применяемые приспособления, инструменты, материалы наименование кол ичсство 14 г) снять крышку, Кран-балка или тре- 1 нога с талью грузо- подъемностью Q -- — 1,0—1,5 т (при от- сутствии стационар- ных грузоподъемных механизмов) д) обмотать все посадоч- ные места ротора техниче- ской тканью, вынуть его из корпуса и уложить в коз- лы; 2 1. Ткань техническая 2. Тренога с талью (Q==0,5—1 т) 3. Козлы специальные 0,5 м2 1 1 е) проверить посадку уп- лотнительных колец кор- пуса и диафрагмы в крышке насоса (кольца диафрагмы должны входить в посадоч- ные места только под уда- ром деревянного молотки или от легких ударов руч- ника по бронзовой выко- лотке); 1 1. Молоток деревянный 2. Ручник 3. Выколотка бронзо- вая 1 1 1 ж) осуществить ревизию уплотнительных колец и ре- шить вопрос об их замене (см. также стр. 77 и 78); 1 Штангенциркуль 1 з) сделать ревизию кор- пуса и крышки и произвести необходимые ремонтные ра- боты (см. стр. 103) 1 15 Ревизия и ремонт ротора (если нужно сменить хотя бы одну деталь, то ротор за- меняют новым; старый ро- тор отп равляют на ремонт, см. стр. 107) 2 1G Проверка состояния фет- ровых уплотнений торцовых крышек корпусов подшип- ников, при необходимости замена их и подгонка по валу для плотного прилега- ния к его поверхности по всей окружности 2 1. Фетр 2. Нож 1 кг 0 17 Осмотр корпуса с целью обнаружения в нем посто- ронних предметов и их уда- ления 1 239
Продолжение тибл. 44 Применяемые приспособления, и пстру мен ты, материалы количество Содержание работы Ч пело слеса- рей 18 Проверка собранного ро- i 19 тора. Убедиться, что на нем в соответствующих местах надеты уплотнительные кольца, грундбуксы, на- жимные втулки сальников (или торцовые уплотнения), маслоотбойные кольца, зад- няя крышка корпуса перед - него подшипника и перед- няя крышка корпуса задне- го подшипника с проклад- ками из промасленной плот - ной бумаги (если полумуф- ты не снимали, то на валу должна находиться и пе- редняя крышка корпуса пе- реднего подшипника) Проверка посадки в кор- 2 1. Молоток деревянный 1 i i 9 2U пусе и крышке насоса уп- лотнительных колец (при их замене). В случае необ- ходимости — подгонка ко- лец Проверка совпадения 2 2. Выколотка бронзо - вая 3. Ручник 4. Шабер 1. Линейка проиероч- 9 2 2 I 21 плоскости разъема уплот- нительных колец с плоско- стью разъема корпуса(нло - скости разъема новых колец притирают). Точность совпадения пло- J скостей контролировать с помощью щупа размером ! 0,03 мм, который нс должен проходить между плоско- стью рззъемл корлуст и пи - нейкоп, установленной иа плоскости разъема колец и подши пникоа Укладка ротора на ниж- i 2 ! ' пая 2. П1,ун 3 . Птит'|< притирочная ' -1. Пасты притирочные Тренога с талью (Q 1 1 1 1 .12 ние вкладыши уплотнитель- ных колец и промежуточ- ных подшипников Подгонка вкладышей по постелям корпусов подшип- ников скольжения при их замене (см. стр. 95) 2 -0,5—1 т) Шэбер 240
Продолжение табл. 41 Операция Содержание работы Число слеса- рей 11ри меп немые приспособления, инструменты, материалы наименование КОЛ ичсство 23 Подгонка вкладышей под- шипников скольжения по валу, если производили их смену (см. стр. 93) 2 Шабер 2 24 Укладка па вал маслопо- дающих колец 2 — — 25 Установка верхних поло- вин вкладышей подшипни- ков 2 — 26 1 [роверка осевого разбега ротора (величина его дол- жна быть 12 лит) 2 1. Ломик 2. Линейка 1 1 27 Установка верхних кры- шек корпусов опорных под- шипников 2 Ключ рожковый (S -22X27 мм) 2 28 Проверка легкости вра- щения ротора от руки или с помощью инструмента 1 Ломик 1 29 Установка торцовых кры- шек корпусов подшипников и маслоотбойных колец. За- зор между кольцом и крыш- коп переднего подшипника должен составлять 5 л.н, а со стороны заднего подшип- ника быть равным 1,2—2 мм 2 1. Ключ рожковый (S — 17X14 льи) 2. Отвертка 2 2 30 Проверка осевого разбега ротора (величина его дол- жна находиться в пределах 8- -11 льн) 1 Ломик 1 31 Установка ротора в кор- пусе насоса в правильное положение в осевом направ- лении за счет монтажа радиалыю-у норных под- шипников (см. стр. 1 йб). Г1 ронзводится только в слу- чае замены ротора (или ва- ла); если же его не меняют , то монтируют подшипники (см. стр. 189) 2 32 Установка на вал распор- ной втулки с надетым мас- лоподающим кольцом 1 33 Монтаж корпус а радиаль- но-у пор пых подшипников с уплотнением разъема про- кладкой из промасленной бумаги 2 Ключ рожковый (S — 32;-' 27 мм) 2 М. А. Берлин 241 16
Продолжение табл. 44 Операция | Содержащие работЫ Число слеса- рей i Применяемые приспособлен ня, инструменты, материалы наимелопапие количеств о 14 Проверка осевого разбега ротора (величина его дол- жна быть не более 0,1 — 0,15 Л1.ч) 1 Шуи 1 35 Проверка легкости вра- щения ротора проворачи- ванием его вручную или с помощью инструмента 1 Ломик 1 16 Установка крышки кор- пуса насоса 2 1. Прокладка фигурная из паронита («5=1 мм) 2. Ключ накидной (5=41 лги) 3. Гайковерт И-51А 1 2 1 37 Присоединение трубо- проводов охлаждающей воды 1 Ключ газовый № 2 1 38 Монтаж полумуфт, если их снимали для ремонта или замены (см. стр. 192) 2 1. Автогенный аппарат 2. Кувалда бронзовая 3. Штангенциркуль 4. Напильник личной 1 1 1 1 39 Монтаж привода на фун- даменте 2 1. Тренога с талыо (Q=2 т) 2. Ключ накидной (5= -32 .н.п) 1 2 40 Центровка агрегата но полумуфтам и соединение их с установкой защитного кожуха 2 1. Скобы специальные 2. Индикаторы часовые 1 комплект 2 41 Монтаж ограждения (см. стр. 192) 2 1. Ключ рожковый (S 1 = 14X17 мл) 1 2. Выколотка бронзо- вая 3. Ручник 2 1 1 42 Набивка сальникового уплотнения 2 1. Полукольца специ- альные 2. Набивка сальниковая (асбестовая, програ- фиченная) 3. Ключ рожковый (S= = -32 мм) 2 комплекта 6 кг 2 43 Снятие заглушек и уста- новка прокладок на прием- ном и напорном трубопро- водах (в присутствии стар- шего оператора) 2 1. Ключ рожковый (5= =-32 ,чл|) или гайко- верт Й-51А 2. Прокладка из паро- нита (б---2 3131) 0 154X120 0 158;Л 00 2 1 1 1 44 Обкатка насоса (совмест- но с механиком установки) 1 ‘42
ОРГАНИЗАЦИЯ ТРУДА НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ Обеспечение запасными частями и вспомогательными материалами При узловом методе ремонта, когда запасные части п новые узлы из них подготавливают заранее, номенклатура запасных узлов п деталей становится сравнительно небольшой, что значительно облегчает своевременную доставку их на рабочее место. Поэтому на ремонтном участке (в цехах) должен быть специаль- ный .мастер-заготовитель, который во второй половине первой сме- ны через производственных мастеров уточняет состояние ремонт- ных работ и обеспечивает вторую смену этого дня н первую смену следующего рабочего дня необходимыми узлами, запасными и кре- пежными деталями, прокладками п прокладочными материалами и т. и. Если насосы ремонтируют непосредственно па технологи- ческой установке, то порядок обеспечения остается тот же, причем материалы, детали и узлы развозят на каждое рабочее место. Оборудование рабочего места В главе II было довольно подробно описано оборудование ра- бочего места слесаря-ремонтника на центральной ремонтной базе При ремонте прямо на уста- новке ремонтники исполь- зуют инструментальные на- боры, которыми снабжена каждая насосная (см. ниже). Кроме того, в любой насосной желательно иметь разводку сжатого воздуха для подклю- чения пневмоинструмента, переносные разборные стел- лажи, козлы для укладки роторов, переносные козлы для подвешивания талей (в отсутствие стационарных грузоподъемных механизмов) и т. и. Для применения пнев- моинструмента следует так- же использовать передвиж- ные компрессоры. На Омском нефтеперера- батывающем заводе создан комплекс специальных при- способлений, которые успеш- Рис. 106. Ручной гидравлический погруз- чик (Q =- 0,5 т): / — каркас; 2 — гидравлический домкрат: 3 — кошка; 4 — упор; 5 — шток домкрата; 6 — рукоятка домкрата. но прошли испытания и в настоящее время внедряются в про- изводство ремонтов. Приспособления позволяют в значительной степени решить проблему комплексной механизации наиболее 16* 243
трудоемких ремонтных работ независимо от места их выполнения (на специальном участке или в насосной). Рассмотрим некоторые из этих приспособлений. Рис. 107. Разборная кран-балка: 1 — балка; 2 — кошка; 3 — рычажная таль; 4 — стойка; 5 — тележка. На рис. 106 изображен ручной гидравлический погрузчик грузоподъемностью Q 0,5 т. Он предназначен для подъема Рис. 108. Гидравлический съемник для снятия полумуфт. и транспортировки насосов, элек- тродвигателей, крупногабаритных узлов и деталей. Принцип действия погрузчика следующий. Для снятия, напри- мер, электродвигателя погрузчик ставят вплотную к фундаменту. Под корпус двигателя подводят упор 4 (см. рис. 106) и с помощью кошки 3 осуществляют строповку электродвигателя. Затем его под- нимают рабочим домкратом 2, по- грузчик опускают на все четыре колеса и двигатель транспорти- руют из насосной. Очень удобна разборная кран- балка, которую применяют для демонтажа насосов, электродвига- телей и крупных узлов, если па рабочем месте нет стационар- ных грузоподъемных механизмов (рис. 107). Сборку кран-балкп производят непосредственно над насосом, подлежащем ремонту, 244
из узлов, вес которых в отдельности не превышает 25—30 кгс. Кран-балка снабжена рычажной талью грузоподъемностью Q-— 1 т. Для снятия полумуфт используют гидравлический съемник, который развивает усилие до 10 тс (рис. 108). Посредством флан- Д енонтируеное соединение Рис. 109. Универсальный съемник. ца 2 съемник крепяг к снимаемой полумуфте. При помощи ру- коятки 4 с золотником масло из бачка 3 перепускается в корпус 5 и давит на поршень 6. Последний передает усилие на шток 1, который, упираясь в торец вала, стягивает полумуфту. Рис. ПО. Приспособление для выемки внутреннего корпуса двухкорпусных насосов: / — тележка; 2 — зацеп; 3 — силовые рычаги; 4 — гидроцилиндр; 5 — масляный бачок; 6 — ручной насос. Съемник, изображенный на рис. 109, является более уни- версальным и может применяться для демонтажа полумуфт, ра- бочих колес консольных насосов, подшипников качения и т. д. Для этого на демонтируемую деталь устанавливают захваты 4. 245
Гидравлическим насосом 2 масло ио рукавам высокого давления 3 подают в корпус съемника 1, шток которого выдвигается и давит на торен вала, стягивая демонтируемую деталь. Для выемки внутреннего корпуса горячих насосов (например, марки 8НГД-9хЗ) и транспортировки его нз помещения насос- ной разработано показанное на рис. 110 приспособление, которое Рис. 111. Стенд для разборки ротора центробежного насоса. действует следующим образом. Его подводят к насосу и зацеп 2 присоединяют к внутреннему корпусу. С помощью ручного на- соса 6 масло из бачка 5 по рукавам высокого давления поступает Рис. 112. Пресс для разборки-сборки роторов круп- Рис. ИЗ. Ручной шпиль- иых одноступенчатых насосов. коверт. в гидроцилппдр 4, шток которого, выдвигаясь, раздвигает сило- вые рычаги 3. При этом они вытаскивают внутренний корпус па ложе тележки 1, предназначенной для его перевозки. Приспособление, изображенное на рис. 111, используют при разборке роторов центробежных насосов. Разбираемый ротор устанавливают на стойки 6. На рабочее колесо, подлежащее снятию, надевают хомут 3, который при- крепляют к тягам 4. Последние соединены с фланцем 5 гидравли- ческого домкрата 2, укрепленного на стойке 7. Включив домкрат, 246
заставляют выдвигаться его шток, который упирается в торец вала. Посредством перемещающихся тяг и хомута фланец 5 стягивает рабочее колесо с вала ротора. Все приспособление смонтировано на столе 1. Для демонтажа рабочих колец больших одноступенчатых на- сосов, а также для запрессовки в цилиндры поршневых насосов гильз после их расточки применяют приспособление, приведенное на рис. 112. Демонтируемый ротор устанавливают на ползун 3 и опоры тележки 4. Траверса 6 передвигается по штанге 5 и располагается в упор к торцу рабочего колеса. После включения гидропривода шток гидроцилиндра 2 упирается в торец вала, благодаря чему колесо снимается с него. Все приспособление смонтировано на станине 1 и стойке 7. Трудоемкую работу по извлечению сломанной шпильки об- легчает приспособление, показанное на рис. 113. Выступающий конец такой шпильки вставляют в отверстие корпуса 1 и зажимают поворотом рукоятки 3, на которую нанесена нарезка, вокруг пальца 2. Вращением рукоятки шпильку вывертывают из гнезда корпуса.
ГЛАВА VI ЭКСПЛУАТАЦИЯ НАСОСОВ ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Нормальная эксплуатация всей технологической установки практически зависит от бесперебойной работы насосов. Для их обслуживания в состав технологической бригады включают м а - ш и н и с т о в. Как правило, машинист подчиняется непосред- ственно старшему оператору или старшему машинисту. Машинист несет дежурство согласно графику, утвержденному начальником цеха. Самовольное нарушение графика запрещается. В исключи- тельных случаях по разрешению начальника цеха допускается за- мена одного машиниста другим. Учитывая особую важность насосного оборудования в техно- логических схемах нефтеперерабатывающих заводов, к работе в насосных необходимо допускать только высококвалифицирован- ных рабочих-машинистов, которые хорошо знают устройство, принцип действия, технические возможности, правила эксплуата- ции насосов, обладают хорошими навыками по их обслуживанию, умеют определять неполадки в работе насосного оборудования, а также знают причины и способы их устранения. Машинист должен иметь специальность слесаря-ремонтника и квалификацию не более чем на один разряд ниже той, которую он имеет как машинист. Помимо этого машинист должен изучить и четко выполнять производственные инструкции, инструкции по технике безопасности, пожарной и газовой безопасности приме- нительно к той установке, на которой он работает, и общие для завода; должен быть знаком со схемой обвязки обслуживаемого оборудования технологическими и вспомогательными трубопро- водами в пределах помещения насосной. Рабочее место машиниста оборудуется соответствующим обра- зом. Обычно он обслуживает насосы в нескольких помещениях. В этом случае в одном из них должны находиться стол и стул, вахтовый журнал дежурных машинистов, в который заносят дан- ные о работе каждого насоса (описание формы журнала см. на стр. 278), а также необходимые производственные инструкции, 248
инструкции ио технике безопасности и краткие технические ха- рактеристики всех насосов, обслуживаемых машинистом. В каждом насосном помещении имеются специальный шкаф или настенные доски, где размещают полные наборы инструмен- тов и приспособлений для ремонта насоса каждой марки, нахо- дящегося в данной насосной: на каждой доске или на каждой полке шкафа — для насоса одной марки. При этом инструменты и при- способления нужно располагать в том порядке, в каком ими пользуются машинисты и слесари-ремонтники в период ремонта насосных агрегатов. Па технологической установке должен быть, кроме того, аварий- пый запас сальниковой набивки, подшипников, поршневых колец и других наиболее быстропзпашивающихся деталей. Расчет этого запаса производят так, чтобы па каждый находящийся в эксплуа- тации насос соответствующей марки (без учета резервных) при- ходился полный комплект перечисленных деталей. Поясним ска- занное примером. В «холодной» насосной установки термического крекинга 15/2 одновременно работают пять насосов (по одному каждой марки): НГ1Н-10; СП-1; 5НГ-5Х2; 4Н-5 <4; 2.5НФ и турбина ШТ. Следовательно, в помещении насосной должны быть наборы инструментов, требуемых для ремонта указанных насосов (по од- ному комплекту). На этой же установке в эксплуатации находятся насосы: КВН-55Х180; КВН 55X120; 5НГ-5Х2; 6НГ-7Х2; 4Н-5Х4; 2,5НФ; 4НГ-5Х2; 4НГ-5Х4; НПН-6, а также турбины ОК-500 и ШТ. Поэтому необходимо, чтобы на установке были комплекты следующих запасных частей: для насосов КВН — пальцев соединительной муфты, защитных гильз, маслоотбойпых колец и полуколец, сальниковой набивки и маслоподающих колец; для центробежных насосов других марок — сальников, маслоподающих колец, прокладок, соединительных болтов полумуфт, крепежных деталей; для поршневых насосов — сальниковой набивки и поршневых колец гид- равлической и паровой частей и золотника, нажимных боттов гидр ш'шческих втулок, крепежных деталей, пружин клапанов, клапанов в сборе, прокладок. Аварийный запас деталей надо пополнять немедленно по мере расходования. На каждой установке должен быть необходимый запас масел нужного ассортимента. Масло следует хранить в плотно закры- вающихся бачках с топкой сеткой для его заливки. На Омском нефтеперерабатывающем заводе, например, в ряде цехов оборудованы централизованные маслосклады, обслужива- ющие несколько насосных и компрессорных помещений. На этих складах имеются баки, в которых масло хранится по сортам и от- куда оно подается в насосную специальным насосом. Машинист должен следить за своевременным пополнением и правильным хранением аварийного комплекта деталей и запаса масел. Основная обязанность машиниста заключается в точном со- блюдении правил технической эксплуатации насосов. Заступая 732 249
на вахту, он в присутствии сменщика подробно осматривает все работающие и резервные насосные агрегаты, вентиляторы и ком- муникации. Затем машинист знакомится с записями и распоряже- ниями, сделанными в вахтовом журнале за время его отсутствия. Все неполадки в работе оборудования, а также обнаруженные нарушения правил его эксплуатации машинист обязательно за- носит в журнал. Кроме того, машинист отмечает в нем санитар- ное состояние агрегатов и помещения насосной; наличие и исправ- ность средств паротушения, освещения, связи. Далее машинист, принимающий вахту, проверяет по описи наличие необходимого инструмента, запасных частей и инвентаря, инструкций и режим- ных листов и расписывается со своим сменщиком в журнале о сдаче и приеме вахты. Во время вахты машинист является лицом, ответственным за нормальную эксплуатацию насосных агрегатов и вентиляцию, за противопожарное и санитарное состояние насосной. Он обязан немедленно сообщать старшему оператору о всех неисправностях в работе обслуживаемого оборудования и принимать меры для их устранения. Машинист в ходе вахты должен производить необходимые слесарные работы, например ремонтировать золотники, менять клапаны, поршневые кольца гидравлической и паровой частей насосов, сальники, прокладки, осуществлять центровку насосов и т. д. Он несет ответственность за все аварии, происшедшие по его невнимательности или вследствие нарушения правил эксплуа- тации. Насосные агрегаты в течение смены должны находиться под постоянным присмотром. Машинист не имеет права оставить ра- бочее место, если сменщик не явился па вахту. Сдача вахты в слу- чае аварии в насосном помещении запрещается до ее ликвидации. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ Подготовка насосов к пуску Перед пуском насоса машинист обязан: внимательно осмотреть агрегат и убрать с него и фундамента все посторонние предметы; проверить крепление насоса и привода к фундаменту, герметич- ность всех фланцевых соединений обвязочных трубопроводов и разъемов насоса; затяжку сальниковых уплотнений или крышек корпусов торцовых уплотнений, обратив внимание па отсутствие перекосов, состояние фетровых сальников крышек подшипников, которые должны плотно облегать вал насоса по всей окружности; положение маслоотбойпых колец, соединение насоса с приводом, наличие смазки в подшипниках и зубчатой соединительной муфте, крепление защитного кожуха этой муфты н наличие, манометров па всасывающем и нагнетательном трубопроводах в непосредствен- ной близости от корпуса насоса. :!50
Манометры должны быть исправными: стекла целыми, а кор- пуса без вмятин. Диапазон рабочего давления насоса должен при- ходиться на вторую треть шкалы манометра. Например, если насос работает в диапазоне давлений 10—13 кгс/см\ то манометр должен иметь шкалу па 25 кгс/см2. На корпусе манометра должны быть пломба и знак госповерителя о том, что манометр прошел ежегодную поверку. При новой сальниковой набивке нажимная втулка, будучи подтянута, должна входить в корпус сальника па [/..| длины ее цилиндрической части. После осмотра агрегата необходимо открыть вентиль на линии подачи воды для охлаждения подшипников и корпуса (в случае горячих машин), а также для уплотнения вала насоса и убедиться в том, что вода хорошо сходит по дренажному трубопроводу. /[ля насосов с промежуточным фонарем в сальнике надо про- верить, как сходит охлаждающая и уплотняющая жидкость при подаче па сальники по дренажному трубопроводу. При отсутствии проходимости через дренажный трубопровод уплотняющая жидкость будет проходить через сальниковое уплотнение. Чтобы убедиться в нормальной работе системы подачи уплотняющей жидкости, нужно проверить сначала проходимость трубопровода, по которому уплотняющая жидкость подается, затем проходи- мость трубопровода, по которому она отводится, и, наконец, при необходимости—перебить сальниковое уплотнение (подробнее см ниже). При применении на валу насоса торцовых уплотнений перед его пуском следует наладить циркуляцию охлаждающей воды, а также охлаждающей и уплотняющей жидкости по соответствую- щей схеме в зависимости от типа уплотнения. Далее надо осмо- треть разгрузочный трубопровод, вентиль на котором во время эксплуатации насоса должен быть обязательно открыт. Необходимо отметить, что нормальная работа сальниковых и торцовых уплотнений и подшипников во многом зависит от исправности систем подачи охлаждающей воды и уплотняющей жидкости. Поэтому инженерно-технический персонал должен уметь проверить и обеспечить соответствие состояния данных систем техническим требованиям. Количество охлаждающей и уплотняющей жидкости, посту- пающей на торцовые уплотнения, зависит от их типа и указы- вается в технической документации завода-изготовителя. Коли- чество жидкости, требуемое для уплотнения сальников, а также воды, подаваемой на охлаждение подшипников, сальников и фундаментной плиты, можно определить по графику (рис. 114). Проверив системы охлаждения и подачи уплотняющей жидко- сти, с помощь