Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

2.4. Экспериментальное исследование гидроабразивного износа элементов проточной части центробежных насосов

С целью установления зависимостей гидроабразивного износа проведено экспериментальное исследование ряда центробежных шахтных насосов.

Гидроабразивный износ насосов изучался на протяжении 2007–2011 гг. на Узельгинском подземном руднике ОАО «УГОК», УГМК на насосах типа ЦНСК 300-360 и 300-420.

Основной целью исследований являлось установление закономерности гидроабразивного износа отдельных узлов насоса и скорости их изнашивания от гранулометрического состава абразивных частиц и количества их в одном кубометре воды, откачиваемой насосами, а также определение мест наибольшего износа деталей насоса.

Абсолютный износ определялся как разница между массой детали до испытания и после него.

Скорость абразивного изнашивания за промежуток двух соседних испытаний вычислялась по формуле:

missing image file

где missing image file и missing image file – масса детали до и после испытания, г;

missing image file – продолжительность испытания, ч.

Эксплуатация водоотливных установок, откачивающих загрязненную воду из карьеров, угольных разрезов, шахт, обогатительных фабрик и других горных предприятий, сопровождается гидроабразивным износом центробежных насосов, запорной арматуры, а также всасывающих и нагнетательных трубопроводов. Поэтому решение вопросов снижения абразивного износа водоотливного оборудования способствует повышению производительности, увеличению срока эксплуатации, неизбежно повышает КПД насосов, снижает электропотребление и, как следствие, является одним из источников экономии средств горнодобывающих предприятий [12, 13, 51].

При эксплуатации водоотливного оборудования приходится встречаться главным образом с абразивным изнашиванием, так как при откачивании вод в них всегда содержатся во взвешенном состоянии нерастворимые твердые частицы минерального происхождения, проходящие через проточную часть насоса.

На основании вышесказанного можно сделать вывод о том, что продуктивная эксплуатация водоотливного оборудования, удлинение его срока службы, при длительном сохранении им КПД, имеет место лишь при знании закономерностей износа их или возможностей количественной оценки потери массы элементами насосов от абразивных сред, транспортируемых в воде на поверхность, что позволит применять эффективные способы защиты водоотливного оборудования от гидроабразивного износа.

С целью проверки интенсивности гидроабразивного изнашивания насосов проведено их экспериментальное исследование (табл. 2.1–2.4).

Таблица 2.1

Результаты анализа проб воды

Наименование

пробы,

шахтной воды,

наработка, ч

Водородный

показатель

среды,

ед. рН

Плотность

пробы,

г/см3

Содержание

твёрдого, %

Тип

насоса

1.

г.340 м,

всас, 215 ч

7,0

1,019

0,45

ЦНСК 300-420

2.

г.340 м,

всас, 364 ч

7,25

1,020

0,79

3.

г.340 м,

всас, 734 ч

7,25

1,020

1,11

4.

г.640 м,

всас, 167 ч

7,25

1,018

0,42

ЦНСК 300-360

5.

г.640 м,

всас, 289 ч

7,05

1,029

0,64

6.

г.640 м,

всас, 574 ч

7,3

1,035

2,39

Зависимости гидроабразивного износа от наработки проверяли в условиях УзПР ОАО «УГОК», УГМК на центробежных насосах типа ЦНСК 300–420 [105, 109], установленных в насосных камерах гор. 340 м, и ЦНСК 300–360 – гор. 640 м.

Основной целью исследований являлось установление закономерности гидроабразивного износа отдельных узлов насоса и скорости их изнашивания от гранулометрического состава абразивных частиц и их количества в одном кубометре воды, откачиваемой насосами, и определение мест наибольшего износа его элементов, изменение его КПД в процессе работы.

Для определения износа элементов насосов в зависимости от числа ступеней, наработки в часах и свойств шахтных вод (табл. 2.1–2.4) исследовали работу насосов, производя взвешивание их элементов перед началом работы и после наработки насосами машино-часов, соответствующих проведению текущих ремонтов в насосной камере главного водоотлива соответствующего горизонта УзПР и в цехах РМЗ ОАО «УГОК» в период проведения капитальных ремонтов этих насосов.

Перед демонтажом насосов на текущие и капитальные ремонты производилось взятие проб воды в объеме 1 л из приемных колодцев на определение ее физико-химических свойств.

Также был проведен ситовый анализ твердого, содержащегося в пробах воды (рис. 2.5–2.7), представленный в табл. 2.2–2.4.

Таблица 2.2

Ситовой анализ шлама пробы воды №6

Класс крупности

Выход

Суммарный выход

г

%

по +

по -

0,5

0,07

4,6

4,6

100

-0,5

0,25

0,04

2,6

7,2

5,4

-0,25

0,125

0,11

7,2

14,4

92,8

-0,125

0,1

0,03

1,9

16,3

85,6

-0,1

0,074

0,04

2,6

18,9

83,7

-0,074

0,04

0,58

38,2

57,1

81,1

-0,04

0

0,65

42,9

100

42,9

Итого

1,52

100

-

-

missing image file

Рис. 2.5. Фото пробы шлама №6

Таблица 2.3

Ситовой анализ шлама пробы воды №12

Класс крупности

Выход

Суммарный выход

г

%

по +

по -

0,5

0,03

1,3

1,3

100

-0,5

0,25

0,12

5,1

6,4

98,7

-0,25

0,125

0,07

3

9,4

93,6

-0,125

0,1

0,14

6

15,4

90,6

-0,1

0,04

0,46

19,7

35,1

84,6

-0,074

0,04

0,18

7,7

42,8

64,9

-0,04

0

1,34

57,2

0

57,2

Итого

2,34

100

-

-

missing image file

Рис. 2.6. Фото пробы шлама №12

Таблица 2.4

Ситовой анализ шлама пробы воды №4

Класс

крупности

Выход

Суммарный выход

г

%

по +

по -

0,5

0,03

1,

1,3

100

-0,5

0,25

0,12

5,1

6,4

98,7

-0,25

0,125

0,07

3

9,4

93,6

-025

0,1

0,14

6

15,4

90,6

-0,1

0,074

0,4

19,7

35,1

84,6

-0,074

0,04

0,18

7,7

42,8

64,9

-0,04

0

1,34

57,2

100

57,2

Итого

2,34

100

-

-

missing image file

Рис. 2.7. Фото пробы шлама №4

С целью установления закономерностей интенсивности гидроабразивного износа элементов ЦНС(К) 300-360–420 проведено экспериментальное исследование в условиях эксплуатации насосов в УзПР.

Для определения удельного износа деталей насосов производили их взвешивание и замеры площадей изношенных поверхностей до и после наработки, в периоды проведения текущих ремонтов [19, 20, 57, 78, 85, 94, 106, 107, 109] в насосных камерах главного водоотлива УзПР и капитальных ремонтов на ремонтно-механическом заводе (РМЗ), испытанию подверглось девять насосов.

Удельный гидроабразивный износ J центробежного насоса зависит от многих факторов [4, 12, 13, 15, 17, 23, 26, 27, 31, 34, 39, 41, 44-46, 51, 53, 57-59, 65, 77, 78, 80, 83, 85, 87, 99, 100, 110, 112, 114-117, 119, 124, 130, 131, 135, 141, 149, 153, 156]: гранулометрического состава твердых частиц и их механических свойств (твердость, абразивность, крупность и др.), плотности и агрессивности шахтной воды, подачи насоса и развиваемого им напора, площади изнашиваемой поверхности (площадь контакта твердых частиц с твердыми стенками деталей насоса) fИЗН, времени наработки t.

Осредненные результаты экспериментальных исследований представлены в табл. 2.5–2.8 и на рис. 2.8–2.32, где приведены графические зависимости удельного гидроабразивного износа J от наработки для основных элементов проточной части шахтных насосов типа ЦНС(К).

Удельный гидроабразивный износ J г/(м2∙ч) можно вычислить по формуле:

J = missing image file (2.20)

где missing image file – абсолютная убыль массы элементов проточной части насосов, зависит от вышеперечисленных факторов, а выявление зависимости от этих факторов требует проведения дальнейших исследований, г;

missing image file – площадь изнашиваемой поверхности, м2;

missing image file – время работы насоса, ч.

Полученные методом наименьших квадратов [21] экспериментальные зависимости удельного гидроабразивного износа элементов проточной части насосов соответствуют высокоабразивным примесям таких горных руд и пород, как медная руда, дацитовые породы, спилиты и базальты и т.д., имеющих коэффициент крепости по М.М. Протодьяконову 13–16 и находящихся в откачиваемой шахтной воде, обладающей агрессивными свойствами (табл. 2.9).

Таблица 2.5

Осредненные результаты полученных масс элементов насосов
ЦНСК 300-360, установленных в насосной гор. 640 м, УзПР

Наимено-вание

элементов

насоса

Наработка насосов, ч, и убыль массы элементов, г

0

60

106

172

265

370

420

460

500

540

575

Рабочее колесо

1 ст.

0

183

396

809

1295

1761

2085

2289

2594

2806

3067

2 ст.

0

169

372

712

1186

1548

1867

2021

2251

2587

2796

3 ст.

0

143

305

615

982

1395

1617

1818

2045

2209

2567

4 ст.

0

132

276

518

821

1197

1389

1497

1742

1961

2383

5 ст.

0

109

229

418

679

966

1124

1215

1467

1547

1843

6 ст.

0

79

162

312

512

748

843

998

1096

1184

1463

Кольцо

направляющего

аппарата

1 ст.

0

130

279

497

826

1209

1494

1674

1914

2251

2458

2 ст.

0

114

246

462

771

1131

1363

1533

1706

1913

2193

3 ст.

0

96

231

407

668

983

1205

1375

1551

1765

1992

4 ст.

0

83

189

317

506

781

985

1134

1318

1484

1717

5 ст.

0

62

135

227

374

591

706

889

1076

1356

1516

6 ст.

0

53

106

196

336

496

616

724

826

1054

1198

Кольцо

уплотняющее

1 ст.

0

0,004

0,009

0,018

0,042

0,068

0,098

0,115

0,127

0,163

0,31

2 ст.

0

0,0035

0,0083

0,0156

0,033

0,052

0,075

0,087

0,107

0,131

0,26

3 ст.

0

0,0031

0,0079

0,0141

0,028

0,045

0,061

0,071

0,091

0,119

0,209

4 ст.

0

380,0028

0,0068

0,0119

0,023

0,041

0,055

0,064

0,079

0,104

0,198

5 ст.

0

0,0024

0,0062

0,0113

0,021

0,035

0,049

0,061

0,075

0,098

0,174

6 ст.

0

0,0022

0,0059

0,0109

0,0198

0,031

0,04

0,05

0,066

0,087

0,165

Корпус

направляющего

аппарата

1 ст.

0

571

1236

2524

4040

5496

6509

7143

8106

8762

9572

2 ст.

0

529

1163

2221

3704

4832

5824

6307

7027

8071

8724

3 ст.

0

447

953

1919

3065

4359

5048

5672

6380

6894

8006

4 ст.

0

413

861

1616

2563

3735

4333

4672

5435

6120

7435

5 ст.

0

342

716

1305

2118

3014

3507

3791

4577

4826

5762

6 ст.

0

247

505

974

1597

2334

2630

3114

3420

3694

4566

Кольцо

уплотняющее

1 ст.

0

0,0029

0,0068

0,0127

0,027

0,0425

0,0612

0,071

0,087

0,137

0,212

2 ст.

0

0,0021

0,0052

0,0112

0,022

0,0378

0,054

0,062

0,079

0,128

0,198

3 ст.

0

0,00195

0,0049

0,0095

0,019

0,0342

0,048

0,057

0,074

0,114

0,187

4 ст.

0

0,00184

0,0043

0,0086

0,0183

0,0316

0,044

0,054

0,068

0,109

0,172

5 ст.

0

0,00168

0,0039

0,0081

0,0176

0,031

0,04

0,051

0,065

0,097

0,162

Рубашка вала

0

48

100

170

268

398

453

504

567

647

769

Крышка

всасывания

0

1409

2958

5388

8928

12954

14685

16376

18542

21073

23596

Крышка

нагнетания

0

1056

2487

4671

7854

11312

12963

14297

16062

18918

20956

missing image file

Рис. 2.8. Зависимость потери массы рабочих колес ЦНС(К) 300-360 от наработки

missing image file

Рис. 2.9. Зависимость потери массы колец направляющего аппарата
ЦНС(К) 300-360 от наработки

missing image file

Рис. 2.10. Зависимости потери массы колец уплотняющих передних насосов ЦНС(К) 300-360 от наработки на отказ

missing image file

Рис. 2.11. Зависимости потери массы корпусов направляющих аппаратов насосов ЦНС(К) 300-360 от наработки на отказ

missing image file

Рис. 2.12. Зависимости потери массы колец уплотняющих задних насосов ЦНС(К) 300-360 от наработки на отказ

missing image file

Рис. 2.13. Зависимости потери массы рубашки вала насосов
ЦНС(К) 300-360 от наработки на отказ

missing image file

Рис. 2.14. Зависимости потери массы крышек всасывания и нагнетания насосов ЦНС(К) 300-360 от наработки на отказ

missing image file

Рис. 2.15. Зависимости площади изнашиваемой поверхности рабочих колес насосов ЦНС(К) 300-360 от наработки

Таблица 2.6

Осредненные результаты полученных площадей элементов насосов ЦНСК 300-360, установленных в насосной гор. 640 м, УзПР

Наимено-

вание

элементов

насоса

Наработка насосов, ч, и площадь изнашиваемой поверхности ЦНСК 300-360, м2

0

60

106

172

265

370

420

460

500

540

575

Рабочее

колесо

1 ст.

0,736

0,769

0,737

0,7429

0,7431

0,7439

0,747

0,7706

0,7728

0,7749

0,7756

2 ст.

0,758

0,7814

0,7858

0,8043

0,8152

0,8215

0,8488

0,8525

0,8577

0,8606

0,8632

3 ст.

0,758

0,7676

0,7698

0,7858

0,7982

0,8206

0,8225

0,8233

0,8329

0,8452

0,8551

4 ст.

0,758

0,7669

0,7698

0,7784

0,7969

0,798

0,8062

0,8156

0,8179

0,8224

0,8288

5 ст.

0,758

0,7688

0,7702

0,771

0,7932

0,7951

0,7969

0,7976

0,8002

0,8051

0,8106

6 ст.

0,722

0,7232

0,7247

0,7258

0,7372

0,7380

0,7387

0,74

0,7406

0,7418

0,7459

Кольцо

направляющего

аппарата

1 ст.

0,513

0,516

0,52

0,5264

0,5323

0,5389

0,5439

0,5482

0,5521

0,5527

0,553

2 ст.

0,513

0,5155

0,5185

0,5229

0,528

0,5354

0,5398

0,5439

0,5476

0,5503

0,5562

3 ст.

0,513

0,5152

0,5174

0,5205

0,526

0,5323

0,5369

0,5405

0,5442

0,5469

0,5516

4 ст.

0,513

0,5148

0,517

0,519

0,52

0,5283

0,5324

0,5355

0,5393

0,5429

0,5478

5 ст.

0,513

0,5146

0,5156

0,5163

0,52

0,5244

0,528

0,5304

0,5343

0,5365

0,5397

6 ст.

0,513

0,5144

0,5153

0,5156

0,5173

0,5212

0,5234

0,5263

0,5289

0,529

0,5302

Кольцо

уплотняющее

1 ст.

0,039

0,0392

0,041

0,042

0,0428

0,046

0,047

0,049

0,05

0,051

0,052

2 ст.

0,031

0,032

0,0331

0,0341

0,0349

0,037

0,04

0,042

0,043

0,045

0,048

3 ст.

0,031

0,0317

0,032

0,033

0,035

0,04

0,041

0,043

0,044

0,045

0,046

4 ст.

0,031

0,0314

0,0319

0,0325

0,0344

0,037

0,038

0,039

0,04

0,042

0,043

5 ст.

0,031

0,0312

0,0317

0,0321

0,0328

0,035

0,0357

0,0364

0,0389

0,04

0,042

6 ст.

0,031

0,0312

0,0318

0,0323

0,0337

0,0351

0,0355

0,0359

0,0371

0,038

0,041

Корпус

направляющего аппарата

1 ст.

0,927

0,9344

0,9437

0,9654

0,9724

0,9741

0,9993

1,0005

1,0188

1,0198

1,0206

2 ст.

0,927

0,9328

0,9396

0,9503

0,9587

0,9682

0,9898

0,9992

1,0084

1,0151

1,0172

3 ст.

0,927

0,932

0,9373

0,9405

0,9462

0,9523

0,9608

0,9713

0,9786

0,9802

1,019

4 ст.

0,927

0,9316

0,9362

0,9397

0,9479

0,9626

0,9725

0,9746

0,9886

0,9901

1,046

5 ст.

0,927

0,9303

0,933

0,9386

0,9433

0,9538

0,9598

0,9623

0,9653

0,9672

0,9756

6 ст.

0,758

0,7609

0,7628

0,7639

0,7709

0,7784

0,7848

0,7871

0,7962

0,8039

0,8108

Кольцо

уплотняющее

1 ст.

0,0213

0,0219

0,0227

0,0234

0,0233

0,0253

0,0281

0,0288

0,0295

0,0323

0,0328

2 ст.

0,0213

0,0217

0,0225

0,0232

0,0232

0,025

0,0278

0,0284

0,0291

0,0319

0,0326

3 ст.

0,0213

0,0216

0,0223

0,0229

0,0231

0,0248

0,0275

0,0281

0,0287

0,0316

0,0324

4 ст.

0,0213

0,0215

0,0219

0,0227

0,0228

0,0244

0,0271

0,0276

0,0284

0,0311

0,0319

5 ст.

0,0213

0,0214

0,0217

0,0224

0,0226

0,0241

0,0267

0,0271

0,0281

0,0305

0,0312

Рубашка вала

0,11

0,1102

0,1107

0,1111

0,1128

0,113

0,1132

0,1133

0,1135

0,1141

0,1151

Крышка

всасывания

1,256

1,2633

1,2678

1,2795

1,2981

1,301

1,3088

1,3139

1,3204

1,3237

1,3261

Крышка

нагнетания

1,271

1,2793

1,2828

1,288

1,3042

1,3108

1,3194

1,3273

1,3352

1,3409

1,3443

missing image file

Рис. 2.16. Зависимости площади изнашиваемой поверхности колец направляющих аппаратов насосов ЦНС(К) 300-360 от наработки

missing image file

Рис. 2.17. Зависимости площади изнашиваемой поверхности колец
уплотняющих передних насосов ЦНС(К) 300-360 от наработки

missing image file

Рис. 2.18. Зависимости площади изнашиваемой поверхности корпуса направляющего аппарата насосов ЦНС(К) 300-360 от наработки

missing image file

missing image file

Рис. 2.19. Зависимости площади изнашиваемой поверхности колец уплотняющих задних насосов ЦНС(К) 300-360 от наработки

missing image file

Рис. 2.20. Зависимость площади изнашиваемой поверхности рубашки вала насосов ЦНС(К) 300-360 от наработки

missing image file

Рис. 2.21. Зависимости площади изнашиваемой поверхности крышек всасывания и нагнетания насосов ЦНС(К) 300-360 от наработки

missing image file

Рис. 2.22. Зависимости скорости потери массы рабочих колес насосов
ЦНС(К) 300-360 от наработки

missing image file

Рис. 2.23. Зависимости скорости потери массы корпуса направляющего
аппарата насосов ЦНС(К) 300-360 от наработки

missing image file

Рис. 2.24. Зависимости скорости потери массы колец уплотняющих передних насосов ЦНС(К) 300-360 от наработки

Таблица 2.7

Результаты определения скорости убыли массы элементов насосов ЦНСК 300-360, гор. 640 м, УзПР

Наименование

элементов

Наработка насосов, ч, и скорость убыли массы, г/ч

 

0

60

106

172

265

370

420

460

500

540

575

 

Рабочее колесо

1 ст.

0

3,05

3,73585

4,703488

4,886792

4,759459

4,964286

4,976087

5,188

5,196296

5,333913

 

2 ст.

0

2,8167

3,50943

4,139535

4,475472

4,183784

4,445238

4,393478

4,502

4,790741

4,862609

 

3 ст.

0

2,3833

2,87736

3,575581

3,70566

3,77027

3,85

3,952174

4,09

4,090741

4,464348

 

4 ст.

0

2,2

2,60377

3,011628

3,098113

3,235135

3,307143

3,254348

3,484

3,631481

4,144348

 

5 ст.

0

1,8167

2,16038

2,430233

2,562264

2,610811

2,67619

2,641304

2,934

2,864815

3,205217

 

6 ст.

0

1,3167

1,52830

1,813953

1,932075

2,021622

2,007143

2,169565

2,192

2,192593

2,544348

 

Кольцо

направляющего

аппарата

1 ст.

0

2,1667

2,63207

2,889535

3,116981

3,267568

3,557143

3,63913

3,828

4,168519

4,274783

 

2 ст.

0

1,9

2,32075

2,686047

2,909434

3,056757

3,245238

3,332609

3,412

3,542593

3,813913

 

3 ст.

0

1,6

2,17924

2,366279

2,520755

2,656757

2,869048

2,98913

3,102

3,268519

3,464348

 

4 ст.

0

1,3833

1,78302

1,843023

1,909434

2,110811

2,345238

2,465217

2,636

2,748148

2,986087

 

5 ст.

0

1,0333

1,27359

1,319767

1,411321

1,597297

1,919048

1,932609

2,152

2,511111

2,636522

 

6 ст.

0

0,8833

1

1,139535

1,267925

1,340541

1,466667

1,573913

1,652

1,951852

2,083478

 

Кольцо

уплотняющее

1 ст.

0

0,00006667

0,000085

0,000105

0,000158

0,000184

0,000233

0,00025

0,000254

0,000302

0,000539

 

2 ст.

0

0,00005833

0,000078

9,07*10-5

0,000125

0,000141

0,000179

0,000189

0,000214

0,000243

0,000452

 

3 ст.

0

0,00005167

0,000075

8,2*10-5

0,000106

0,000122

0,000145

0,000154

0,000182

0,00022

0,000363

 

4 ст.

0

0,00004667

0,000064

6,92*10-5

8,68*10-5

0,000111

0,000131

0,000139

0,000158

0,000193

0,000344

 

5 ст.

0

0,00004

0,000059

6,57*10-5

7,92*10-5

9,46*10-5

0,000117

0,000133

0,00015

0,000181

0,000303

 

6 ст.

0

0,00003667

0,000056

6,34*10-5

7,47*10-5

8,38*10-5

9,52*10-5

0,000109

0,000132

0,000161

0,000287

 

Корпус

направляющего аппарата

1 ст.

0

9,516666667

11,6604

14,67442

15,24528

14,85405

15,49762

15,52826

16,212

16,22593

16,64696

2 ст.

0

8,816666667

10,9717

12,91279

13,97736

13,05946

13,86667

13,71087

14,054

14,9463

15,17217

3 ст.

0

7,45

8,99057

11,15698

11,56604

11,78108

12,01905

12,33043

12,76

12,76667

13,92348

4 ст.

0

6,883333333

8,12264

9,395349

9,671698

10,09459

10,31667

10,15652

10,87

11,33333

12,93043

5 ст.

0

5,7

6,75472

7,587209

7,992453

8,145946

8,35

8,241304

9,154

8,937037

10,02087

6 ст.

0

4,116666667

4,76415

5,662791

6,026415

6,308108

6,261905

6,769565

6,84

6,840741

7,94087

Кольцо

уплотняющее

1 ст.

0

0,00004833

0,0000642

7,38*10-5

0,000102

0,000115

0,000146

0,000154

0,000174

0,000254

0,000369

2 ст.

0

0,000035

0,0000491

6,51*10-5

8,3*10-5

0,000102

0,000129

0,000135

0,000158

0,000237

0,000344

3 ст.

0

0,0000325

0,0000462

5,52*10-5

7,17*10-5

9,24*10-5

0,000114

0,000124

0,000148

0,000211

0,000325

4 ст.

0

0,00003067

0,0000406

0,00005

6,91*10-5

8,54*10-5

0,000105

0,000117

0,000136

0,000202

0,000299

5 ст.

0

0,000028

0,0000368

4,71*10-5

6,64*10-5

8,38*10-5

9,52*10-5

0,000111

0,00013

0,00018

0,000282

Рубашка вала

0

0,8

0,9434

0,988372

1,011321

1,075676

1,078571

1,095652

1,134

1,198148

1,337391

Крышка всаса

0

23,4833

27,9057

31,32558

33,69057

35,01081

34,96429

35,6

37,084

39,02407

41,03652

Крышка нагнет.

0

17,6

23,4623

27,15698

29,63774

30,57297

30,86429

31,08043

32,124

35,03333

36,44522

missing image file

Рис. 2.25. Зависимости скорости потери массы колец уплотняющих задних насосов ЦНС(К) 300-360 от наработки

missing image file

Рис. 2.26. Зависимости скорости потери массы колец направляющего аппарата насосов ЦНС(К) 300-360 от наработки

missing image file

Рис. 2.27. Зависимости скорости потери массы рубашки вала насосов
ЦНС(К) 300-360 от наработки

missing image file

Рис. 2.28. Зависимости скорости потери массы крышек всасывания
и нагнетания насосов ЦНС(К) 300-360 от наработки

missing image file

missing image file

Рис. 2.29. Зависимости удельного износа рабочих колес
насосов ЦНС(К) 300-360 от наработки

Таблица 2.8

Результаты определения износа массы элементов насосов ЦНСК 300-360, гор. 640 м, УзПР ОАО «УГОК»

Наименование

элемента

Наработка насосов, ч, и износ элементов насоса, г/м2ч

0

60

106

172

265

370

420

460

500

540

575

Рабочее колесо

1 ст.

0

4,1271989

5,0416317

6,3312537

6,5762245

6,3979829

6,6456301

6,4574188

6,7132505

6,7057637

6,8771442

2 ст.

0

3,6046412

4,4660651

5,1467548

5,4900291

5,0928591

5,2370854

5,1536402

5,2489215

5,5667450

5,6332353

3 ст.

0

3,1049158

3,7378001

4,5502436

4,6425211

4,5945287

4,6808511

4,8004056

4,9105535

4,8399677

5,2208488

4 ст.

0

2,8686921

3,3824027

3,8689978

3,8877064

4,0540541

4,1021370

3,9901273

4,2596894

4,4157119

5,0004197

5 ст.

0

2,3629899

2,8049563

3,1520526

3,2302876

3,2836257

3,3582513

3,3115651

3,6665834

3,5583341

3,9541295

6 ст.

0

1,8206121

2,1088752

2,4992470

2,6208295

2,7393247

2,7171285

2,9318449

2,9597624

2,9557732

3,4111112

Кольцо

направляющего аппарата

1 ст.

0

4,1989664

5,0616836

5,4892380

5,8556850

6,0634024

6,5400678

6,6383262

6,9335265

7,5420997

7,7301675

2 ст.

0

3,6857420

4,4759011

5,1368264

5,5102916

5,7092954

6,0119268

6,1272453

6,2308254

6,4375660

6,8570893

3 ст.

0

3,1055901

4,2119159

4,5461654

4,7923093

4,9910892

5,3437281

5,5303061

5,7001103

5,9764464

6,2805436

4 ст.

0

2,6871277

3,4487792

3,5511045

3,6719884

3,9954776

4,4050302

4,6035806

4,8878175

5,0619785

5,4510532

5 ст.

0

2,0080321

2,4701026

2,5562027

2,7140784

3,0459521

3,6345599

3,6436816

4,0276998

4,6805426

4,8851616

6 ст.

0

1,7172110

1,9406171

2,2101142

2,4510430

2,5720271

2,8021908

2,9905245

3,1234638

3,6897010

3,9296082

Кольцо

уплотняющее

1 ст.

0

0,0017007

0,0020709

0,0024917

0,0037031

0,0039953

0,0049645

0,0051020

0,0050800

0,0059187

0,0103679

2 ст.

0

0,0018229

0,0023656

0,0026598

0,0035681

0,0037984

0,0044643

0,0045031

0,0049767

0,0053909

0,0094203

3 ст.

0

0,0016299

0,0023290

0,0024841

0,0030189

0,0030405

0,0035424

0,0035895

0,0041364

0,0048971

0,0079017

4 ст.

0

0,0014862

0,0020110

0,0021288

0,0025230

0,0029949

0,0034461

0,0035674

0,0039500

0,0045855

0,0080081

5 ст.

0

0,0012821

0,0018451

0,0020467

0,0024160

0,0027027

0,0032680

0,0036431

0,0038560

0,0045370

0,0072050

6 ст.

0

0,0011752

0,0017503

0,0019620

0,0022171

0,0023870

0,0026828

0,0030277

0,0035580

0,0042398

0,0069989

Корпус

направляющего аппарата

1 ст.

0

10,184789

12,356021

15,200351

15,677996

15,249003

15,508475

15,520501

15,912839

15,910890

16,310951

2 ст.

0

9,4518296

11,676988

13,588120

14,579492

13,488390

14,009564

13,721847

13,936930

14,723964

14,915625

3 ст.

0

7,9935622

9,5919834

11,862814

12,223671

12,371187

12,509417

12,694775

13,039035

13,024553

13,663865

4 ст.

0

7,3887219

8,6761819

9,9982429

10,20329

10,486801

10,608398

10,421221

10,995347

11,446655

12,361792

5 ст.

0

6,1270558

7,2397824

8,0835386

8,4728642

8,5405179

8,6997291

8,5641737

9,4830623

9,2401127

10,271494

6 ст.

0

5,4102598

6,2456095

7,4130000

7,8173759

8,1039416

7,9789816

8,6006419

8,5908063

8,5094424

9,7938697

Кольцо

уплотняющее

1 ст.

0

0,0022070

0,0028260

0,0031554

0,0043728

0,0045401

0,0051856

0,0053593

0,0058983

0,0078546

0,0112407

2 ст.

0

0,0016129

0,0021803

0,0028067

0,0035784

0,0040865

0,0046249

0,0047459

0,0054296

0,0074306

0,0105628

3 ст.

0

0,0015046

0,0020729

0,0024119

0,0031038

0,0037271

0,0041558

0,0044097

0,0051568

0,0066807

0,0100376

4 ст.

0

0,0014264

0,0018523

0,0022026

0,0030288

0,0035002

0,0038658

0,0042533

0,0047887

0,0064904

0,0093771

5 ст.

0

0,0013084

0,0016955

0,0021024

0,0029387

0,0034765

0,0035670

0,0040911

0,0046263

0,0058895

0,0090301

Рубашка вала

0

7,2595281

8,5220978

8,8962385

8,9656095

9,5192538

9,5280162

9,6703634

9,9911894

10,500860

11,619386

Крышка всаса

0

18,588881

22,011090

24,482674

25,953752

26,910692

26,714766

27,094908

28,085429

29,481056

30,945269

Крышка нагнетания

0

13,757524

18,289885

21,084609

22,724840

23,323904

23,392668

23,416285

24,059317

26,126731

27,110926

missing image file

Рис. 2.30. Зависимости удельного износа корпусов направляющих аппаратов насосов ЦНС(К) 300-360 от наработки

missing image file

Рис. 2.31. Зависимости удельного износа передних уплотнительных колец насосов ЦНС(К) 300-360 от наработки

missing image file

Рис. 2.32. Зависимости удельного износа крышек всасывания, нагнетания
и рубашки вала насосов ЦНС(К) 300-360 от наработки

Таблица 2.9

Уравнения регрессии удельного износа основных элементов
проточной части насосов типа ЦНС(К)

Наименование

элемента насоса

Зависимость

Корреляционное

отношение R2

Рабочее колесо 1

missing image file

0,97

Рабочее колесо 6

missing image file

0,95

Корпус напр. аппарата 1

missing image file

0,96

Корпус напр. аппарата 6

missing image file

0,95

Переднее уплот. кольцо 1

missing image file

0,91

Переднее уплот. кольцо 6

missing image file

0,96

Крышка нагнетания

Jкн missing image file

0,97

Крышка всасывания

Jкв missing image file

0,94

Рубашка вала

Jрв missing image file

0,91

Графики показывают:

• удельный износ рабочих колес по ступеням насосов различается незначительно;

• удельный износ корпусов направляющих аппаратов насосов в 2–2,5 раза выше износа рабочих колес;

• удельный износ крышек всасывания, нагнетания и рубашек вала, насосов в среднем в 4,55 раза выше износа рабочих колес;

• в насосах типа ЦНС(К), эксплуатирующихся в условиях УзПР, неравномерность удельного износа элементов проточной части насосов при их равной твердости поверхности деталей и свойств металла объясняется неравномерным контактом острогранных абразивных частиц с поверхностью при их проходе через насос, а так как при переходе этих частиц из одной секции в следующую и т.д. происходит частичное затупление острых граней абразива, то в дальнейшем частично снижается удельный износ его деталей, но с увеличением наработки гидроабразивный износ увеличивается.

При малой наработке насоса влияние шлама на абразивный износ незначительно. Наиболее подвержены износу уплотняющие и регулировочные кольца, они заменялись при каждой разборке насоса. С увеличением наработки насоса удельный износ элементов проточной части существенно зависит от количества и крупности шлама.


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074