Износостойкость рабочих органов гидроагрегатов химических производств при гидроэрозии в неоднородных агрессивных жидких средах

• Автор: Кукинова, Галина Вячеславовна
• Шифр специальности: 05.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Невинномысск
• Количество страниц: 153 с. : ил.

1. АНАЛИЗ УСЛОВИЙ РАБОТЫ И ИЗНАШИВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ

ГИДРОАГРЕГАТОВ В НЕОДНОРОДНЫХ ЖИДКИХ АГРЕССИВНЫХ СРЕДАХ

1.1. Сущность и особенности кавитационной эрозии материалов

1.2. Виды и характер изнашивания деталей различных гидромашин

1.3. Влияние условий эксплуатации на интенсивность кавитационного

изнашивания

1.4. Свойства жидкости и их влияние на разрушающую способность 27 при кавитации

1.5. Особенности и основные закономерности поверхностного разру

шения металлических материалов в химически агрессивных средах

1.5.1. Влияние свойств химически агрессивных жидкостей на стойкость 34 сталей и наплавок

1.5.2. Влияние напряженного состояния деталей на процесс эро- 39 зии

1.5.3. Влияние электрохимической коррозии
1.6. Анализ потока отказов центробежных насосов, работающих в вы
сокоагрессивных средах
1.7. Определение общей цели и постановка научных задач исследо
ваний
2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕ
ДОВАНИЙ НА КАВИТАЦИОННУЮ СТОЙКОСТЬ СТАЛЕЙ И НАПЛАВОК В ХИМИЧЕСКИ АГРЕССИВНЫХ СРЕДАХ
2.1. Выбор типа лабораторной установки и ее модернизация для ис
пытаний образцов в химически агрессивных средах
2.2. Выбор и обоснование управляемых параметров для оценки кави
тационной стойкости металлов
2.3. Планирование многофакторного эксперимента
2.4. Выводы по второй главе
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КАВИТАЦИОН
НОЙ СТОЙКОСТИ СТАЛЕЙ И НАПЛАВОК В ХИМИЧЕСКИ АГРЕССИВНЫХ СРЕДАХ
3.1. Влияние концентрации азотной кислоты на кавитационную стой
кость сталей и наплавок

Кавитационная стойкость сталей и наплавок в соляной кислоте
Влияние концентрации серной кислоты на кавитационную стойкость материалов и наплавок
Оценка кавитационно-коррозионной стойкости материалов и наплавок
Влияние pH среды на интенсивность развития кавитационной
эрозии
Выводы по третьей главе
ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЙ
Разработка научно-обоснованных рекомендаций по выбору материалов для рабочих органов гидромашин, стойких против совместной кавитационно-коррозионной эрозии
Использование результатов исследований в учебном процессе
Выводы по четвертой главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

В связи с возрастающими требованиями к новой технике, интенсивной работой механизмов в условиях низких и высоких удельных давлений и скоростей, решение проблемы износостойкости и долговечности деталей машин становится одной из главных задач современной науки.
Многие детали технологического и вспомогательного оборудования предприятий химической, пищевой и горно-обогатительной отраслей подвергаются кавитационно-эрозионному изнашиванию. Этот вид изнашивания характерен для деталей центробежных и вихревых насосов, трубопроводов и другого оборудования при интенсивном движение одно- и многофазных жидких сред.
Кавитация - процесс, приводящий к пульсациям давления, акустическим излучениям, а иногда и к опасным вибрациям всего агрегата, рабочим телом которого является жидкость [3,19,20, 21, 42, 47, 85, 86, 109, 113, 152, 157 и др.]. Кавитация вызывает ухудшение режимов работы гидромашин, снижение КПД, потери энергии агрегатов, происходит поверхностное разрушение (эрозия) обтекаемых поверхностей деталей.
Предполагается, что многократные удары жидкости по одному и тому же участку приводят к местному разрушению и образованию специфического рельефа на поверхности детали, поверхность металла деформируется и подвергается наклепу, появляется линия сдвига и происходит как бы своеобразное травление с выявлением границ отдельных зерен.
Существенную роль в процессе кавитационной эрозии играет коррозия. Например, в морской воде интенсивность изнашивания намного выше, хотя механическим воздействиям принадлежит основная роль, о чем свидетельствует низкая кавитационная прочность покрытий, имеющих малую механическую прочность. Скорость кавитационного изнашивания может быть в сотни раз и более выше скорости коррозионного разрушения поверхностного слоя.

12 Центробе жный насос Кс12-5/2 Расход-12м3/ч Напор-50м, N=3000 об/м Катайск 160 Корпус, крышка, корпус подшипника, рабочего колеса-СЧ 18-36 Вал-Ст45 Уксусная кислота Тр-1 р в 3 м Кг-1 р в 6 м К-1 р в год 3 5,5
13 Центробе жный насос Х80-50- 200-К-55- У2 Х-химический 80-0 входн. патрубка. 50-0 вых. патрубка 200-0 раб. колеса Катай с к 160 К(Е)-материал прочностной части 12Х18Н9ТЛ (Е)-12Х18Н12МЗТЛ 55-вид уплотнения (двойное торцовое уплотнение) Азотная к-та Тр-1 р в 3 м К-1 рвбм 3,5
14 Центробе жный насос Х45/54- К-2Г-У2; Х45/90- И-2Г-У2; Х90/33- К-2В-У2. Х-химический 45-подача м3/ч 54-напор, м Астана 60-80 К-материал прочностной части 10Х18Н9ТЛ И-Х23И28МЗДЗТЛ К-Х17Н13М2Т 2Г-уплотнение двойное торцовое 2В-уплотнение торцовое одинарное Серная, Соляная Фосфорная кислоты Тр-1 р в 3 м К,-1 рвбм К-1 р в год 3 54
15 Центробе жный насос Х8/18-М- 2Г; Х45/31- М-2Д Х-химический 8-подача м3/ч 18-напор, м Катайск 120 Корпус насоса, рабочее колесо, штуцер всасывающий- 15X18Н12С4ТЮ 2Г-уплотнение двойное торцовое Серная, Соляная Фосфорная кислоты Тр-1 рв2 м К,-3 р в год К-1 р в год 3 54
16 Центробе жный насос Х2(У31- Е-СД-У2 Х-химический 20-подача м3/ч 31-напор, м Астана 60-80 Материал насоса-25Л Материал колеса-12Х18Н9ТЛ Р-р карбамида Тр-1 рв 3 м К,-1 рвбм К-1 р в год 3 54
17 Центробе жный насос АХ-65- 40-200-И- СД-У2 АХ-химическиЙ 65-диаметр входа 40-диаметр выхода 200-номинальный диаметр рабочего колеса Астана 60-80 Рабочее колесо-25Л гост 977-88 Корпус уплотнения(К)-12Х18Н9ТЛ гост 977-88 Корпус насоса(И>07ХН25МДТЛ ТУ26-06-1414-84 И-условное обозначение материала прочностной части насоса СД-двойное сальниковое уплотнение У-климатическое исполнение 2-категория размещения Р-р карбамида Р-р аммиака Тр-1 р в 2 м Ку-1 р в 4 м К-2 р в год 3 54
шовные обозначения:
- капитальный ремонт;
1 - капитальный уменьшенный ремонт; 5 — текущий ремонт;
Э - техническое обслуживание;
1ЭА - моноэтаноламин.