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在维护真空泵时水环真空泵的转子断裂问题(二)

日期:2020-12-1 12:51:01 人气:

  ③泵单元的工作状态分析
  某发电厂的冷凝器背压为6.5kPa,废气的排气压力为3至8kPa。检查冷凝器的真空度。在冬季,真空度高达5kPa(在此压力下,工作流体的相应汽化温度为25°C)。泵组使用的水环工作流体的温度通常约为30°C,这在真空泵运行时会导致气蚀。长期以来,泵单元吸入端的叶片已经受到气蚀的损害,这严重影响了叶片的断裂。

  ④材料选择规格
  根据购买规格技术,此泵的叶轮材料为Z6CNU17-04。

  ⑤叶轮力分析

  为了验证叶片强度是否满足根据设计要求,制造商对真空泵叶轮的额定流量条件进行有限元计算,并通过ANSYS软件对叶轮进行建模,考虑叶轮的内部流场压力分布,综合考虑离心力的影响。叶轮承受速度,采用流固耦合计算分析方法,结合结构强度,应力和变形等因素,综合分析计算真空泵叶轮的强度。结论是,小流量,额定流量和大流量时叶片出口的最大允许应力为79.082MPa,远小于叶轮材料Z6CNU17-04的基本允许应力225MPa,而最大叶轮裂纹处的应力为54.435。MPa,比叶轮材料Z6CNU17-04基本允许应力225MPa小得多。比较计算得出的结论是叶轮上的力远小于基本允许应力。从该分析可以看出,叶轮的操作力不太可能引起裂纹。



  ⑥叶片理化分析
  检查叶轮的制造记录,并对发生故障的叶轮进行理化检查和分析。

  ⑦化学成分
  实验室使用便携式光谱分析仪分析了叶轮叶片的化学成分,发现内表面和外表面的化学成分叶轮的设计符合设计要求。

  ⑧机械性能
  实验室解剖了叶轮叶片,并使用了Blowie硬度计测量了基体的硬度。硬度值为29HRC,符合设计选择要求。

  ⑨切割样品实验室分析
  分别对该泵断裂叶片裂纹部位及一片叶轮根部进行金相分析,金相观察发现叶轮基体组织马氏体形态较尖锐,接近针状马氏体(正常组织为板条状马氏体),无夹杂、无疏松等缺陷

  综合上述分析,得出结论如下:①叶轮的材料选型、叶轮的铸造、叶轮的受力分析、成分报告均满足要求。②发现泵组的合理工况点与凝汽器实际需求的工况点不匹配,使得泵处于不稳定的工况区运行。③泵组设计时未考虑到系统真空度高时,该压力下的工作液汽化会导致泵组汽蚀情

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