En tant qu'équipement central du système d'aspirateur du condenseur de la centrale, l'anneau d'eau 2S-185A à deux étagespompe à videa un impact direct sur l'efficacité unitaire et les performances de consommation d'énergie en raison de sa stabilité opérationnelle. Cependant, l'usure de l'arbre de pompe est l'une des défaillances les plus courantes de ce type d'équipement, conduisant souvent à des temps d'arrêt imprévus, une augmentation des coûts d'entretien et une durée de vie de l'équipement raccourci. Cet article analyse les caractéristiques structurelles, le mécanisme d'usure et la stratégie de gestion pour fournir une solution systématique aux ingénieurs de centrales électriques.

I. Caractéristiques structurelles de l'arbre de pompe 2S-185A et défis de l'environnement de travail

1.1 Structure unique de la pompe à anneau d'eau à deux étages

La pompe à vide 2S-185A adopte une conception de roues à deux étages pour obtenir un degré de vide plus élevé par une compression en deux étapes (le vide ultime peut atteindre 2,7 kPa). Son arbre de pompe doit entraîner des traits en deux étapes en même temps et porter des charges composites:

• Charge alternée radiale: l'installation excentrique de la roue (l'excentricité est d'environ 4 à 6 mm) fait que l'anneau d'eau a une résistance périodique aux lames, et la force radiale mesurée à un étage peut atteindre 200-300n;
• Gauche axiale: le gradient de pression de gaz généré par la compression à deux étapes forme une poussée axiale, et la plage de force axiale à un étage est d'environ 500 à 800 N;
• Charge de vibration: lorsque la roue est mise à l'échelle ou que l'équilibre dynamique échoue, le déséquilibre dépasse la norme ISO1940 G2.5 (≤0,5 g · mm / kg) et la vitesse de vibration peut dépasser le seuil de 4,5 mm / s.

1.2 Clées de contraintes de l'arbre de pompe 2S-185A

Les données de mesure d'un boîtier de démantèlement de la centrale montrent (figure 1) que l'usure de l'arbre de pompe est concentrée dans les zones suivantes: Surface de l'accouplement de roulement, Keyway de la roue, section de transition de l'épaule de l'arbre.

Ii Analyse du mécanisme profond de l'usure de la tige de pompe

2.1 Effet de couplage de la fatigue métallique et de l'usure de micro-mouvement

Usure de fatigue: Sous l'action de la contrainte alternée, la contrainte de cisaillement maximale sur la surface de l'arbre 2S-185A peut atteindre la limite d'élasticité du matériau; Cycle d'initiation des fissures: Lorsque l'amplitude de contrainte Δσ> 200MPA, la durée de vie d'initiation des fissures est inférieure à 10⁶ cycles (correspondant à une durée de fonctionnement d'environ 3 mois).

Usure de micro-mouvement: le léger glissement de l'anneau intérieur du roulement et l'arbre provoque une usure oxydative. L'analyse de la composition des débris d'usure montre que Fe₃o₄ représente plus de 60%; Dans un cas, lorsque la pression de contact de la surface d'accouplement est tombée de la valeur de conception de 80 MPa à 45 MPa, le taux d'usure a augmenté de 3 fois.

2.2 Réaction en chaîne de l'échec de la lubrification

Les statistiques de plusieurs pompes défectueuses montrent que 60% de l'usure est directement liée aux anomalies de lubrification:

a) Rupture du film de graisse: lorsque la température de roulement est> 90 ℃, la consistance de la graisse à base de lithium chute de NLGI de niveau 2 au niveau 1, et l'épaisseur du film de graisse diminue de 25 μm à 10 μm;

b) Intrusion polluante: la pénétration de vapeur d'eau entraîne une augmentation de la valeur des acides de graisse (> 1,5 mgkoh / g), accélérant l'oxydation et la gélification;

c) Intervalle de rélubrification incorrect: Après avoir dépassé le cycle recommandé par le fabricant (généralement 2000-3000h), le volume d'usure augmente de façon exponentielle.

Iii. Facteurs d'influence clés et évaluation quantitative

3.1 Amplification des défauts des matériaux et des processus

a) Comparaison des cas:

Un arbre de pompe végétal (traitement de 40cr et de trempage, rugosité de surface RA0,4 μm): durée de vie moyenne 48000h;

B Arbre de pompe végétale (45 Traitement de normalisation de l'acier, RA1,6 μm): durée de vie seulement 22000h, le taux d'usure a augmenté de 1,8 fois.

b) Analyse métallographique:

Pour les arbres qui ne répondent pas aux exigences de dureté HRC28-32, la teneur en martensite de surface est <70% et la résistance à l'usure diminue de 40%; Lorsque l'épaisseur de la couche de nitrure est insuffisante (<0,2 mm), la durée de vie de la fatigue de contact est raccourcie à 1/3 de la valeur standard.

3.2 Dangers cachés des erreurs d'installation

a) Impact de l'écart de centrage: lorsque le décalage de couplage est> 0,05 mm, le moment de flexion supplémentaire augmente la déviation de l'arbre de 15%; La force axiale générée par l'écart d'angle de 1 ° peut atteindre 20% de la charge de conception.

b) Contrôle de dégagement des roulements: Le dégagement axial des roulements à rouleaux coniques à double rangée doit être contrôlé à 0,08-0,15 mm. Trop serré (<0,05 mm) entraînera une augmentation excessive de température et trop lâche (> 0,2 mm) entraînera une charge d'impact.

L'usure de l'arbre de pompe 2S-185A est essentiellement le résultat des effets combinés de l'environnement mécanique, des propriétés des matériaux et de la gestion du fonctionnement et de la maintenance. En analysant quantitativement le mécanisme d'usure et en établissant un système de maintenance préventif, la durée de vie de l'arbre de la pompe peut être considérablement prolongée. Il est recommandé que les centrales électriques établissent un processus de gestion en boucle fermée qui comprend l'examen de la conception, la surveillance des conditions et les opérations standardisées afin de réduire le taux de temps d'arrêt imprévu à moins de 0,5% et de réaliser un saut dans la fiabilité de l'équipement.

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