Носовська О. В. Підвищення надійності шламових насосів шляхом вдосконалення конструктивних елементів корпусів при їх відновленні

English version

Дисертація на здобуття ступеня кандидата наук

Державний реєстраційний номер

0417U004304

Здобувач

Спеціальність

  • 05.05.08 - Машини для металургійного виробництва

30-10-2017

Спеціалізована вчена рада

Д 08.084.03

Національна металургійна академія України

Анотація

Дисертація присвячена вирішенню актуальної наукової задачі, яка полягає у підвищенні надійності та ефективності роботи шламових насосів гірничо-металургійного комплексу шляхом відновлення і захисту його деталей від комплексного впливу абразивного, кавітаційного і корозійного зносу за допомогою композитного матеріалу на поліуретановій основі з додаванням корунду різноманітних фракцій. У першому розділі виконаний аналітичний огляд даної наукової задачі, який показав, що на сьогоднішній день в умовах доменного цеху комбінату ПАТ ММК ім. Ілліча для відновлення броні корпусів шламових насосів, які застосовують у технології напівтонкого очищення доменного газу від пилу, використовують недостатньо ефективний спосіб відновлення та матеріали, які не здатні чинити опір спільній дії інтенсивного абразивного, гідроабразивноого та кавітаційного зносу. Існує значна кількість способів захисту і відновлення деталей та вузлів металургійних машин, кожен з яких розрахований під окремий тип зносу, але у разі комбінації декількох видів зносу такі способи захисту можуть бути неефективними. Аналіз літературних та інших видів інформаційних джерел вказує на те, що існуючі методи захисту та відновлення зношених поверхонь є недостатньо ефективними та досить трудомісткими в боротьбі з комплексним зносом, а матеріали, які застосовуються, не дозволяють вирішити проблему захисту в умовах спільної дії абразивного, корозійного та кавітаційного зносів. Разом з тим ці матеріали мають досить високу вартість, що не дозволяє застосовувати їх для покриттів значної площі в насосах та іншому обладнанні. Другий розділ присвячений аналізу умов експлуатації та виходу з ладу шламових насосів в умовах газового цеху ММК ім. Ілліча. Шламові насоси на підприємстві застосовують в технології напівтонкого очищення доменного газу від пилу, кількість якого змінюється в залежності від ступеня підготовки сировини до плавки, міцності коксу та рівності ходу печі. У третьомурозділі експериментальним шляхом було визначено механічні характеристики композитного матеріалу, що застосовується для відновлення перекачувального обладнання. На підставі експериментального і теоретичного досліджень було розроблено: раціональний склад композитного матеріалу, захищений патентом на корисну модель, технологія відновлення елементів перекачувального обладнання, а також нова конструкція корпусу шламового насоса, так само захищені патентами на корисну модель.Отримали подальший розвиток методи підвищення стійкості захисних покриттів за рахунок використання в якості броньового захисту корпусу шламового насоса композитногоматеріалу на поліуретановій основі з включеннями зміцнювальних елементів фракціями 1 мм, 1,5 мм, 2мм в наступній пропорції 10:20:100, що дозволило підвищити рівень механічних властивостей захисного шару. У четвертому розділі виконано математичне і комп'ютерне моделювання процесу навантаженняробочих поверхонь шламових насосів відновлених за допомогою полімерного матеріалу. У роботі виконано теоретичний аналіз процесу зносу броні шламових насосів, запропонована математична модель процесу зносу, на підставі якої удосконалено методику розрахунку інтенсивності зносу композитного матеріалу на поліуретановій основі. Це дозволило отримати аналітичну залежність стійкості броні корпусу від тривалості контакту з перекачувальним середовищем з урахуванням експериментально знайдених значень їх механічних характеристик, що підтверджено результатами фізичного моделювання процесу напруження броні та даєпідставу змінити як конструкцію корпусу, так і товщини шару захисного покриття. Вперше запропонований метод оцінки надійності броні корпусу шламового насосу, який враховує комплексний характер взаємодії перекачувального середовища та захисного шару покриття, що дозволяє прогнозувати термін виходу з ладу шламового насоса. Результати роботи у вигляді аналітичної моделі абразивного зносу композиту і технології відновлення броні шламових насосів впроваджені у навчальний процес ДВНЗ "ПДТУ". У п'ятому розділі наведені результати промислових досліджень і випробувань розробленої технології відновлення броньового шару корпусів шламових насосів і конструкції їх патрубка всмоктування. Запропоновані технології пройшли дослідно-промислові випробування в різноманітних умовах. Для підвищення зносостійкості корпусу шламового насоса запропоновано вдосконалити конструкцію патрубка всмоктування, а саме, його футерування виконати конічної форми з меншим отвором з боку входу гідросуміші і поздовжніми П-подібними виступами з боку вихідної частини цього патрубка. Розроблені методи відновлення насосів впроваджені в газовому цеху ПАТ МMК ім. Ілліча, що дає можливість підвищити надійність відновленого обладнання на 53,6%. Крім того розроблена технологія дозволила ввести у лад перекачувальні насоси Південноукраїнської АЕС. Ключові слова: абразивний знос, надійність, шламовий насос, корпус, композитний матеріал, технологія відновлення, інтенсивність зносу, захисна броня

Файли

Схожі дисертації