Рис. 1.14. Характеристики центробежного насоса до и после износа
Обозначения: Н – напор; N – мощность; η – КПД; Q – подача; Н>г – геометрическая высота подъёма; ΔН>изн – снижение напора в процессе износа насоса; Н>пред – предельный напор, при котором прекращается подача насоса; ΔН>пред – предельное снижение напора, при котором прекращается подача насоса вследствие износа; ΔQ>изн – снижение подачи в процессе износа насоса; ΔN>изн – потери мощности в процессе износа насоса
Из рассмотрения рис. 1.14 нетрудно установить, что при достижении запредельного износа щелевых уплотнений и проточной части насоса напор Н становится равным или меньшим геометрической высоты подъёма (Н ≤ Н>г), вследствие чего подача воды в оросительную систему прекращается и вся потребляемая из электросети энергия (N>пред) расходуется впустую.
Кроме того, прекращение подачи воды в оросительную систему приводит к грубому нарушению заданного графика водоподачи и водопотребления и может вызвать снижение урожайности сельскохозяйственных культур.
При отклонении напора насоса от паспортных значений в сторону уменьшения на 4% и более, а КПД насоса более 3% в зависимости от типоразмера необходимо провести техническое обследование проточной части насоса на предмет выявления степени износа рабочего колеса, спирального отвода, щелевых уплотнений и защитных втулок под сальниковой набивкой и принять решение о выводе в ремонт или о замене насоса.
По опубликованным в технической литературе [12], [13], [14], [15], [16] данным, уменьшение КПД в результате износа базовых деталей насоса может составить 10÷12%.
Таким образом, существенное повышение износостойкости насосов путём конструктивных улучшений и за счёт применения износостойких материалов является важной народно-хозяйственной проблемой.
5. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ МАТЕРИАЛОВ
(применяемых для изготовления и ремонта лопастных гидромашин)
Износостойкость (износоустойчивость) —
сопротивление материалов деталей машин износу.
Надёжность, экономичность и ресурс работы лопастных гидромашин, гидротурбин и насосов, в значительной степени определяется износостойкостью материалов, иcпользуемых при их изготовлении и ремонте. Поэтому вопросам исследования износостойкости различных материалов уделяется значительное внимание в специальной технической литературе [12], [15], [16], [18], [19], [20], [21]. Ниже приведены некоторые результаты упомянутых исследований, которые дают количественную оценку износостойкости материалов, применяемых при изготовлении и ремонте лопастных гидромашин. В качестве критерия оценки используется коэффициент относительной износостойкости ε, который определяется как отношение потерь массы эталона ΔGэт к потере массы образца ΔGобр. [18]
На рис. 1.15. изображена диаграмма относительной износостойкости наплавок при кавитационном износе, построенная по результатам испытаний образцов на струеударной установке. В качестве эталонных были приняты образцы из армко-железа (см. http://www.metaltrade.ru/abc/a/armko_jelezo.htm)
Рис. 1.15. Относительная износостойкость наплавок при кавитационном износе
На рис. 1.16 представлена диаграмма относительной износостойкости тех же наплавок при гидроабразивном и при совместном кавитационно-гидроабразивном износах. Испытания проводились на той же струеударной установке. При испытаниях на гидроабразивный износ струя воды содержала 7÷8% чистого кварцевого песка с диаметром песчинок около 0,2 мм.
Рис. 1.16. Относительная износостойкость наплавок при гидроабразивном и совместным кавитационно-гидроабразивном износах