Вибір матеріалу, маршрутної технології виготовлення заготовки і термічної обробки апарату направляючого насоса

Abstract

Апарат направляючий насоса типу ЦНС призначається для зміни напряму потоків рідинних середовищ та зміни швидкісної енергії тиску. Пристрій влаштований з двох нерухомих дисків, встановлених у корпусі насоса, оснащених лопатками схожими на лопаті робочого агрегату. Матеріал для виготовлення апарата направляючого повинен відрізнятись довговічністю, надійністю корозійною стійкістю та в деяких випадках бути холодостійким. Також треба не забувати, що деякі властивості матеріал може набувати тільки в ході його термічної обробки. Мета роботи полягає в створенні маршрутної технології виготовлення та технологічного процесу зміцнення апарата направляючого насосів типу ЦНС 240 за допомогою проведення новітніх та технологічних методів термічної обробки для покращення експлуатаційних властивостей деталі. Методи досліджень: використання стандартних методів визначення фізико-механічних властивостей та структури сталі 08Х14Н7МЛ (ВНЛ-1) для виготовлення апарата направляючого насосу ЦНС 240-…-2 та сучасних мікроскопічних і металографічних методів дослідження, що включають мікроскопічний і макроскопічний аналіз, теоретичні і практичні методи, огляд літературних джерел. До завдань досліджень відносяться наступні: аналіз літературних джерел з метою вдосконалення маршрутної технології виготовлення і зміцнюючої термічної обробки апарата направляючого насосу ЦНС 240-2 для підвищення експлуатаційних характеристик деталі. В кваліфікаційній бакалаврській роботі було проаналізовано призначення та умови роботи апарата направляючого насосу ЦНС 240-2. Були проаналізовані можливі причини виходу з ладу апарату направляючого насосів типу ЦНС 240-…-2. Основна причина виходу з ладу направляючих апаратів: недостатня захищеність підшипників лопаток і інших елементів апаратів від абразивного пилу; вихід деталі із строю під дією постійного або часткового вологого середовища, тобто в наслідок корозії під дією найти або води; вихід деталі із строю при агресивному повітряному середовищі; поява пластичних деформацій в результаті великих навантажень на деталь; вихід із строю в наслідок роботи при дуже низьких температурах (холодноламкість); вихід із строю деталі в наслідок втомного характеру; електрохімічна корозія; вихід із ладу через кавітацію. Для виготовлення апарата направляючого було використано холодостійку ливарну високолеговану сталь 08Х14Н7МЛ (ВНЛ-1). Характерною ознакою холодостійких сталей є низький вміст вуглецю. Зазвичай він становить не більше 0,08 % вуглецю. Для виконання всіх вимог до апарату направляючого було складено маршрутну карту його створення. Також було зазначено обладнання для термічної обробки цього апарату. Термічна обробка даної сталі складається з гартування, обробки холодом і відпуском. Після термічної обробки апарата направляючого із сталі ВНЛ-1 отримано твердість порядку 36 HRC, сталь має голчасту мартенситно-аустенітну структуру та розмір зерна відповідає 3-4 балу. Практичне значення одержаних результатів. Було обрано матеріал, запропоновано маршрутну технологію виготовлення і технологічний процес зміцнення апарата направляючого насосу ЦНС 240-2 для підвищення експлуатаційних характеристик деталі.

The CNS pump guide device is designed to change the direction of fluid flows and change the speed of pressure energy. The device is made of two fixed disks mounted in the pump housing, equipped with blades similar to the blades of the working unit. The material for the manufacture of the guide device must be durable, reliable, corrosion-resistant and in some cases cold-resistant. We must also remember that some properties of the material can be acquired only during its heat treatment. The purpose of the work is to create a route manufacturing technology and technological process of strengthening the guide apparatus of pumps type CSP 240 by conducting the latest and technological methods of heat treatment to improve the performance of the part. Research methods: use of standard methods for determining the physical and mechanical properties and structure of steel 08Х14Н7MЛ (ВНЛ-1) for the manufacture of the apparatus of the guide pump CSP 240-… -2 and modern microscopic and metallographic research methods, including microscopic and macroscopic analysis, theoretical and practical methods, review of literature sources. The research objectives include the following: analysis of literature sources in order to improve the route manufacturing technology and strengthening the heat treatment of the guide apparatus of the pump CNS 240-2 to improve the performance of the part. In the qualifying bachelor's thesis, the purpose and operating conditions of the CSP 240-2 guide pump apparatus were analyzed. Possible causes of failure of the guide apparatus pump type CSP 240-… -2 were analyzed. The main reason for the failure of the guide apparatus: insufficient protection of bearings of blades and other elements of devices from abrasive dust; part failure under the action of a permanent or partial wet environment, that is, due to corrosion under the action of oil or water; failure of a detail at the aggressive air environment; the appearance of plastic deformations as a result of high loads on the part; failure due to operation at very low temperatures (cold brittleness); failure of the part due to fatigue; electrochemical corrosion; failure due to cavitation. Cold-resistant high-alloy steel 08Х14Н7МЛ (ВНЛ-1) was used for the manufacture of the guide apparatus. A characteristic feature of cold-resistant steels is low carbon content. It is usually no more than 0.08% carbon. In order to fulfill all the requirements for the guide apparatus, a route map of its creation was drawn up. Equipment for heat treatment of this device was also mentioned. Heat treatment of this steel consists of hardening, cold treatment and tempering. After heat treatment of the guide apparatus made of ВНЛ-1 steel, we obtained a hardness of about 36 HRC, the steel has a needle martensitic-austenitic structure and the grain size corresponds to 3-4 points The practical significance of the results obtained. The material was selected, the route manufacturing technology and technological process of strengthening of the device apparatus of the directing pump of CNS 240-2 for increase of operational characteristics of a detail are offered.