К вопросу комплексного исследования причин потери работоспособности центробежных насосов водоотливных установок
Мнацаканян В.У., Зотов В.В., Дятлова Е.В., Ренгач А.С., Морозов И.П.
Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС», Москва
Ключевые слова: рабочие колеса, центробежный насос, горная промышленность, отказы, надежность, ресурс, повышение прочности, кавитация, коррозия, эрозия, усталостный износ.
Аннотация. Данная статья посвящена анализу основных видов износа, характерных для центробежных насосов, эксплуатируемых в горнодобывающей отрасли. Актуальность работы обусловлена необходимостью повышения ресурса и долговечности насосного оборудования, поскольку при разработке конструктивных мероприятий и выборе рациональных режимов работы требуется чёткое понимание природы возникновения каждого вида износа и доступных методов, направленных на их снижение. Рассмотрены кавитационный, коррозионный, эрозионный и усталостный механизмы разрушения рабочих колёс как наиболее изнашиваемых элементов насоса. Особое внимание уделяется установлению взаимосвязи между условиями эксплуатации, механизмами изнашивания и мерами по их регулированию. В статье систематизированы меры, направленные на уменьшение рассмотренных видов износа, включая гидравлические (оптимизация режимов, модернизация конструкции), материаловедческие (защитные покрытия, подбор материалов) и эксплуатационные (контроль агрессивности среды, своевременный ремонт). Показано, что существующие математические модели учитывают преимущественно гидроабразивный износ деталей проточной части насоса без комплексного влияния кавитации, коррозии, состава перекачиваемой жидкости и других процессов. Обоснована необходимость разработки многопараметрической прогностической модели для определения ресурса насосов с учётом совокупности факторов (горно-геологических, конструкторско-технологических и эксплуатационных).
Toward a comprehensive study of the causes of loss of efficiency of centrifugal pumps in dewatering units
Mnatsakanyan V.U., Zotov V.V., Dyatlova E.D., Rengach A.S., Morozov I.P.
National University of Science and Technology «MISIS», Moscow
Keywords: impellers, centrifugal pump, CNS, mining industry, failures, reliability, service life, strength enhancement, cavitation, corrosion, erosion, fatigue wear.
Abstract. This article presents an analysis of the main types of wear characteristic of centrifugal pumps used in the mining industry. The relevance of this work stems from the need to increase the service life and durability of pumping equipment, since the development of design measures and the selection of rational operating modes require a clear understanding of the nature of each type of wear and the available methods aimed at reducing it. The mechanisms of cavitation, corrosion, erosion, and fatigue failure of impellers as the most wear-prone components of the pump are examined. Particular attention is paid to establishing the interrelationship between operating conditions, wear mechanisms, and measures for controlling them. The article systematizes measures aimed at mitigating the considered types of wear, including hydraulic (optimization of operating conditions, design upgrades), material science (protective coatings, material selection), and operational (control of medium aggressiveness, timely repair) solutions. It is shown that existing mathematical models predominantly account for hydroabrasive wear of flow passage components without considering the combined effects of cavitation, corrosion, composition of the pumped liquid, and other processes. The necessity of developing a multiparameter predictive model for determining pump service life, taking into account a combination of factors (mining-geological, design-engineering, and operational), is substantiated.