Новий спосіб складання підшипників ковзання відцентрових насосів, які працюють в умовах радіаційного опромінювання

Abstract

Вирішується проблема вибору конструкційних матеріалів для використання їх як проміжних шарів при складанні відповідальних спряжень підшипників ковзання (ПК), які застосовують у відцентрових насосах ядерних енергетичних установок (ЯЕУ) різних типів. При цьому серед інших основних умов необхідно брати до уваги: число й величину циклічних змін механічних навантажень; нейтронне опромінення та вплив теплоносія на корозію і корозійно-механічну міцність матеріалів. У ході аналізу способів складання ПК роторних машин, а також вимог до обладнання, що працює в умовах радиаційного опромінювання, виявлено резерви щодо покращення способів складання ПК відцентрових насосів, які працюють на АЕС.  Задачу вирішують тим, що у способі складання ПК, який полягає в установленні корпусу і вкладишів підшипника (ВП), що охоплюють вал, в посадочних місцях з подальшим складанням підшипникового вузла, при якому установлення корпусу і ВП виконують після нанесення принаймні на одну з контактуючих поверхонь корпусу та/або ВП технологічного покриття методом електроіскрового легування (ЕІЛ) з подальшим нанесенням на леговану поверхню армованого металополімерного матеріалу (МПМ) та його полімеризацією. Покриття з нікелю наносять методом ЕІЛ при енергії розряду Wр<0,13Дж і продуктивності 1,0-2,5 см2/хв, а леговану поверхню покривають МПМ, армованим порошком нікелю, до -60%. Підшипник складають, не чекаючи завершення процесу полімеризації МПМ. При цьому залишки МПМ після стискання контактуючих поверхонь видаляють серветкою. Металографічними і дюрометричними дослідженнями встановлено, що структура технологічного покриття на елементах ПК із корозійностійкої нержавіючої сталі 12Х18Н10Т складається з чотирьох зон. Зверху – зона темного кольору з МПМ, армованим порошком нікелю, товщиною 50-60 мкм і з мікротвердістю в межах 700-1000 МПа. Нижче розташований «білий» шар товщиною до 20 мкм  мікротвердістю до 4800 МПа. Ще нижче знаходиться перехідна (дифузійна) зона, мікротвердість якої поступово знижується і на глибині близько 150-160 мкм досягає мікротвердості основи – 1700 МПа. Порівняльними дослідженнями встановлено, що застосування нового способу складання ПК, коли технологічне покриття наносять одночасно на верхню поверхню ВП і нижню поверхню – ложе корпусу, дає змогу на 100% скоротити період припрацювання бабітового ВП до цапфи ротора відцентрового насоса.