核電設(shè)備冷卻水泵機(jī)械噪聲的質(zhì)量控制策略

劉喜陽

中圖分類號(hào)：TM623 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)：A 文章編號(hào)：1674-1145（2020）03-151-01

摘 要 本文針對(duì)核電設(shè)備冷卻水泵在進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于其轉(zhuǎn)子以及泵體等零部件發(fā)生震動(dòng)而產(chǎn)生的噪音進(jìn)行了深入的分析與探討，并且對(duì)于冷卻水泵的噪聲來源進(jìn)行了詳細(xì)的分類，針對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的噪音提出了相對(duì)應(yīng)的質(zhì)量控制策略。

關(guān)鍵詞 冷卻水泵 機(jī)械噪聲 質(zhì)量控制

隨著我國的能源逐漸地走向清潔化、低碳化，核電建設(shè)迎來了新一輪的發(fā)展高潮。核電冷卻水泵為設(shè)備冷卻水在閉式的回路當(dāng)中提供了流動(dòng)的動(dòng)力，是核電設(shè)備冷卻水系統(tǒng)中的重要組成部分。

核電冷卻水泵在實(shí)際的運(yùn)轉(zhuǎn)過程當(dāng)中會(huì)產(chǎn)生較大的噪音，其不僅會(huì)產(chǎn)生環(huán)境噪聲污染，還會(huì)將泵體的使用壽命及質(zhì)量降低。冷卻水泵的噪聲主要由三個(gè)方面產(chǎn)生而來，電磁噪聲、空氣噪聲以及機(jī)械噪聲[1]。本文主要針對(duì)冷卻水泵振動(dòng)而產(chǎn)生的機(jī)械噪聲進(jìn)行詳細(xì)探討，并且對(duì)于其提出對(duì)應(yīng)的質(zhì)量控制策略。

一、泵體部件震動(dòng)噪聲

（一）震動(dòng)產(chǎn)生噪聲的原因

由于泵體內(nèi)部部件的剛性較弱，汽濁現(xiàn)象較為容易發(fā)生，從而使震動(dòng)導(dǎo)致噪聲的出現(xiàn)。

（二）質(zhì)量監(jiān)控策略

想要達(dá)到期望中的高效率、低汽濁的狀態(tài)，核電設(shè)備的冷卻水泵系統(tǒng)需要選用使用BB1的支撐結(jié)構(gòu)來進(jìn)行設(shè)備的支撐。這種結(jié)構(gòu)從兩端對(duì)于設(shè)備進(jìn)行支撐，相比于OH型號(hào)的水泵采用的單機(jī)懸臂支撐結(jié)構(gòu)來說，轉(zhuǎn)子具有的剛性較大，運(yùn)行也要比OH型號(hào)的穩(wěn)定一些，而且其雙吸比轉(zhuǎn)速低，更容易達(dá)到希望的高效率、低汽濁的狀態(tài)。

冷卻泵內(nèi)部的材料全部為鑄造材料，想要提升其內(nèi)部材料的質(zhì)量，就需要對(duì)于鑄造模型的檢驗(yàn)、熔煉、造型等等過程全部按照鑄件采購技術(shù)條件進(jìn)行實(shí)時(shí)與控制，以達(dá)到降低泵體內(nèi)部震動(dòng)噪聲的目的。

泵體泵蓋的在鑄造的過程當(dāng)中需要注意的控制要點(diǎn)共有三點(diǎn)：1.采用數(shù)控方式加工模型及三坐標(biāo)測繪儀，進(jìn)行對(duì)于模型制造與理論設(shè)計(jì)符合性的控制。2.采用充分的分析以及澆包的控制，控制泵體泵蓋內(nèi)部的化學(xué)成分。3.采用處理溫度與時(shí)間控制的方法，對(duì)于泵體泵蓋熱處理工藝進(jìn)行控制。

葉輪在鑄造的過程當(dāng)中需要注意的控制要點(diǎn)共有三點(diǎn)：1.采用熱處理后對(duì)于其力學(xué)性能進(jìn)行檢驗(yàn)的方式，對(duì)于葉輪的力學(xué)性能進(jìn)行控制。2.采用模擬分析法優(yōu)化工藝、采用發(fā)熱保溫冒口的方式提高冒口的補(bǔ)縮效果、采用AOD盧外經(jīng)華聯(lián)技術(shù)避免殘?jiān)?，用來控制葉輪鑄造的缺陷。3.采用充分的分析以及澆包的控制，控制葉輪內(nèi)部的化學(xué)成分。

其他軸承部件的鑄造過程當(dāng)中需要注意的控制要點(diǎn)共有三點(diǎn)：1.采用處理溫度與時(shí)間控制的方法，對(duì)于其他軸承部件熱處理工藝進(jìn)行控制。2.采用熱處理后對(duì)于其力學(xué)性能進(jìn)行檢驗(yàn)的方式，對(duì)于其他軸承部件的力學(xué)性能進(jìn)行控制。3.采用涉嫌與滲透等無損檢驗(yàn)法，對(duì)于其他軸承部件的缺陷進(jìn)行控制。

二、軸承震動(dòng)噪聲

設(shè)備冷卻水泵需要采用滾動(dòng)軸承，以達(dá)到無預(yù)潤滑啟動(dòng)的目的。而離心泵由于功率的不同，通常會(huì)選擇不同的軸承，采用滾動(dòng)軸承與滑動(dòng)軸承較多。滾動(dòng)軸承主要由滾珠、軸承內(nèi)圈以及軸承外圈等組成。

（一）軸承產(chǎn)生振動(dòng)噪聲的原因

首先，是由于軸承內(nèi)圈與外圈的滾道質(zhì)量問題導(dǎo)致的震動(dòng)噪聲；其次，存在由于潤滑油的質(zhì)量較差而導(dǎo)致軸承的震動(dòng)噪聲；最后，有可能是在安裝過程中，安裝工藝的問題導(dǎo)致軸承的震動(dòng)噪聲。

（二）質(zhì)量控制方法及策略

1.為了降低當(dāng)軸承與軸一起進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，由于抽層內(nèi)圈滾道或者外圈滾道存在凹坑或者波紋等情況引起的噪聲，需要相關(guān)的工作人員在材料進(jìn)入廠區(qū)時(shí)，按照采購相關(guān)的條件對(duì)于材料進(jìn)行數(shù)量質(zhì)量等方面的詳細(xì)檢查，避免這種情況的出現(xiàn)[2]。

2.軸承的震動(dòng)噪聲與潤滑油的質(zhì)量息息相關(guān)。在潤滑油正常的粘度范圍之內(nèi)，潤滑油的粘度增加其噪聲會(huì)相對(duì)減小，反之則增加。但是當(dāng)潤滑油粘度過大時(shí)，軸承當(dāng)中就會(huì)出現(xiàn)類似于攪拌的聲音；而當(dāng)潤滑油的粘度過小時(shí)又會(huì)出現(xiàn)干摩擦的聲音，這樣不但會(huì)產(chǎn)生噪音還會(huì)對(duì)于軸承的品質(zhì)造成傷害。這就需要相關(guān)質(zhì)檢人員對(duì)于潤滑油進(jìn)入實(shí)際使用之前對(duì)于潤滑油的品質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格的檢測。

3.在軸承的安裝過程中，如果安裝工藝出現(xiàn)問題且偏差較大時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)較大的噪音，檢驗(yàn)員應(yīng)實(shí)時(shí)進(jìn)行施工檢查，檢查其工藝是否達(dá)標(biāo)，降低因安裝工藝問題而帶來的震動(dòng)噪音。

三、轉(zhuǎn)子震動(dòng)噪聲

（一）轉(zhuǎn)子震動(dòng)產(chǎn)生噪聲的原因

主要是由于在轉(zhuǎn)子制造的過程當(dāng)中殘留的質(zhì)量不平衡，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)因?yàn)橘|(zhì)量不平衡而導(dǎo)致的噪聲。

（二）質(zhì)量控制策略

在轉(zhuǎn)子在制造的過程當(dāng)中應(yīng)進(jìn)行動(dòng)、靜平衡測試，以達(dá)到盡量消除由于質(zhì)量不平衡而產(chǎn)生的影響。

通過平衡測試實(shí)驗(yàn)，使得葉輪的靜平衡能夠達(dá)到G6.4級(jí)以上，動(dòng)平衡達(dá)到G2.6以上，這樣質(zhì)量的葉輪可以增加轉(zhuǎn)子運(yùn)行的可靠性以及安全性能，可有效地解決由于轉(zhuǎn)子制作時(shí)質(zhì)量不平衡而導(dǎo)致的噪聲。

四、結(jié)語

我國的核電事業(yè)正在快速發(fā)展，其中對(duì)于核電用泵的需求也在日益增加。大力增加對(duì)于核電設(shè)備冷卻水泵的研究，減少其運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的噪音，對(duì)于改善周圍環(huán)境的噪聲污染以及提高泵體的使用周期都具有較好的正向幫助，所以對(duì)于核電設(shè)備冷卻水系統(tǒng)的深入研究與發(fā)展是極其必要的課題。

參考文獻(xiàn)：

[1]李松，許余，湯華鵬，吳琳，穆克亮，張凱.某三代核電設(shè)備安全殼噴淋泵力學(xué)分析和試驗(yàn)研究[J].核動(dòng)力工程，2019，40（04）：183-188.

[2]楊強(qiáng).基于知識(shí)圖譜的核電設(shè)備知識(shí)平臺(tái)建設(shè)[C].中國電機(jī)工程學(xué)會(huì)電力信息化專業(yè)委員會(huì).數(shù)字中國 能源互聯(lián)——2018電力行業(yè)信息化年會(huì)論文集.中國電機(jī)工程學(xué)會(huì)電力信息化專業(yè)委員會(huì)：人民郵電出版社電信科學(xué)編輯部，2018：274-278.