Страница адресована механику, который обслуживает водяной насос высокого давления каналопромывочной машины (КПМ). Речь идёт именно о плунжерном насосе, подающем воду на размывочную головку, а не о вакуумном насосе илососного оборудования. До механика неисправность доходит в том виде, в каком её описал оператор, и звучит она словами «не даёт давление», «троит», «масло побелело». Разделы страницы названы так же, чтобы искать по ним было проще. Но за одной операторской формулировкой стоит сразу несколько разных механизмов, и часть из них к состоянию насоса отношения не имеет вовсе. Именно поэтому каждый раздел начинается с того, как отделить износ насоса от причины, лежащей вне его.
Оценку начинают с заводской таблички конкретного насоса, потому что подача и давление штатных насосов у разных машин различаются. Рабочая точка 215 л/мин (12,9 м³/ч) при 160 бар (16 МПа) относится к штатным насосам ряда полноразмерных машин, и сверять показания манометра имеет смысл только с той строкой, которая стоит на шильде разбираемой машины. Второй исходный параметр — частота вращения вала. Подача плунжерного насоса ей прямо пропорциональна, поэтому проскальзывающий ремень или сниженные обороты дают на манометре ту же картину, что и износ гидравлической части, которую в сервисной практике называют головой насоса и которая превращает возвратно-поступательное движение плунжеров в поток воды под давлением. Отсюда первое правило разбора. Прежде чем судить о насосе, нужно убедиться, что его вал вращается с расчётной частотой.
Что проверить до снятия гидравлической части
Между баком и струёй стоит не один только насос. Вне его есть ещё пять позиций, и неисправность любой из них даёт симптом, неотличимый от износа гидравлической части. Общее у них то, что проверяются они на собранной машине, без разборки насоса:
- проверить исправность манометра и срок его поверки;
- осмотреть размывочную головку и форсунки;
- проверить герметичность рукава высокого давления, фитингов и быстросъёмов;
- оценить состояние подводящего фильтра, герметичность всасывающей магистрали и наличие подпора;
- проверить натяжение ремней, состояние коробки отбора мощности (КОМ) и фактическую частоту вращения вала.
Чаще прочих за износ насоса принимают выработку форсунок. По мере выработки проходное сечение форсунки растёт, и вода уходит через неё свободнее. Давление же на плунжерном насосе создаёт не сам насос, а сопротивление за ним. Насос лишь вытесняет за оборот свой объём воды, а во что этот объём превратится, определяет отверстие, через которое он выходит. Изношенная форсунка сопротивление снимает, и стрелка манометра уходит вниз при целой гидравлической части. По этой причине гидравлическую часть снимают в последнюю очередь, когда все пять позиций пройдены и отведены.
Почему насос высокого давления не набирает давление
Насос, который после пуска так и не выходит на табличное давление, чаще всего исправен, а причину создали вне его гидравлической части. Первая из причин появляется после простоя, когда в камерах и подводящей магистрали остаётся воздух. Воздух сжимается легко, вода практически не сжимается, и плунжер, идя вперёд, тратит весь ход на сжатие пузыря. Давления, достаточного чтобы открыть нагнетательный клапан, в камере так и не возникает. Воздух спускают через пробку на верхней поверхности гидравлической части, и на этом разбор нередко заканчивается.
Вторая причина лежит на входе, где насосу не хватает воды. За ход всасывания камера должна успеть заполниться, а заполняет её не сам насос, а давление на входе. Поэтому загрязнённый подводящий фильтр, суженная магистраль или отсутствие подпора снижают подачу при исправной механике. В тяжёлом случае давление перед всасывающими клапанами опускается настолько, что вода вскипает перед ними, а схлопывающиеся пузыри выбивают металл на сёдлах. Это кавитация. Фильтр и сечение подвода поэтому оценивают раньше, чем берутся за клапаны. Клапаны в такой картине не причина отказа, а его следствие.
Третья группа причин лежит уже за насосом. Регулятор высокого давления, который сбрасывает часть потока в байпас раньше времени, возвращает в бак воду, предназначенную размывочной головке, поэтому его настройку и работу перепускного клапана проверяют отдельно. Рядом стоит несоответствие форсунки подаче. Сопло, рассчитанное на больший расход, пропускает всё, что даёт насос, и нужного сопротивления не создаёт, поэтому диаметр форсунки сверяют с подачей по заводской табличке. Показательно, чем такой разбор заканчивается. Под замену уходят фильтрующий элемент, форсунки и уплотнения всасывающей магистрали, а гидравлическую часть не вскрывают вовсе.
Почему падает давление против таблички
Насос, который раньше держал табличное давление, а теперь до него не дотягивает, потерял герметичность. Часть уже сжатой воды уходит из камеры обратно или наружу, и до рукава она не доходит. Первое такое место образуют клапаны и сёдла. Привода у клапана нет, открывает и закрывает его только перепад давления, и в момент открытия вся подача секции идёт через узкую щель между тарелкой и седлом. Скорость потока там максимальна, поэтому струя постепенно размывает посадочный поясок. К размыву добавляются ещё два фактора, потому что тарелка садится на седло ударом при каждом ходе плунжера, а взвешенные в воде частицы истирают посадочную поверхность. Выработанный поясок перестаёт запирать, и сжатая вода возвращается из магистрали в камеру или уходит обратно во всасывающую линию. Ровно на эту долю и падает давление, которое насос доводит до рукава.
Второе место, где давление теряется, — водяные манжеты контура высокого давления. Манжета неподвижно сидит в корпусе и удерживает воду вдоль плунжера (поршня), который движется под ней непрерывно. Поэтому изнашивается она всегда, и вопрос только в наработке. По мере выработки зазор растёт и начинает пропускать долю подачи мимо камеры. Осматривают при этом не одну манжету. Поверхность плунжера служит для неё контртелом, а задиры и микротрещины на этой поверхности разрушают новое уплотнение вскоре после сборки, так что состояние плунжера определяет ресурс манжеты не меньше, чем её собственное качество.
Разделить обе картины помогает замер в двух точках. Значение на табличке относится к насосу, а у размывочной головки давление всегда ниже на величину потерь в рукаве. Если у гидравлической части давление есть, а у размывочной головки его нет, причина лежит в нагнетательном контуре или в выработке форсунок. Если давления нет уже у самого насоса, вскрывать придётся его. По итогам вскрытия меняют клапаны в комплекте с посадочными кольцами и водяные манжеты, а при задирах ещё и плунжерную пару. Комплектность здесь не формальность. Новая тарелка на выработанном седле теряет герметичность быстрее, чем изношенная пара, отработавшая свой ресурс вместе.
Почему скачет давление
Стрелка манометра, которая не стоит на месте, указывает обычно не на насос, а на арматуру за ним. Насос подаёт постоянный объём за оборот и сам по себе ничего не стабилизирует. Постоянное давление из этого объёма делают регулятор высокого давления и предохранительный клапан, сбрасывая избыток в байпас. Держат они сброс тарелкой, которую пружина прижимает к седлу. Стоит седлу загрязниться или выработаться, и тарелка перестаёт садиться одинаково от раза к разу. Сброс открывается то раньше, то позже, и давление в рукаве меняется вслед за ним.
Заклинивший перепускной клапан даёт ту же картину на манометре по другой причине, потому что поток при этом уходит в байпас то целиком, то не уходит вовсе. Подсос воздуха действует иначе. Попавшая в поток порция воздуха сжимается там, где вода не сжимается, и на манометре читается как короткий провал давления. Проверяют поэтому все три версии подряд. Настройку регулятора контролируют по манометру, чистоту седла и посадочных поверхностей клапана оценивают при разборке арматуры, а герметичность подвода проверяют на всасывающей магистрали. Обходятся обычно ремкомплектом регулятора и предохранительного клапана. В сборе клапан меняют только тогда, когда выработано само седло.
Металлический стук в насосе
До сих пор речь шла о показаниях манометра, а стук слышен и без приборов. Означает он удар металла о металл в зазоре, выросшем сверх допустимого. Возникает этот удар потому, что плунжеры работают по очереди и момент на валу пульсирует, а любой люфт при пульсирующем моменте отрабатывается ударом на каждом обороте.
Источников у стука несколько, и лежат они в разных частях машины. Со стороны механики стучат изношенные подшипники и люфт приводного вала. Со стороны привода стучат повреждённая шпонка или зазор на валу шкива, из-за которого шкив при каждом импульсе нагрузки проворачивается и возвращается обратно. Ослабленные винты крепления добавляют к этому раскрывшийся стык, а со стороны гидравлической части стучит повреждённый плунжер. Общее у всех источников одно. В каждом случае стучит зазор, и от каждого удара он становится больше.
Разбирают такую картину по порядку. Люфт вала проверяют на остановленном насосе, затем проходят динамометрическим ключом моменты затяжки винтов гидравлической части, крышек клапанов и креплений привода, и только после этого осматривают поверхность плунжеров. Меняют по результатам подшипники, манжету вала и плунжерную пару с повреждённым плунжером. Но важнее списка деталей здесь другое правило. Работу под нагрузкой прекращают до устранения причины, потому что каждый следующий удар увеличивает тот самый зазор, а вместе с ним и объём предстоящего ремонта.
«Насос троит»: пульсация рукава высокого давления
Формулировка операторская, но точная. Троение означает, что одна из секций перестала создавать подачу, и рукав высокого давления пульсирует в такт ходу плунжеров. В исправном насосе секции работают со сдвигом по фазе и складывают свои потоки в общую магистраль, так что поток остаётся непрерывным, хотя и пульсирующим. Стоит одной секции выпасть, и на месте её доли в общем потоке появляется провал. Ровную пульсацию это превращает в рывки, которые видно по рукаву и слышно на размывочной головке.
Выпадает секция по двум сценариям, и оба сводятся к клапану. Заклинивший или загрязнённый впускной клапан не даёт камере заполниться, и вытеснять плунжеру нечего. Выпускной клапан, потерявший герметичность, пропускает вытесненную воду обратно в камеру, и работа хода уходит впустую. К тому же исходу приводят воздушная пробка, подсос воздуха и недостаточный подпор на входе. Последний опаснее прочих, потому что при нехватке воды развивается кавитация, и заполнение срывается не в одной секции, а сразу во всех.
Проверяют поэтому не только клапаны. Клапаны и сёдла осматривают посекционно, но прежде того контролируют уровень воды в баке, чистоту фильтра и герметичность подвода. Порядок работы обратен порядку изложения. Начинают с воды и входа, где причина внешняя и дешёвая, и лишь затем вскрывают секции. Меняют по результатам клапаны с посадочными кольцами и уплотнения всасывающей магистрали.
Эмульсия в картере, побеление масла
Побелевшее масло в смотровом окне — это эмульсия, то есть вода, перемешанная с маслом движущимися деталями картера. Значит, вода прошла туда, где её быть не должно. Границу между водой и маслом держат два уплотнения на пути плунжера. Со стороны камеры стоит водяная манжета, со стороны картера масляная, а между ними оставлена дренажная зона, через которую штатная протечка уходит наружу. Пока целы оба комплекта, граница держится. По мере их износа протечка перестаёт уходить в дренаж и попадает в масло.
Вторая причина с износом не связана вовсе. Машина стоит в неотапливаемом отсеке, воздух там влажный, и при перепадах температуры влага оседает конденсатом на холодных стенках картера. Масло белеет точно так же, хотя ни одно уплотнение не повреждено.
Побеление в обоих случаях выглядит одинаково, поэтому по цвету масла причины не разделить. Разделяет их объём. Если слитого масла заметно больше, чем заливали, разницу дала вода, а отстоявшаяся проба показывает то же нагляднее, потому что вода собирается внизу. Меняют по результатам комплект водяных и масляных манжет, уплотнительные кольца и само масло. Если побеление повторяется, сокращают интервал замены масла и продувают воду из системы перед стоянкой.
Откладывать эту работу не стоит, и причина здесь не в самой течи. Обводнённое масло теряет несущую способность плёнки, подшипники и шейки вала работают при разрушенном масляном слое, и следующей выходит из строя механическая часть, которая формально к воде отношения не имела.
Течь масла между картером и гидравлической частью
Масло, выступившее на стыке картера и гидравлической части, означает, что уплотнение стыка перестало держать. Деталей, которые его держат, немного. Изнашиваются масляные манжеты и уплотнительные кольца корпуса, а из неподвижных элементов герметичность чаще прочих теряют прокладка крышки и пробка уровня масла. Этим набор и исчерпывается. Все элементы в нём расходные, поэтому такая течь заранее считается рядовой работой, а не поводом снимать насос с машины.
Труднее не устранить течь, а найти её место, потому что старый подтёк закрывает свежий. Зону стыка поэтому сначала протирают насухо, затем дают насосу поработать под нагрузкой и после останова осматривают: источник покажет свежая плёнка. Пробки и крышки осматривают заодно. Параллельно сверяют уровень масла до смены и после неё, потому что медленная течь пятна почти не оставляет, а на уровне видна. Меняют по результатам масляные манжеты, уплотнительные кольца, прокладки и пробки. Ни одна из этих деталей не относится к нагруженным, и именно поэтому такая течь остаётся самым дешёвым из всех разобранных здесь дефектов.
Течь воды из-под гидравлической части
Небольшая утечка воды из-под гидравлической части — норма, а не дефект. Манжета работает по непрерывно движущемуся плунжеру, и тонкая плёнка воды, которую она намеренно пропускает, эту пару смазывает и охлаждает. Отличает норму от износа характер утечки. Стекание отдельными каплями означает, что узел работает штатно. Непрерывная струя означает, что расходный элемент выработан.
Сама струя указывает на износ водяных манжет, но за ней часто стоит другое. Если новое уплотнение потекло вскоре после сборки, причину ищут не в нём, а на плунжере, где задиры разрушают манжету быстрее, чем она успевает приработаться. Третья причина проще обеих. Ослабленные винты гидравлической части позволяют стыку раскрываться под пульсирующим давлением, и вода идёт уже не по плунжеру, а по стыку. Разбор поэтому идёт в том же порядке. Сначала оценивают характер утечки, затем осматривают поверхность плунжеров и только после этого проверяют моменты затяжки винтов. Меняют водяные манжеты, а при задирах и плунжерную пару. Второй шаг пропускать нельзя, потому что новая манжета на изношенном плунжере выйдет из строя так же быстро.
Ремонт или замена по результатам дефектовки
Решение принимают по сумме дефектов, а не по одному из них. Изношенная манжета сама по себе говорит только о наработке, а та же манжета вместе с разбитой посадкой клапана и выработкой подшипников говорит уже о состоянии насоса в целом. Таблица сводит типичные находки дефектовки к обычному решению по каждой из них. Строки расположены по возрастанию тяжести, от плановой работы в первых до замены насоса в последних.
| Что обнаружено на дефектовке | Обычное решение |
|---|---|
| Износ манжет, уплотнительных колец, клапанов и сёдел | замена ремкомплектом — плановая работа |
| Задиры на плунжере при целом корпусе гидравлической части | замена плунжерной пары |
| Выработка подшипников, манжеты вала, шпонки | замена деталей привода |
| Разбита посадка клапана в корпусе гидравлической части | замена гидравлической части |
| Трещины корпуса или картера, задиры на шейках коленчатого вала | замена насоса |
| Гидравлическая и механическая части требуют вмешательства разом | замена насоса |
| Детали сняты с производства и не поставляются | замена насоса |
| Разрушение плунжеров повторяется регулярно | причина вне насоса: качество воды, отсутствие подпора, лёд в системе при хранении |
Последняя строка выпадает из общей логики намеренно. Регулярно повторяющееся разрушение плунжеров — диагноз не насосу, а условиям, в которых он работает, и замена деталей в этом случае лишь откладывает следующий такой же ремонт. Остальные строки сводятся к одному сопоставлению. Стоимость дефектовки, деталей и работ сравнивают с ценой нового насоса той же рабочей точки, а к стоимости ремонта прибавляют простой машины на аварийной прочистке засоров в сетях водоотведения. Простой считают наравне с деталями, потому что снятая с линии машина заявки не выполняет.
Гильзованная проточная часть 50A и 50B
Платформы 50A и 50B — трёхплунжерные насосы с гильзованной проточной частью. Отличие такой схемы в том, где проходит пара трения. Плунжер работает не по расточке корпуса, а по сменной гильзе, установленной в него, и повреждается при задире именно она. Следствие видно прямо в таблице дефектовки. При повреждении плунжера меняются гильза и плунжер, а корпус гидравлической части, самая дорогая деталь насоса, как правило, остаётся в работе. Часть случаев тем самым переходит из строки «замена гидравлической части» в строку «замена плунжерной пары», то есть из дорогого решения в рядовое.
Исполнение 50A 215/160 работает в точке 215 л/мин (12,9 м³/ч) при 160 бар (16 МПа) на частоте вращения 1144 об/мин и мощности привода 68 кВт. Подача и давление здесь совпадают со штатной рабочей точкой, приведённой в начале страницы, поэтому после замены машина сохраняет прежние параметры на размывочной головке. Но совпадение по подаче и давлению — ещё не совпадение по установке. Присоединительные и установочные размеры уточняются до заказа, и для этого достаточно фотографий насоса, его заводской таблички и места установки на машине. Подбор ведёт PINFL Россия, генеральный представитель бренда PINFL и производитель установок высокого давления.
См. также
- Ремонт или замена водяного насоса высокого давления: как принимается решение
- Техническое обслуживание насоса высокого давления: периодичность и объём работ
- Как определить модель насоса по заводской табличке
- Каталог: насосы для каналопромывочной техники
Руководства по обслуживанию
Пошаговый порядок работ для насосов платформ 50A и 50B — в руководствах: PINFL 50A (серии F1 и F1-G) и PINFL 50B (серия F1-G).