核电设备冷却水泵机械噪声的质量控制策略

    刘喜阳

    中图分类号：TM623 文献标识：A 文章编号：1674-1145（2020）03-151-01

    摘 要 本文针对核电设备冷却水泵在进行运转时，由于其转子以及泵体等零部件发生震动而产生的噪音进行了深入的分析与探讨，并且对于冷却水泵的噪声来源进行了详细的分类，针对各个环节产生的噪音提出了相对应的质量控制策略。

    关键词 冷却水泵 机械噪声 质量控制

    随着我国的能源逐渐地走向清洁化、低碳化，核电建设迎来了新一轮的发展高潮。核电冷却水泵为设备冷却水在闭式的回路当中提供了流动的动力，是核电设备冷却水系统中的重要组成部分。

    核电冷却水泵在实际的运转过程当中会产生较大的噪音，其不仅会产生环境噪声污染，还会将泵体的使用寿命及质量降低。冷却水泵的噪声主要由三个方面产生而来，电磁噪声、空气噪声以及机械噪声[1]。本文主要针对冷却水泵振动而产生的机械噪声进行详细探讨，并且对于其提出对应的质量控制策略。

    一、泵体部件震动噪声

    （一）震动产生噪声的原因

    由于泵体内部部件的刚性较弱，汽浊现象较为容易发生，从而使震动导致噪声的出现。

    （二）质量监控策略

    想要达到期望中的高效率、低汽浊的状态，核电设备的冷却水泵系统需要选用使用BB1的支撑结构来进行设备的支撑。这种结构从两端对于设备进行支撑，相比于OH型号的水泵采用的单机悬臂支撑结构来说，转子具有的刚性较大，运行也要比OH型号的稳定一些，而且其双吸比转速低，更容易达到希望的高效率、低汽浊的状态。

    冷却泵内部的材料全部为铸造材料，想要提升其内部材料的质量，就需要对于铸造模型的检验、熔炼、造型等等过程全部按照铸件采购技术条件进行实时与控制，以达到降低泵体内部震动噪声的目的。

    泵体泵盖的在铸造的过程当中需要注意的控制要点共有三点：1.采用数控方式加工模型及三坐标测绘仪，进行对于模型制造与理论设计符合性的控制。2.采用充分的分析以及浇包的控制，控制泵体泵盖内部的化学成分。3.采用处理温度与时间控制的方法，对于泵体泵盖热处理工艺进行控制。

    叶轮在铸造的过程当中需要注意的控制要点共有三点：1.采用热处理后对于其力学性能进行检验的方式，对于叶轮的力学性能进行控制。2.采用模拟分析法优化工艺、采用发热保温冒口的方式提高冒口的补缩效果、采用AOD卢外经华联技术避免残渣等，用来控制叶轮铸造的缺陷。3.采用充分的分析以及浇包的控制，控制叶轮内部的化学成分。

    其他轴承部件的铸造过程当中需要注意的控制要点共有三点：1.采用处理温度与时间控制的方法，对于其他轴承部件热处理工艺进行控制。2.采用热处理后对于其力学性能进行检验的方式，对于其他轴承部件的力学性能进行控制。3.采用涉嫌与渗透等无损检验法，对于其他轴承部件的缺陷进行控制。

    二、轴承震动噪声

    设备冷却水泵需要采用滚动轴承，以达到无预润滑启动的目的。而离心泵由于功率的不同，通常会选择不同的轴承，采用滚动轴承与滑动轴承较多。滚动轴承主要由滚珠、轴承内圈以及轴承外圈等组成。

    （一）轴承产生振动噪声的原因

    首先，是由于轴承内圈与外圈的滚道质量问题导致的震动噪声；其次，存在由于润滑油的质量较差而导致轴承的震动噪声；最后，有可能是在安装过程中，安装工艺的问题导致轴承的震动噪声。

    （二）质量控制方法及策略

    1.为了降低当轴承与轴一起进行运转的过程中，由于抽层内圈滚道或者外圈滚道存在凹坑或者波纹等情况引起的噪声，需要相关的工作人员在材料进入厂区时，按照采购相关的条件对于材料进行数量质量等方面的详细检查，避免这种情况的出现[2]。

    2.轴承的震动噪声与润滑油的质量息息相关。在润滑油正常的粘度范围之内，润滑油的粘度增加其噪声会相对减小，反之则增加。但是当润滑油粘度过大时，轴承当中就会出现类似于搅拌的声音；而当润滑油的粘度过小时又会出现干摩擦的声音，这样不但会产生噪音还会对于轴承的品质造成伤害。这就需要相关质检人员对于润滑油进入实际使用之前对于润滑油的品质进行严格的检测。

    3.在轴承的安装过程中，如果安装工艺出现问题且偏差较大时，就会出现较大的噪音，检验员应实时进行施工检查，检查其工艺是否达标，降低因安装工艺问题而带来的震动噪音。

    三、转子震动噪声

    （一）转子震动产生噪声的原因

    主要是由于在转子制造的过程当中残留的质量不平衡，导致转子在运转时因为质量不平衡而导致的噪声。

    （二）质量控制策略

    在转子在制造的过程当中应进行动、静平衡测试，以达到尽量消除由于质量不平衡而产生的影响。

    通过平衡测试实验，使得叶轮的静平衡能够达到G6.4级以上，动平衡达到G2.6以上，这样质量的叶轮可以增加转子运行的可靠性以及安全性能，可有效地解决由于转子制作时质量不平衡而导致的噪声。

    四、结语

    我国的核电事业正在快速发展，其中对于核电用泵的需求也在日益增加。大力增加对于核电设备冷却水泵的研究，减少其运转时产生的噪音，对于改善周围环境的噪声污染以及提高泵体的使用周期都具有较好的正向帮助，所以对于核电设备冷却水系统的深入研究与发展是极其必要的课题。

    参考文献：

    [1]李松，许余，汤华鹏，吴琳，穆克亮，张凯.某三代核电设备安全壳喷淋泵力学分析和试验研究[J].核动力工程，2019，40（04）：183-188.

    [2]杨强.基于知识图谱的核电设备知识平台建设[C].中国电机工程学会电力信息化专业委员会.数字中国 能源互联——2018电力行业信息化年会论文集.中国电机工程学会电力信息化专业委员会：人民邮电出版社电信科学编輯部，2018：274-278.