vědomosti

Oběžné kolo odstředivého kompresoru hraje klíčovou roli v jeho konstrukci a výběr materiálu oběžného kola přímo ovlivňuje výkon, životnost a příslušné provozní podmínky zařízení. Oběžné kolo je instalováno na horizontální hřídeli pastorku uvnitř převodovky. Na obrázku níže je každý konec hřídele pastorku vybaven oběžným kolem, což je běžná konfigurace. Stejně běžné je však, že na každém hřídeli pastorku je instalováno pouze jedno oběžné kolo.

 

Vzduch vstupuje ze středu horní části oběžného kola, žene ho a urychluje skrz lopatky, vede ho k jejich spodnímu konci a nakonec je vymrštěn podél tečny na konci lopatek. Toto zvýšení rychlosti vzduchu je počátečním procesem, kterým se v odstředivém kompresoru zvyšuje tlak.

 

Hloubka, délka a úhel lopatek oběžného kola jsou klíčovými faktory pro aerodynamické inženýry při navrhování kompresorů s cílem dosáhnout různých výkonů. Kromě toho je zásadní také pevnost materiálu a spotřeba materiálu oběžného kola, protože rychlost otáčení těchto oběžných kol může dosáhnout až 30,000 XNUMX ot./min nebo i vyšší. Při tak vysokých rychlostech je samozřejmě zlomení lopatek absolutně nepřijatelné, protože by vedlo k úplnému zničení kompresoru.

 

V moderních strojírenstvích a výrobních oborech se tato oběžná kola obvykle vyrábějí z jednoho kusu polotovaru pomocí pětiosé frézky, aby se dosáhlo přesných charakteristik navržených inženýry na základě výkonnostních požadavků koncových uživatelů.

Konstrukce oběžného kola má dva cíle: musí splňovat požadované charakteristiky průtoku a tlaku a zároveň poskytovat kompresoru nejlepší účinnost z hlediska spotřeby energie. Vynikající konstrukční návrh proto může vytvořit nejspolehlivější a nejúčinnější kompresor.

Surovinou může být uhlíková ocel, nerezová ocel nebo v některých případech speciální materiály vybrané na základě specifického plynu, který kompresor zpracovává. Špičkové odstředivé kompresory používané pro stlačený vzduch obvykle používají nerezovou ocel namísto uhlíkové oceli, aby se prodloužila životnost součástí.

 

V závislosti na různých provozních podmínkách a dopravovaném médiu jsou oběžná kola obvykle vyrobena z kovových materiálů s vysokou pevností a odolností proti korozi. Následuje několik běžných materiálů oběžných kol a jejich technické vlastnosti.

 

Nerezové oceli (jako například 17-4PH, 13Cr) se široce používají v univerzálních odstředivých kompresorech, zejména v podmínkách, kde je vyžadována odolnost proti korozi. Tyto materiály mají dobrou pevnost a zpracovatelské vlastnosti a jsou chemicky inertní ve většině průmyslových plynových prostředí, což z nich činí cenově dostupnou volbu.

 

Materiály z titanových slitin (například Ti-6Al-4V)

Titanové slitiny se široce používají v kompresorových zařízeních ve špičkových oblastech, jako je letecký a námořní průmysl, a to díky svému vynikajícímu poměru pevnosti k hmotnosti a vynikající odolnosti proti korozi. Přestože jsou relativně drahé a obtížně se zpracovávají, mají zjevné výhody v systémech s extrémně vysokými požadavky na hmotnost a spolehlivost.

 

Materiály z hliníkových slitin (jako například 7075-T6, 2024)

Hliníkové slitiny jsou vhodné pro aplikace, kde je důležitá hmotnost a tlak je relativně nízký. Vyznačují se nízkou hmotností a snadným zpracováním, ale mají relativně nízkou pevnost a únavovou životnost a nejsou vhodné pro korozivní plynná média. Proto se obvykle používají v situacích s nižšími požadavky na výkon, jako jsou nízkotlaké systémy stlačování vzduchu.

 

Niklové slitiny (jako je Inconel 718, Monel) mají vynikající pevnost za vysokých teplot a odolnost proti tečení, díky čemuž jsou vhodné pro aplikace s vysokými teplotami a tlaky, zejména při kompresi ropy, zemního plynu a chemických procesních plynů. Tyto materiály dobře fungují v oxidačním a korozivním prostředí, ale jsou relativně drahé a mají vysoké náklady na zpracování.

Duplexní nebo superduplexní nerezová ocel

 

V korozivním prostředí obsahujícím chloridové ionty nebo sirovodík vykazuje duplexní nerezová ocel vynikající odolnost proti koroznímu praskání v důsledku napětí a je vhodná pro náročné podmínky, jako je například kyselý plyn. Kombinuje vynikající mechanické vlastnosti s nadprůměrnou odolností proti korozi, což z ní činí velmi žádaný materiál.

 

Výběr materiálů oběžných kol by měl komplexně zohledňovat následující faktory:

- Složení a korozivní účinnost dopravovaného plynu

- Provozní tlak a teplota kompresoru

- Zda existují omezení hmotnosti nebo rychlosti otáčení

- Únavová životnost a četnost používání

- Kontrola nákladů a proveditelnost zpracování a výroby

 

V reálné inženýrské praxi by se výběr materiálu měl řídit průmyslovými normami, jako je API 617, nebo specifikacemi poskytnutými výrobcem kompresoru (OEM), aby byla zajištěna bezpečnost a spolehlivost zařízení.

 

Vigor má profesionální 5osá obráběcí centra a tým pro výrobu vysoce přesných oběžných kol pro odstředivky a odstředivá dmychadla, turbodmychadla atd. Máte-li dotazy nebo je třeba vyvinout jakékoli oběžné kolo, neváhejte nás kontaktovat na adrese info@castings-forging.com