Эксплуатация. Эксплуатация и ремонт машин и оборудования нефтяных и газовых пр. Лекция Особенности эксплуатации машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов
 Скачать 0.85 Mb.
|
|
8. Сборка оборудования. Технологический процесс сборки при ремонте оборудования принципиально не отличается от процесса сборки при изготовлении аналогичного оборудования и заключается в последователь- ном соединении деталей в сборочные узлы и единицы, а затем в машину. Последовательность сборки определяется технологической схемой. Схема сборки является основным оперативным до- кументом. Наиболее простой организационной формой сборки является стационарная сборка без расчленения процесса. По этому методу машины собирают на одном рабочем месте, куда посту- пают все детали и собранные сборочные единицы. При сборке с операционным расчленением процесса собираемая машина остается непо- движной или перемещается в процессе сборки, производимой бригадой, члены которой специали- зируются на выполнении конкретных операций. При большом количестве однотипных машин применяется поточный метод сборки, имеющий следующие разновидности: 1) Поточная сборка при неподвижном объекте сборки, когда сборщики выполняют опре- деленную операцию, передвигаясь от одной машины к другой. 2) Поточная сборка с перемещением объекта. На линиях поточной сборки машин необхо- димо применять принцип полной взаимозаменяемости деталей. 9. Приработка и испытание агрегатов и машин. Завершающими операциями процесса ремонта являются приработка и испытание агрегатов и машин. Совершенно обязателен окончательный контроль после сборки агрегата в целом, после чего производится приработка (обкатка) машины. Различают холодную и горячую приработку. При холодной приработке машину испыты- вают без нагрузки и приводят в действия от постороннего источника энергии. При горячей прира- ботке машину полностью собирают и прирабатывают под нагрузкой. Продолжительность прира- ботки различна в зависимости от типа и назначения оборудования. Весь период приработки кон- тролируется персоналом с использованием необходимых контрольно-измерительных приборов. Обычно полностью собранную машину подвергают приемочным, контрольным и специальным испытаниям. Приемочные испытания устанавливают соответствия фактических эксплуатационных ха- рактеристик машины техническим условиям и проводятся на стендах в условиях приближенных к эксплуатационным. При внесении в машину каких-либо новых элементов проводят специальные испытания. Результаты испытаний оформляются в виде акта, а данные испытаний отмечаются в паспорте отремонтированной машины. 10. Окраска оборудования. Окраска оборудования предназначена для его защиты от коррозии и придания ему декора- тивного вида. Чтобы надежно предохранять оборудование от коррозии лакокрасочные покрытия должны обладать определенным комплексом свойств: сплошностью пленки; хорошим сцеплением с металлической поверхностью; стойкостью и действию масел, топлив, водной среды; в некоторых случаях и покрытием предъявляются специальные требования – сопротивления истиранию, тепло- стойкость, стойкость в кислотах, щелочах и т.д. чтобы покрытие отвечало этим требованиям и об- ладало достаточной долговечностью, необходимо правильно выбрать состав материала и техноло- гию его нанесения. Лакокрасочные материалы делятся на грунты, шпатлевки, лаки и эмали. каж- дый вид материала имеет определенное целевое назначение. Грунты обеспечивают хорошее сцепление между металлом и последующими слоями по- крытия, а также создают надежный антикоррозионный слой. Шпатлевки применяют для выравни- вания поверхностей и заполнения грубых изъянов на поверхности. Эмали и лаки используют для наружных слоев покрытия с целью получения прочных и химически инертных пленок, устойчи- вых к действию окружающей среды. Обычно лакокрасочное покрытие представляет собой много- слойную систему, состоящую из различных материалов нанесенных в определенной последова- тельности. 44 Технологический процесс окраски состоит из подготовки поверхности под окраску, грун- тования, шпатлевания, нанесения наружных слоев и сушки покрытия. Подготовка поверхности предусматривает очистку от ржавчины, окалины, влаги, старого покрытия, жировых и других загрязнений. Для обезжиривания поверхностей применяются орга- нические растворители (ацетон, бензин, уайт-спирит). На подготовленную поверхность наносят слой грунта, а затем шпатлюют. После шпатлевания производят сушку изделия и механическую зачистку поверхности абразивными шкурками, а затем наносят основные слои покрытия. лакокра- сочные покрытия наносятся на поверхности оборудования кистью, распылением, окунанием, об- ливкой. В нефтяной и газовой промышленности на ремпредприятиях применяется способ воздуш- ного распыления лакокрасочных материалов. Процесс сушки лакокрасочных материалов является ответственной операцией, от правиль- ного проведения которой зависит качество покрытия. Продолжительность сушки зависит от при- роды лакокрасочного материала и способа нагрева и колеблется в широких пределах. Литература: 1) Авербух и др. «Ремонт и монтаж бурового и НП оборудования» Недра, 1976. 45 Эксплуатация и ремонт машин и оборудования НиГ промыслов. Лекция 10. Типовые технологические процессы восстановления деталей . 1. Причины нарушения и методы восстановления работоспособности сопряже- ний. Физическая долговечность (ресурс) машин зависит от времени сохранения работоспособ- ности отдельных сопряжений. В процессе работы элементы сопряжений изнашиваются, т.е изме- няются их структурные параметры к которым относятся: шероховатость поверхности; геометриче- ская форма размер рабочей поверхности. Совокупность изменений перечисленных параметров приводит к изменению структурного параметра сопряжения – зазора, а также к нарушению взаим- ного расположения деталей. При достижении предельной величины зазора сопряжение теряет ра- ботоспособность и для еѐ восстановления необходимо обеспечить первоначальный зазор, что осуществляется тремя способами: 1) без изменения размеров деталей; 2) изменением первона- чальных размеров; 3) восстановлением первоначальных размеров. Восстановление посадки без изменения размеров деталей осуществляется следующими способами: регулировкой зазора, заменой одной из изношенных деталей или перестановкой еѐ в дополнительную рабочую позицию. Этот способ не обеспечивает восстановления первоначально- го ресурса сопряжения, т.к. не устраняются искажения геометрической формы и изменение начальной шероховатости. Восстановление посадки заменой детали или еѐ перестановкой в дополнительную рабочую позицию не обеспечивает полного восстановления работоспособности сопряжения, т.к. в этом случае новая деталь работает в паре с частично изношенной. Метод изменения посадки изменени- ем первоначальных размеров деталей осуществляется следующими способами: применением ре- монтных размеров, использованием дополнительных ремонтных деталей. Метод восстановления посадки доведением размеров сопрягаемых деталей до первона- чальных величин обеспечивает более полное восстановление начальных структурных параметров сопряжения. При этом полностью восстанавливается его работоспособность. На ремпредприятиях нефтяной и газовой промышленности применяют различные способы ремонта деталей: Механическая обработка Обработка давлением Сварка Наплавка Металлизация Гальваническое наращивание Пайка Перезаливка антифрикционных сплавов Покрытия пластмассами Склеивание Долговечность отремонтированной детали зависит от того, в какой степени изменились первоначальные физико-механические свойства детали и особенности еѐ рабочей поверх- ности. 46 2. Ремонт деталей механической обработкой. a) Способ ремонтных размеров. Сущность способа заключается в том, что одну из изношен- ных деталей сопряжения, обычно наиболее трудоемкую, подвергают механической обработкой до заранее установленного размера с целью придания ей правильной геометрической формы и полу- чения требуемой шероховатости поверхности, а другую деталь заменяют новой или заранее отре- монтированной до этого же ремонтного размера, что обеспечивает первоначальную посадку в со- пряжении. Применяют свободные и стандартные ремонтные размеры. В качестве свободного ремонтного размера принимается ближайший размер ремонтируемой детали, позволяющий получить требуе- мую геометрическую форму и шероховатость поверхности. Преимуществами свободных ремонт- ных размеров являются минимальная трудоемкость механической обработки и максимальное ко- личество ремонтных размеров. Недостатки этого способа: Нельзя изготовить другую деталь сопряжения, пока не отремонтирована более трудоемкая. Исключается взаимозаменяемость деталей. Стандартные ремонтные размеры устанавливают заблаговременно, определяют их количество и численные значения. Под эти размеры выпускаются комплекты запасных частей. Положительны- ми сторонами способа ремонтных размеров являются: увеличение срока службы и простота тех- нологии ремонта более дорогой и трудоемкой детали сопряжения; возможность заранее изгото- вить заменяемую деталь сопряжения. К отрицательным сторонам способа относятся необходи- мость в замене сопряженной детали; наличие нескольких ремонтных размеров деталей, что вызы- вает эксплуатационные неудобства и необходимость иметь лишний резерв запасных частей. Этот способ широко применяют при ремонтах компрессоров, ДВС, цилиндровых втулок насосов, ко- ленчатых валов, зубчатого венца стола ротора и т.д. b) Способ дополнительных ремонтных деталей. Этот способ заключается в использовании дополнительных ремонтных деталей, которые закрепляют непосредственно на изношенной по- верхности. Толщина дополнительных ремонтных деталей обычно значительно превышает величи- ну износа ремонтируемых деталей, в связи с чем перед установкой дополнительной детали необ- ходимо удалить с изношенной поверхности слой металла. При восстановлении концевой шейки вала, обрабатывают еѐ до меньшего размера и напрессовывают втулку, а затем производят меха- ническую обработку до первоначального размера и шероховатости поверхности. Изношенные от- верстия растачивают под больший размер и запрессовывают ремонтную втулку, которую обраба- тывают до номинального размера отверстия детали. Недостаток рассматриваемого способа ре- монта заключается в уменьшении механической прочности основной детали, вследствие механи- ческой обработки. c) Способ замены части детали.Этот способ заключается в удалении изношенной части де- тали и присоединении вместо неѐ дополнительной части детали. Заменяемая часть детали соеди- няется с основной при помощи сварки, резьбы, клея и других способов, после чего производится еѐ механическая обработка. К недостаткам этого способа следует отнести сложность подобного ремонта для термически обработанных деталей. d) Ремонт деталей давлением. Ремонт деталей давлением заключатся в восстановлении пер- воначальных размеров рабочих поверхностей пластическим деформированием за счет перерас- пределения материала детали. В процессе деформирования материал детали вытесняется с рабо- чих участков на изношенные поверхности, в результате чего восстанавливается форма и размеры этих поверхностей. При ремонте деталей давлением необходимо, чтобы выполнялись следующие основные требования: Наличие запаса материала на нерабочих участках ремонтируемой детали. Достаточная пластичность материала. Механические свойства отремонтированной детали должны быть не ниже, чем у новой. Объемы механической и термической обработки должны быть минимальными. При ремонте этим способом закаленных или поверхностно упрочненных деталей необхо- димо предварительно произвести отпуск или отжиг детали. Детали из непластичных материалов (чугун), а также детали с малыми запасами прочности и сложной конфигурации ремонтировать давлением невозможно. На процесс пластического дефор- 47 мирования детали большое влияние оказывает химический состав металла, характер структуры, содержание примесей и размер зерна. Наибольшей пластичностью обладают химически чистые металлы. Температура нагрева детали в значительной мере влияет на сопротивление деформиро- ванию. Применяют следующие методы ремонта давлением деталей: 1) Осадка применяется для увеличения нагруженных размеров сплошных и полых деталей за счет снижения их высоты. При осадке направление внешней силы действующей по вертикальной оси, не совпадает с направлением деформации. 2) Обжатие используется для уменьшения размера внутренней поверхности полой детали за счет уменьшения размера еѐ наружной поверхности. При обжатии направление действующей си- лы совпадает с направлением требуемой деформации, происходит перемещении материала от пе- риферии к центру. 3) Раздача применяется для увеличения наружных размеров детали при сохранении или не- значительном изменении еѐ высоты. При этом направление действующей силы совпадает с направлением требуемой деформации, и металл перемещается от центра к периферии. 4) Вытяжка применяется для увеличения длины детали за счет местного сужения еѐ попе- речного сечения на небольшом участке. При вытяжке направление действующей силы не совпада- ет с направлением требуемой деформации. 5) Накатка применяется для увеличения наружных или уменьшения внутренних размеров детали за счет выдавливания металла на отдельных участках поверхностей. При накатке направ- ление действующей силы противоположно направлению требуемой деформации. 6) Правка применяется для восстановления формы деформированных деталей. При правке направление действующей силы совпадает с направлением деформации. Применяется правка статическим нагружением и наклѐпом. Правку статическим нагружением осуществляют на прес- сах. Еѐ недостатком является трудоемкость получения стабильной формы из-за обратного после- действия, снижения усталостной прочности и уменьшения несущей способности детали. Для ста- билизации правки статическим нагружением применяют нагрев или двойную правку, т.е. деталь перегибают в противоположную сторону, а затем повторной правкой еѐ выпрямляют. Правка де- талей наклепом позволяет вести процесс в требуемом направлении и на любом участке детали. Она осуществляется молотами. Преимуществами ремонта деталей давлением является высокое качество восстановления, использование стандартного оборудования, отсутствие потребности в наращивании металла, т.е. экономичность. Недостатками способа являются: ограниченная но- менклатура деталей, необходимость в некоторых случаях в повторной термической обработке и необходимость в специальной оснастке для ремонтируемых деталей каждого типоразмера. На ремпредприятиях нефтяной и газовой промышленности указанный способ используют для ремон- та изношенных бронзовых втулок подшипников скольжения, шестерен, различных полых деталей, шеек валов под подшипниками качения, для правки изогнутых труб и штанг, скрученных валов. 3. Ремонт деталей пайкой. Пайкой называется процесс образования неразъемного соединения нагретых поверхностей металла, находящихся в твердом состоянии, при помощи расплавленных сплавов (припоев), име- ющих меньшую температуру плавления по сравнению с температурой плавления основного ме- талла. Расплавленный припой заливается в зазор между поверхностями и прочно соединяет их по- сле охлаждения. В качестве припоя используются металлы и сплавы, обладающие способностью хорошо смачивать соединяемые поверхности. Пайка делится на низкотемпературную, при которой нагрев в месте контакта соединяемых материалов и припоя не превышает 450 0 С и высокотемпера- турную. Для низкотемпературной пайки применяются оловянно - свинцовистые припои ПСО- 30,40, 50, 60 и другие с температурой плавления 220-280 0 С. Эти припои используются для соеди- нения в неответственных местах. Предел прочности на растяжение равен 2,8-3,2 кгс/мм 2 . для вы- сокотемпературной пайки в качестве припоев используют медь, серебро, никель и сплавы на их основе. Чаще используют медно-цинковые припои марок ПМЦ-36, 40, 54 с температурой плавле- ния 800-900 0 С. Указанные припои позволяют получать швы с пределом прочности на растяжение 30-35 кгс/мм 2 . для получения высокопрочных соединений изделий из чугуна, стали или меди, ра- ботающих при динамических нагрузках, в качестве припоя часто применяют латунь марки Л62 48 или Л68. предел прочности этих соединений на растяжение составляет 30-32 кгс/мм 2 . процесс пайки включает в себя подготовку соединяемых поверхностей, их прогрев до температуры плав- ления припоя и заполнения им рабочего шва. Перед пайкой соединяемые поверхности тщательно очищаются от загрязнений и окислов. Для этого применяют механическую обработку, обезжири- вание в щелочах и травление в кислотах. Для защиты соединяемых поверхностей и удаления окислов в процессе пайки применяют порошкообразные и жидкие флюсы – при низкотемператур- ной пайке применяют хлористый цинк; при высокотемпературной – бура 30% и 20% борной кис- лоты. Для расплавления припоя и нагрева поверхностей применяют газовые горелки, паяльные лампы или ТВЧ и электропаяльники (низкотемпературная пайка). Пайку применяют для ремонта деталей, имеющих механические повреждения чаще всего для устранения трещин. 4. Ремонт деталей перезаливкой антифрикционными сплавами. Антифрикционные сплавы широко используются для заливки подшипников скольжения, с целью снижения трения и уменьшения износа шеек вала. Для этих целей применяют высокооло- вянистый баббит, свинцово-оловянистые, никелевый и теллуровый баббиты БН и БТ, свинцови- стую бронзу и др. процесс ремонта подшипников перезаливкой антифрикционным составом со- стоит из подготовке подшипника к заливке, плавки баббита, заливки подшипника баббитом и ме- ханической обработки подшипника с последующим контролем. Обезжиривание подшипников производится в растворе каустической соды при температуре 80-90 0 С в течении 10 минут. Для за- щиты от окисления поверхность подшипника покрывают флюсом, в качестве которого использу- ют раствор хлористого цинка в воде. Затем производят лужение или натирание поверхности под- шипника припоем ПОС 30-40. после лужения сразу начинают заливку баббитом расплавленным в электротиглях. Заливку баббитом производят в формы или центробежным способом. К недостат- кам заливки в формы следует отнести низкую производительность и повышенный расход баббита. Более совершенной является центробежная заливка, осуществляемая в специальном приспособле- нии. После заливки подшипники растачивают и контролируют. |