Магистральный насосный агрегат. Методическое пособие сборник лекций по программе курсов целевого назначения для слесарей выездных бригад бпо
 Скачать 3.71 Mb.
|
|
Тема 9. Дефектовка и ремонт узлов, деталей оборудования. Работоспособное состояние механотехнологического оборудования нефтепроводов ОАО «АК «Транснефть» обеспечивается системой технического обслуживания и ремонта, при которой выполняются требования заводов-изготовителей и Руководства по техническому обслуживанию и ремонту оборудования и сооружений нефтеперекачивающих станций (РД-75.200.00-КТН-037-13), с учетом срока службы каждой единицы оборудования. Системой технического обслуживания и ремонта по фактическому техническому состоянию (ТОР по техническому состоянию) называется техническое обслуживание и ремонт, заключающееся в регламентных остановках и ремонтах, производимых в соответствии с регламентов, а также в контроле технического состояния оборудования, осуществляемом с установленной периодичностью между регламентными остановками и обслуживанием (или ремонтом) в зависимости от этого состояния. Техническое обслуживание и ремонт по фактическому техническому состоянию представляет собой совокупность правил по определению режимов и регламента диагностирования оборудования НПС и принятию решений о необходимости его обслуживания, замены или ремонта на основе информации о фактическом техническом состоянии. Система технического обслуживания и ремонта по фактическому техническому состоянию требует разработки методов и средств для диагностирования, обладающих большой информативностью. Такую базу технической диагностики экономически целесообразно применять в первую очередь для основного оборудования НПС – насосных агрегатов. Причем для насосных агрегатов, определяющих надежность и экономичность работы НПС, необходимо регламентировать контроль и анализ уровня вибрации, температуры, утечек, параметры напора, КПД, потребляемой мощности. На основе контроля и анализа вибрации, как наиболее информативного метода обнаружения неисправности, определяется глубина развития дефектов, причина их появления, прогнозируется ресурс работы или время работы оборудования до ремонта. Если вибродиагностика, в первую очередь, решает задачи повышения надежности оборудования, то параметрическая диагностика насосных агрегатов способствует достижению более экономичных эксплуатационных параметров. В основу параметрической диагностики положены оценка напора, мощности и КПД насоса и агрегата в целом, определение причин, вызывающих ухудшение данных параметров, разработка и реализация мероприятий по улучшению или восстановлению напорной и энергетической характеристики насоса, определение тенденции их изменения по мере наработки. Этот метод диагностики необходимо использовать на начальной стадии работы агрегата, чтобы выявить дефекты заводского характера, монтажа и ремонта, а также в период эксплуатации для своевременного обнаружения и оценки причин, ухудшающих рабочие параметры насоса или электродвигателя и в целом насосного агрегата. Факторами, увеличивающими продолжительность работы оборудования между ремонтами являются: - Выполнение требований инструкции по эксплуатации; - Своевременное проведение диагностического контроля; - Входной контроль сменных деталей и узлов; - Качественное проведение ТО и Р. Технология ремонта оборудования В состав работ по ремонту оборудования входят: очистка, мойка, разборка; дефектация, замена изношенных деталей и сборочных единиц новыми или отремонтированными; восстановление посадок в сопряжениях; сборка и испытание сборочных единиц; монтаж сборочных единиц и агрегатов; испытание оборудования; окраска. Ремонтные работы включают также технологические процессы восстановления деталей. Комплекс работ, выполняемых в определенной последовательности и обеспечивающих восстановление работоспособности оборудования, называется технологической схемой ремонта. Для выполнения технологических процессов или операций используют комплект технической документации: технологические карты; руководство по ремонту оборудования; технические условия на ремонт; типовые нормы времени на разборку, сборку и ремонт оборудования, агрегатов, сборочных единиц и деталей; нормы расхода запасных частей на ремонт; нормы расхода материалов на ремонт; альбом чертежей нестандартного оборудования и оснастки; заводские руководства и инструкции. Перед началом ремонта оборудование очищают, проводят его техническую экспертизу, составляют ведомость дефектов, а затем устанавливают на участок по ремонту согласно технологической схеме. Разбирать оборудование на сборочные единицы и детали в процессе ремонта необходимо в определенной последовательности согласно технологии разборки и сборки. Это обеспечивает наименьшие затраты времени и сохранность деталей. После разборки оборудования или сборочной единицы и мойки деталей производят их дефектацию. В процессе контроля детали сортируют на годные, подлежащие ремонту и выбраковке. Годные детали поступают на сборку, а детали, подлежащие ремонту, проходят процесс восстановления. Вместо выбракованных деталей изготовляют новые, если их нет на складе запасных частей. Каждый рабочий выполняет определенные операции, что позволяет сокращать время на подготовку к работе и рационально использовать инструменты и приспособления. Организация рабочего места предусматривает максимальную экономию движений, что достигается конструкцией оборудования, оснащением средствами механизации основных и вспомогательных операций, необходимой документацией, соблюдением требований безопасных приемов работ. Каждое рабочее место должно быть связано с последующими рабочими местами технологического процесса ремонта оборудования. Приспособления, инструменты, материалы, запасные части, ремонтируемые детали и сборочные единицы должны находиться на определенных местах. Техническую документацию следует располагать таким образом, чтобы ею было удобно пользоваться: на штативах, подставках и в рамках на уровне глаз работающего. Численность и состав бригад устанавливается в зависимости от количества и сложности оборудования, периодичности ремонта и его трудоемкости. В состав бригады, кроме слесарей, входят электросварщики, газорезчики, электрики и рабочие других специальностей. На ремонтных предприятиях ремонт оборудования выполняют главным образом специализированные бригады. При этом весь технологический процесс расчленяется по постам. Организация постов и число специализированных бригад определяется количеством оборудования, ремонтируемых в год, их конструкцией и оснасткой ремонтного предприятия оборудованием. Такая организация работ позволяет: повысить производительность труда и качество ремонта вследствие специализации рабочих на выполнении определенных операций; оснастить ремонтные посты средствами механизации (кранами, станками, стендами, прессами и др.); более рационально загрузить производственные площади и оборудование. Специализированные бригады целесообразно организовывать на предприятиях, занятых ремонтом однотипного оборудования. Ремонт, связанный с заменой или разборкой агрегатов и сборочных единиц, производится преимущественно по результатам предварительной диагностики. Износ деталей оборудования Износ-изменение размеров, формы, массы или состояния поверхности изделия вследствие разрушения (изнашивания) микрообъёмов поверхностного слоя изделия при трении. Износ деталей оборудования зависит от условий трения, свойств материала и конструкции изделия. Износ можно рассматривать как механический процесс, осложнённый действием физических и химических факторов, вызывающих снижение прочности микрообъёмов поверхностного слоя. По условиям внешнего воздействия на поверхностный слой различают износ: абразивный, кавитационный, эрозионный и др. Износ приводит к снижению функциональных качеств изделий и к потере их потребительской ценности. Увеличению износостойкости изделий способствуют как применение материалов с высокой износостойкостью, так и конструктивные решения, обеспечивающие компенсацию износа, резервирование износостойкости, общее улучшение условий трения (применение высококачественных смазочных материалов, защиты от абразивного воздействия и пр.). В каждом механизме всегда есть два типа соединений деталей: неподвижные и подвижные. В новом оборудовании характер каждого сопряжения задается в виде определенной посадки. В подвижных сопряжениях посадка определяет свободу относительного перемещения деталей, а у неподвижных — прочность их взаимного соединения. Подвижные посадки характеризуются величиной зазора, а неподвижные — натягом. Следовательно, причину нарушения работоспособности деталей и механизмов оборудования нужно искать в нарушении работоспособности отдельных сопряжений, что вызывается превышением предельно допустимых зазоров в подвижных сопряжениях и нарушением прочности соединения деталей в неподвижных сопряжениях. Если отдельные детали и механизмы перестают удовлетворять предъявляемым к ним требованиям, то это означает, что в оборудовании появились неисправности, требуется ремонт. Заменяя по мере необходимости изношенные детали новыми или восстановленными, поддерживают работоспособность оборудования. Одним из критериев необходимости ремонта сопряженных деталей является их предельный износ, при котором дальнейшая нормальная работа этих сопряжений невозможна. Степень износа определяют с целью установления стоимости оборудования на какой-либо определенный момент. Кроме того, износ одних деталей часто влечет за собой повышенный износ сопряженных с ними. При износе возникают дополнительные динамические нагрузки, и прочность деталей уменьшается, что повышает вероятность неожиданных поломок и аварий. Большинство деталей оборудования подвергается воздействию различных видов изнашивания. Преобладающим является механическое, которое подчиняется определенной закономерности. Изнашивание деталей может быть естественным и форсированным. Естественное изнашивание получается в результате старения оборудования (в связи с этим происходит изменение физико-механических свойств металла и трения, нарушение зазоров в сопрягаемых поверхностях деталей), различных тепловых и химических воздействий среды. Такое изнашивание имеет закономерный характер. На рисунке 22.2 процесс изнашивания деталей представлен графически. По горизонтальной оси откладывается время работы детали в часах, а по вертикальной — износ детали в микронах. Кривая изнашивания имеет участок ОА (период приработки детали), участок АВ (период нормального естественного изнашивания) и участок ВС (период форсированного изнашивания детали). В течение первого периода эксплуатации оборудования — периода приработки сопряженных деталей — изнашивание трущихся поверхностей происходит интенсивно. За некоторое время t1 трущиеся поверхности деталей подготавливаются к восприятию эксплуатационных нагрузок. Новые детали имеют поверхности со значительными неровностями, а следовательно, и небольшую площадь соприкосновения. По мере приработки эти неровности сглаживаются, фактическая площадь контакта увеличивается и скорость изнашивания уменьшается. В процессе приработки деталей режим работы оборудования должен быть значительно облегчен, иначе большое тепловыделение в зонах трения может привести к сплавлению и отрыву частиц металла сопряженных поверхностей. При этом смазка разжижается и обильно загрязняется металлической пылью. К концу приработки скорость нарастания износа уменьшается, приближаясь к некоторой постоянной величине, и наступает период нормального изнашивания. На участке АВ износ продолжается, но интенсивность его при нормальных условиях работы сопряжения незначительна. Отрезок времени t2 соответствует большей части работы механизма, когда износ нарастает равномерно, почти по прямой линии. По мере изнашивания деталей зазоры в подвижных сопряжениях увеличиваются, вызывая дополнительные динамические нагрузки и ухудшение условий смазывания трущихся поверхностей. После достижения некоторой величины износа (участок кривой от точки В и далее) скорость изнашивания резко увеличивается, и наступает третий период работы сопряженных деталей, характеризующийся резким увеличением износа и недопустимым увеличением зазора в сопряжениях. В этот период изменяются геометрическая форма деталей и условия работы поверхностей трения. При этом жидкостное трение может перейти в пограничные области и вызвать выплавление антифрикционного сплава у подшипников, образование задиров на трущихся поверхностях и т. д., поэтому дальнейшая эксплуатация деталей нежелательна. Такой износ, при котором эксплуатация детали делается невозможной или недопустимой, называется предельным. Предельный износ деталей — это достижение таких размеров и состояния, при которых нормальная работа сопряженных деталей невозможна, так как может привести к аварии, т. е. деталь выработала ресурс. Допустимыми называются размеры и другие характеристики детали, при которых деталь может быть использована в оборудовании без ремонта. Их определяют исходя из предельных размеров износа деталей. Большинство оборудования работает в тяжелых условиях на открытом воздухе, подвергаясь воздействию атмосферных осадков, частиц пыли и грунта, а также значительным перегрузкам. Эти условия являются причинами постоянного изменения технического состояния оборудования и появления в них различных неисправностей. Неисправности деталей оборудования выражаются в изменении их первоначальных форм, размеров, массы, структуры материала и его механических свойств, а также в изменении качества поверхности и в нарушении взаимного расположения деталей. Основные факторы, определяющие скорость изнашивания оборудования, можно свести в три группы: конструктивные, технологические и эксплуатационные. К конструктивным факторам относятся: размер и форма, начальные зазоры и посадки сопряженных деталей, обеспечивающие наименьший их износ; конструкция оборудования - соответствие геометрических форм и размеров деталей действующим нагрузкам и характеру приложения нагрузки (удары, вибрация), периодичности действия нагрузки, а также взаимодействия деталей - вид трения, скорость скольжения, смазка, поверхностные пленки, абразивы (твердость абразива, форма и размеры частиц); конструкции, обеспечивающие наивыгоднейший тепловой режим при работе сопряженных деталей; выбор материалов для изготовления сопряженных деталей и соответствие их параметров требуемой структуре и твердости, чистоте обработки материала; легкость доступа для технического обслуживания и смены сборочных единиц и деталей при ремонте и т. п. К технологическим факторам относятся: качество материалов, фактически используемых при изготовлении деталей; механическая и термическая обработка деталей. К эксплуатационным факторам относятся: режим работы оборудования, определяющий рабочие скорости и давление в сопряженных деталях, а также продолжительность их взаимодействия; режим работы оборудования по времени, в частности, характер чередования запусков и остановок; температура в зоне работы оборудования и ее сопряженных деталей; условия эксплуатации. Перечисленные факторы при правильном их учете и использовании в процессе конструирования, изготовления и эксплуатации оборудования могут снизить изнашивание ее деталей, повысить надежность и долговечность. Для лиц, эксплуатирующих оборудование, важно знать влияние эксплуатационных факторов на техническое состояние оборудования и их работоспособность. Основная причина неисправностей механизмов - это износ сопрягаемых деталей. Процесс изнашивания сопровождается в основном изменением размеров и формы деталей, возникновением дополнительных динамических нагрузок и вибраций, усталостью рабочих поверхностей и концентрацией напряжений, вызванных нарушением правильного положения деталей в сборочных единицах. Нарушение взаимного расположения деталей проявляется в отсутствии центровки, соосности, параллельности и перпендикулярности осей и валов. Неисправности сопряжений в большинстве случаев происходят из-за нарушения посадок, регулировки и ослабления креплений. В подвижных соединениях нарушение посадок приводит к увеличению зазоров и появлению динамических нагрузок (ударов). Ослабление креплений приводит к увеличению динамических нагрузок, потере жесткости или к нарушению герметичности сопряжений. Особенно большое значение имеют допускаемые в процессе эксплуатации отклонения от оптимального режима работы, в результате чего увеличиваются предусмотренные конструкцией оборудования давление и скорости в сочленениях оборудования, что ведет к усиленному износу и поломкам. Оборудование работать в напряженных условиях, а тем более при перегрузках, не должно, так как это ведет к ненормальной работе двигателя, трансмиссии и ходовых частей. Ремонт резьбовых, шпоночных и шлицевых соединений Ремонт резьбовых соединений. Деталями резьбового соединения могут быть шпильки, болты, гайки или винты. Сломанные шпильки можно вывернуть при помощи ключей, соблюдая все меры предосторожности. Если невозможно воспользоваться ключом, то в шпильке сверлят отверстие, в которое забивают квадратный или зубчатый бор, и при помощи его шпильку вывинчивают. Для этой же цели пользуются экстрактором, завинчивая его в отверстие сломавшейся шпильки; возможно также приваривание гайки. Из алюминиевого корпуса шпильку можно вытравить раствором азотной кислоты, предварительно высверлив внутреннюю часть ее, однако так, чтобы не повредить резьбу корпуса. Для ускорения процесса в раствор кислоты, налитой в гнездо шпильки, опускают кусочек железной (вязальной) проволоки. Через каждые 5—10 мин использованную кислоту надо удалять из гнезда шпильки пипеткой и наполнять гнездо свежей кислотой. Процесс травления длится несколько часов. Для удаления из отверстия небольших корпусных деталей сломавшихся шпилек, а также метчиков, сверл и разверток применяют электроэрозионное высверливание и ультразвуковые установки. Когда процесс травления или электроискровой обработки закончен, гнездо промывают и заостренной изогнутой чертилкой проверяют каждый виток резьбы отверстия, чтобы убедиться, что там не осталось кусочков металла. Тщательно очищенное отверстие необходимо пройти метчиком и лишь потом можно ввертывать новую шпильку. Если шпилька перекошена и сидит не перпендикулярно к торцовой поверхности корпуса, то ее надо осторожно вывернуть. Такую шпильку запрещается подгибать (выпрямлять), так как она при этом деформируется у корня и может лопнуть во время затягивания или (что еще хуже) во время работы. Если перекос невелик, резьбу в отверстии можно исправить; если перекос велик, нужно нарезать новую резьбу большего диаметра, просверлив предварительно отверстие под эту резьбу по кондуктору. В этом случае изготовляют так называемую «индивидуальную» шпильку, имеющую верхний конец нормальный, а нижний соответственно увеличенному диаметру. Незначительно поврежденные резьбы (забито несколько витков) на поверхности валов исправляют на токарном станке или слесарными приемами. Резьбу, потерявшую свой профиль вследствие износа или срыва, восстанавливают наплавкой. Предварительно старая резьба удаляется проточкой на токарном станке, после чего полученную поверхность наплавляют электросваркой, обтачивают и вновь нарезают резьбу требуемого шага. При сборке резьбовых соединений шпильки должны ввертываться в резьбовые отверстия и иметь плотную посадку, которую достигают осевым натягом. Ввернутая шпилька должна быть перпендикулярна к плоскости детали, что можно проверить угольником. В процессе сборки болты и гайки следует подтягивать равномерно. При большом числе гаек рекомендуется завертывать их в определенном порядке; это исключает перекосы и коробление деталей, нередко возникающие, когда гайки затягивают в Произвольном порядке. Недовернутая гайка вызывает перегрузку соседних с ней шпилек, и это может явиться причиной их разрыва во время работы оборудования. Общий принцип — затягивать сначала средние гайки, затем пару соседних справа и пару соседних слева, после чего снова пару соседних справа и т. д., постепенно приближаясь к краям Затяжку гаек целесообразно производить постепенно, т. е. сначала затянуть все гайки, предположим, на одну треть затяжки, затем на две трети и, наконец, на полную затяжку. Затягивать полностью одну гайку за другой нельзя, потому что это может вызвать перекос и деформацию закрепляемой детали. Гайки, расположенные по кругу, следует затягивать крест-накрест, причем, как указано выше, вначале все на половину или на треть затяжки, а затем в том же порядке до конца. Для равномерного затягивания гаек и болтов применяют динамометрические ключи. При затяжке обычным ключом следует внимательно следить за тем, чтобы не перетянуть гайку, так как это может быть причиной разрыва шпильки или болта. В некоторых случаях изношенное резьбовое отверстие в детали заглушают и высверливают рядом другое отверстие, после чего в нем нарезают резьбу требуемого диаметра. Новое отверстие просверливают и во второй соединяемой детали. Если в корпусе нужно восстановить первоначальную резьбу, можно установить втулку с наружной и внутренней резьбой, рассчитанной на нормальный винт, заподлицо с плоскостью детали и застопорить штифтом. Ремонт шпоночных и шлицевых соединений Ниже рассмотрены способы восстановления шпоночных пазов. При большем износе шпоночный паз ремонтируют наваркой грани (рисунок 1, а) с последующим фрезерованием. При этом выдерживают размер паза, установленный стандартом. Возможен и такой ремонт: паз расширяют и углубляют, полностью устраняя следы износа, затем к нему изготовляют ступенчатую шпонку (рисунок 1, б). Однако при таком ремонте не обеспечивается высококачественное соединение и поэтому его применяют в исключительных случаях (при осмотрах и текущих ремонтах). Поэтому когда на чертеже нет указаний о фиксированном положении шпоночного шпонки резьбовое отверстие и в него ввинчивают винт. Когда винт своим концом упрется в вал, его продолжают вращать, и тогда шпонка выходит из паза (рисунок 1, г.). При подгонке и сборке призматических шпонок в процессе ремонта рекомендуется выполнить специальный скос (рисунок , в), а с обратной стороны сделать соответствующую пометку. Это позволит вынуть шпонку из паза и при помощи молотка с выколоткой, используя имеющийся у нее скос. Выколотку упирают в помеченный конец шпонки со стороны скоса (показано стрелкой) и слегка ударяют по ней молотком. С этой стороны конец шпонки прижимается к основанию паза, а с противоположной приподнимается.  Рисунок 1 Ремонт шпоночных соединений: а – наваркой; б – установкой ступенчатой шпонки; в – призматическая шпонка со скосом; г – призматическая шпонка с резьбовым отверстием Шлицы небольших валиков обычно не ремонтируют, детали с изношенными шлицами большей частью заменяют новыми. Однако у деталей, трудоемких в изготовлении, шлицы часто подвергают ремонту. Его производят путем наварки металла с последующей механической обработкой в точном соответствии с размерами и расположением шлицев на соединяемой детали. Шлицы вала можно ремонтировать путем раздачи зубьев, когда шлицевое соединение центрируется по внутреннему диаметру. Если шлицы закалены, необходимо сначала вал отжечь, после чего раздать каждый шлиц в продольном направлении, доведя ширину шлица до номинального размера с припуском 0,1—0,2 мм для последующей механической обработки. Раздачу выполняют вручную или на прессах специальными инструментами — зубилами и чеканами. Для этого вдоль шлицев наносят по одной продольной риске, затем зубилом (рисунок 2, в) вдоль рисок надрубают канавки (рисунок 2, а), которые раздают чеканом (рисунок 2, б). |