Доклад Декамбаев Тимур Джуманалиевич, слесарь-ремонтник ЦРНО. Упрочнение поверхности деталей запорной арматуры для увеличения срока службы и повышения надежности шиберных задвижек
 Скачать 43.5 Kb.
|
 XLII Научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов ПАО «Сургутнефтегаз» Доклад на тему: «Упрочнение поверхности деталей запорной арматуры для увеличения срока службы и повышения надежности шиберных задвижек» Секция «Машиностроение»
Сургут 2021г. Введение (2 слайд) При проведении анализа технического состояния шиберных задвижек типа ЗМ, ЗМС, поступающих на ремонт в цех по ремонту нефтепромыслового оборудования (далее – ЦРНО) было выявлено, что часть задвижек не вырабатывает нормативный ресурс (описать в цифрах). Критерием отказа является негерметичность задвижки при работе в составе фонтанной арматуры скважин. (3 слайд) Наиболее частой причиной негерметичности шиберных задвижек является износ деталей герметизирующего узла (сёдла, шибер) вследствие воздействия агрессивных сред и абразивных частиц в скважинной жидкости. (4 слайд) При проведении ремонта, для восстановления геометрии и чистоты поверхности деталей применяется механическая обработка (шлифование). При этом удаляется твердый «цементированный» слой металла (от 0.2мм до 1мм каждой шлифуемой поверхности), а также уменьшается толщина деталей, что критично для герметичности. Максимальное количество ремонтов без замены деталей не превышает двух раз. После замены изношенные детали утилизируются. В связи с изложенным, возникает объективный вопрос о необходимости изменения технологии ремонта для увеличения срока службы задвижек. Предлагаемое решение (5 слайд) Для увеличения срока службы деталей герметизирующего узла, увеличения наработки на отказ задвижек, предлагается производить упрочнение поверхностного слоя отшлифованных до «ремонтного размера» шиберов путем химико-термической обработки, а для компенсации изменения толщины шибера производить восстановление сёдел путем наплавки с последующей механической обработкой до необходимых линейных размеров. (рабочие размеры в системе «седло» - «шибер» - «седло» 74мм, 78мм, 83мм) (6 слайд) При анализе предложений сторонних организаций, занимающихся химико-термической обработкой стальных изделий, был выбран наиболее оптимальный способ. Предлагается использовать технологию азотирования - диффузного насыщения поверхностного слоя детали азотом. По сравнению с цементацией и другими методами азотирование имеет ряд преимуществ. Азотированный слой обладает высокими показателями твердости (около 46-51 HRC по Роквеллу) и износостойкости без дополнительной термообработки. После азотирования размер обрабатываемой детали остается неизменным в отличие от цементации, поэтому азотирование можно применять к готовым изделиям, которые отшлифованы до окончательных размеров. Был заключен договор с ООО «Насосы ППД» и направлена пробная партия отшлифованных до «ремонтного» размера шиберов для проведения азотирования. (7 слайд) Для проведения восстановления сёдел задвижек было проанализировано несколько способов наплавки деталей: Ручная электродуговая наплавка; Автоматическая наплавка под слоем флюса; Автоматическая наплавка плавящимся электродом в инертном газе и другие; В связи с фактическим наличием в ЦРНО автоматической установки для наплавочных работ УН-2Фд предназначенной для наплавки деталей под слоем флюса выбор был сделан в пользу второго варианта. Для проведения наплавки сёдел задвижек установка УН-2Фд была модернизирована: оснащена магнитной доской и специальным кондуктором для установки сёдел, изготовленным в ЦРНО, что позволяет производить наплавку партии седел после одной настройки установки. (8 слайд) В условиях ЦРНО была проведена опытная автоматическая наплавка сёдел сварочной проволокой Св09.ХГ2С с использованием сварочного флюса Ф2Н с последующей токарной обработкой и шлифованием на плоскошлифовальном станке. При этом было выявлено, что твердость наплавленной поверхности соответствует нормативно-технической документации завода-изготовителя КАКАЯ ЦИФРА. (цифра из НТД паспорта задвижки) (9 слайд) После получения упрочненных методом «азотирования» шиберов от сторонней организации, была произведена сборка задвижки ЗМС-65-2010 с установкой «азотированного» шибера и наплавленных в условиях ЦРНО и обработанных до нужного размера шиберов. После сборки задвижка подвергнута испытаниям на 100 циклов открытия-закрытия с добавлением в полость задвижки песка, для имитации скважинной среды. Далее были проведены гидравлические испытания на герметичность затвора с обоих сторон с результатом «герметично» После проведения гидравлических испытаний задвижка была разобрана и проведен осмотр деталей. Значительных дефектов и механического износа не обнаружено. (10 слайд) Таким образом, можно заключить, что предлагаемый метод ремонта деталей герметизирующего узла позволяет увеличить срок службы и повысить надежность шиберных задвижек после ремонта. составит порядка 1,3 млн рублей в год. Подробные расчёты приведены в Приложении 1,2.
Выводы (11 слайд) Благодаря такому методу возможно достижение высоких показателей в части увеличения нормативного ресурса задвижек. А также: 1)После химико-термической обработки мы получим восстановленные детали высокой твердости (твердость поверхности деталей составит 46…51HRC, при твердости деталей, закупаемых для проведения ремонта 22…28HRC); 2) В связи с этим ожидается увеличение фактической наработки на отказ шиберных задвижек (какая наработка на отказ сейчас и какая ожидается в цифрах); 3) Данное решение в долгосрочной перспективе позволит уменьшить годовой объем ремонтируемой запорной арматуры и соответственно затраты на проведение ремонта. Приложения |