Гвинтові насоси

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зміст

Вступ

1. Загальна частина

1.1 Призначення і типи насосів для перекачування нафти

2. Технічна частина

2.1 Технічна характеристика насоса типу НК

2.2 Умови роботи насоса і причини виходу з ладу вузлів і деталей

2.3 Дефектування деталей

3. Технологічна частина

3.1 Технологія ремонту деталей згідно дефектної відомості

3.2 Документація, що використовується при здаванні обладнання замовнику

4. Розрахункова частина

4.1 Перевірочний розрахунок швидкозношуваних деталей

4.2 Розрахунок обладнання, що використовується при розбиранні і збиранні насоса

5. Економічна частина

5.1 Розрахунок собівартості капітального ремонту насоса

6. Охорона праці і навколишнього середовища

6.1 Основні заходи по техніці безпеки та промислової санітарії

Література

Вступ

Нафта і газ як найважливіші джерела енергії мають визначальний вплив на функціонування народного господарства України. Проблемними питаннями забезпечення діяльності нафтогазового комплексу займається УНГА. насос гвинтовий свердловина

Нафтогазовий комплекс України потужна галузь економіки. Це експедиції, управління, підприємства з пошуку, розвитку, видобутку і транспортування нафти і газу, 6 великих нафтопереробних заводів, 13 підземних сховищ газу, 35000 км магістральних газопроводів, 4000 км магістральних трубопроводів.

Налаштування розвіданих запасів нафти і газу сьогодні гальмується суттєвою нестачею коштів на геологорозвідувальні роботи. Вже протягом п'яти років підряд вперше за всю історію нафтогазової промисловості, щорічно прирости нових розвіданих запасів вуглеводів виявляються меншими за їх видобутку, тобто сьогодні в України не забезпечується навіть відтворення запасів. Під час вибору об'єктів ставилися умови реальної можливості реалізації запропонованих програмою нових технологій впливу на пластову систему з метою значного підвищення нафтовіддачі пластів з забезпеченням технологічної і економічної ефективності процесів, що проектуються.

Стан справ у нафтогазової промисловості дуже складний. Поряд з вирішенням питань у галузі першочерговим є прийняття податкової системи, цінової політики які б захищали інтереси власного товаровиробника, стимулювали розвиток вітчизняної нафтогазової промисловості.

Тому одним з кроків є обґрунтування пропозицій, що до зниження податкового тиску до вищих посадових осіб, які визначають економічні пріоритети країни.

У вирішенні цієї і інших проблем відіграє суттєву роль УНГА, виконуючі науково-дослідницькі роботи, організовуючи конструктивні дискусії, проводячи науково-технічні конференції, виступаючі в засобах масової інформації пропонуючи свій погляд на розвиток галузі.

2005 рік можна охарактеризувати як рік стабілізації видобутку нафти. Річний план по видобутку нафти та газу підприємством виконаний. Це сталося за рахунок успішно проведених організаційно-технічних заходів, введення нових свердловин з буріння, покращення проведення капітальних ремонтів свердловин, виведення свердловин з без дії, оптимізації роботи механізованого фонду свердловин. Так, протягом 2005 року введено в експлуатацію 22 нові нафтові свердловини та 14 нових газових свердловин, з яких додатково видобуто 130 тис. тонн нафти з конденсатом (майже в 3 рази більше, ніж у 2004 році) та 127 млн. кубометрів газу (майже в 2,4 рази більше, ніж у 2004 році). За рахунок проведення 569 поточних та 183 капітальних ремонтів свердловин видобуто 112 тис. тонн нафти та 111 млн. кубометрів газу, в результаті повернення на інші нафтогазоносні горизонти додатково видобуто 65тис. тонн нафти з конденсатом та 15 млн. кубометрів газу, за рахунок дострілу і приєднання нафтогазоносних горизонтів - 30 тис. тонн нафти з конденсатом, та 19 млн. кубометрів газу, проведення робіт з інтенсифікації - 13 тис. тонн нафти та 3 млн. кубометрів газу.

На сьогоднішній день вже неможливо обходитися без запровадження нових технологій в нафтовидобутку. Це стосується і горизонтального буріння, і буріння бічних стовбурів свердловин. В цьому році плануємо отримати колтюбінгову установку, завдяки якій буде можливе проведення різноманітних технологічних операцій в свердловинах без їх глушіння (буріння піщаних пробок, обробки при вибійної зони, освоєння і т.д.). Все це досягається за рахунок гнучкої колони труб довжиною до 4000 метрів та преверторного обладнання, що входить до складу установки.

Враховуючи, що більшість родовищ НГВУ Охтирканафтогаз знаходяться на пізній стадії експлуатації, для інтенсифікації видобутку вуглеводнів все ширше застосовується гідро розрив пласта. Так, в 2005 році вперше було проведено гідро розрив пласта в свердловині № 9 Бугруватського родовища, яка видобуває високов'язку нафту. Успішні результати роботи цієї свердловини після проведення гідро розриву розкривають великі перспективи по видобутку високов'язкої нафти, так як збільшити її видобуток за рахунок інших методів інтенсифікації майже неможливо через відсутність приймальності свердловин.

З урахуванням поставленого завдання по забезпеченню України газом власного видобутку, значна увага приділяється роботі фонду газових свердловин. Зважаючи на низькі пластові тиски в газових горизонтах, є освоєння свердловин після ремонтів та видалення накопиченої рідини з вибоїв свердловин. На сьогоднішній день для цих цілей успішно почали застосовувати азотні установки.

Велика увага приділяється також ефективності капітальних вкладень та виконанню програм енергозабезпечення. в 2006 році пріоритетним об'єктом будівництва являється розширення і реконструкція комплексного збірного пункту на Бугруватському родовищі, що дозволить значно скоротити енергоспоживання на транспортування обезводненої нафти до Качанівського цеху стабілізації та підготовки нафти. Будівництво ГЗУ-2 на Східно-Рогінцівському родовищі дасть економію витрат за рахунок скорочення довжини викидних трубопроводів при облаштуванні нових свердловин на цьому родовищі.

Запровадження гвинтових насосів для видобутку високоякісної нафти, віднесеної до категорії важко видобувних запасів, не тільки дає приріст видобутку нафти, а ще й дозволяє значно зменшити споживання електроенергії, та майже вдвічі збільшити міжремонтний період роботи свердловин.

1. Загальна частина

1.1 Призначення і типи насосів для перекачування нафти

Насоси типа "К" - відцентрові консольні, одноступеневі з приводом від електродвигуна через пружну пальцеву муфту, призначені для перекачування води питної і промивочно-господарського призначення і нафти та нафтопродуктів вмістом механічних домішок по об'єму не більше 0,1 % і розмірами частинок до 0,2 мм, а також інших рідин схожих з водою по в'язкості і хімічною активністю з температурою до 850 С.

Насоси випускаються у виконанні У, ТВ і ТС категорії 2, 3 і 4 ГОСТ 15150-69.

В позначення типовиміру насоса входить: перша буква К-консольний потім позначення дроб і в чисельнику - подача насоса в м 3, в знаменнику напір в метрах водяного стовпа при даній подачі.

Відцентрові насоси відносяться до динамічних насосів і від інших насосів вони відрізняються простотою конструкції, високою ступінню уніфікації вузлів насосів одного типу, невеликими габаритними розмірами, низькою вартістю. Переваги динамічних насосів заключаються також в можливості безпосереднього з'єднання валів насосів з валами електродвигунів, швидкохідних турбін і регулювання подачі насосів в широких межах.

В добуванні нафти застосовуються динамічні насоси двох видів: лопастні насоси і насоси тертя. В перших рідина переміщується в результаті обертання лопастів. У других переміщення рідини зумовлене силами тертя.

Із лопастних насосів в добуванні нафти використовують відцентрові і осьові насоси.

Конструктивні особливості і принцип роботи насосів для перекачування нафти

Насосний агрегат представляє насос, змонтований з електродвигуном на фундаментній плиті.

Насос складається із привідної і поточної частин.

Привідна частина складається із пружної муфти, закритої огородженням, опорного кронштейна, в якому на шарикопідшипниках встановлений вал насоса, підшипники закриті кришками.

Проточна частина складається із спірального корпуса, приєднаного до фланцю опорного кронштейну, робочого колеса, закріпленого на кінці вала і всмоктувального патрубка, що приєднаний до спірального корпуса.

Спіральний корпус слугує для перетворення кінетичної енергії рідини після робочого колеса в енергію тиску.

Насоси постачаються з напарним патрубком, направленим у верх, але по умовам монтажу його можна повернути на 900, 1800, 2700.

В бобиках корпуса (незалежно від розташування напірного патрубка), зверху і знизу повинні бути виконані отвори з нарізкою різьби і постановкою пробок для випуску повітря із порожнини насоса перед пуском і злива води після зупинки насоса.

Два із цих отворів виконані в корпусі, два інших необхідно виконати у випадку повороту напірного патрубка на 900 або 2700.

На напірному патрубку спірального корпуса є бобика, в якій, у випадку необхідності, може бути виконаний різьбовий отвір для приєднання манометра.

Робоче колесо призначене для передачі механічної енергії електродвигуна потоку рідини. Воно виконане із двох дисків, з'єднаних лопатками. Передній диск має вхідний отвір і ущільнюючий поясок, який у парі з ущільнюючим кільце, запресований у кришку корпуса, утворює ущільнення, що розділяє області високого і низького тисків.

На валу насоса робоче колесо кріпиться шпонкою, гайкою, що має ліву різьбу для запобігання само відгвинчування і стопориться стопорною шайбою.

Кришка корпуса - служить для підводу перекачаної рідини до робочого колеса.

Направлення обертання робочого насоса - ліве, проти часової стрілки, якщо дивитися на насос із сторони приводу.

Насоси в звичайній поставці випускаються із пружною муфтою для безпосереднього з'єднання з електродвигуном.

Принцип дії відцентрових насосів заключається в переміщенні рідини через робоче колесо від центру до периферії: поступає в патрубок, потім в робоче колесо, що складається з дисків між якими розташовані лопасті. Диск з'єднаний з валом ступецею і шпонкою. Обертання вала передається робочому колесу, в результаті чого рідина нагнітається у відвідний канал, що закачується дифузором. В робочому колесі відцентрового насоса лопасті утворюють канали, направлені від вісі насоса до його периферії. Рідина, що проходить між лопастями, обертається ними і під дією

Відцентрових сил викидається у нерухомий периферійний канал для плавного її відводу і направлення в дифузор. Дифузор - патрубок, що розширюється, і в якому швидкість рідини знижується, а її тиск ще більше збільшується. Внаслідок руху рідини від вісі до периферії робочого колеса біля його входу (біля вала насоса) утворюється область пониженого тиску. В результаті цього відбувається постійний приток рідини до робочого колеса.

2. Технічна частина

2.1 Технічна характеристика насоса типу НК

Технічна характеристика насосу типу НК 210/200

Подача, м 3/год..................................................................... 210

Напір, м................................................................................ 200

Тиск перекачуваної рідини (нафта), МПа......................... 2,5

Температура перекачуваної рідини...............................+ 600 С

Умовний тиск, МПа:

на корпусі ............................................................................. 6,4

на вхідному патрубку......................................................... 4,0

на вихідному патрубку........................................................ 6,4

Габаритні розміри насоса, мм:

довжина...................................... 1438

ширина......................................... 680

висота......................................... 1000

Маса, кг...................................... 940

2.2 Умови роботи насоса і причини виходу з ладу вузлів і деталей

Консольні насоси в нафтовій промисловості застосовуються на нафтопромислах для подачі різноманітних за своїми фізичними властивостями рідин: сильно мінералізованої води (щільність менше 1000 кг/м 3), сирої нафти і деяких нафтопродуктів (щільність менше 1000 кг/м 3), але при цьому з більшою в'язкістю.

Основні технічні показники любого насоса визначаються при роботі його на воді із щільністю 1000кг/м 3 і в'язкістю 0,01 см 2с і вносяться в технічну документацію насос. Тому при виборі і експлуатації насоса необхідно враховувати вплив густини і в'язкості рідини, що подається на характеристику насоса.

Корисна потужність на і втрати потужності (за виключенням механічних втрат в сальниках і опорах) змінюються із зміною густини подаваємої рідини. Із зменшенням щільності рідини зменшується корисна потужність, внаслідок чого зменшується і ККД насоса. Із збільшенням щільності відбувається зворотне - збільшується корисна потужність і ККД насоса. Подача Q і напір Н насоса не залежать від густини подаваємої рідини, і характеристика Q-H насоса залишається незмінною. Тиск насоса змінюється прямо пропорційно щільності рідини.

Зміна в'язкості рідини впливає в основному на втрати потужності, на дискове тертя і гідравлічний опір руху потоку рідини і вказує значно більші і порівнянні із щільністю рідини вплив на втрати потужності. При подачі в'язких сирих нафт і нафтопродуктів втрати потужності насоса різко збільшується, і ККД насоса зменшується не дивлячись на збільшення об'ємною ККД в результаті зменшення об'ємних втрат. При збільшенні в'язкості подаваємої рідини зменшується напір і подача насоса, і характеристика Q-H знижується.

В процесі експлуатації насос підлягає абразивному і корозійному зносу та впливу навколишнього середовища.

Основними причинами абразивного зносу є :

- нерівності суміжних поверхонь або контактне зношування в результаті чого тверді частинки матеріалу однієї деталі ріжуть матеріал суміжної деталі;

- забруднена змазка;

- наявність в робочому середовищі твердих частинок, які переміщаються між поверхнями обох деталей і ріжуть їх.

Корозійне зношення проходе а результаті руйнування поверхні деталей під дією оточуючого середовища.

В результаті корозії деталі не тільки втрачають механічні властивості і розміри але і зовнішній вигляд.

При роботі насоса виникають також кавітації.

Кавітацією називають порушення потоку рідини, в результаті чого утворюються порожнини, заповнені парами рідини або газом. Звичайно виникнення таких порожнин обумовлено місцевим зниженням тиску, збільшенням швидкості рідини, наявністю не змочуваних тріщин на поверхні робочих коліс, другорядних твердих і газоподібних частин. Пузирьки пара підхвачуються потоком рідини область підвищеного тиску, де конденсується. При цьому частинки рідини, що оточують пузирь, пара, що рухається прискорено до його центру і зіштовхуються при повній конденсації пара. В цей момент відбувається різке місцеве підвищення тиску, що приводить до руйнування стінок каналів насоса, лопастів робочого колеса. Воно звичайно супроводжується зовнішніми признаками: шумом, ударами і вібрацією насоса.

Кавітація зменшує подачі, напор, потужність і ККД насоса.

Довга робота в кавітаційному режимі приводить до розширення зони кавітаційних явищ, в результаті чого робота насоса може бути повністю порушена.

Для зменшення впливу кавітації збільшується вхідний отвір робочого колеса і ширину каналу на вході в нього, із сторони високого тиску лопасті робочого колеса округлюються, у вході в перше робоче колесо насоса встановлюються перед включена ступінь (звичайно осьове колесо можливо більшого діаметра), в конструкції насоса застосовуються матеріали з більшою твердістю, а також нержавіючої сталі та інші спеціальні матеріали, шум і вібрація усуваються випуском невеликого об'єму повітря у вхідний патрубок насоса.

Порядок здавання насоса в ремонт

Існують технічні умови на прийом машин, агрегатів і вузлів в ремонт, де перечислюються всі основні вимоги, які повинні задовольнятися. В відповідності з цими умовами господарство - власну машини в ремонт пред'являє слідуючи документацію: акт періодичного і технічного огляду, акт прийому машини із попереднього ремонту, заводський технічний паспорт з необхідними помітками і накладними на вузли, що замінили при експлуатації машини.

Ремонтні бригади приймають насосний агрегат в ремонт згідно встановленої номенклатури і по плану, який затверджений вищестоящою організацією. Прийом в ремонт здійснюється по акту здачі з додатком технічного паспорту з записами про відпрацьований час і ремонт, які проводилися. Паспорт на обладнання видається заводом виробником і він являється основним технічним документом кожної одиниці обладнання. В нього заносяться: коротка характеристика, термін роботи, пошкодження і неполадки, які були виявлені в процесі експлуатації, виконані ремонти з укладенням виду, часу виконання і короткого змісту ремонту.

Перед відправкою в ремонт насос ретельно очищують від бруду. Здає машину в ремонт відповідальний представник технічної служби господарства, приймає робітник технічного контролю ремонтного підприємства, проводячи зовнішній огляд, прослуховування окремих агрегатів і механізмів, пробуючи їх в роботі.

Зовнішнім оглядом визначають комплектність обладнання, механічні та інші аварійні пошкодження, стан фарби та ін.

Разом з обладнанням на підприємство направляються такі документи: акт про технічний стан обладнання, а у випадку аварійного виходу з ладу до акту про технічний стан додається акт про аварію з викладенням причин, які викликали її і висновки комісії, накладені на вузли замінені при експлуатації.

Здавання насоса в ремонт оформлюється актом здачі, де відмічається механічний стан і його комплектність, коли здається недоукомплектоване обладнання, то до акту додається відомість, де відмічаються відсутні деталі.

Акт про здачу обладнання в ремонт оформлюється в двох екземплярах. Ремонтне підприємство, що прийняло обладнання в ремонт, повинно його розібрати, вимити оглянути і заміряти всі деталі для виявлення зносу, дефектів і пошкоджень. При цьому повинен бути встановлений: технічний стан деталей і вузлів на основі їх ретельного огляду, виміру і співставлення дійсних розмірів деталей з розмірами по кресленню; характер і об'єм необхідних робіт.

На основі виявленого технічного стану обладнання складається дефектна відомість.

Прийом кожної машини оформлюється відповідним актом. Особливо в акті відмічають строк служби (напрацювання) після попереднього ремонту, а також стан базових деталей і дефекти аварійного характеру.

Підготовчі роботи перед ремонтом

В термін часу, що відповідають план-графіку ремонту, обслуговуючий персонал повинен підготувати насос для здавання в ремонт.

При підготовці машини до ремонту із системи зливають рідину та мастило. Потім їх промивають розчинами кальцинованої соди, 5% соляної кислоти або керосину з добавкою кальцинованої соди або їдкого натрію, після промивки обробляються паром.

Застосування пара має ряд переваг: він проникає малодоступні місця, не пошкоджує фарбу, а так як після обдува поверхні деталей швидко сохне, відпадає ризик корозії.

Коли обладнання надійшло на ремонтне підприємство воно підлягає попередньому огляду, на основі якого складається прийомно-роздавальний акт. Попередній огляд проводиться з метою виявлення комплектності і відповідності загального обладнання документам, що надійшли з обладнанням.

Після розбирання машини її вузли і деталі проходять очистку і мойку. Ця операція дуже важлива так як вона є попередженням контролю і дефектовки деталей. Деталі від нагару і слідів корозії очищують скребками і металевими щітками. Більш досконалим є пневматичний спосіб. Обдув деталей колото чугунним і стальним дробом можна також застосовувати для видалення старої фарби і підготовки деталі до металізації. Механічної очисні близький суттєвий недолік - неможливість видалення забруднення із внутрішніх поверхонь деталей, ось чому застосовують фізико-хімічні способи очистки, а саме: мойка зануренням, струйним, вібраційним, ультразвуковим та ін. способами мойки.

Так як наше обладнання відносно негабаритне і обсяг робіт невеликий, то приймаємо проектом миття зануренням. В якості рідин застосовуються холодні або гарячі лужні розчини, кислотні розчини і розчини керосину і бензину. Іржу з деталей знімають 25% розчином кислоти. Для очищення обладнання від бруду і мастила використовують гас, бензин і лужні розчини. Для прискорення миття, обладнання спочатку обдається паром і тільки після цього проводиться миття рідинами. Після миття лужними і кислотними розчинами деталі промивають гарячою водою.

Порядок розбирання насосу

Перед розбіркою насос повністю звільняють від перекачуваної нафти, потім продувають паром або промивають водою.

Розбірку і збірку насоса можна проводити без від'єднання вхідного і вихідного трубопроводів і без демонтажу електродвигуна.

При розбиранні насоса необхідно:

- від'єднати допоміжні трубопроводи;

- злити маслило, воду і залишки рідини із насосу;

- зняти огородження муфти;

- від'єднати і вийняти середню частину муфти (зубчаті полу муфти і проміжний валик)

- вставити монтажну скобу торцьового ущільнення, відгвинтити гвинт клемового кільця і гайки кріплення ущільнення;

- зняти полу муфту, відігнути вусик стопорної шайби і відгвинтити гайку;

- відгвинтити гайки з'єднання кришки з корпусом насоса;

- зняти опорну лапу (угольник), від'єднавши її від плити і корпуса підшипників;

- вийняти із корпуса насоса корпус підшипників взборі з кришкою насоса і ротором користуючись віджимними гвинтами;

- відвернути гайку кріплення колеса, зняти колесо;

- від'єднують корпус підшипників від кришки насоса використовуючи віджимні гвинти;

- зняти з вала гільзу і торцьове ущільнення, при сальниковому утіленні - втулку сальника і відвійне кільце;

- зняти кришки підшипників;

- вийняти вал разом з підшипниками із корпуса підшипників;

- знімають підшипники з вала;

- вийняти із кришки насоса сальникову набивку і сальники.

Під час розбирання кожну деталь потрібно ретельно перетерти і промити, користуватися лише відповідним інструментом для роздирання. Розкладати деталі потрібно так, щоб не пошкодити їх.

При знятті деталі закріпленої декількома гайками, слід спочатку рівномірно відпустити всі гайки, потім звернути їх з гвинтів або шпильок. Після зняття деталі гайки завернути на свої місця.

Під час розбирання насоса деталі повинні ретельно оглядатися для визначення їх придатності для монтажу без заміни або ремонту.

Пристосування і інструмент, що використовуються при розбиранні

Раціональна схема і технологія розбирання і забезпеченість робіт необхідним інструментом і пристосуванням сприяє скороченню термінів розбирання, а також включає можливість ушкодження при розбиранні.

В процесі ремонтних робіт використовують велику кількість інструментів і пристосувань: крейцмейселі, напильники, гайкові ключі, роз датчики, зйомники, домкрати, траверси і т.д.

При зварюванні деталей використовують апарати для аргонодугового зварювання і наплавлювання УДАР-300 (зварювальний струм від 50 до 300А)

Для визначення дефектів і знімання розмірів використовують різні вимірювальні прилади: кронциркулі, нутроміри, штангенциркулі, мікрометри.

Для вимірювання відхилень від заданого розміру при перевірці биття, ексцентричності, овальності, еліпсності і т.п. використовують індикатори часового типу.

При виготовленні мілких деталей, типу різьбові з'єднання: болти, гайки і т.д., використовують вальцовки.

Розбирання різьбових з'єднань проводиться ключами. В тих випадках коли, різьбове з'єднання проржавіло, рекомендується його змочувати гасом протягом 15-20 хв чи проводити швидке нагрівання гайки, щоб гвинт не встиг нагріватися. При відгвинчуванні гайок і гвинтів дуже важливо зрушити їх з місця, для чого по гвинту чи гайці наносять легкі вдаряння молотком. Якщо гвинт чи гайка не відгвинчується, то в такому випадку, їх зрізують ножівкою чи зрубують зубилом.

Зламані шпильки і болти можна відгвинтити за допомогою спеціальних пристосувань і інструментів. Якщо відгвинтити зламану шпильку чи болт не мож 7на, то їх висвердлюють, а в отворі нарізають різьбу більшого діаметру.

Для полегшення і прискорення операцій по згвинчуванню і розгвинчуванню гайок насосів застосовують універсальний

Тре щітковий ключ, що дозволяє згвинчувати гайки усіх розмірів. Ключ складається з корпусу, який має внутрішній шестигранний отвір. По периметру корпусу розміщені зовнішні зубці основного храпового колеса. На циліндричну поверхню, яка утворює зовнішню поверхню зубців храпового колеса, вільно насаджена втулка з рукояткою, яка впирається своїм буртом у торці зубців на втулці є прилив, в якому розміщена основна храпова собачка.

2.3 Дефектування деталей

Очищені деталі розібраного для ремонту насоса надходять на дефектовку, основне призначення якої складається у визначенні величини і характеру зносу, а також можливості подальшого використання деталей. При дефектуванні деталей насоса керуються технічними умовами на розбракування деталей. У технічних умовах на розбракування вказуються способи виміру робочих поверхонь деталі і виявлення дефектів, вибраковочні і припустимі величини зносу робочих поверхонь і дефектів приводяться рекомендації з ремонту і відновленню деталей.

При дефектуванні деталей необхідно враховувати економічну доцільність ремонту для того, щоб вартість відремонтованої деталі не перевищувала вартості нової.

Дефектування складається із трьох операцій: контролю, сортуванню і маркірування.

Контроль деталей виробляється у визначеній послідовності. Спочатку зовнішнім оглядом виявляються зовнішні дефекти деталей: зломи, ум'ятини, тріщини, кривизна, задири і т. д. При цьому деталі обстукують, в результаті чого визначається щільність посадки шпильок і штифтів, наявність тріщин і т. п. При легкому простукуванні щільно з'єднані деталі, чи деталі, що не мають тріщин, видають металевий дзвінкий звук, а при нещільному чи з'єднанні з наявністю тріщин - глухий, деренчливий звук. Зовнішній огляд є попереднім, в результаті якого визначається необхідність в більш точному методі контролю.

Насос працює в складних умовах, відповідальні деталі якого, сприймають великі навантаження, тому при дефектові деталей насоса широко застосовують методи виявлення тріщин за допомогою гасу і магнітного порошку, а також ультразвуковою дефектоскопією, що характеризується високою точністю, продуктивністю здатністю виявляти внутрішні дефекти (раковини, розшарування і т. д.), що не виходять на поверхню деталі. Для перевірки деталей застосовується лупа-дефектоскоп типу УДМ-1м. Прилад має невелику вагу, близько 14 кг, і легко транспортується. Живиться від електромережі змінного струму 110, 127, 220 В. Похибка виміру величини дефектів не перевищує 2% повного значення шкали обратного діапазону. Приладом користуються на ремонтно-механічних майстернях і на ремонтних заводах.

Розміри і геометричну форму деталей (величину зносу, прямолінійність, овальність і т. д.) перевіряють як універсальним вимірювальним інструментом і приладами (лінійки, кронциркулі, штангенциркулі, мікрометри, індикатори, щупи та ін.), так і спеціальними (шаблони, штангензубоміри та ін.).

Овальність і конусність циліндричних деталей перевіряється штангенциркулем, мікрометром і індикатором на призмах. Овальність шийки вала визначається різницею діаметрів, обмірюваних у двох взаємно перпендикулярних площинах, а величина конусності - різницею діаметрів, обмірюваних у двох перерізах в одній площині, віднесеної до довжини між перерізами, зо заміряються.

Придатність отворів установлюється за допомогою нутромірів і індикаторів. Виміри виробляються аналогічно вимірам зовнішніх циліндричних поверхонь.

В процесі контролю всі деталі сортуються на п'ять груп і маркіруються відповідною фарбою:

· гідні - зеленою;

· гідні тільки при спряженні з новими або відремонтованими до номінальних розмірів деталями - жовтою;

· підлягаючі ремонту на даному підприємстві - білою;

· підлягаючі ремонту на спеціалізованих підприємствах - синьою;

· непотрібні або вибраковані - червоною.

Після сортування і маркування вибраковані деталі здають в металолом або частково використовують як метал для виготовлення інших деталей. Придатні деталі транспортуються в комплектовочну дільницю або на склад. Деталі, що підлягають ремонту, відправляються на ремонтні роботи.

Результати дефектоскопії заносяться в дефектні відомості, що складаються на кожну розібрану для ремонту машину. На підставі дефектної відомості уточнюється потреба в запасних частинах і матеріалах, обсяги робіт з ремонту насоса і відновлення зношених деталей.

Складання дефектної відомості

При проведенні дефектування насоса типу НК 210/200 були виявлені такі дефекти, які представлені в таблиці 2.1.

Дефектна відомість

Таблиця 2.1.

№п/п	Найменування деталі	Найменування дефекту	Пристрої та вимірювальний інструмент	Кількість Деталей, шт.
				Замінених	Відновлених
1	Підшипник	зношення	штангенциркуль	2	-
2	Кришка корпуса	корозія	візуально	-	1
3	Сальники	Зношення робочих кромок сальників	штангенциркуль	2	-
4	Направляючі апарати	Тріщини, корозія	візуально	-	2
5	Робоче колесо	Тріщини каверни	візуально	-	2
6	Ущільнюючі кільця	Знос	візуально	2	-
7	Болти	Спрацювання різьби	Візуально	2	-
8	Гайки	Спрацювання різьби	Візуально	2	-
9	Вал	Спрацювання шпоночних пазів	Візуально	-	1
10	Вал	Прогин вала	Візуально	-	1

3. Технологічна частина

3.1 Технологія ремонту деталей згідно дефектної відомості

В дипломному проекті відновлення деталей та їх ремонт, що представлені в дефектній відомості буде проводитись згідно технології, яка представлена нижче.

Найбільш вірогідними дефектами валів є викривлення, знос, шийок, різьби, а також поломка.

Аварії з валами насосів, що перекачують нафтопродукти, приводять, як правило, до серйозних наслідків. Тому до вибору матеріалу, технології виготовлення і ремонту валів потрібно підходить дуже ретельно.

Якщо знос посадочних місць, шпон очних канавок і різьб вала ротора незначний, то вал перевіряють на згин. Допустиме биття шийок вала відцентрового насоса під підшипники рівне 0,025 мм, биття посадочних місць під захисні гільзи і полумуфти 0,02, а під робочі колеса - 0,04 мм. Зігнуті вали насоса можна виправити за допомогою наклепу або термомеханічним способом. Після правки вал можна допустить до збірки в тому випадку, якщо його биття не перевищує 0,015 мм.

Посадочні місця під підшипники з еліпсністю і конусністю менше 0,04 мм рекомендується шліфувати до зменшення нормального діаметра не 2 -2%.

Зношені шпоночні канавки заплавляють і фрезерують нові, різьби сточують, наплавляють, а потім після обточування нарізають нормального розміру.

При наплавочних роботах тип і марку електродів вибирають в залежності від матеріалу вала ротора. Так, для валів, виготовлених із сталі 40Х, рекомендуються електроди типа Э 55А марки УОНИ 13/55.

Підшипники заміняють, якщо зазор між шариками і обоймою перевищує 0,2 мм - для підшипників діаметром 50 -100 мм і 0,3 мм - для підшипників діаметром вище 100 мм.

При діаметральному зазорі між обоймою і корпусом підшипників більш 0,1 мм їх також заміняють. Якщо така міра не достатня, то корпус підшипників розточують і в нього запресовують гільзу. Гільзу виготовляють із сталі або чугунка і на легко пресовій посадкі на сурикі збирають з картером. Для проходу змазки в гільзі на строгальному станку роблять канавку. Провертання гільзи в картері передбачають кріпленням її стопорною шпилькою М 3 або М 5.

При ревізії підшипників необхідно ретельно перевіряти поверхню обойми і шариків на відсутність пошкоджень (тріщин, викришування, слідів ржавчини) . При наявності їх і появи кольорів опалини, що вказує на перегрів підшипників, їх замінюють.

Дефекти коліс і направляючих апаратів виготовлених із нержавіючих сталей, усувають за допомогою зварювання електродами ОХ 18Н 9Т, Х 18Н 12М або Х 25Н 15. Після зварювання тріщин і глибоких раковин колесо піддають термічній обробці при слідуючому режимі: нагрів до температури 600-6500С, витримка при цій температурі на протязі 2-6 годин і охолодження до температури 1500С.

Після ремонту робоче колесо піддають статичній балансировці.

Технічні умови на гільзи передбачають звичайно дуже жорсткі допустимі биття торців гільз відносно вісей, внутрішніх посадочних місць і робочих поверхонь, так як це являється одним із основних умов норманом роботи сальникових ущільнень. Вказані допуски коливаються в межах 0,05 - 0,025 мм.

Обладнання і пристосування, що використовуються при ремонті

При проведенні ремонтних робіт в цеху по ремонту обладнання використовується різне обладнання і пристосування. Переміщення вузлів насосного агрегату і деталей здійснюється в середині цеху за допомогою мостового крана однобалкового, електричного, вантажопідйомністю 50кН. Довжина крану становить 11 м, проліт 10,5 м, висота підйому 10 м, потужність 4,5 кВт.

Деталі всередині цеху на ремонтно-механічних ділянках перевозяться за допомогою спеціальних візків.

Для зберігання деталей передбачені сталеві стелажі, зварні з розмірами 2000х 600х 2000 мм.

Для випресовки деталей застосовуємо зйомники: універсальний, гідравлічний і гвинтовий.

Відновлення деталей та їх ремонт відбувається на фрезерних, шліфувальних, токарних, свердлильних і інших верстатах. Зварювальні роботи проводяться на спеціальному обладнанні апарати для арогонодугового зварювання і наплавлювання УДАР-300 (зварювальний струм від 50 до 300 А).

Універсальний фрезерний верстат 6Н 82Г використовується для фрезерування криволінійних контурів, штампів, копіювання по плоским і об'ємним шаблонам. Найменша і найбільша відстань від вертикальних направляючих станини до середини столу 220480 мм, відстань від вісі шпинделя до вертикальних направляючих станини 280 мм, найбільша відстань від направляючих станини 280 мм, найбільша відстань від направляючих станини до підтримуючих стінок 775 мм, відстань від вісі шпинделя до нижньої площини хоботу 115 мм, найбільша відстань від задньої кришки столу до вертикальних направляючих станини 320 мм, розмір робочої поверхні столу: довжини х ширина - 320х 1250, найближчий кут повороту столу 450, найбільше переміщення столу поздовжнє 700 мм, поперечне - 260 мм, число ступенів подач 18, потужність електродвигуна приводу головного руху 7кВт, потужність електродвигуна подачі столу 1,7 кВт, вага верстата 2750 кг, габаритні розміри: довжини х ширина х висота - 2100х 2440х 1615 мм.

Один із найпоширеніших токарних верстатів в теперішній час використовують 1А 6А, тому що він простий в конструкції, має достатню потужність і точність. Найбільший діаметр обробляємої заготовки над станиною 800 мм, відстань між центрами 2800 мм, найбільший діаметр проточування - 2520 мм, найбільша маса обробляємої заготовки - 5 т, число ступенів швидкості обертання шпинделя - 24, швидкість обертання шпинделя 7,1 - 750 об/хв, діаметр отвору шпинделя 80 мм, потужність електродвигуна приводу 20 кВт, вага верстата 11700 кг, габаритні розміри: довжини х ширина х висота - 5780х 2000х 1660 мм.

Для зовнішнього шліфування поверхонь застосовують найчастіше шліфу 3вальний верстат 372Б. Найбільший розмір оброблюємої заготовки довжини - 1200 мм, ширина - 360 мм, висота - 400 мм. Розмір столу: довжини х ширина х - 1000 х 300 мм, найбільша і найменша швидкість поздовжнього столу 30-3 м/хв, найменша і найбільша поперечна подача шліфувальної балки на один рух столу 3-30 мм, швидкість обертання шпинделя шліфувального круга 11440 об/хв., вага верстата 4599 кг, потужність електродвигуна приводу 4,5 кВт.

Свердлильний верстат 2А 53 призначений для свердління, зенкерування і розточування отворів, нарізання різьби мітчиками, підрізання площин. Найменший діаметр свердління 35 мм, найбільший і найменший виліт вісі шпинделя 35 - 1200 мм, найменша і найбільша відстань від торця шпинделя до плити 500 =1500 мм, розмір плити - 1240 х 750 мм, діаметр шпинделя 35/70, конус морзе 4, найбільше переміщення шпинделя 300 мм, число ступенів швидкості обертання шпинделя - 12, швидкість обертання шпинделя - 50 - 2240 об/хв, потужність електродвигуна приводу 10 кВт, вага верстата 3100 кг, габаритні розміри: довжина х ширина х висота - 2060 х 910 х 3070 мм.

Також застосовуються мийні машини для миття деталей перед ремонтом.

Матеріали, що використовуються при ремонті

При проведенні ремонтних робіт насоса використовують ряд матеріалів.

При митті застосовуються такі хімічні реагенти і розчини, як амоній сірчистокислий. Ацетон технічний, гас, бензин, розчинники - нефрас, уайтспіріт, миючий препарат ТМС 21/1 "Імпульс" розчинник марки Р-5.

В якості обтирочних матеріалів застосовують серветки хлопчатопаперові.

Для охолодження деталей під час механічної обробки на токарних і фрезерних верстатах використовуються вода.

При роботі на шліфувальному верстаті були використані шліфувальні порошки і пасти із синтетичних алмазів.

При відновлення електродуговою наплавкою використовують наплавочний порошковий дріт марок: ПЭ 6Х 3В 10, ПП-Х 12ВФ, ПП-Х 10В 14.

В якості флюсів застосовують КС-Х 12Т, КС-Х 12М,КС-Х 14Р.

Для фарбування застосовують: лаки, ґрунтовку АК-о 70, фарбу.

Для очищення від іржі застосовують різні хімічні сполуки, кислоти.

Цех по ремонту обладнання

Для контролю деталей насоса використовуємо два стола. Вони є металеві зварні 2000х 800х 830 мм. Для доставлення вузлів верстата качалки, а також для їхнього ввозу і вивозу маємо в цеху мостовий кран та візок. Габаритні розміри візка 6000х 1100х 1000 мм. Для його привода використовуємо лебідку.

Мостовий кран електричний однобалковий підвісний вантажопідйомністю 50 КН, довжина крани складає 11 м, пролбот 10,5 м, висота підйому вантажу 10 м, потужність 6 кВт.

Також для контролю деталей застосовуємо стіл з контрольною плитою, металевий зварний 1500х 1000 мм.

Для шліфування крупних деталей використовуємо шліфувальний верстат 312 М, технічні дані представлені вище; для наплавлення токарний верстат 1682А 1 1А 62; для обробки деталей встановлений верстат типу 6П 10Т.

При проведенні зварювальних робіт застосовуємо трансформатор однопостовий. Сила струму 459А, напруга 30В, потужність 40кВт, маса 320 кг.

При токарних роботах використовується верстат комбінований. Він має широку галузь застосування. Потужність 6 кВт та діаметр свердління 25 мм.

Верстат пересувний широко застосовується при слюсарних роботах сам від металічний зварний 700х 1500 мм. Шлях вузькоколійний рейковий ширина колії 750 м.

Використовуємо три інструментальні тумбочки для зберігання різного роду інструментів.

Для заточування різців слюсарного інструмента використовується верстат точильно-шліфувальний двохшвидкісний. Найбільший діаметр шліфувального сруга 14-28,5 мм, потужність електродвигуна 3 кВт, габаритні розміри мм: 1000х 665з 128, маса 439 кг.

Для миття вузлів насоса використовують мийні машини.

Для отримання стиснутого повітря при проведенні технологічних операцій застосовуємо компресорну установку. Подача установки 1м 3 хв тиск 1,4 МПа, потужність 10 кВт, маса 530 кг.

Маємо в розпорядженні два стелажі, для зберігання деталей і інструмента. Стелажі стальні зварні 2000х 600х 2000.

Збирання і випробування насоса після ремонту

Всі деталі насоса преді збіркою протираємо начисто і насухо перевіряємо деталі на відсутність забоїн, заусениць, рисок, а втому випадку коли насос не буде негайно пущений в роботу, всі оброблені частини змазати консистентним маслом К-17 ГОСТ 10877-76.

Для попередження заїдань деталей ротора всі посадочні діаметри різьби,, бокові стінки шпонок, що надіваються на вал деталей, і торці різьбових деталей змащують антифрикційною змазкою.

При збірці звертаємо увагу на помітки, що відмічають взаємне розташування деталей, збірку насоса проводимо в порядку, зворотньому розбиранні, а саме: встановлюємо вал, шариковий підшипник і надіваємо кришку підшипника потім робоче колесо, попередньо встановивши під колесо шпонку, за допомогою підставки, що встановлюється на плиту. Встановлюємо секцію в збірці з направляючим апаратом і ущільнюючими кільцями, при цьому потрібно підперти вал від провисання. Встановлюємо корпус насоса і кришку. Проводимо попередню затяжку двох шпильок, розташованих з однієї сторони від підставки під секції і двох шпильок їм діаметрально протилежних і прибираємо підставку.

Проводимо затяжку всіх зтяжних шпильок, забезпечивши її рівномірність. Різьбові ділянки шпильок і різьбу гайок змазуємо для попередження заїдання антифрикційною змазкою. Попередній момент затяжки шпильок-30кгм. Подальшу затяжку шпильок проводимо за допомогою контролю по кутку повороту гайки, момент кінцевої затяжки шпильок 1300 кгм.

Ставимо сальникову набивку в заднє ущілення і у вхідну кришку. Розрізи ущільнючого шнура повинні бути в площині сальника повернуті по відношенню один до одного на 1800 встановлюємо корпус сальників.

Встановлюємо полумуфту насоса і затягуємо її гайкою, всі різьбові і болтові з'єднання стопоріть від самозгвичування. Проводимо центрування насосу. Збираємо муфту і її кожух. Збираємо допоміжні трубопроводи. Встановлюємо захисно-декоративний кожух насоса.

Після закінчення збирання насоса проводимо пробний пуск, встановлюємо номінальний режим за допомогою засувки на напірному трубопроводі. Під час роботи слідкуємо за показниками приладів (подача охолоджуючої рідини, за нагріванням сальників, підшипників і їх змащенням).. По закінченню роботи натискаємо на кнопку зупинки насоса і зупиняємо агрегат.

Змащення насоса після ремонту, тип мастила

Надійність роботи насосного агрегату залежить від своєчасної заміни масла й його якості.

Для контролю і автоматичної підтримки потрібного рівня масла в ванні корпуса підшипників в насосі є масльонка постійного рівня, яка складається із корпуса, кришки і балона, що заповнюється маслом.

При роботі насоса робоча температура масла повинна знаходитися в межах 500С в якості замінників можуть застосовувати слідуючи масла: ТП 30 ГОСТ 9972-74; Т 22; Т 30 ГОСТ 32-74; И 20А; И 25А; И 30А ГОСТ 20799-75.

Термін повної заміни масла проводять через 800 до 15000 годин після початку роботи насоса в залежності від конкретних умов експлуатації.

Заміна масла в маслосистемі проводиться:

- при нейтральній реакції водяної витяжки і кислотному числу більше 0,5 мг;

- при кислотній реакції водяної витяжки незалежно від значень кислотного числа;

- при наявності води;

- при збільшенні в'язкості проти вихідної більш, чим на 25%;

- при зниженні температури спалаху більш, чим на 100; при різкому погіршенню деемульгуючої здатності.

Перевірку мастила перевіряють 1 раз в місяць у відповідності з нормативно-технічною документацією на масла, відбір проб для аналізу проводять у відповідності з ГОСТ 2517-60, величина контрольної проби 1-1,5 л масла, примінення регенерованих масел марок И 20А, И 25А, И 30А не допускаються.

Застосування регенерованих турбінних масел допускається тільки при повній відповідності їх нормативно-технічній документації

Для зубчатих муфт з консистентною змазкою рекомендується застосовувати літол 24 ГОСТ 21150-75.

Періодичність заміни змащення для муфти - 3000 ч. В початковий період експлуатації рекомендується проводити заміну змазки через 300 годи.

При заміні одного сорту масла іншим або при заміні відпрацьованого масла, змішування залишків відпрацьованого масла не допускаються, так як різко знижує термін служби масла.

Якість промивочних рідин необхідно застосовувати розчинники, що не реагують з маслами і не вказуючи шкідливої дії на людський організм.

3.2 Документація, що використовується при здаванні обладнання замовнику

Після ремонту насос передається замовнику. Здає насос з ремонту представник служби технічного контролю, а приймає з ремонту представник технічної служби підприємства замовника.

При здаванні насоса замовнику використовується слідуюча документація:

- приймально-здавальний акт;

- акт періодичного технічного огляду;

- заводський технічний паспорт з необхідними відмітками;

- відомість про замінені деталі;

- акт про проходження випробувань.

Згідно приведеної документації відремонтованого агрегату пред'являються сілідуючі вимоги:

- деталі насоса необхідно ремонтувати у повній відповідності з діючими кресленнями і технічними умовами на ремонт;

- різьба шпильок і гайок не повинна мати зносу вибоїн. Гайки повинні легко нагвинчуватися від рукм, але не мати люфту;

- насос повинен бути пофарбований, а ущільнюючі поверхні і частини, які труться - змащені.

4. Розрахункова частина

4.1 Перевірочний розрахунок швидкозношуваних деталей

Перевірочний розрахунок вала

Знаючи конструкцію вала проводимо перевірочний розрахунок на втомленість.

Перевірочний розрахунок проводиться визначенням коефіцієнтів запасу міцності s в небезпечних січеннях:

s=sQ sT / (sQ + sT) [ s ] =1,5; (4.1.)

де sQ ; sT - коефіцієнт запасу міцності по нормальним і доторкуючим напругам;

sQ = Q-1/KQD Qa = 360/2,2*90 = 1,9 (4.2.)

sT = T-1/ KT D Ta = 210/2,1*12,5 = 8 (4.3.)

KQD ; KT D - коефіцієнти зниження межі витривалості;

KQD = KQ/ Kd + KF - 1 = 2,2/0,85+1,15 - 1=2,2 (4.4.)

KT D = KT/ Kd + KF - 1 = 2,1/0,85+1,15 -1=2,1 (4.5.)

де KQ і KT - ефективні коефіцієнти концентрації напруг. Значення KQ і KT для валів із шпон очними пазами: KQ = 2,2, KT = 2,1.

Kd = 0,85 - коефіцієнт впливу абсолютних розмірів поперечного січення вала на межу витривалості;

KF = 1,15 - коефіцієнт впливу шероховатості поверхонь.

Q-1 = 360 МПа; T-1 = 210Мпа; Qa = Qu = 90МПа; Ta = Tk/2 = 25/2 = 12,5МПа - механічні характеристики сталі марки сталь 40ХН.

S = (1,9*8)/ = 1,85[s] = 1,5,

Що достатньо для даного матеріалу.

Шпоночні з'єднання

Для з'єднання вала деталями, що передають обертання часто застосовують призматичні шпонки (таблиця 8.9)[19] із сталі, що має Qв 600МПа, із сталі 40ХН.

Вибираємо для dв = 80 мм шпонку 222х 14х 80 ГОСТ 23360 - 78. b = 22 мм, h = 14мм, t1 = 9,0 мм t2 = 5,4 мм, ? = 80 мм; d = 80 мм. Напруга зминання вузьких границь шпонки не повинна перевищувати допустимого [Qзм] = 100МПа, повинно задовольнятися умовами

Qзм = 2Мк/d (h-t1) (? - b) = 2* 250000/80 * (14 - 9,0)(80 -22) = 21,5 МПа ? 22МПа [Qзм] = 100МПа (4.7.)

Насос працює при змінних навантаженнях, отже [Qзм] знижується на 20-25% то умови задовольняються.

Розрахунок довговічності (ресурсу) підшипників кочення

Вал встановлений на двох опорах з радіальними кульковими підшипниками 316 і обертаються з частотою 300 об/хв. Зовнішні радіальні навантаження на підшипники і осьове навантаження на підшипник 2= 920 Н. Типовий режим навантаження - середній нормальний (КЕ = 0,57) з помірними поштовхами і короткочасними перевантаженнями до 1505 (Кд = 1,5), експлуатаційна температура підшипників t ? 1000С (Кt = 1). Визначаємо розрахунковий ресурс підшипників при 90% -й надійності (а 1 = 1) і звичайних розрахункових умовах експлуатації (523 - 0,75).

Розрахунок. Згідно з таблицею 2.1. [11] для підшипника 316 маємо: d=80 мм, D=170 мм; В=39 мм, базова динамічна вантажність С=96500 Н, базова статична вантажність С 0 = 817оо Н, nгр = 4000 об/хв.

В даній схемі навантаження (рис. 6.2.,б), [11] підшипник 1 сприймає тільки радіальні навантаження , а підшипник 2 - радіальне і осьове навантаження.

...