Проект основного оборудования нефтеперерабатывающей установки НПУ-100

Рисунок 3 - Центробежный насос марки НКВ-360/200

Основными частями насоса являются: корпус насоса 1, крышка насоса 2, гайка 3, вал 4, корпус подшипников 5, колесо рабочее 6, подшипники: радиально-упорные (шариковые) 7, радиальные (роликовые) 8, уплотнение вала 9, колесо винтовое 15.

Корпус насоса выполняется совместно с опорными лапками и входным и выходным патрубками.

Крышка насоса присоединяется к корпусу насоса с помощью шпилек 10 с гайками 11 и шайбами 12.

Стык корпуса и крышки уплотняется спирально-навитой прокладкой 13.

Крышка корпуса в месте выхода вала имеет сальниковую камеру, в которую могут устанавливаться либо сальниковая набивка и фонарь сальника (при изготовлении насоса с уплотнением вала типа СГ), либо сальниковая набивка

(при изготовлении насоса с уплотнением вала типа СО). Также возможна установка холодильника торцового уплотнения при условии изготовления насоса с некоторыми типами уплотнений, применяемых при высоких температурах.

Рубашка охлаждения камеры сальников выполняется закрытой.

В корпусе насоса, крышке насоса и корпусе подшипников имеется система

отверстий: подвода и отвода уплотнительной и охлаждающей жидкости из насоса и т.д.

На валу насоса устанавливаются колесо рабочие с уплотняющим кольцом, детали сальникового или торцового уплотнения, кольцо 14, колесо винтовое 15.

Вал насоса вращается на двух подшипниковых опорах. Опора, расположенная у муфты, состоит из двух радиально-упорных подшипников, смонтированных по типу сдвоенных, обращенных друг к другу широкими бортами наружных колец.

Вторая опора состоит из одного радиального роликового подшипника.

Внутренние кольца радиально-упорных подшипников от осевого перемещения закрепляются с помощью шайбы 21 и гайки 20, которые одновременно крепят полумуфту 16 зубчатой муфты и распорную втулку 17.

Рабочее и винтовое колеса посажены на цилиндрическую шейку консольной части вала и закрепляются с помощью специальной гайки с левой резьбой 3.

Смазка подшипников циркуляционная. Кольцо 14, вращаясь вместе с валом, забрасывает масло в лоток крышки, откуда оно стекает в маслопроводящий лоток, отлитый на внутренней стенке корпуса подшипников.

Из лотка масло по сверленным каналам в корпусе подшипников и каналам в комплектовочных шайбах, установленных между подшипниками, поступает равномерно к подшипникам, а затем по предусмотренным стокам попадает в масляную ванну.

Работа насоса состоит в следующем. При вращении рабочего колеса жидкость, залитая в насос перед его пуском, увлекается лопатками шнека и рабочего колеса, под действием центробежной силы движется от центра к периферии вдоль лопаток и подается через спиральную камеру в нагнетательную трубу. Поэтому на выходе в колесо в том месте, где всасывающая труба примыкает к корпусу, создается разрежение, под действием которого рабочая жидкость всасывается в насос. Таким образом, устанавливается непрерывное движение жидкости в насосе.

Главное отличие насосов типа НКВ от нормального ряда центробежных насосов - это наличие винтового колеса (шнека). Шнек обеспечивает равномерную, прямолинейную подачу жидкости на вход рабочего колеса, что уменьшает риск возникновения кавитации.

При выборе материального исполнения следует учитывать механические, физико-химические и технологические свойства, стоимость и дефицитность определенных материалов. Использование без нужды дорогих материалов влечет за собой убытки и экономическую нецелесообразность. Свойства материалов должны удовлетворять рабочим условиям агрегата.

К изготовлению валов, их сборке и установке предъявляют высокие требования. Валы, работая при большой частоте вращения, подвергаются действию поперечных сил, поэтому они должны быть прочными, обладать гибкостью и хорошо обрабатываться.

Сложные фасонные детали насоса (корпус, колесо и др.) возможно изготовить только литьем, поэтому материал должен обладать хорошими литейными свойствами, быть прочным и изностойким.

Материалы для изготовления деталей торцовых уплотнений выбирают главным образом в зависимости от температуры и свойств перекачиваемой среды.

В насосе Н-1, 6а используется материальное исполнение «С».

Выбранное материальное исполнение предлагает изготовление вала из легированной стали 40Х, которая имеет хорошие прочностные характеристики. Сталь 40Х хорошо обрабатывается резанием и имеет высокую коррозионную стойкость. Уплотняющие кольца лабиринтных уплотнений также изготавливают из этой стали.

Корпус и колесо насоса изготавливается из литейной стали 25Л. Эта сталь способна работать при высоких давлениях и температуре до 450є С. Она имеет хорошие литейные свойства и хорошо сопротивляется коррозионному и эрозионному износу.

Для крепления и соединения узлов насоса используются различные виды крепежа: шпильки, винты, отжимные болты, штифты и др. Крепеж насоса выполняется из углеродистой стали 35. Углеродистая сталь 35 обладает хорошими прочностными характеристиками и хорошо обрабатывается резанием.

Неподвижную втулку торцового уплотнения изготавливаем из графита ПК-О, пропитанного феноло-формальдегидной смолой, а вращающуюся - из легированной стали 40Х. Данные материалы хорошо обрабатываются, что обеспечивает быструю приработку трущихся поверхностей.

Подшипники изготавливаются из специальной подшипниковой стали ШХ15. Она имеет высокую твердость и износостойкость.

Насос Н-1 перекачивает сырье (нефть). Механические и физико-химические свойства выбранных материалов соответствуют рабочим условиям агрегата. Материалы недефицитны и имеют хорошие технологические свойства.



4.2 Технолого-гидравлический расчёт насоса Н-1

Марка насоса - НКВ 360/200 - С в 70УТТ У2 ТУ 26-02-766-84

Перекачиваемая среда - сырая нефть.

Плотность среды, с - 720 кг/м3

Кинематическая вязкость, н - 1,3·10-6 м2/с

Давление на свободную поверхность в питательной емкости, P1 - 0,16 МПа

Давление на свободную поверхность в колонне, P2 - 0,8 МПа

Давление гидроиспытания корпуса насоса, Pпр. - 7,5 МПа

Масса агрегата, m - 2235 кг

Подпор, h1- 10 м

Геометрическая высота нагнетания, h2 - 28 м.

Таблица 21 - Характеристика трубопроводов насоса Н-1

Показатель	Всасывающий	Нагнетательный
Диаметр трубопровода, м	0,3	0,2
Длина трубопровода, м	30	30
Количество резких поворотов на 90є	3	3
Количество полностью открытых задвижек	1	1
Количество переходов	1	1
Подача, м3/ч	315 (Q)	315 (Q)
Тип труб	бесшовные	бесшовные
Состояние труб	новые	новые
Дополнительное сопротивление	-	обратный клапан

Определение потребного напора [17].

Среднюю скорость течения жидкости во всасывающем трубопроводе увсас., м/с вычисляем по формуле

, 

где Q - подача через всасывающий трубопровод, Q =315 м3/ч;

d1 - внутренний диаметр всасывающего трубопровода, d1=0,3 м.

Среднюю скорость течения жидкости в напорном трубопроводе унагн., м/с, вычисляем по формуле

где d2 - внутренний диаметр напорного трубопровода, d2=0,2 м.

Критерий Рейнольдса Re, вычисляем по формуле

,

где н - кинематическая вязкость перекачиваемой жидкости, н = 1,3·10-6 м2/с.

Во всех трубопроводах устанавливается турбулентный режим течения жидкости, т.к. на всех участках Re >2300.

Коэффициент трения по длине трубопровода л, вычисляем по формуле

, 

где Д - шероховатость стенок, Д=0,014 мм (17, табл.2).

Потери напора на трение ?hтр., м вычисляем по формуле

,

где L - длина участка трубопровода, Lвсас.=30 м, Lнагн.=30 м, м.

Потери на преодоление местных сопротивлений ?hмп, м вычисляем по формуле

,

где ж - коэффициент местного сопротивления [18, табл.2].

Потери напора h1-2, м вычисляем по формуле



Потребный напор Hн, м вычисляем по формуле

,

где h1 - геометрическая высота всасывания, h1=10 м;

h2 - геометрическая высота нагнетания, h2=28 м;

с - плотность перекачиваемой жидкости, с=720 кг/м3;

P1 - давление на входе, P1=0,16·106 Па;

P2 - давление на выходе, P2=0,8·106 Па.

Расчет привода насоса [17].

Необходимую мощность электродвигателя насоса N, Вт вычисляем по формуле

,

где з - КПД насоса, з=0,8;

k - коэффициент возможной перегрузки, k=1,2;

H - напор насоса, H=187,9 м;

Q - производительность насоса, Q=0,0875 м3/с.

На основании расчетов принимаем электродвигатель ВАО2-450М-2 с номинальной мощностью N=200 кВт и насос НКВ 360/200 -394 С 70УТТ У2 ТУ 26-02-766-84,

где «Н» - нефтяной;

«К» - с консольным расположением рабочего колеса;

«В» - с предвключенным колесом;

«360» - производительность насоса, м3/ч;

«200» - напор насоса, м.ст.ж.;

«394» - диаметр рабочего колеса уменьшен при обточке до 394 мм;

«С» - насос изготовлен из углеродистой стали;

«70УТТ» - с торцовым уплотнением вала типа «Тандем» диаметром 70 мм;

«У2» - климатическое исполнение.

Расчет допустимой высоты всасывания [17].

Цель расчета - определить высоту установки насоса, обеспечивающую бескавитационную работу насоса.

Допускаемую высоту всасывания или минимальный подпор hs, м определяем по формуле:

,

где pа - абсолютное давление на свободную поверхность жидкости в емкости, кгс/см2;

pп - упругость паров сырой нефти при рабочей температуре, pп=1,05 кгс/см2;

Дh - допустимый кавитационный запас для насоса НКВ-360/200, Дh=7,5 м;

hвсас - потери напора во всасывающем трубопроводе, hвсас =0,88 м.

Принимаем hs = 12 м (допускаемая высота всасывания).

4.3 Конструктивно-прочностной расчёт насоса Н-1

Расчет корпуса насоса [17].

Корпус насоса рассчитываем, как короткую цилиндрическую оболочку.

Рисунок 4 - Расчетный эскиз

Напряжение, возникающее в оболочке у1, у2, МПа вычисляем по формуле

,

где p - давление гидравлического испытания корпуса, p=7,5 МПа;

R - внутренний радиус цилиндрического корпуса, R=0,217 м;

h - толщина стенки корпуса насоса, h=0,034 м.

Условие прочности для коротких сферических оболочек



,

где е - коэффициент влияния толщины стенки корпуса, е=1;

ут - предел текучести стали 25Л при 80є С, ут =200 МПа;

n - коэффициент запаса прочности для стали, n=3.

23,9 МПа < 66,67 МПа

Условие прочности выполнено.

Расчет и выбор стальных канатов для строп [19].

При монтаже насоса максимальное разрывное усилие возникает при подготовке агрегата в предмонтажное положение.

Рисунок 5 - Схема строповки

Разрушающая нагрузка, возникающая в канате от веса агрегата S, Н вычисляем по формуле

,

где k - коэффициент неравномерности загрузки стропов, k=1,35 [20, стр.58);

G - вес агрегата, Н;

,

n - число ветвей стропа, n=4;

б - угол наклона стропа к оси, проходящей через центр тяжести, б=30є.

Необходимое разрывное усилие F0, Н вычисляем по формуле

,

где zр - коэффициент использования, zр=2,5 [20, стр. 57].

Для стропов принимаем стальной канат типа ЛК-РО (6Ч36Ч1 о.с.) по ГОСТ 7668-69 [21] диаметром проволоки 13,5 мм, с временным сопротивлением разрыву 180 кгЧс/мм2 и разрывным усилием F0= 104000 Н.



5. Специальный вопрос: восстановление уплотнения проточной части ротора

5.1 Организация работ по демонтажу и монтажу насоса

Характер монтажных работ зависит от того, в каком виде поступает оборудование на монтажную площадку. Транспортабельный насосный агрегат поставляется заводом-изготовителем полностью в собранном виде вместе с электродвигателем. Весь агрегат собран на единой литой плите. Процесс монтажа в таком случае заключается в установке агрегата на готовый, проверенный на точность изготовления фундамент.

Насосно-компрессорное оборудование относится к машинам, работающим с большими динамическими нагрузками, вызывающими вибрацию фундамента, который поэтому должен быть достаточно надежным. Перед монтажом путем замеров устанавливаются фактические отклонения от проектных размеров длины, ширины, высоты, отметки поверхности фундамента. Они должны быть в пределах допустимых значений. Фундамент должен быть защищен от разрушающего действия смазочного масла, перекачиваемых нефтепродуктов или химических веществ. Поэтому его поверхность покрывают в несколько слоев стойкой к данной среде краской или обкладывают керамическими плитами.

Учитывая высокие требования к качеству монтажа и сохранности оборудования, к монтажу обычно приступают после завершения всех основных строительных работ. Кроме того, должны быть подготовлены системы освещения.

Весьма серьезной операцией является строповка машин. Она должна проводиться таким образом, чтобы исключить повреждение узлов и деталей. Она должна проводиться таким образом, чтобы исключить повреждение узлов и деталей. При установке агрегата в предмонтажное положение строповку производят путем обхвата полоза, на котором установлен насосный агрегат. Установка электродвигателя и насоса на фундамент происходит раздельно, при этом строповка оборудования производится за монтажные элементы - рым-болты.

Выбор технических средств для монтажа и демонтажа должен быть обоснован; необходимо учитывать их стоимость. Без особой нужды использовать уникальные средства механизации не следует, помня о необходимости всемерного снижения стоимости работ.

При монтаже насоса Н-1 необходимо и достаточно применение грузоподъемного автокрана небольшой грузоподъемности, обладающего высокой степенью мобильности, что немаловажно в условиях действующей установки. Грузоподъемный кран оснащают полиспастом - устройством, позволяющим уменьшить тяговое усилие на ходовую, наматывающуюся на барабан лебедки ветвь троса. Благодаря полиспастам вес поднимаемых лебедками грузов намного больше их грузоподъемности.

Трос выбирают в зависимости от назначения и условий работы. Большой значение имеет его гибкость, которая зависит от числа и диаметра проволок в пряди, а также от направления свивки. При одном и том же диаметре троса гибкость его тем больше, чем больше число проволок в пряди. Грузовой трос, многократно огибающий ролики блоков и стропы, плотно опоясывающие поднимаемый груз, должны быть гибкими.

С помощью стропа поднимаемый груз подвешивают к серьге подвижного блока грузоподъемного крана. Конструкция стропа должна обеспечивать безопасность в работе, удобство обращения с ним, а также быстро и легко осуществляемые строповку и последующую расстроповку груза. При монтаже насоса применяют универсальный строп. Он имеет форму замкнутой петли изготовленной из троса, концы которого сращиваются взаимной сплеткой.

Для производства сборочных работ используют ключи, молотки, кувалды, зубила, клинья и различный механизированный инструмент.

В отличие от строительства нового предприятия, когда план организации монтажа составляется с учетом наиболее целесообразной последовательности всех работ, при реконструкциях и ремонтах приходится демонтировать и монтировать конкретное оборудование, которое находится на одной территории с другим оборудованием, зданиями и сооружениями и порой окружено ими со всех сторон.

Монтажу нового оборудования предшествует демонтаж старого. Демонтаж - очень ответственная операция, при которой всегда возможны нарушение запланированной последовательности работ и резкие перегрузки подъемных механизмов и их оснастки. Особенно опасно заклинивание в опорных конструкциях поднимаемого оборудования, поэтому в начальный момент подъем нужно производить медленно, чтобы своевременно обнаружить заклинивание и принять меры для его устранения. Заклинивание устраняют с помощью домкратов, струбцин, отжимных болтов, подбивки клиньев и т.д.

Перед началом монтажных и демонтажных работ оборудование и все трубопроводы, прилегающие к рабочему участку, должны быть освобождены от содержимого, соответствующим образом обезопасены и надежно и герметично отделены от демонтируемого агрегата. Все подземные коммуникации (канализация, трубопроводы, кабели и др.) необходимо обозначить на поверхности площадки хорошо видимыми указателями. Территорию, на которой проводят монтажные работы, ограждают или ограничивают указателями, разрешенные границы наносят также на генеральный план установки, прилагаемый к протоколу по организации монтажных работ в действующем цехе.

Распаковку насосного агрегата, передаваемого в монтаж, следует производить на приобъектном складе или на месте монтажа. После распаковки необходимо произвести (путем наружного осмотра) проверку наличия и состояния всех деталей, комплектующих, запасных частей, согласно паспорту насоса.

Если гарантийные сроки истекли или условия хранения нарушены, или агрегат поступил в монтаж с неопломбированными патрубками, либо в явно дефектном состоянии - с трещинами, вмятинами и другими повреждениями, - то агрегат до монтажа подлежит разборке и ревизии.

Расконсервацию отдельных частей агрегата производят по мере необходимости в период от начала монтажа до пуска насоса.

Расконсервацию наружных поверхностей, а также запасных частей производят водомоющими растворами с последующей протиркой насухо чистыми протирочными материалами.

Расконсервация проточной части насоса, торцовых уплотнений, полости соединительной муфты и подшипников не производится.

Снятие заглушек с патрубков насоса для присоединения к нему испытанных трубопроводов разрешается только после окончания всех монтажных работ по трубопроводам, а также их очистки, промывки и продувки во избежание попадания в насос каких-либо посторонних предметов.

Между фланцами насоса и подсоединяемыми трубопроводами устанавливают спирально-навитые прокладки, входящие в комплект поставки насоса.

После присоединения технологических трубопроводов необходимо произвести центровку валов насоса и электродвигателя.

Место установки насоса должно быть удобным для обслуживания при эксплуатации и ремонте, соответствовать строительным нормам и требованиям по технике по безопасности и промышленной санитарии.

Установка насоса может производиться как в помещении, и так и вне помещения.

При установке вне помещения насосное оборудование необходимо защитить от прямого попадания атмосферных осадков и солнечной радиации специальными навесами или легкими съемными кожухами.

Фундамент насоса, выполненный согласно проекту, должен быть монолитным, без трещин, раковин и пустот.

Бетон для выкладки фундамента должен иметь марку в соответствии с проектом, но не менее 100.

Высотную отметку опорной плоскости фундамента на 40-80 мм ниже подошвы фундаментной плиты агрегата для установки подкладок и последующей подливки бетоном.

Перед монтажом необходимо очистить фундамент, а также колодцы для фундаментных болтов от строительного мусора, масла, краски и промыть водой.

Подкладки укладывают в соответствии с расположением установочных винтов на фундаментной плите, при этом добиваются плотного прилегания подкладок к бетону фундамента.

Агрегат устанавливают с заложенными ранее фундаментными болтами на фундамент.

Выверку агрегата производят согласно проектным привязочным размерам. Допускаемое отклонение относительно установочных осей - 10 мм.

Положение агрегата по высоте регулируют установочными винтами.

Допускаемое отклонение от проектного положения не более 10 мм.

Положение в горизонтальной плоскости, поперечном и продольном направлениях проверяют при помощи брускового уровня, установленного на контрольную поверхность фундаментной плиты. Допускаемое отклонение не более 0,1 мм на 1 м длины.

После выверки положения агрегата производят бетонирование фундаментных болтов и плиты. Предварительно установочные винты оборачивают толем или бумагой, смазанной тонким слоем густой смазки.

Бетон или раствор для подливки должен иметь марку в соответствии с проектом, но не менее 200.

Обеспечивают проникновение бетона (раствора) под всю подливаемую поверхность с тем, чтобы не оставалось пустот и раковин. При этом фундамент должен образовать выступ приблизительно в 25 мм над опорной поверхностью плиты.

В течение 30 минут после окончания подливки должно быть проверено выверенное положение агрегата.

Окончательная затяжка гаек фундаментных болтов должна осуществляться после достижения бетоном подливки прочности не менее 12 МПа, но не ранее, чем через 7 суток после подливки. Установочные винты перед затяжкой отворачивают на 2-3 оборота.

Всасывающий и напорный трубопроводы должны иметь опоры, исключающие передачу всяких усилий на патрубки насоса, как при монтаже, так и при эксплуатации.

При монтаже плоскости прилегания фланцев трубопроводов должны быть параллельны плоскостям прилегания фланцев насоса (допускаемая не параллельность не более 0,1 мм), а болтовые отверстия должны совпадать.

На технологических трубопроводах (на расстоянии 1-2 диаметров трубопровода от фланцев насоса) должны быть установлены штуцера для присоединения манометров, вакуумметров или ановакуумметров.

Всасывающий трубопровод должен быть, по возможности, коротким и прямым без местных подъемов и спусков с постоянным уклоном (8-10 мм на 1 м длины), обеспечивающим свободный выход из него воздуха.

При присоединении к насосу трубопровода большего диаметра, чем диаметр патрубка насоса, между патрубком и трубопроводом установить эксцентрический переход, на вертикальных - концентрический.

На пусконаладочный период на всасывающей линии установить сетчатый фильтр (установка фильтра непосредственно во всасывающий патрубок насоса не допускается).

Фильтр может иметь форму усеченного конуса, свободное проходное сечение которого должно быть в 3-4 раза больше площади сечения всасывающего трубопровода.

Промывку фильтра производят по мере накопления включений в фильтрующем элементе.

На всасывающем и нагнетательном трубопроводах устанавливают задвижки. На нагнетательном трубопроводе, между насосом и задвижкой устанавливают обратный клапан.

Байпасы устанавливают в случаях:

- длительной работы насоса с нулевой или близкой к нулю подачей;

- необходимость прогрева (охлаждения) насоса перед пуском;

- в ряде случаев, определяемых требованиями технологического режима.

При эксплуатации насоса с двойным торцовым уплотнением, к месту установки должна быть подведена затворная жидкость (подкачка АПГ).

В качестве затворной жидкости следует применять минеральные масла вязкостью 10…30 сст при 50є С, а также другие жидкости, обладающие смазывающими свойствами в соответствии с рекомендациями проектной организации. В зимнее время при эксплуатации насосов под навесом или в не отапливаемом помещении рекомендуется применять жидкость с температурой застывания ниже минимальной температуры окружающей среды (воздуха) или обеспечить ее подогрев.

Перед центровкой проверяют затяжку резьбовых соединений.

При отсоединенной муфте проверяют направление вращения электродвигателя (двигатель обязательно должен быть заземлен).

Направление вращения должно быть правым, т.е. по часовой стрелке, если смотреть на электродвигатель со стороны насоса.

При подготовке насоса к работе необходимо снять промежуточный валик муфты и заложить в зубчатую муфту смазку, состоящую из 50% пресс солидола С по ГОСТ 4366-76 и 50% графита П по ГОСТ 8295-73 в количестве ?0,6 кг.

Проверку центровки производят при помощи специальных скоб с индикаторами часового типа. Скобы с жесткими кронштейнами устанавливают и надежно закрепляют на полумуфтах валов насоса и электродвигателя.

Принимают вертикальное положение скоб за нулевое и устанавливают в этом положении стрелки индикатора на “0”. Поворачивают валы насоса и электродвигателя совместно со скобами последовательно в положения 90, 180, 270 и записывают показания индикаторов в каждом положении.

Центровка насосного агрегата считается удовлетворительной, если несоосность и непараллельность валов насоса и электродвигателя при диаметре, на котором производится измерение, равном 500 мм, не превышает 0,1 мм.

Устанавливают промежуточный валик зубчатой муфты.

Устанавливают ограждение муфты; в масляную ванну корпуса подшипников и масленку постоянного уровня заливают масло индустриальное И-20А ГОСТ 20799-75 или турбинное Тп-22 или Тп-30 ГОСТ 9972-74 в количестве ?1,6 л.

При работе с торцовым уплотнением закрепляют клеммное кольцо, снимают монтажную скобу и устанавливают ограждение торцового уплотнения в соответствии с инструкцией предприятия-изготовителя.

В качестве охлаждающей жидкости для насосов, устанавливаемых в помещении, применяют воду; для насосов, устанавливаемых вне помещения -незамерзающие жидкости: керосин, антифриз и т.д.

Подготовку электродвигателя к работе производят в соответствии с инструкцией предприятия-изготовителя.

5.2 Организация работ по ремонту центробежных насосов

5.2.1 Ремонтные документы

ГОСТ 2.602 [22] устанавливает комплектность и правила составления ремонтных документов на изделия серийного или массового производства всех отраслей промышленности. Ремонтные документы для индивидуального оборудования составляются разработчиком.

Ремонтные документы разрабатываются на основе конструкторской, эксплуатационной и технологической документации, а также опыта эксплуатации, в процессе которой определяют интенсивность износа и другие показатели. В этих документах должны быть отражены способы ремонта; приспособления, инструмент и приборы, необходимые при проведении ремонта; технические требования к отремонтированному оборудованию; нормы расхода запасных частей и материалов.

Особенно важна документация при выполнении ремонта силами потребителей, когда одинаковые насосы ремонтируют различными методами, зачастую без соблюдения необходимых правил.

Основным ремонтным документом является дефектная ведомость. Началу каждого ремонта должно предшествовать составление этого документа, в котором детально перечислены все работы, выполняемые в соответствии с данным плановым ремонтом. Формы дефектной ведомости могут быть различны, но все они должны содержать сведения, достаточные для правильного определения требуемой рабочей силы, необходимых материалов и запасных частей, а также стоимость, как всего ремонта, так и отдельных его элементов.

Кроме ремонтных работ в ведомости могут быть отражены работы, обусловленные производственной необходимостью (мелкие переключения коммуникаций, конструктивные изменения и др.), направленные на улучшение условий труда (номенклатурные работы по технике безопасности), а также работы по частичной модернизации технологической установки или полной модернизации конкретного оборудования (замена старого оборудования новым, более совершенным).

Ведомость составляется начальником и механиком установки. Чтобы обеспечить высокое качество составленной ведомости, следует учитывать мнение всего обслуживающего персонала (операторов, аппаратчиков, машинистов, дежурных слесарей и т.д.). Ведомость согласовывается с главным механиком и утверждается главным инженером предприятия.

На основании дефектной ведомости составляются сводные заявки на необходимые для ремонта материалы и запасные части, которые должны быть подготовлены в назначенные сроки ремонта службами снабжения предприятия или исполнителя.

Дефектная ведомость нельзя считать документом, требующим неукоснительного, пунктуального исполнения. При разборке насоса и

тщательном техническом осмотре ремонтируемого оборудования могут быть выявлены новые, на предусмотренные ведомостью дефекты или, наоборот, предполагаемые дефекты могут отсутствовать. Поэтому в ходе ремонта ведомость дополняется новыми пунктами или сокращается. Откорректированная ведомость, отражающая перечень и объем фактически произведенных работ, называется исполнительной и вместе с предварительной ведомостью служит отчетным документом при оформлении сдачи объекта после ремонта. Расхождения между предварительной и исполнительной ведомостями должны быть подробно объяснены в графе «Примечания» или в специальном акте.

Основными исходными документами при составлении общего плана ремонта являются годовые планы и графики ремонтов производств, цехов, технологических установок или отдельного оборудования. Планы и графики составляют, исходя из производственного плана и действующих нормативов на ремонт. При этом учитывают также реальные возможности, силы и средства ремонтной службы, а в некоторых случаях и сезонность.

Структура межремонтного цикла, межремонтный период и продолжительность простоя оборудования в ремонте должны соответствовать ремонтным нормативам.

В годовых графиках устанавливают месяцы, в течение которых данная технологическая установка (или оборудование) должна быть отремонтирована. На основании годовых графиков составляют месячные графики ремонтов; в них указывают календарные дни простоя каждого объекта в ремонте того вида, который предусмотрен годовым планом. Согласно месячному графику объект в строго назначенное время останавливают на ремонт. Отступления от графика должны носить исключительный характер. Они допустимы только после тщательной проверки состояния объекта специальной коммисией из руководящих работников предприятия.

С учетом расходуемых материалов и запасных частей по ведомостям составляют смету на ремонт, определяющую поэлементную и общую стоимость всего ремонта. Руководством для составления смет служат утвержденные ценники или - в случае их отсутствия - оформленные соответствующим образом калькуляции.

Сетевые графики представляют собой графическую модель технологии выполнения ремонта всего объекта, проектируемой на основании расчета продолжительности каждой операции, потребной рабочей силы и ее распределения по объектам во времени при обеспечении наиболее рациональной последовательности работ.

Руководство по капитальному ремонту представляет собой практическое пособие по выполнению ремонта данного вида оборудования. Оно также содержит в себе советы и рекомендации по ремонту, которые явились на свет в результате многолетних наблюдений и накопленного опыта по производству данной работы.

На проведение отдельных ремонтных работ составляется техническая карта, содержащая строгую пооперационную технологию проведения этой работы.

Для организации проведения ремонтов большое значение имеет наличие качественно составленных ремонтных чертежей, т.е. чертежей для ремонта сборочных единиц, сборки и контроля отремонтированных деталей и узлов. Они должны быть составлены в соответствии с ГОСТ 2.604 [22].

Ремонтными размерами называют размеры, установленные для изготовления новой детали взамен изношенной. Они могут быть категорийными (окончательными) и пригоночными (рассчитанными на пригонку детали «по месту»). На ремонтных чертежах указывают только те размеры, предельные отклонения, зазоры и другие данные, которые проверяют в процессе ремонта. При этом должны быть сохранены класс точности и посадка, предусмотренные в рабочих чертежах.

При ремонте обязательно исполнение различных стандартов. В первую очередь учитываются государственные (ГОСТ) и отраслевые стандарты (ОСТ), на базе которых на предприятии разрабатываются технические условия (ТУ) и СТП, который распространяется на нестандартное оборудование.

5.2.2 Организация ремонтной службы и способы производства ремонтных работ насосов

На предприятиях нефтеперерабатывающей промышленности объектами ремонта являются здания, сооружения, все виды оборудования и транспортных средств. При централизованной системе ремонтного обслуживания необходимо четко разграничивать функции основных служб предприятия.

Служба главного механика руководит эксплуатацией и ремонтом технологического и механического оборудования, а также технологических сооружений, коммуникаций, металлоконструкций, эстакад. В обязанности службы главного энергетика входит надзор за эксплуатацией электрооборудования, паросиловых установок, водопроводных и канализационных сетей, линий связи и их ремонт. Служба главного прибориста осуществляет надзор и ремонт контрольно-измерительных и регулирующих приборов, приборов сигнализации и блокировки.

Главный механик осуществляет руководство всем ремонтно-механическим хозяйством завода.

Ремонтно-строительный и ремонтно-механический цеха административно подчиняются директору завода, а технически - главному механику.

Отдел главного механика (ОГМ) входит в состав заводоуправления. На этот отдел возложены следующие функции:

систематический надзор за состоянием оборудования предприятия;

составление плана на ремонт оборудования по предприятию в целом;

разработка плана организационно-технических мероприятий по ремонтной службе;

разработка плана внедрения новых высокопроизводительных технологических процессов для выполнения ремонтных работ;

контроль стоимости ремонтных работ;

составление сводного ежеквартального отчета о выполнении средних и капитальных ремонтов основного оборудования.

Рисунок 6 - Структура ремонтно-механического хозяйства

Необходимость ремонта оборудования может быть вызвана следующими причинами: неравнопрочность деталей, в результате чего некоторые из них изнашиваются значительно раньше установленного нормативного срока службы данной машины и требуют периодической замены или восстановления; возможность модернизации машины в процессе ремонта, что позволяет компенсировать ее моральный износ; возможностью существенной экономии затрат труда и металла при рациональной организации ремонта.

При правильной организации ремонта в 2-3 раза сокращаются затраты на его обслуживание, увеличиваются сроки службы действующего оборудования, т.е. уменьшается потребность в новом оборудовании. Существенное значение имеет также сокращение на 30-50% простоев оборудования в ремонте, особенно при создании обменного фонда ремонтируемых машин.

Все работы по ремонту производятся или собственными силами предприятия, или совместно со сторонними специализированными организациями. Сторонние организации, привлекаемые на договорных началах, называются подрядчиками; предприятие, заключающее договор, является заказчиком.

Необходимость в подрядчиках определяется объемом предполагаемых работ, а также мощностью и технической оснащенностью собственных ремонтных баз.

Работы между подрядчиками и собственными ремонтными базами, как и работы между производственными участками или звеньями всей ремонтной службы распределяются главным механиком предприятия.

По принципу организации формы ремонтных служб различают децентрализованную, централизованную и смешанную. В первом случае ремонт выполняется на месте силами ремонтных мастерских. Централизованный ремонт выполняется на централизованных ремонтных базах. При смешанной форме в зависимости от объема и сложности ремонт выполняется частично в цеховых ремонтных подразделениях, а основной объем работ - на централизованной ремонтной базе. В настоящее время принята централизованная форма организации ремонтного хозяйства.

Специализация исполнителей ремонтных работ - необходимое условие для повышения производительности труда. Она дает возможность повышать квалификацию и мастерство слесарей, такелажников, сварщиков и других рабочих, улучшать качество ремонтных работ. В некоторых крупных ремонтных базах признана целесообразная узкая специализация: рабочий выполняет определенный комплекс работ только для оного-двух типов оборудования, например, только компрессоров или центробежных насосов. Для ремонта нетранспортабельного оборудования на месте его эксплуатации создают специализированные выездные бригады ремонтных баз или заводов изготовителей.

На базовом предприятии действует система технического обслуживания, контроля технического состояния и ремонта оборудования (ТОКРО). Цель системы ТОКРО - обеспечить безопасную и безаварийную эксплуатацию технологического оборудования предприятия в заданных расчетных параметрах при минимальных материальных и трудовых затратах.

Она построена на сочетании проведения технического обслуживания, контроля технического состояния и двух видов планового ремонта - регламентированного и ремонта по техническому состоянию. Регламентированный ремонт выполняется по строго определенным графикам вне зависимости от состояния оборудования, имеет сравнительно большие материальные и трудовые затраты, но при этом гарантирует высокую надежность работы оборудования. Ремонт по техническому состоянию ведется по нормативной документации, определяющей признаки необходимости ремонта по его рабочим параметрам и фактическому состоянию. Такой вид ремонта не имеет строгой последовательности. В настоящее время на предприятии для насосов применяется ремонт по техническому состоянию.

Техническое обслуживание должно обеспечить работоспособность оборудования между ремонтами и выполняется эксплуатационным и обслуживающим персоналом. Техническое обслуживание предполагает эксплуатационный уход (чистка, смазка, контроль исправности с ведением журнала состояния оборудования) и мелкие ремонт (устранение небольших дефектов, подтяжка креплений, регулировка, замена прокладок и выполнение работ, отмеченных в сменном журнале; смены запасных частей при этом на предусмотрена).

В зависимости от состояния насосного агрегата в Системе ТОКРО предусмотрены три вида планового ремонта: текущий, средний и капитальный.

Текущий ремонт является наиболее часто проводимым видом ремонта; он призван обеспечить или восстановить работоспособность оборудования путем замены или восстановления отдельных его частей. При каждом текущем ремонте должен выполняться комплекс ремонтных работ, обеспечивающий работоспособность оборудования до следующего запланированного ремонта.

Как правило, текущий ремонт отличается небольшим объемом работ. Наиболее характерными работами являются: разборка и последующая сборка отдельных узлов оборудования; тщательный осмотр и оценка характеристики и интенсивности износа поверхностей; обнаружение нарушений размеров деталей; ремонт или замена деталей. При текущем ремонте предоставляется возможность установить правильность предварительно запланированных долговечности, работоспособности и очередных сроков ремонта, а также уточнить объем предстоящего капитального ремонта.

Расходы на текущий ремонт включают в смету производства. Полная его стоимость не превышает 10% оптовой цены насоса.

Капитальный ремонт - это ремонт, при котором производят демонтаж и полную разборку насоса, восстановление деталей (в том числе базовые и корпусные), а также все работы, входящие в текущий и средний ремонт. Капитальный ремонт выполняют в стационарных условиях.

В результате капитального ремонта должна восстанавливаться первоначальная характеристика насосного агрегата.

Капитальный ремонт выполняется за счет амортизационных отчислений. Полная его стоимость не превышает 60% стоимости нового насоса.

Трудоемкость текущих ремонтов составляет 15-20% от трудоемкости капитальных ремонтов.

Из анализа ценообразования на капитальный ремонт насосов следует, что затраты на первый капитальный ремонт составляют в среднем 60% первоначальной стоимости техники, на второй ремонт - 85%, на третий и четвертый ремонты - 100-120%. Это объясняется различной степенью износа основных деталей машин в зависимости от срока ее эксплуатации. Признано целесообразным ввести дифференцированные коэффициенты увеличения затрат на ремонт в зависимости от номера ремонта к затратам на первый капитальный (текущий) ремонт. Так, если стоимость первого капитального ремонта принята за 100%, коэффициент увеличения стоимости второго капитального ремонта по отношению к первому составит 1,3, третьего - 1,8-2.

В зависимости от размеров, массы и конструктивной сложности оборудования практикуются различные способы осуществления ремонтных работ.

Наиболее совершенным является поагрегатный способ ремонта. Он заключается в том, что ремонтируемый насос снимается с фундамента и отправляется в ремонтно-механический цех. Этот способ должен лечь в основу индустриализации ремонта, создать предпосылки для снижения его себестоимости (особенно трудовых затрат), а также резко сократить простой технологических установок в ремонте.

Достоинства поагрегатного способа особенно проявляются в тех случаях, когда предприятие имеет сменный фонд оборудования, т.е. когда на место отправляемого на ремонт оборудования ставится заранее отремонтированное и опробованное оборудование. Это позволяет равномерно загружать ремонтные базы предприятия в течение года, избегая больших нагрузок при одновременной остановке нескольких технологических единиц. Сменный фонд оборудования определяют на основании графиков ремонта, числа одновременно сменяемых машин, аппаратов, арматуры и деталей трубопроводов, а также исходя из сроков простоя в ремонте и мощности ремонтных баз.

Для ремонта крупногабаритного оборудования следует применять крупноузловой способ проведения ремонтных работ, при котором изношенные узлы заменяют новыми, заранее собранными узлами. Применение этого способа возможно только при тщательном соблюдении принципа взаимозаменяемости. Но этот метод ремонта применим и к насосам. Например, для центробежных однокорпусных насосов капитальный ремонт заключается в замене ротора с подшипниками и уплотняющих колец корпуса. При этом сборку ротора и предварительную подгонку подшипников по шейкам вала следует вести в механической мастерской в цехе на участке по ремонту насосов.

Если при полной разборке насосов выявится необходимость замены рабочих колес, защитных гильз и других деталей, целесообразно также заменить ротор в сборе, а затем на ремонтном участке восстановить замененный ротор, сделав его запасным.

На указанном участке должны быть собранные роторы с подогнанными уплотняющими кольцами корпуса, грундбуксами, торцовыми уплотнениями и т.д. На заводах, где есть литейные отделения, необходимо иметь запасные корпуса подшипников с подогнанными вкладышами, внутренние корпуса двухкорпусных насосов в сборе с роторами и др.

Для уникального оборудования, а также при отсутствии условий для первых двух способов проведения ремонта используют индивидуальный способ ремонта. Сущность его заключается в том, что после разборки ремонтируемых участков оборудования изношенные узлы и детали восстанавливают по технологии, наиболее приемлемой в данном случае. Широкое применение запасных частей при этом является надежной основой для сокращения сроков ремонта.

5.2.3 Типовые ремонтные работы центробежных насосов

На базовом предприятии насосы ремонтируют в соответствии с их техническим состоянием. В системе ТОКРО для насоса выделяются такие виды ремонта как капитальный, средний и текущий.

Текущий ремонт насоса состоит в следующем:

проверка и регулировка осевого разбега ротора;

проверка состояния подшипников качения;

проверка уплотняющей способности торцового уплотнения, при необходимости ремонт или замена;

осмотр и при необходимости ремонт или замена защитных гильз вала;

осмотр соединительной муфты, замена смазки;

проверка системы охлаждения и смазки, трубопроводов и штуцеров на насосе;

замена масла;

проверка крепления насоса и электродвигателя к раме и рамы к фундаменту;

проверка центровки с электродвигателем.

Средний ремонт насоса:

весь объем работ текущего ремонта;

проверка состояния рабочих колес, проверка на трещины цветной дефектоскопией, при необходимости их замена;

ремонт или замена уплотнительных колец рабочих колес и корпуса;

проверка ротора на биение, статическая и при необходимости динамическая балансировка;

разборка, проверка и при необходимости замена соединительной муфты;

очистка и промывка масляных емкостей подшипников;

осмотр и восстановление резьбовых соединений насоса, шеек, шпоночных канавок и резьб вала, а при необходимости его замена. Проверка вала на отсутствие трещин цветной и ультразвуковой дефектоскопией, а остальных деталей визуально;

центровка вала насоса и электродвигателя;

обкатка и опробование насоса в работе.

Капитальный ремонт насоса:

весь объем текущего и среднего ремонта;

расточка и загильзовка посадочных мест корпуса насоса под подшипники, диафрагму, уплотнительные кольца и др. нарезание ремонтных резьб. Восстановление прокорродированных мест и привалочных поверхностей;

проверка горизонтальности корпуса насоса;

ремонт фундамента;

обкатка и испытание насоса.

5.2.4 Контроль качества ремонта

Для обеспечения высокой надежности машин большое значение имеет периодический контроль их состояния при эксплуатационном обслуживании и ремонте.

Оценку качества отремонтированного оборудования и его узлов производит служба технического контроля совместно с руководящим персоналом эксплуатационной службы на основании отраслевых стандартов. Методы и средства испытаний должны обеспечить возможность получения данных, достаточно полно характеризующих показатели качества, установленные технической документацией данного оборудования. Результаты оценки качества ремонта заносят в акт сдачи оборудования из ремонта.

Самым простым методом контроля является визуальный осмотр. При этом методе контролируемую деталь тщательно очищают и осматривают с использованием слабой оптики. Этот метод контроля применим только для выявления явных дефектов и существенно экономит время по сравнению с другими методами контроля.

С целью установления правильности геометрической формы деталей и узлов, отклонения их размеров от заданных и определения износа выполняются технические измерения. В условиях ремонта точность измерений лежит в пределах 10 мкм и очень редко достигает 2-5 мкм.

По способу получения результата измерения подразделяют на прямые и косвенные. Прямые (абсолютные) измерения - при которых искомое значение измеряемой величины определяют путем непосредственного сравнения ее с мерами или с помощью прибора, проградуированного в принятых единицах измерений. Косвенные измерения состоят в определении измеряемой величины по результатам прямых измерений одной или нескольких других величин, связанных с искомой величиной определенной функциональной зависимостью.

Методы измерения и контроля подразделяет на контактные и бесконтактные. Контактные измерения проводят путем контакта измерительного наконечника с поверхностью измеряемой детали, причем характер контакта может быть точечным, линейным или поверхностным. Бесконтактные измерения осуществляются без механического контакта между измерительным наконечником и измеряемой деталью.

Методы контроля также подразделяют на методы неразрушающего контроля и методы разрушающего контроля. Главное отличие этих методов в том, что неразрушающий контроль позволяет проверить качество деталей, не нарушая пригодности к использованию. Методы неразрушающего контроля по ГОСТ 18353 [23] подразделяют на оптические, капиллярные, ультразвуковые, радиационные, электрические, магнитные и др.

Основные узлы насоса (ротор, торцовое уплотнение) могут иметь различные отклонения формы, относительного расположения деталей на каждое из которых существует определенный метод контроля.

В условиях ремонта овальность определяют с помощью универсальных приборов (штангенциркуль, микрометр и др.) измерением наибольшей разности диаметров в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Конусообразность (конусность) определяют с помощью универсальных приборов измерением диаметров по краям продольного сечения, а бочкообразность - по краям и в середине продольного сечения. Изогнутость определяют при вращении детали, базирующиеся на двух ножевых опорах под наконечником измерительной головки. При этом размах колебаний показаний головки равен удвоенной величине изогнутости.

Неплоскостность можно определить по поверочной плите с помощью измерительной головки, укрепленной на стойке. Деталь выверяют на плите так, чтобы три точки, не лежащие на одной прямой и по возможности наиболее удаленный друг от друга, находились на одинаковом расстоянии от поверочной плиты. Считается, что при этом прилегающая плоскость параллельна плоскости поверочной плиты. За неплоскостность принимается наибольшая разность показаний измерительной головки в различных точках контролируемой поверхности.

Непараллельность плоскостей контролируют с помощью измерительной головки, укрепленной на стойке. Деталь устанавливают базовой поверхностью на поверочной плите, имитирующей прилегающую плоскость; непараллельность определяют изменением показаний головки в разных точках свободной поверхности. При такой схеме в результате измерения непараллельности образуется погрешность метода измерений - неплоскостность. Для исключения последней могут быть использованы контрольная линейка или пластинка с параллельными гранями.

Перекос осей и непараллельность могут быть определены на поверочной плите с помощью индикаторного прибора, укрепленного на стойке. Деталь устанавливают на призмах и выверят так чтобы ее ось была параллельна плоскости поверочной плиты, причем расположение оси цилиндрической прилегающей поверхности при измерении обычно определяется по соответствующей образующей этой поверхности.

Неперпендикулярность определяют на поверочной плите с помощью измерительной головки, укрепленной на стойке, позволяющей перемещать головку перпендикулярно плоскости плиты. За неперпендикулярность принимается разность показаний головки на заданном перемещении.

Торцовое биение определяют на призме с помощью измерительной головки. Деталь устанавливают базовой поверхностью и фиксируют в осевом направлении. За торцовое биение принимают разность между наибольшим и наименьшим показаниями головки, полученными при вращении детали.

Несоосность относительно базовой поверхности определяют обычно измерением радиального биения проверяемой поверхности в заданном сечении или в крайних сечениях при вращении детали вокруг оси базовой поверхности.

Несоосность шеек вала определяют на ножевых опорах, находящихся в средних сечениях шеек, с помощью измерительной головки.

Радиальное биение проверяют на призмах с помощью измерительной головки. За радиальное биение принимается разность экстремальных показаний головки за полный оборот детали.

Несимметричность проверяют на плите в центрах с помощью измерительной головки. Она определяется как полуразность расстояний, замеренных в двух диаметрально противоположных направлениях детали.

Неуравновешенность ротора приводит к появлению инерционных сил, перегружающих опоры и вызывающих вибрацию машину. Поэтому ротор должен быть обязательно уравновешен. Процесс уравновешивания называют балансировкой. Различают статическую и динамическую балансировку.

Цель статической балансировки - устранить неуравновешенность детали и узла относительно оси вращения. Статическую балансировку производят на горизонтальных направляющих ножах или на вращающихся дисках. Изготовленные с высокой точностью стальные закаленные ножи с трапециевидным сечением устанавливают так, чтобы их рабочие поверхности находились строго в одной горизонтальной плоскости. Ширина рабочих поверхностей ножей обычно колеблется от 5 до 8 мм в зависимости от массы балансируемого узла. Диаметр дисков (роликов) балансировочного приспособления в 6-8 раз превышает диаметр цапф вала балансируемого узла (детали). Ролики должны быть установлены так, чтобы ось вращения балансируемого узла была строго горизонтальна.

Установленный на балансировочное приспособление ротор выводят из равновесия, перекатывая его по ножам или дискам на разные углы. Если узел не уравновешен, он будет стараться вернуться в прежнее положение, т.е. в такое, при котором дисбаланс (смещение центра тяжести) будет находиться в нижней части сечения ротора вертикальной плоскостью, проходящей через ось. Пробным прикреплением корректирующих грузов или, наоборот, удалением эквивалентного их количества с диаметрально противоположной стороны добиваются равновесия балансируемого ротора во всех положениях. Добавляемый груз приваривают к какой-нибудь детали ротора, заливают ее в пустоты и т.п. Излишний металл удаляют сверлением рубкой, точением.

...