Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Диагностирование насосно-компрессорного оборудования




Насосно-компрессорное оборудование относится к группе ро­торных машин, одним из основных элементов которых является ротор. Роторные машины состоят также из корпуса, валов, подшипников, соединительных муфт, уплотнений и других элементов. В общем случае наиболее слабым звеном, определяющим работо­способность роторной машины, может оказаться любой из пере­численных элементов. Техническое диагностирование роторных машин может производиться как без их разборки, так и с разбор­кой. Диагностика с разборкой дополнительно включает неразрушающий и измерительный контроль всех базовых узлов и деталей. Оперативный контроль технического состояния осуществляется обслуживающим персоналом по параметрическим и виброакусти­ческим критериям (температуре, развиваемому давлению, величине подачи, потребляемой мощности, величине утечек, уровню шума, среднеквадратическому значению виброскорости и др.).

Наиболее перспективными для диагностирования роторных ма­шин без их разборки являются методы вибродиагностики. В настоя­щее время большинство ответственных роторных машин оснащено контрольно-сигнальной виброаппаратурой (КСА), позволяющей регистрировать в контролируемых точках среднеквадратическое отклонение виброскорости в рабочей полосе частот 10...1000 Гц, автоматически включать предупредительную сигнализацию или отключать машины при достижении предельно допустимого уровня вибрации. При отсутствии КСА дежурный персонал производит измерения переносными виброметрами. Измерение виброскорости осуществляется в вертикальном направлении на каждой подшипни­ковой опоре горизонтальных роторов. У машин с вертикальными роторами виброскорость измеряется на упорных подшипниках так­же и в осевом направлении. Роторные машины большой единич­ной мощности (например, стационарные газотурбинные агрегаты ГТН-25 мощностью 26000 кВт) оснащаются системами вибромони­торинга на основе многоканальной виброаппаратуры, позволяющи­ми не только отслеживать изменение вибрационных параметров в процессе эксплуатации, но и осуществлять их анализ и на этой осно­ве оценивать техническое состояние и прогнозировать остаточный ресурс машин.

Современные системы вибромониторинга, разрабатываемые ря­дом организаций (ВАСТ, ТНТ и др.), предусматривают наряду с ме­тодикой измерения и обработки вибросигналов использование специализированного программного обеспечения по диагностике оборудования различных типов.

 

 


Рис. 13.21. Схема точек измерения вибрации агрегата ГТН-10-4: 1-5 - номера точек

Применение таких программ обес­печивает автоматизированную диагностику неисправностей. Так, на рис 13.21 приведена схема точек измерения вибрации газоперекачи­вающего агрегата ГТН-10-4, оснащенного системой вибромониторинга, разработанного отечественной фирмой «ИНКОТЕС» (г. Ниж­ний Новгород). Программное обеспечение этой системы, поставляе­мое в составе автоматизированного рабочего места инженера-диагноста (АРМИД), позволяет автоматически диагностировать сле­дующие неисправности агрегата ГТН-10-4:

• дисбаланс осевого компрессора ТВД;

• дисбаланс диска ротора ТВД;

• дисбалансы ротора ТНД и ротора нагнетателя;

• несоосность подшипников ротора ТВД;

• расцентровка роторов ТНД — нагнетателя;

• ослабление и исчезновение натяга по вкладышам опорно-упорных подшипников № 1 ТВД и № 4 ТНД и опорных подшипни­ков № 2 ТВД и № 3 ТНД;

• увеличенный радиальный зазор опорно-упорных подшипников № 1 ТВД и № 4 ТНД и опорных подшипников № 2 ТВД и № 3 ТНД;

• коробление корпусов ТВД и ТНД при тепловых расширениях;

• торцевое биение дисков ТВД и ТНД;

• повышенные напряжения на рабочих лопатках 1 —10-й ступе­ней осевого компрессора;

• трешины на выходном/входном трубопроводах и опорах техно­логической обвязки нагнетателя.

Типовая программа диагностирования роторных машин, не ос­нащенных системами вибромониторинга, включает следующие ос­новные этапы:

1. Изучение и анализ технической и эксплуатационной докумен­тации и результатов оперативного контроля.

2. Визуальный осмотр машины и фундамента, проверка состоя­ния соединительных муфт, уплотнений и других элементов, оценка функциональной работоспособности машины по параметрическим критериям и КПД, проверка работоспособности вспомогательного оборудования, систем управления и контроля, снятие контурной ха­рактеристики машины.

3.Разработка индивидуальной программы диагностирования и графика проведения работ с учетом конструктивных особенностей машины и условий ее эксплуатации.

4.Подключение в назначенных контрольных точках и тарировка вибродиагностической аппаратуры, регистрация параметров вибра­ции подшипников, корпуса, фундамента. Расшифровка и анализ спектральных составляющих вибросигналов.

5.Контроль основных узлов и деталей роторной машины неразрушающими методами (при необходимости).

6.Обследование состояния фундамента и строительных конструкций здания. Обследование проводится в том случае, если при предварительном осмотре установлено нарушение их целостности или выявлены изменения вибрационной характеристики системы «ротор-фундамент» (оценка состояния фундамента и строительных конструкций здания производится по соответствующим методикам).

7.Окончательная обработка и анализ результатов контроля, при­нятие решения: продолжение эксплуатации машины, вывод ее в ре­монт или замена на новую.

Перед назначением контрольных точек снимают контурную ха­рактеристику роторной машины с целью выявления наиболее ин­формативных точек, в которых вибросигнал имеет минимальные ис­кажения и максимальную величину. Как правило, в качестве кон­трольных принимаются точки, располагающиеся на подшипниковых опорах и на элементах крепления машины к фундаменту. Располо­жение контрольных точек обязательно фиксируется, чтобы повтор­ные измерения проводились в одном и том же месте. Ответственные роторные машины оснащаются стационарными креплениями датчи­ков в контрольных точках. Параметры вибрации на подшипниковых опорах таких машин измеряются в трех ортогональных направлени­ях: вертикальном, горизонтальном и осевом. Контрольные точки и направления измерения указываются на кинематической схеме кон­троля, пример которой приведен на рис. 13.22.

Если в процессе вибродиагностики выявляются нарушения виб­рационной характеристики «роторная машина—фундамент», то до­полнительно проводят обследование состояния оснований и фундаментов соответствующего оборудования.

Эту работу выполняют с привлечением специалистов компетентных организаций.

 

Рис. 13.22. Кинематическая схема контроля магистрального насоса

1 – 4 – номера опор; →↓↑ - точки установки датчиков

 

При необходимости после проведения вибродиагностики про­изводится разборка машины и оценка состояния всех основных уз­лов и деталей посредством не разрушающе го и измерительного кон­троля. В первую очередь оценивается состояние корпусов машин, валов роторов, соединительных муфт и других быстроизнашиваю­щихся деталей. Выявляется наличие дефектов в зоне концентрато­ров напряжений, измеряется износ трущихся поверхностей. Пре­дельные значения износа при отбраковке элементов машины при­нимают по данным руководства по эксплуатации машины или технических условий на его ремонт. Диагностика корпусов ротор­ных машин осуществляется магнитометрическим или акустико-эмиссионным методом НК. По результатам диагностирования может проводиться дополнительное обследование корпуса другими методами НК.

Диагностирование корпуса магнитометрическим методом осуществляется в следующей последовательности: на корпус наносится разметка из вертикальных и горизонтальных линий, размещаемых с равным шагом. В качестве примера на рис 13.23 показана разметка корпуса магистрального насоса в соответствии с действующим в ОАО «АХ «Транснефть» РД 153-39.4Р-124-02. Диагностирование осуществляется на неработающей машине независимо от величины Достаточного внутреннего давления; производится путем сканирова­ния поверхности датчиком прибора (индикатором концентрации на­пряжений) вдоль горизонтальных линий разметки. При пересечении датчика цифровой и алфавитной сеток фиксируются и записываются максимальные значения напряженности магнитного поля рассеяния со знаком плюс или минус. Скачкообразное изменение величины напряженности магнитного поля с одновременным изменением зна­ка указывает на концентрацию остаточных напряжений и является признаком возможного дефекта.

Измерения толщин стенок и твердости металла корпусов машин осуществляются в местах с концентраторами напряжений или источ­ников сигналов АЭ II, III, IV классов. Кроме этого измерения вы­полняются в зонах, где при визуальном контроле обнаружено умень­шение толщины стенок от абразивного, эрозионного или корро­зийного факторов воздействия.

При неразрушающем контроле валов роторов с применением ви­зуального и измерительного, ультразвукового, вихретокового и магнитопорошкового методов выявляются поверхностные, подповерх­ностные и внутренние дефекты: трещины, раковины, забоины, рис­ки, следы фреттинга, недопустимые металлургические дефекты и другие нарушения сплошности материала. Контролируются поверх­ности вала под рабочим колесом и полумуфтой; в местах расположе­ния галтелей, проточек, резьб, шпоночных пазов, переходов прямо­линейного участка боковой стенки шпоночного паза к цилиндриче­скому участку и дна к боковой стенке.

При росте температуры подшипников и увеличении вибрации машины из-за возникающих дефектов в подшипниковых узлах ма­шина выводится в ремонт и выполняется контроль технического со­стояния всех элементов подшипникового узла.

Обследование технического состояния соединительных муфт проводят при росте вибрации роторной машины из-за возникающих в муфтах дефектов или визуальном обнаружении неисправностей или их признаков. В первую очередь при этом контролируется точ­ность центровки соединяемых валов. Далее проверяется плотность посадки полумуфт на валы, биение полумуфт, состояние зацепле­ния, твердость зубьев втулок и обойм. При признаках поверхностных и подповерхностных дефектов в районе шпоночных пазов и в зубьях выполняют их дефектоскопический контроль вихретоковым, капил­лярным, магнитопорошковым методами.

По результатам диагностирования и дефектоскопии материала элементов машины неразрушающими методами контроля проводит­ся оценка их технического состояния, выполняются расчеты на прочность.

Рис. 13.23. Схема разметки корпуса при магнитометрическом методе контроля и установке преобразователей акустической эмиссии

 

 

Для корпусов машин продление ресурса определяют на основе фактически полученных величин утонения стенок и свойств мате­риала с учетом скорости коррозийно-эрозионного износа, малоцик­ловых нагружений, статистических данных о показателях надежно­сти, интенсивности роста вибрации.

Продление ресурса подшипников, муфт, торцевых уплотнений осуществляется по результатам контроля их технического состояния при разборке машины, а также по скорости роста ее вибрации. Про­цедура прогнозирования остаточного ресурса роторной машины по изменению уровня вибрации осуществляется графоаналитическим методом с использованием результатов обследования объекта, стати­стических данных по надежности аналогичных типов машин и сво­дится к экстраполяции найденного тренда (скорости изменения виб­рации) и определению момента его пересечения с линией предель­ного состояния машин данного типа.

Список литературы

1. Алешин Я.М. и др. Методы акустического контроля металлов. — М.: Ма­шиностроение, 1989.

2. Клюев В. В. и др. Неразрушающий контроль и диагностика. Справочник /
Под ред. В.В. Клюева. — М.: Машиностроение, 2003.

3. Ермолов И.И., Осташин Н.Я. Методы и средства неразрушающего кон­троля качества / И.Н. Ермолов. — М.: Высшая школа, 1988.

4. Сухорукое В.В. и др. Неразрушающий контроль: в 5 кн. / Под ред. В.В.
Сухорукова. — М.: Высшая школа, 1992.

5. Баранов В.М. и др. Акустический контроль и диагностика на предприяти­ях топливно-энергетического комплекса/ В.М. Баранов, А.И. Гриценко, А.М.
Карасевич и др. — М.: Наука, 1998.

6. Дубов А.А. Метод магнитной памяти металла и приборы контроля. — М.:
Энергодиагностика, 2001.

7. Кузнецов Н.С. Теория и практика неразрушающего контроля изделий с
помощью акустической эмиссии. — М.: Машиностроение, 1998.

8. Гриб В.В. Диагностика технического состояния оборудования нефтегазо-
химических производств. — М.: Изд-во ЦНИИТЭнефтехим, 2002.

9. Генкин М.Д., Соколова А.Г. Виброакустическая диагностика машин и ме­ханизмов. — М.: Машиностроение, 1987.

 

10. Скугорова Л.П. Материалы для сооружения газонефтепроводов и храни­лищ. — М.: Недра, 1989.

11. Якубович Н.А. Оценка вибросостояния энергомеханического оборудова­ния. — М.: Изд-во РАО «Газпром», 1997.

12.Оценка технического состояния и ресурса оборудования химических,
газо- и нефтеперерабатывающих производств: сб. материалов школы-семинара
2002 г. — Волгоград: Афиша, 2003.

13. Маслов Б.Г. Дефектоскопия проникающими веществами. — М.: Высшая
школа, 1991.

14. Котляревский В.А., Шаталов А.А., Ханухов Х.М. Безопасность резервуа­ров и трубопроводов. — М.: Экономика и информатика, 2000.

15. Баркова Н.А. Введение в виброакустическую диагностику роторных ма­
шин и оборудования. — СПб.: Изд. центр СПбМТУ, 2003.

16.Металлические конструкции: в 3 т. / Под ред. В.В. Горева. Т. 3: Специ­альные конструкции и сооружения. — М.: Высшая школа, 2002.

17. Соснин Ф.Р. и др. Неразрушаюший контроль. Справочник: в 8 т. / Под
ред. В.В. Клюева. — М.: Машиностроение, 2003—2005.

18. ГольдинА.С. Вибрация роторных машин. — М.: Машиностроение, 1999.

19.Сборник руководящих материалов по защите городских подземных тру­бопроводов от коррозии. — Л.: Недра, 1987.

20. Жуков В.Г. и др. Определения износа вантовых канатов портальных и
башенных кранов в местах их заделки в муфты // Безопасность труда в про­мышленности. — М., 2002. — № 5.

 

 

Оглавление

 

Предисловие ………………………………………………………………………………............................1

1. Задачи, система и типовая программа технической диагностики………………………………...….4

1.1.Цельизадачитехническойдиагностики........................................ ……………….…….…………4

1.2. Виды дефектов, качество и надежность машин……………………..…..........................................5

1.3. Восстановление работоспособности оборудования............... ………………………….................10

1.4. Вилы состояния оборудования, системы технической диагностики….......................................13

1.5.Типовая программа технического диагностирования.............. ………………..….....................19

1.6.Виды неразрушающего контроля, его стандартизация и метрологическое обеспечение

2. Методы вибрационной диагностики ………………………………………………………………......27

2.1. Сущность вибродиагностики и ее основные понятия............. …………............................................................................................................................................ ………………………………...27

2.2. Средства контроля и обработки вибросигналов...................... ……………………… ………..34

2.3. Виброактивность роторов…………………………………….... ………………………………..37

2.4. Виброактивность подшипников и их диагностика................... ………………….………….…42

2.5 Виброактивность зубчатых передач и трубопроводов............ ……………………… ……..…46

2.6. Вибродиагнстика и вибромониторинг общих дефектов машинного

оборудования........................................................................ ……………………………...................48

3.1.Классификации оптических методов контроля........................ ………………........................53

3.2.Особенности визуального контроля………………………………………………………………..54

3.3.Визуально - оптический и измерительный контроль................ ………………..........................58

4. Капилярный контроль................................................................... ………………………...............66

4 1. Физическая сущность капиллярного контроля........................ ……………………… …….….66

4.2. Классификация и особенности капиллярных методов............ …………………….………….70

4.3. Технология капиллярного контроля……………………………………………………………….72

4.4. Проверка чувствительности капиллярного контроля.............. …………………….... ………..73

5.1.Термины и определения течеискания, количественная оценка течей …………………………...75

5.2. Способы контроля и средства течеискания……………………………………………………….77

5.3. Масс-спектрометрический метод............................................. ………………………..............80

5.4. Галогенный и катарометрический методы………………………………………………………..83

5.5. Жидкостные методы течеискания………………………………………………………………….85

5.6.Акустическийметод.................................................................... ………………………………..86

6. Рациональныйконтроль.................................................................. ………………………...........…88

6.1.Источники ионизирующего излучения...................................... ………………………………..88

6.2.Контроль прошедшим излучением………………………………………………………………….92

6.3.Радиографический контроль сварных соединений………………………………………………..94

7.1. Область применения и классификация..................................... ……………………............….98

7.2. Магнитные характеристики ферромагнетиков.………………………………………………....99

7.3. Магнитные преобразователи……………………………………………………………………….103

7.4. Магнитная дефектоскопия, магнитно – порошковый метод……………………………………107

7.5. Дефектоскопия стальных канатов…………………………………………………………………113

7.6. Метод магнитной памяти…………………………………………………………………………..116

7.7. Магнитная структуроскопия…………………………………………………………………….....120

8. Вихретовоаый, электрический и тепловой вид контроля……………………………………..129

8.1.Вихретоковый вид контроля.................................................... ……………………….. ……....129

8.2.Электрический вид контроля................................................... ……………………….. ……....132

8.3. Тепловой вид контроля............................................................ ……………………….. ……....135

9. Ультразвуковой неразрушайющий контроль......................... ……………………….. ……....139

9.1.Акустические колебания и волны.......................................... ………………………………..139

9.2.Затухание ультразвука........................................................... ……………………….. ………142

9.3.Трансформация ультразвуковых волн................................... ……………………….. ……....145

9.4.Способы получения и ввода ультразвуковых колебаний

Конструкция пьезопреобразоватедей................................................................................................147

9.5.Аппаратура, методы и технология ультразвукового контроля ………………………………..151

10. Аккустико – эмиссионный метод…………………………………………………………..........159

10.1.Источники акустической эмиссии.......................................... ……………………….. ……....159

10.2.Виды сигналов АЭ................................................................... ………………………. ………160

10.3.Оценка результатов АЭ контроля.......................................... ……………………….. ………163

10.4.Аппаратура АЭ контроля....................................................... ………………………. ………166

10.5. Порядок проведения и область применения АЭ контроля……………………........................173

11.Деградационные процессы оборудования и материалов……………………………………..178

11.1.Деградлционныс процессы, вилы предельных состояний.... ……………………….. ………178

11.2.Характеристика лстралационных процессов......................... ……………………….. ……...179

11.3.Виды охрупчиваиия сталей и их причины………………………………………………………185

11.4.Контроль состава и структуры конструкционны» материалов………………………………….181

11.5.Оценка механических свойств материалов……………………………………………………….193

11.6.Способы отбора проб металла и получения информации о его свойствах ……………....194

12. Оценка остаточного ресурса оборудования …………………………………………………….203

12.1.Методология оценки остаточного ресурса……………………………………………………….203

12.2.Опенка ресурса при поверхностном разрушении………………………………………………..206

12.3.Прогнозирование ресурса при язвенной коррозии………………………………………………208

12.4.Прогнозирование ресурса по трещиностойкости и критерию «течь перед разрушением»…………………………………………………………………………………….............211

12.5.Оценка ресурса по коэрцитивной силе…………………………………………………………….216

12.6.Оценка ресурса по состоянию изоляции………………………………………………….............220

13. Особенности диагностирования типового технологического оборудования……………..223

13.1 Диагностирование буровых устамовои……………………………………………………….223

13.2. Диагностирование линейной части стальных поонефтспроволов и арматуры……………..233

13.3.Диагностирование сосудов и аппаратов, работающих паз давлением ……………………….251

13.4.Диагностирование установок для ремонта скважин………………………………………….257

13.5.Диагностирование вертикальных цилиидричеекза резервуаров для нефтепродуктов………261

13.6.Диагностирование насосно-компрессорного оборудования ……………………………...271

Список литературы………………………………………………………………………………………277

 

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...