Контроль работоспособности

ГАЗОНЕФТЕПРОВОДОВ И ИХ ОСНОВНОГО

ОБОРУДОВАНИЯ

ИЗНОС И ПОВРЕЖДЕНИЯ ГАЗОНЕФТЕПРОВОДОВ И ИХ ОБОРУДОВАНИЯ

Все подземные стальные трубопроводы в той или иной степени подвержены коррозии — разрушению металлических поверхно­стей под влиянием химического или электрохимического воздей­ствия окружающей среды, поэтому они имеют изоляционное покрытие, устраняющее непосредственный контакт металла трубопровода с окружающей средой. Изоляционное покрытие разрушается вследствие старения или в результате различных механических воздействий при укладке и засыпке трубопровода. Местное разрушение изоляционного покрытия приводит к уси­ленному разрушению оголенного участка трубопровода. Сквоз­ное отверстие в изоляционном слое заполняется влагой, содер­жащейся з грунте и являющейся в данном случае электроли­том. Вследствие этого металлическая поверхность электрически контактирует с агрессивной окружающей средой.

Как показывает опыт эксплуатации трубопроводов с изоля­ционным покрытием, срок службы последнего зависит от его типа и физико-химических свойств грунта: кислотности, щелоч­ности, воздухопроницаемости и влажности. В обыкновенных грун­тах с низкой коррозионной активностью и высоким удельным сопротивлением (20—100 Ом-м) средний срок службы нор­мальной изоляции составляет 8—10 лет, усиленной—15— 16 лет.

По характеру и физической природе коррозионные разру­шения подземных металлических сооружений (трубопроводов) можно разделить на химические, электрохимические и разру-

шения под действием блуждающих токов. При химической кор­розии разрушение происходит в месте контакта металла с хи­мическим реагентом. К этому виду относят коррозию в неэлек­тролитах и коррозию от действия газа на металл (например^ на трубопроводы, по которым транспортируют сернистый газ к Характер разрушения равномерный. Электрохимическая кор­розия— это разрушение металлов (в виде мелких пятен и ра­ковин (каверн) значительной глубины, иногда поражающих всю толщину стенки трубы), сопровождающееся образованием электрического тока.

На поверхности трубы (рис. 73) вследствие различной струк­туры металла на разных участках образуется ряд гальваниче­ских коррозионных элементов. На анодных участках ион-атомы железа переходят в раствор в виде гидратированных катионов,, при этом на поверхности металла остаются освобождающиеся электроны 2е, которые перемещаются по металлу к катодным участкам. На катодных участках эти электроны снимаются с металла. В результате ионизации кислорода происходит обра­зование гидроксильной группы ОН. Переходящие в раствор на анодных участках катионы Ре и на катодных участках гидро-ксильные ионы ОН взаимодействуют в растворе с образова­нием закиси железа Ре(ОН)₂. При наличии в электролите (вода, почва) свободного кислорода закись железа окисляется в гидрат окиси железа

О₂ + 4Ре (ОН)_а + 2Н₂ -» 4Ре (ОН)₈,

который выпадает в виде осадка. Скорость разрушения опреде­ляется эффективностью указанной работы гальванических эле­ментов, возникающих на поверхности металла. Она значительно превышает скорость прямого химического взаимодействия ме­талла с молекулами воды. В связи с этим для основной массы металла трубопроводов и резервуаров, эксплуатирующихся: в атмосфере, воде и почве, учитывают главным образом про­цессы электрохимической коррозии.

Различают электрохимическую коррозию в электролитах,, т. е. коррозию металлов под действием водных растворов со-

лей и кислот или природных вод (коррозия труб подводных переходов через реки, озера, болота); почвенную коррозию под действием почвы или почвенного электролита вследствие неод­нородности стали (примеси, содержащиеся в стали, в условиях влажного грунта образуют локальные гальванические эле­менты, в которых анодом является обладающий более отрица­тельным потенциалом чистый железоферрит, поэтому она и разрушается); атмосферную коррозию, т. е. коррозию металлов под действием кислорода воздуха и атмосферной влаги (кор­розия воздушных переходов трубопроводов через реки, балки и овраги, а также наземного оборудования — задвижек, ванту-зов и т. д.).

Атмосферная коррозия усиливается в тех районах, где в воз­духе содержатся такие газы, как сернистый ангидрид, серный ангидрид и сероводород. Эти газы в присутствии влаги обра­зуют кислоты, которые разрушают имеющиеся на металлах есте­ственные защитные пленки и облегчают дальнейшее коррозион­ное разрушение.

Коррозия под действием блуждающих токов в настоящее время встречается чаще всего, особенно на участках, где трубо­проводы проходят вдоль электрифицированных железных до­рог. Положительный полюс тяговой подстанции присоединяется к контактным проводам, а отрицательный — к рельсам через заземляющие провода. При возвращении по рельсам на тяго­вую подстанцию часть тока стекает в землю, следуя по пути наименьшего сопротивления и образуя блуждающие токи, кото­рые через повреждения в изоляционном покрытии трубопровода проникают в трубопровод и продолжают свой путь по нему. О увеличением сопротивления трубопровода токи выходят в грунт, если его электропроводимость выше электропроводи­мости трубопровода. Участки, на которых блуждающие токи входят в трубопровод, поляризуются катодно (катодные уча­стки), а участки, на которых блуждающие токи выходят из него, поляризуются анодно и разрушаются. На одном из участ­ков трубопровода, где интенсивность блуждающих токов была высокой (сила тока около 1000 А), нормальная изоляция тру­бопровода вышла из строя за 4,5 года, а усиленная за 8 лет эксплуатации.

■ Одна из основных причин сокращения срока службы обо­рудования газонефтепроводов — износ сопрягаемых поверхно­стей, движущихся относительно друг друга, в результате чего образуются мельчайшие осколки материала. Износ включает в себя один или несколько процессов:

микросрезание, происходящее при наличии осколков изна­шиваемого материала или абразивных частиц, которые срезают крошечные частицы металла или вызывают поверхностную де­формацию;

пластическую или упругопластическую деформацию, возни­кающую в определенных областях поверхности как результат

высоких местных напряжений, появившихся при контакте мик­рошероховатостей на соприкасающихся поверхностях;

поверхностную усталость, возникающую при повторяющихся упругих деформациях поверхности и действующих флюктуирую­щих силах;

местный перегрев, являющийся результатом недостаточного теплоотвода; локальные увеличения температуры бывают столь велики, что имеются случаи расплавления трущихся поверхно­стей (сварной спай);

молекулярное взаимодействие, возникающее при больших давлениях и малой частоте вращения; при этом происходит-холодная сварка и переход частиц металла с одной поверхно­сти на другую;

эффект Ребиндера, заключающийся в том, что смазка заби­вает микротрещины и является причиной возрастания давле­ния, которое приводит к повреждению поверхностного слоя..

Эти процессы могут происходить одновременно и вызывать, различные виды износа.

Абразивный износ возникает вследствие истирания твердыми частицами относительно мягкого материала рабочей поверхно­сти. Видимо, это основная причина износа сопрягаемых детален. Для снижения темпа износа необходимы тщательная фильтра­ция смазочного масла и эффективное уплотнение подшипников. Абразивный износ может происходить при засасывании вместе с воздухом пыли, твердые частицы которой в масле образуют абразивный материал, являющийся причиной быстрого из­носа трущихся деталей (колец, цилиндров, поршней, шеек валов и т. д.). Следовательно, чистота машинного зала,. мастерских, оборудования, электромашин и транспортных средств — одно из главнейших условий нормальной эксплуа­тации.

Эрозионный износ возникает при непосредственном сопри­косновении отдельно перемещающихся деталей. Он выражается в истирании материалов, появлении микроскопических царапин,, задиров и скалывании поверхностного слоя металла. Непосред­ственный контакт отдельных металлических частей происходит вследствие разрыва масляной пленки, обычно разделяющей трущиеся поверхности деталей. Случаи разрыва масляной пленки могут наблюдаться при недостаточной смазке, выгора­нии масла и сдувании его с поверхности, при ударах и неудов­летворительной подгонке сопрягающихся деталей, а также при, недоброкачественном масле. Развитие этого процесса приводит к задиру подшипников скольжения цилиндровых втулок и по­вышенному износу поршневых колец.

Усталостный (питтинговый) износ обычно происходит в под?.
шипниках качения и является следствием усталости поверхно­
стного слоя. В тех случаях, когда имеется относительное сколь­
жение поверхностей, возможен усталостный износ вследствие-
микрошероховатости. _:.:

г.1С 74. Характер и формы распределения коррозионного износа

Молекулярный износ характеризуется развитием локальных "металлических соединений и отторжением образовавшихся ча­стиц от трущихся поверхностей. Этот тип износа наблюдается при высоких давлениях и, как правило, развивается с высокой скоростью.

Коррозионный износ происходит при наличии агрессивной (окислительной) среды. Циклическая нагрузка разрушает окис-.ную (защитную) пленку и обнажает свежий подслой металла, который при наличии кислорода окисляется. Образующаяся пленка снова разрушается, и процесс повторяется (особенно это относится к шейкам валов).

Коррозионные повреждения могут иметь сплошной, мест­ный, межкристаллитный и селективный характер (рис. 74). При сплошной коррозии поверхность детали (узла, аппарата) изнашивается относительно равномерно. По степени равномер­ности коррозионного разрушения поверхностного слоя разли­чают сплошную равномерную (рис. 74, а) и сплошную неравно­мерную (рис. 74, б) коррозию. Равномерная коррозия протекает в слабокислых растворах солей и кислот, а также в тех слу­чаях, когда контакт среды с поверхностью детали происходит •без завихрений.

При местной коррозии разрушение распространяется не по всей поверхности контакта со средой, а охватывает только от­дельные участки поверхности и локализуется на них. При этом образуются кратеры и углубления, развитие которых может привести к появлению сквозных отверстий. Разновидности ме­стной коррозии — коррозия отдельными пятнами (рис. 74, в), язвенная (рис. 74, г) и точечная (рис. 74, д).

Межкристаллитная, или интеркристаллитная, коррозия — разрушение металлов по границам зерен (рис. 74, е). Этот вид коррозии характерен для деталей, которые изготавливают из-хромоникелевых аустенитных сталей, широко применяемых в химическом машиностроении, а также из медноалюминиевых (Дюралюминиевых), магниевоалюминиевых и некоторых других сплавов. Глубоко проникшую межкристаллитную коррозию на­зывают транскристаллитной (рис. 74, ж). Селективная, или 'Структурно-избирательная, коррозия (рис. 74, з) заключается

в разрушении одной или одновременно нескольких структурных составляющих металла.

Навигационный износ (кавитационная эрозия)—следствие локальных гидравлических ударов жидкости в зоне кавитации, Если элемент работает в потоке горячих газов, то поверхность размягчается и окисляется, при этом из металла вместе с потз-ком газа уносятся отколовшиеся частицы металла (газовая эрозия).

Степень влияния различных типов износа зависит от конст­рукции сооружений и оборудования, материалов, из которых они изготовлены, качества топлива, смазки, а также от качества обслуживания эксплуатационным и ремонтным персоналом. Величина износа основных фондов зависит от их вида, срока службы, интенсивности использования, а также от качества проводимых ремонтных работ. При прочих равных условиях из­нос основных фондов тем больше, чем больше времени они находятся в эксплуатации. Оборудование, машины, аппараты и приборы прежде всего подвергаются физическому (материаль­ному) износу, возникающему как при их эксплуатации (износ первого рода), так и во время простоя (износ второго рода). Например, во всех электромашинах при работе под нагрузкой: изоляция стареет под воздействием электрического поля, на­грева и механических усилий. Помимо физического оборудова­ние подвергается моральному (экономическому) износу.

ВИДЫ ДЕФЕКТОВ

Дефектом называется каждое отдельное несоответствие про­дукции требованиям, установленным нормами.

По внешнему признаку дефекты подразделяют на явные и скрытые. Явные поверхностные дефекты обнаруживают ви­зуально, а скрытые (внутренние), неразличимые глазом, выде­ляют с помощью специальных средств.

По происхождению дефекты подразделяют на производствен­ные и эксплуатационные. Производственные дефекты могуг быть металлургическими, возникающими при плавке и отливке (газовые, усадочные, песчаные и шлаковые раковины, рыхлоты,, пористости, неметаллические включения и др.), прокатке к ковке (волосовины, рванины, закаты, расслоения, внутренние-разрывы и др.), и технологическими, возникающими при изго­товлении деталей (сварка, пайка, склеивание, клепка, механи­ческая, термическая и другие виды обработки, нанесение галь­ванических покрытий и др.). При соединении деталей сваркой могут наблюдаться трещины по границе сварного шва, в на­плавленном металле и в зоне термического влияния, непровары,, раковины, шлаковые включения; при термической и электрохи­мической обработке — закалочные трещины, растравление ме­талла; при механической обработке встречаются шлифовочные и отделочные трещины, надрывы металла при холодной дефор-

мации. Эксплуатационные дефекты возникают после некоторой наработки изделий в результате усталости материала деталей в виде различного вида трещин (усталостных, коррозионно- и термически усталостных, ползучести, от структурных напряже­ний и др.), коррозии, изнашивания и т. д., а также вследствие неправильного технического обслуживания и ремонта.

При ориентировке относительно действующих напряжений дефекты делят на поперечные и продольные.

По степени опасности дефекты (с целью выбора методов п средств контроля) относят к критическим, значительным и ма­лозначительным. При этом учитывают характер и размеры де­фектов, место их расположения на детали, чувствительность материала к концентратору напряжений, особенности конструк­ции и нагрузки детали (статическая, повторно-статическая, динамическая), температуру, коррозионную агрессивность среды и т. д.

К критическим относят дефекты, при наличии которых даль­нейшее использование детали недопустимо по соображениям безопасности или практически невозможно (трещины любых размеров, расположенные в местах, которые являются при от­сутствии несплошности концентраторами напряжений, а также поперек действующих напряжений в дисках и лопатках рото­ров газовых турбин и компрессоров и т. д.).

Значительные дефекты — это дефекты, которые существенно влияют на использование детали по назначению и (или) на ее долговечность, но не являются критическими. Сюда относят очаги коррозии в трубопроводах, трещины в лопатках роторов турбин и компрессоров, идущие вдоль действующих напряже­ний, и т. д.

К малозначительным относят дефекты, которые не оказы­вают существенного влияния на использование детали по на­значению и (или) на ее долговечность, например плены, не­большие неусталостные трещины в лопатках спрямляющих и сопловых аппаратов, очаги коррозии и небольшие трещины в корпусе и т. д.

При определении степени опасности несплошности с целью выбора методов, средств и приемов контроля участки детали (или деталь полностью) относят к группам по напряженности. Можно выделить две такие группы:

детали, в которых действующие при работе напряжения распределены равномерно (пружины, клапаны, поршневые пальцы, лопатки сопловых и спрямляющих аппаратов, тяг», прямолинейные участки трубопроводов и т. д.); в этой группе одинаковые несплошности, расположенные в разных местах, оказывают практически одинаковое влияние на прочность де­тали, которую проверяют по всей поверхности или по всему объему;

детали, при работе которых напряжения концентрируются в локальных зонах, что связано с конструктивной формой или*

характером нагрузок (лопатки роторов двигателей, валы и втулки с резьбой, шлицами и фланцами, зубчатые колеса, болты); степень опасности каждой несплошности определяется близостью ее к концентратору напряжений; влияние одинако­вых несплошностей на разных участках различно; при конт­роле устанавливают зоны повышенного внимания.

Дефекты различного происхождения по-разному влияют на прочность детали каждой группы. Так, например, волосовины длиной 3—8 мм и глубиной 0,05—0,3 мм при их расположении перпендикулярно (или близко к этому положению) к макси­мальным растягивающим напряжениям в деталях второй группы недопустимы, так как при наличии их предел выносли­вости в отдельных случаях снижается до 50%. Наличие шли­фовочных трещин глубиной 0,1—0,2 мм снижает предел вынос­ливости стали 18ХНВА в 3 раза, твердой шарикоподшипнико­вой стали — в 5—10 раз. Усталостные трещины на деталях второй группы — критические дефекты.

МЕТОДЫ ПРОВЕРКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ И ДЕТАЛЕЙ

В настоящее время в производстве широко применяют не-разрушающий контроль (НК), позволяющий проверять качество деталей без нарушения их пригодности к использованию по назначению. Согласно ГОСТ 427—75 существующие средства неразрушающего контроля предназначены для выявления де­фектов оценки структуры материалов, контроля геометрических параметров, оценки физико-химических свойств деталей.

В зависимости от принципа работы контрольных устройств все методы НК (ГОСТ 18353—79) подразделяют на акустичес­кие, капиллярные, магнитные, электромагнитные (вихревых то­ков!, оптические, радиационные, радиоволновые, тепловые, а также методы контроля течеискателем. При выборе метода или комплекса методов для дефектоскопического контроля де­талей и узлов помимо специфических особенностей и техниче­ских возможностей каждого метода необходимо учитывать сле­дующие факторы: характер (вид) дефекта и его расположение, условия работы деталей и технические условия на обработку, материал детали, состояние и чистоту обработки поверхности, форму и размеры детали, зоны контроля, доступность детали и зоны контроля, условия контроля на ремонтных предприятиях. Оборудование проверяют следующими методами:

визуально-оптическим — с его помощью выявляют относи­тельно крупные трещины, механические повреждения поверхно­сти, нарушение сплошных защитных покрытий, остаточную де­формацию и др.; вероятность обнаружения мелких поверхност­ных дефектов низка; эффективность метода зависит от субъек­тивных факторов (остроты зрения, опыта оператора) и условий контроля (освещенности, оптического контраста); 206

легким обстукиванием молотком, что позволяет выявить тре­щины по звуку (у коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания, рабочих колес);

измерением (контактным и бесконтактным) толщины сте­нок и линейных размеров (шейки вала, шипов, уплотнитель-ных колец и др.); контактные измерения осуществляют при: контакте измерительного наконечника с поверхностью измеряе­мой детали; характер контакта может быть точечным, линей­ным и поверхностным; бесконтактные измерения (оптические, пневматические и др.) выполняют без механического контакта между измерительным инструментом и измеряемой деталью;

радиографическими — выявляют пороки литья и контроли­руют качество и состояние ответственных сварных швов;

электромагнитными;

ультразвуковой (акустической) дефектоскопией;

цветной дефектоскопией.

Электромагнитные методы основаны на рассеивании сило­вых линий в месте дефекта. Способы намагничивания показаны на рис. 75. Для стального стержня с поверхностной трещиной, помещенного между полюсами сильного электромагнита посто­янного тока, магнитные силовые линии располагаются согласно рис. 76. В целых местах стержня магнитные силовые линии представляют собой пучок параллельных линий, в месте де­фекта они искривляются. Для обнаружения дефекта предпола­гаемое место его нахождения посыпают ферромагнитным по­рошком. При постукивании по стержню частицы порошка под действием потока рассеивания устремляются в направлении наибольшей плотности силовых линий, т. е. к трещине. Приме­няют порошки Ре₃О4 (магнитный железняк), РегО₃ (красный железняк). Последний делают ферромагнитным, сначала нагре­вая его до 700 °С, а затем охлаждая.

Более четкие отпечатки дефектов можно получить в том слу­чае, если вместо сухого порошка использовать суспензию — смесь тончайшего ферромагнитного порошка с жидкостью соот­ветствующей вязкости (керосин, трансформаторное масло). По­токи рассеяния, образующиеся у поверхности дефектов, притя­гивают взвешенные частицы порошка, смешанного с жидкостью, а с неповрежденных мест детали смесь стекает. Эффективность данного метода зависит от намагниченности детали, ее магнит­ных свойств, качества ферромагнитного порошка и вязкости жидкости.

Детали можно намагничивать постоянными магнитами, электромагнитами, соленоидами, циркуляционным намагничи-; ванием с пропусканием через них постоянного или переменного, тока и комбинированным способом.

Следует отметить, что при расположении трещин парал-. лельно магнитным силовым линиям последние деформируются: незначительно, следовательно, трещины в таких случаях выде­ляются мало. По этой причине более эффективен комбиниро-

Способы намаеничибания

Рис. 75. Способы намагничивания деталей при магнитопорошковом кон­троле (стрелками показано возможное расположение трещин):

/ — обмоткой кабеля; II — в катушке; III —в электромагните; IV— VII — пропусканием тока соответственно по детали, стержню, тороидной обмотке, участку детали; VIII — пропусканием тока по кабелю, расположенному на детали или рядом с ней; IX — перемещением одного полюса магнита по детали

ванный способ обнаружения дефектов, при котором наблюда­ется продольно-поперечное или спиральное магнитное поле. Продольные силовые линии создаются электромагнитом постоян­ного тока, а поперечные — при подключении испытуемой де­тали к сети с большой силой тока (обычно подключением ее накоротко к зажимам вторичной обмотки трансформатора). Магнитную смесь изготовляют из 200—250 г ферромагнитного порошка и 1 л трансформаторного масла.

Ультразвуковой дефектоскопией (рис. 77) обнаруживают внутренние дефекты деталей. Преимущество данного метода заключаются в том, что благодаря малой степени поглощения ультразвуковых колебаний металлами в определенном диапа­зоне частот удается обнаружить дефекты, расположенные на большой глубине.

Метод цветной дефектоскопии — один из капиллярных мето­дов дефектоскопии, основанных на проникающих свойствах 208

Рис. 76. Расположение магнит­ных силовых линий при поверх­ностной трещине

жидкости. Капиллярные методы используют для выявления де­фектов, имеющих выход на поверхность изделия. Они приме­нимы как к магнитным, так и к немагнитным материалам. Контроль с применением проникающих жидкостей (пенетран-тов) требует небольших затрат времени, прост и надежен, по­этому его широко используют при дефектации деталей компрес­соров и насосов.

2 5

Принцип действия капиллярных методов дефектоскопии основан на увеличении контраста между дефектными и безде­фектными материалами после обработки всего изделия специ­альной индикаторной жидкостью (рис. 78). По типу проникаю­щей жидкости капиллярные методы делят на флуоресцирующие ■(люминесцентные) и цветные. Иногда применяют методы конт­роля с помощью керосина, масла, радиоактивных веществ, ще^: .лонного индикатора, фильтрирующих частиц. При испытаниях флуоресцирующим методом в пенетрант вводят люминофоры, •светящиеся под действием ультрафиолетового света. В темноте дефектные места светятся. Для проведения таких испытаний требуются темное помещение и источники ультрафиолетового света. При цветном методе в индикаторной жидкости раство­ряют красители, поэтому дефекты проявляются в виде цветных пятен. Цветной способ прост, дешев, не требует специального оборудования и может быть применен непосредственно в цехо­вых условиях. В простейшем случае ограничиваются нанесением керосиново-меловой пробы. При этом деталь обильно смачивают керосином или опускают в ванну с ним, а по истечении 15— 20 мин насухо вытирают. Места, где возможно трещинообразо-вание, натирают мелом, затем простукивают молотком. Из тре-шин выступает керосин, оставляя на слое металла пятна.

Рис: 77. Зеркальное (а) и диффузное (б) отражение ультразвуковых воли:

/ — Яьезопластина искателя; 2, 3 — падение ультразвуковых колебаний на дефект со­ответственно под углом и нормальное; 4, 5 — отражающая поверхность дефекта со-' ■ответственно гладкая (шероховатость значительно меньше длины волн) и шерохо-

20Э

Рис. 78. Основные этапы контроля деталей капиллярным методом дефекто­скопии:

а — жидкость заполнила полость трещины; б — жидкость удалена с поверхности де­
тали; в — на деталь нанесен проявитель, над трещиной образован индикаторный _;;к<-
сунок; / — деталь; 2 — трещина; 3 — жидкость; 4 — проявитель; 5 — индикаторный ри­
сунок

При люминесцентном методе проверяемую деталь тщательно промывают и на 10—15 мин опускают во флуоресцирующую* жидкость (смесь светлого трансформаторного масла, освети­тельного керосина и неэтилированного бензина в соотношении; (по объему) 0,25:0,5:0,25). После извлечения из этой жидко­сти деталь промывают холодной водой, просушивают сжатым воздухом и облучают ультрафиолетовыми лучами (ртутно-кварцевой лампой ПРК-2 или ПРК-4). Жидкость, выходящая из трещин на поверхность, при облучении детали светится зе­лено-желтым светом.

Выявление размеров трещины, ее формы и глубины залега­ния в расчетном сечении осуществляют методами дефектоско­пии. Каждый метод имеет характеристическую кривую чувстви­тельности обнаружения дефек­тов, которая зависит от матери­ала, вида и ориентации дефекта, методики испытания и других факторов. Конечно, вероятность обнаружения дефектов возра­стает с увеличением их размеров (рис. 79).

После проведения подеталь­ной дефектации составляют де­фектную ведомость, в которой отмечают характер повреждений или износа деталей, объем необ­ходимого ремонта с указанием вновь изготовляемых деталей; >аботы, связанные с капиталь­ным ремонтом (разборка, транс-

ния трещины размером б мето­дами дефектоскопии: / — ультразвуковым; 2 ~ красящей жидкостью; 3 — рентгеновским

портировка, промывка и т. д.), и работы, которыми заканчи­вается ремонт (подготовка, шаб~

ревка, сборка, проверка на прочность, опрооование, сдача в экс­плуатацию).

"Карты на дефектацию и ремонт — один из основных тех­нических документов. В них даны указания по дефектации де­талей. Карты заполняют в порядке возрастания нумерации сбо­рочных единиц и деталей или в конструктивной последователь-кости расположения последних. В левом верхнем углу карты помещают эскиз детали или технологического процесса. На нем проставляют габаритные размеры, отдельно показывают про­фили зубьев шестерен, шлицев, шлицевых и шпоночных пазов, кулачков и т. д. Номера позиций, места позиций и контроля вы­носят от размерной стрелки и располагают в порядке возрас­тания по часовой стрелке или слева направо. В правом верхнем углу карты приводят чертежи с данными, характеризующими деталь. Принят следующий порядок построения карты:

проставляют номера позиций дефектов, указанных на эскизе (не указанные на эскизе детали наносят в первую очередь без проставления позиций);

заносят возможные дефекты детали, образующиеся в про­цессе эксплуатации машины, в технологической последователь­ности их контроля: сначала отмечают дефекты, определяемые визуально, а затем дефекты, определяемые замерами;

указывают способы и средства контроля дефектов;

проставляют номинальные размеры, указывают допуски в соответствии с чертежами завода-изготовителя;

проставляют допустимые размеры с точностью до 0,01 мм при сопряжении ремонтируемой детали с машиной или новой.деталью;

указывают рекомендуемый способ устранения дефекта или выбраковки детали, который должен быть наиболее простым, экономичным, опробованным на практике и отвечать возможно­стям ремонтных заводов.

КОНТРОЛЬ РАБОТОСПОСОБНОСТИ УЗЛОВ И ДЕТАЛЕЙ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ НАСОСНЫХ И КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ

Контроль работоспособности основного оборудования НС и КС направлен на повышение эффективности их использования за счет упорядочения системы плановых ремонтов, предупреж­дения неплановых (аварийных) простоев, сокращения расходов запасных частей и обеспечения безопасной эксплуатации.

Центробежные компрессоры. К деталям, где возможно по­явление наиболее опасных дефектов, относят корпус, направ­ляющие аппараты, диффузоры, ротор, опорные и упорные под­шипники, лабиринтные уплотнения. Корпус подлежит контролю на наличие коррозии, эрозии, трещин. Проверяют состояние ■опор, плоскости горизонтального разъема. Трещины обнару­живают методом цветной дефектоскопии. При контроле корпуса

21-1

проверяют плотность разъемов. При выявлении плотности гори­зонтального разъема крышку устанавливают вместе с собран­ными направляющими аппаратами. Зазо|ры проверяют щупом при свободном положении крышки и затянутых болтах.

При отсутствии специальных требований завода-изготови­теля и коробления, удовлетворительном состоянии поверхности величина местных зазоров должна быть не более 0,1—0,2 мм, Если местные зазоры равны 0,2—0,5 мм, в случаях, допускае­мых инструкцией завода-изготовителя, для уплотнения разъема в дополнение к мастике разрешается применять асбестовый шнур диаметром не более 2 мм. В тех случаях, когда при этом не удается достичь необходимой плотности разъема, а также при зазорах более 0,5 мм поверхность разъема исправляют шабрением или другим способом с последующим пришабрива-нием по краске. Шабрение заканчивают, если местные зазоры между контрольной линейкой и обработанной поверхностью не превышают 0,15 мм.

При эксплуатации возможны следующие неисправности: по­вреждение лопаток направляющего аппарата в результате по­падания на них постороннего предмета или по другим причинам; задиры от задевания ротором при осевом сдвиге его, коррозия или эрозия, ослабленное крепление диафрагмы в корпусе и дэ. Диафрагмы осматривают после очистки их от осадков и коз-розии. Повреждения лопаток (загибы, вмятины, поломки) уст­раняют разными способами, выбор которых зависит от конст­рукции и материала аппарата. Например, загибы и вмятины обычно выправляют с помощью оправки, изготовляемой по пр > филю канала. Ее осторожно забивают между лопатками, вы­правляя профиль. Задиры, вызванные задеванием ротора, тща­тельно зачищают. При сильных задирах поврежденное место проверяют на наличие трещин (например, цветным методом). Если сильный задир вызывает значительный местный нагрез„ то следует проверять вертикальную плоскость диафрагмы на коробление с помощью контрольной линейки.

В результате коррозии или эрозии, а также вибрации могут повреждаться крепления, соединяющие диафрагму с корпусом. Проверке подлежат все крепления независимо от конструкции. Во время работы детали ротора испытывают сложные напряже­ния в результате действующих центробежных сил, динамиче­ских нагрузок со стороны потока рабочей среды и температур­ных деформаций. Неисправности ротора могут привести к серь­езным авариям, поэтому во время ремонтов необходимо-тщательно проверять места, которые испытывают наибольшие-напряжения: переходы от одного сечения вала к другому (гал­тели); места изменения профиля дисков колес, сечения, ослаб­ленные отверстиями и шпоночными пазами; места около закле­почных головок на дисках и др. При обнаружении трещин нз валу или рабочих колесах выясняют причины их возникнове­ния, а детали обязательно заменяют. Царапины и забоины за~

щищают шлифовкой или проточкой более чем на 3 % от их первоначальной величины. Зазоры между покрывными дисками и лопатками, которые проверяют с помощью щупа, не должчч превышать 0,05 мм. При отклонении зазоров от этой величины рабочие колеса заменяют. Если ротор неразборный, то его за­меняют целиком.

Одна из причин возникновения трещин под деталями, поса­женными на вал с натягом,— фреттинг-коррозия. У компрессо­ров фреттинг-коррозия под упорным диском — результат знако­переменных напряжений в узле вследствие биения рабочей по­верхности диска. Признак такой коррозии — грязно-бурый налет на поверхности вала под дисками или около него, а также ослабленная посадка диска. Фреттинг-коррозия сни­жает предел усталостной прочности вала на 30—35%, поэтому при обнаружении ее необходимо провести ревизию узла и уст­ранить причины возникновения коррозии. Основное условие предупреждения фреттинг-коррозии — точная обработка к сборка узла, исключающие появление знакопеременных напря­жений на месте посадки (увеличение посадочного натяга обычно ее не устраняет). Плотность посадки рабочих колес, упорного диска и полумуфт на валу ротора проверяют по звуку, обстукивая ступицы медным молотком массой 1 —1,5 кг. Обна­руженную неплотность устраняют или заменяют весь ротор.

Овальность и конусность шеек вала ротора проверяют пу­тем замера их микрометрической скобой. Предельно допусти­мое значение должно соответствовать размерам, приведенным на чертежах завода-изготовителя. При отсутствии этих данных исходят из следующих размеров: при диаметре шейки до 100 и более 100 мм овальность и конусность не должны превышать соответственно 0,015 и 0,02 мм.

Чтобы определить состояние оси вала ротора, проводят про­верку на биение. Прогиб оси вала вызывает вибрацию компрес­сора, поэтому величина его ограничена малыми допусками. Прогиб вала, вызывающий повышенную вибрацию, а также бие­ние шеек вала, полумуфт и упорного диска, превышающее до­пустимые нормы, выправляют на месте или в центрах на то­карном станке.

При необходимости после правки вала его шейки, полу­муфты и соответствующие поверхности упорного диска доводят до нормы проточкой или шлифовкой.

Опорные подшипники воспринимают массу ротора, пере­дают фундаменту динамические переменные усилия от его виб­рации и фиксируют радиальное положение ротора относительно корпуса. Основная неисправность опорных подшипников, спо­собная привести к аварии,— подплавление баббитовой заливки вкладышей, вызываемое частичным или полным прекращением подачи масла; загрязнением подшипников, вибрацией компрес­сора, некачественным баббитом или плохо выполненной залив­кой вкладышей; неудовлетворительным состоянием шеек или

213-

плохой пригонкой к ним вкладышей; плохим качеством смазоч­ного масла.

Плотность прилегания нижнего и верхнего вкладышей {в разъеме) проверяют после замены вкладышей новыми или лерезаливки старых. Пластинка щупа толщиной 0,03 мм должна проходить между верхней и нижней половинами вкладыша, на­ложенными друг на друга.

При установке новых вкладышей необходимо проверить сов­падение маслоотводящих отверстий в крышке подшипника верхнего вкладыша.

Упорные подшипники воспринимают осевое давление ротора во время работы компрессора и фиксируют положение ротора относительно неподвижных деталей проточной части и лаби­ринтных уплотнений. В компрессоре может быть установлен отдельный упорный подшипник или упорный подшипник в ком­бинации с опорным (опорно-упорный). Упорный подшипник выходит из строя вследствие аварийной вибрации, повышения осевого давления, неудовлетворительно выполненного ремонта или недостаточной смазки.

При проверке ротор перемещают рычагом (с проворачива­нием его) сначала в одно, а затем в другое крайнее положение. Разбег замеряют щупом (еще лучше индикатором) между пере­двигаемой частью ротора и неподвижной деталью. При замере разбега ротора с опорно-упорным подшипником следует пом­нить, что вкладыш последнего может смещаться в осевом на­правлении при расточке корпуса подшипника примерно на 0,1 мм, поэтому с помощью индикатора необходимо проверять, есть ли смещение, и устранить его. При проведении этой опера­ции измерительная лапка индикатора упирается в торец вкладыша.

В центробежных компрессорах в основном применяют уп­лотнения лабиринтного типа. Неправильная сборка или повреж­дение лабиринтного уплотнения (осевой сдвиг, сильная вибра­ция ротора, недостаточный зазор в уплотнениях, неудовлетво­рительная запрессовка гребней уплотнения в пазы обоймы, скопление в уплотнениях большого количества отложений) не только снижают эффективность работы компрессора, но и мо­гут вызвать аварию.

Центробежные насосы. К. п. д. насосного агрегата снижается с увеличением перетока жидкости в результате износа уплот-нительных колец рабочего колеса, уплотнений вала и непра­вильного устройства системы разгрузки его уплотнений. Эти причины определяются уровнем эксплуатации всей системы магнистрального трубопровода. Возможны случаи, когда на­пример, на насосе установлено колесо диаметром 460 мм, но в результате износа уплотиительных колец и увеличения внут­ренней циркуляции его работа соответствует работе колеса с эквивалентным диаметром 450 мм, т. е. характеристика на­соса заметно снижена. 214

Таким образом, необходимо строго соблюдать правила экс­плуатации агрегатов, сохранять оптимальный режим их работы,, своевременно выполнять ремонт оборудования.

При нормальной работе насосного агрегата отсутствуют вибрация насоса и двигателя (роторов, подшипников), задева­ние и удары, выбрасывание масла из корпуса подшипников, утечки в местах соединения деталей, через сальники или тор­цовые уплотнения.