Ремонт насосно-компрессорного оборудования

Перекачка жидких нефтепродуктов, сжиженных газов и других жидкостей на нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях осуществляются с помощью насосов. По принципам действия насосы делятся на лопастные и объемные.

К основным типам лопастных насосов относятся центробежные, осевые, диагональные. Перемещение жидкости лопастными насосами осуществляется непрерывным потоком за счет энергии лопастей вращающего рабочего колеса.

К объемным относятся поршневые, шестеренчатые, винтовые насосы. Перемещение жидкости у объемных насосов осуществляется за счет перемещения отдельных элементов и подачей отдельных объемов жидкости в напорный трубопровод.

Конструкция насоса определяет периодичность проведения техического обслуживания, объем ремонтов, порядок проведения сборки и разборки. К наиболее распространенным  нефтеперерабатывающей промышленности следует отнести центробежные и поршневые насосы.

 

 

 

 

Основная часть

Центробежные насосы составляют основную часть насосного хозяйства НПЗ.

По роду перекачивающей жидкости центробежные насосы делятся на:

— нефтяные – для перекачки нефти и нефтепродуктов;

— химические – для перекачки химических активных жидкостей;

— насосы общего назначения – для перекачки воды и других жидкостей.

Обозначение центробежных нефтяных насосов

Центробежные насосы в зависимости от конструкции имеют свое обозначение,состоящее из буквенных и цифровых символов. Насосы, используемые в химической промышленности имеют в своем обозначении первую букву Х, насосы, предназначенные для перекачки нефти и нефтепродуктов – букву Н. Цифра, которая стоит перед буквенными обозначениями, обозначает диаметр входного патрубка в мм, уменьшенный в 25 раз.

Остальные буквенные и цифровые символы обычно обозначают коэффициент быстроходности, материал корпуса, число ступеней и т.д.

Конольные насосы обозначают следующим образом:

4НК-5´1(4НКЭ-5´1, 10НД-6´1),

где 4 — диаметр входного патрубка, уменьшенный в 25 раз;

Н – нефтяной

К – консольный;

5 — коэффициент быстроходности, уменьшенный в 10 раз;

1 — число стуеней;

Э — насос на одном валу с электродвигателем;

Д — колесо двойного входа.

Химические насосы обозначаются следующим образом:

4Х-6А-1(6Х-9Д-1),

где 4 — диаметр входного патрубка, уменьшенный в 25 раз;

Х — насос химический;

6 — коэффицент быстроходности,уменьшенный в 10 раз;

А — обозначения исполнения насоса по материалу (А-из углеродистой стали, Д-из хромистых сталей, К-из хромоникелевых сталей);

1 — тип уплотнения (1 уплотнение из мягкой набивки (сальник), 2в и 2д одинарные торцевые уплотнения, 2г-двойное торцвое уплотнение).

Организация ремонтов насосного оборудования

Система планово-предупредительных ремонтов насосного оборудования предусматривает текущий, средний и капитальный ремонт. Кроме этого, в зависимости от конструкции, регулярно проверяется состояние машин и проводятся технические осмотры.

Межремонтный  пробег и структуры ремонтных циклов насосов разработаны для каждого типа насосов и приведены в таблице 1.

В зависимости  от конструкции насосов и особенностей организации  ремонтной службы предприятия ,проведение технического обслуживания и ремонтов на различных предприятиях  осуществляются по-разному. Но хочется отметить общие положения, которые характерны для многих предприятий нефтехимии  и нефтепереработки. Техническое обслуживание насосов осуществляется персоналом технологических цехов и установок, то есть сменными операторами или машинистами. Текущий ремонт осуществляется  силами цеховых ремонтных бригад. Средние и  капитальные ремонты осуществляются специализированными ремонтными службами предприятия, которые имеют  специализированные стенды, станки и приспособления для ремонта всех деталей насоса.

Порядок разборки сборки центробежных насосов

Перед разборкой насос должен быть отсоединен от всасывающих и   нагнетательных трубопроводов. Электродвигатель отсоединяется  от электропитания. Остатки перекачиваемой среды сливаются через нижнее сливное отверстие. Отсоединяются полумуфты, вспомогательные системы смазки, подачи воды на охлаждение и уплотнения.

Далее, в зависимости от конструкции насоса, порядок работы может отличаться.

Для одноступенчатых насосов в первую очередь снимается крышка всасывающего трубопровода, крышки подшипников. В зависимости от типа уплотнения снимается зажимная крышка сальникового уплотнения или крепление торцевого уплотнения. После этого снимают рабочее колесо и вытаскивают вал вместе с подшипниками. Все снятые детали промываются и осматриваются с целью обнаружения дефектов. После востановления или замены дефектных элементов сборку насоса осуществляют в обратной последовательности. Перед этим проводят статическую и динамическую балансировку вала. На последнем этапе проводят центровку по полумуфтам и обкатку насоса.

Насосы с двусторонним  рабочим колесом:

Разборка насоса с двусторонним всасыванием осуществляется в определенной последовательности. Сначала снимают буксы и крышки сальников и вынимают набивку. После этого снимается верхняя крышка корпуса насоса. Подшипники демонстрируются, начиная с крышек, затем снимаются верхние вкладыши и проверяются радикальные и осевые зазоры в лабиринтных уплотнениях, а также диаметральные и боковые зазоры  в опорных подшипниках. На следующем этапе снимается ротор, с которого вынимают втулку сальниковых уплотнений и рабочее колесо.

Характерные дефекты основных  элементов центробежных насосов

Корпус насоса.

В процессе эксплуатации могут появиться следующие дефекты корпуса насоса: коррозионно-эрозионный износ, трещины, свищи, износ посадочных мест.

Мелкие риски, забоины, вмятины на плоскостях разъема корпусных деталей устраняется зачисткой, шабровкой, крупные дефекты — заваркой с последующей обработкой поверхности и плоскости разъема.

Трещины устраняются заплавкой. После тщательной зачистки определяются места нахождения трещины, определяются границы трещины. Границы трещины засверливаются сверлом 3-4 мм на глубину на 2-3 мм глубже трещины. Края трещины вырубаются зубилом до основного металла или выбираются абразивным кругом.

Вал и защитная гильза.

Дефектация валов проводится проводится при среднем и капитальном ремонтах.

Наиболее характерными дефектами валов являются: искривление, износ шеек,  резьбы и шпоночных пазов, коррозионный и эрозионный износ.

Валы, имеющие трещины к эксплуатации не допускаются и ремонту не подлежат.

Биение валов допускается не выше предусмотренных нормативно-технической документацией.

Правка валов диаметром до 50 мм проводится механическим способом без нагрева под прессом на призмах или в центрах токарного станка с применением силовых приспособлений или на специальных стендах.

Правка валов диаметром более 50 мм проводится механическим способом с местным нагревом в приспособлении, в центрах токарного станка или на опорных призмах.

Вал нагревают горелками до температуры 550 0С (начало свечения металла) по окружности в месте максимального изгиба.

Нагретый вал домкратом и хомутом с тягами изгибают в сторону, противоположную искривлению и выдерживают в течение 2-3 часов.

По  окончании правки вала места, подвергавшиеся нагреву, отжигают при температуре 550-600 0С (цвет металла темно-красный) для ликвидации остаточных напряжений двумя горелками. При этом вал должен вращаться с числом оборотов 15-20 в минуту.

В зависимости от износа осадочных мест валов допускается применять следующие методы восстановления: износ посадочных поверхностей до 0,3 мм — хромирование; износ до 0,8 мм – осталивание (железнение) с последующим шлифованием;  износ посадочных поверхностей более 0,8 мм устраняется наплавкой Марки электродов,  применяемые при выплавке валов, выбираются в зависимости от материала вала. Наплавку рекомендуется проводить по специальной технологии НВФ ГрозНИИ. Для восстановления посадочных поверхностей используют металлизаторы.

Допускается уменьшение диаметров шеек валов на 2% от величины номинального размера с изготовлением ремонтных сопрягаемых деталей. Указанные на чертежах посадки должны быть соблюдены.

При износе шпоночного паза допускается увеличение его ширины не более чем на 10% с изготовлением нестандартной шпонки.

Шероховатость поверхности посадочных мест должна соответствовать рабочим чертежам и быть не ниже Ra = 2,5 мкм (V7) под рабочие колеса и подшипники, и не ниже Ra =2,5 мкм (V6) под защитные гильзы, полумуфту, разгрузочный барабан, втулки средней и промежуточных опор и маслоотбойное кольцо.

Максимальная разность между диаметрами шейки вала и внутренним диаметром защитной гильзы не должна быть более 0,04 мм.

Рабочее колесо с уплотнительными кольцами.

Рабочие колеса не должны иметь трещин любого размера и расположения.

Посадочные места и торцовые поверхности рабочих колес не должны иметь забоин, заусенцев и т.д.

Рабочие колеса не должны иметь износа лопаток и дисков от коррозии и эрозии более 25% от их номинальной толщины. Изгиб лопаток не допускается.

При местной коррозии стальных рабочих колес дефектные места зачищаются до  полного вывода раковин и направляются с последующей обработкой и балансировкой.

Трещины стальных рабочих колес устраняются заваркой.

Перед заваркой определяются границы трещины и на концах  ее просверливаются отверстия диаметром 3-4 мм. Дефектное место вырубается или зачищается до появления неповрежденного металла и заваривается с последующей обработкой.

Подшипники качения

В центробежных насосах широко применяются подшипники качения. Не допускаются к эксплуатации подшипники, имеющие следующие дефекты:

— трещины, выкрашивание металла и цвета побежалости на кольцах и телах качения;

— выбоины и отпечатки (лунки) на беговых дорожках колец;

— коррозионные раковины, забоины и вмятины на поверхности тел качения, видимые невооруженным глазом;

— трещины на сепараторе, отсутствие или ослабление заклепок сепаратора;

— заметная визуально ступенчатая выработка рабочих поверхностей колес.

При дефектации подшипников качения проверить радиальные и осевые зазоры. Радикальный зазор определяется на специальном приспособлении  с помощью индикатора часового типа.

Внутреннее кольцо подшипника закрепляют на плите конусной шайбы и по разности показаний индикатора, при перемещении наружного кольца к индикатору и от него определяют радиальный зазор. За величину радиального зазора подшипника применяют среднее арифметическое значение 4 измерений с поворотом одного кольца относительно другого на 90 градусов.

Подшипники заменяют, если радиальный зазор превышает 0,1 мм для подшипников с внутренним диаметром до 50 мм, 0,15 мм с диаметром 50-100 мм , и 0,2 мм с диаметром свыше 100 мм.

Осевой зазор подшипников качения определяют по индикатору на другом приспособлении. Одно из колес подшипника – внутреннее или наружное закрепляют на приспособлении и по разнице показаний индикатора при перемещении свободного кольца из нижнего в верхнее положение определяет величину осевого зазора подшипника.

При напрессовке подшипника на вал его нагревают до температуры 90-100 градусов в масляной ванне, а при запрессовке в корпус – нагревают корпус или охлаждают подшипник например углекислотой.

При эксплуатации насосов температура подшипникового узла не должна быть выше указанной в технической документации завода – изготовителя, а при отсутствии технических указаний не выше 80 0С.

Подшипник должен хорошо смазываться и работать без повышенной вибрации и шума. Вибрация подшипникового узла не должна превышать 100 (0,05 мм)

Подшипники скольжения.

Подшипники скольжения применяются в насосах КВН и многоступенчатых насосах

Насосы КВН имеют вкладыш с шаровой опорной поверхностью. Остальные насосы имеют вкладыши с цилиндрической опорной поверхностью.

При  ремонте подшипников скольжения необходимо проверить:

— состояние баббитовой заливки вкладышей;

— плотность прилегания вкладышей в разъеме нижнего и верхнего вкладышей;

— натяг между вкладышем и крышкой подшипника;

— зазор между валом и верхним вкладышем;

— боковые зазоры между валом и вкладышем;

Не допускаются к эксплуатации подшипники, имеющие на баббитовой заливке следующие дефекты:

— трещины, сколы, выкрашивания, натаскивание и отслаивание баббита, глубокие раковины диаметром более 1 мм;

— следы касания вала о заливку верхнего вкладыша и боковые поверхности;

— подплавление баббитовой заливки;

— износ баббитового слоя более 1мм.

После ремонта или перезаливки вкладышей необходимо проверить прилегание баббита к стальной основе вкладыша постукиванием. При легком постукивании затылочной части подвешенного или лежащего на деревянной подкладке вкладыша должен издавать чистый металлический, без дребезжания звук. Наличие дребезжания или глухой звук указывают на отставание баббита от стальной основы.

Натяг между вкладышем и крышкой подшипника проверяют с помощью штихмаса и микрометра. Штихмасом замеряют диаметр расточки под вкладыши, микрометром – наружный диаметр вкладышей. Замеры производят в вертикальной плоскости с обеих сторон расточек и вкладышей.

Следы переработки на поверхности баббитового слоя должны располагаться равномерно и только на рабочей части поверхности нижнего вкладыша.

Новые или перезалитые подшипники растачивают на станке и доводят их прилегание к валу шабровкой. Проверка прилегания производится по натирам или по краске, проворачивая вал на 1 – 1,5 оборота. Пятна прилегания (примерно 15 пятен на 100мм длины) должны занимать 25 – 30 % рабочей поверхности вкладыша при соблюдении боковых зазоров.

Боковые зазоры в плоскости разъема вкладышей (при снятом верхнем вкладыше) замерят щупом по длине вкладыша с каждой стороны. Пластину щупа вводят в зазор на глубину 10 – 15 мм от плоскости разъема. Боковой зазор должен быть равен половине принятого верхнего зазора.

Недостаточные боковые зазоры вызывают вибрацию подшипника, а также разрыв масляного клина, что приводит к увеличению температуры подшипника и натягиванию валом баббитовой заливки вкладыша.

Статическая и динамическая балансировка роторов центробежных насосов.

Среди различных причин вибрации центробежных машин одна из самых важных – неуравновешенность роторов, обусловленная неравномерностью распределения вращающихся масс относительно оси вращения. В зависимости от расположения этих масс неуравновешенность может быть статической и динамической. Статическая неуравновешенность ротора  является в том случае, когда все неуравновешенные массы можно привести к одной неуравновешенной массе. При этом центр тяжести не совпадает с его геометрической осью. Динамическая неуравновешенность появляется в случае, когда все неуравновешенные массы приводят к двум массам, взаимно статически уравновешенными и  расположенными в одной осевой плоскости по разные стороны, но в разных поперечных плоскостях.

Статистическая балансировка характерна для роторов состоящих из одного рабочего колеса, которое располагается на вале, причем диаметр вала значительно меньше диаметра рабочего колеса. Динамически неуравновешенные  массы характерны для роторов из несколько рабочих колес, полого ротора.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *