Аннотация:
Высоконагруженная запорная и регулирующая арматура ТЭС и АЭС является одним из основных источников возникновения аварийных ситуаций. Наибольшему износу подвергаются уплотнительные
поверхности арматуры.
Ремонт деталей арматуры осуществляется различными методами, включая методы ручной дуговой сварки, наплавки в среде
защитных газов, плазменнопорошковой наплавки. В последние годы для этой цели стала успешно применяться технология порошковой лазерной
наплавки.
Дается сравнение характеристик функциональных покрытий наиболее ответственных поверхностей деталей запорной арматуры,
восстановление которых выполнено с использованием плазменной и лазерной наплавки.
Тепловая схема любой ТЭС и АЭС включает в себя большое число запорной и регулирующей арматуры.
Так, например, в тепловой схеме энергоблока ТЭС мощностью 800 МВт используется около 20 тыс. единиц арматуры.
Только коррозионный и эрозионный износ деталей запорного узла арматуры
при высоких давлениях рабочей среды (до 36 МПа) и значительных контактных давлениях (до 120 МПа) приводят к большому числу аварийных остановов энергоустановок (например, за 2010 год на ТЭС страны произошло 164 аварийных останова энергоблоков [1]). Значительное число остановов было по причине дефектов арматуры.
Наибольшему износу подвергаются уплотнительные поверхности арматуры. При ремонте оных традиционно применяют технологии ручной дуговой сварки, наплавки в среде защитных газов, плазменно-порошковой наплавки. Технические требования к наплавке уплотнительных поверхностей арматуры ТЭС и АЭС установлены в [2], а последовательность ремонтных работ арматуры высоких параметров – в [3].
Помимо упомянутых выше способов ремонта уплотняющих поверхностей арматуры, для аналогичной цели стали применяться технологии, использующие высококонцентрированные источники энергии, в частности лазерная наплавка (ЛН) порошкового или проволочного материалов.
Целью настоящей работы является исследование свойств
покрытий, сформированных методами плазменной [4] и лазерной [5] наплавки порошкового стеллита. Для строительства энергоблока мощностью 225 МВт Черепетской ГРЭС им. Д. Г. Жимерина были поставлены главные паровые задвижки Ду 300/250 Ру 250 типа S43 123-N-250-300/250 0010/2012
производства «MOSTRO Valves» (Чехия).
В свое время чешской компанией был получен сертификат соответствия на поставляемую в РФ продукцию. Задвижки указанного типа были установлены на паропроводах свежего пара, поступающего из парогенератора (энергетического котла) на турбоустановку К-225-12,8-4Р.
В ходе дефектации задвижки в конце первого межремонтного периода турбины было обнаружено отслоение и частичное разрушение плазменной наплавки (ПН) контактной рабочей поверхности клина задвижки (материал клина – сталь Х10МоVNb9-1 (сталь Рi91), материал наплавки – стеллит 6).
Следует заметить, что при строительстве после миллениума энергоблоков на повышенные параметры пара перед турбиной (565 оС) на Харанорской ГРЭС и Черепетской ГРЭС, паропроводы свежего пара и пара промперегрева изготавливались из стали марки Рi91. При этом сварка участков паропроводов тепловой схемы электростанций, выполненных из указанной марки стали, в случае длительного предварительного хранения труб была затруднена,
для выполнения работ требовались опытные сварщики, имевшие ранее дело именно с данной маркой стали. Восстановительный ремонт клина задвижки в сжатые сроки был выполнен ООО «Технологические системы защитных покрытий» (ООО «ТСЗП») путем ЛН порошкового стеллита 6. Высота наплавки после мехобработки наплавленной поверхности относительно боковых поверхностей тарелок клина составила 6,5 мм. Энергоблок ГРЭС после ремонта был введен в
эксплуатацию в 2018 г. Внешний вид восстановленной рабочей поверхности клина задвижки энергоблока мощностью 225 МВт Черепетской ГРЭС показан
на рис. 1.
- Рисунок 1 – Внешний вид восстановленной
путем лазерной наплавки контактной рабочей
поверхности клина главной паровой
задвижки Ду 300/250 Ру 250
типа S43 123-N-250-300/250 0010/2012 произ-
водства «MOSTRO Valves» (Чехия) энергоблока
мощностью 225 МВт филиала «Черепетская - ГРЭС» ОАО «ИНТЕР РАО – Электрогенерация»
ОПЫТ ООО «ТСЗП» ПО ВОССТАНОВЛЕНИЮ ДЕТАЛЕЙ АРМАТУРЫ
Рисунок 2 – Внешний вид растрескивания
и отслоения слоя плазменной наплавки
Рассмотрим особенности выполненной ТСЗП работы [6–8] и отличие технологий плазменной (ПН) [4] и лазерной (ЛН) [5] наплавки. На рис.
2 показан характер разрушения уплотняющей рабочей поверхности клина задвижки паропровода свежего пара энергоблока мощностью 225 МВт Черепетской ГРЭС.
Установка лазерной наплавки используется ООО «ТСЗП» для повышения ресурса, восстановительного ремонта металлических деталей оборудования для различных отраслей экономики, изготовленных из различных сталей и сплавов. Установка ЛН состоит из источника лазерного излучения,
шкафов управления комплексом и роботом, пульта управления, промышленного робота, питателя порошкового материала, холодильника, оптики с порошковыми соплами. Характеристики установки ЛН – табл. 1.
Таблица 1 – Характеристики установки порошковой лазерной наплавки
| № п/п | Наименование показателя | Значение показателя |
| Режим прямого лазерного синтеза | ||
| 1 | Источник лазерного излучения | • Режим работы – непрерывный, квазинепрерывный, импульсный • Мощность 3000 Вт • Управляющий интерфейс на основе промышленного контроллера |
| 2 | Оптическая система | • Диаметр фокального пятна – 2 мм • Тип подачи порошка – коаксиальный • Длина транспортного волокна – 10 м |
| Подсистема подачи порошковых материалов | ||
| 3 | Порошковый питатель | • Количество бункеров порошка – 2 • Максимальная подача – 8 кг/чф • Количество миксеров – 2 |
| Робот-манипулятор | ||
| 4 | Промышленный робот-манипулятор | • Число степеней свободы – 8 • Грузоподъемность на руке – 60 кг • Точность позиционирования – ±0,1 мм |
Рисунок 3 – Нанесение защитного покрытия методом высокоскоростного напыления на
уплотнительную поверхность шара и шибера
ООО «ТСЗП» имеет опыт упрочнения методом ЛН уплотнительных поверхностей деталей запорного узла (тарелки – рис. 5, седла) и напыления приводных
элементов запорной арматуры разных типов [7, 8] (рис. 3). Применение ЛН является перспективным методом реновации поверхности уплотнительных узлов арматуры [9].
Сравнительная оценка эксплуатационных свойств покрытий, полученных методами плазменной и лазерной наплавки
ООО «ТСЗП» проведено сравнение технологий ПН (рис. 4) и ЛН (рис. 5) при выполнении ремонтных работ на деталях арматуры.
Преимущества ПН:
— высокая концентрация тепловой мощности и минимальные величины ЗТВ;
— минимальная толщина перемешивания наплавляемого и основного материалов.
Рисунок 4 – Схема работы плазмотрона
- Рисунок 5 – Технологический процесс лазерной
порошковой наплавки уплотняющей поверхности - тарелки задвижки запорной арматуры ТЭС
Эксплуатация и ремонт
Недостатки ПН: высокая стоимость оборудования; неблагоприятные условия работы персонала; относительно невысокая производительность (2,5–5 кг/ч).
Преимущества ЛН: минимальное перемешивание наплавочного материала с основой; минимальные ЗТВ; малые остаточные напряжения, что позволяет проводить процесс без предвари-
тельного и последующего подогрева детали. Недостатки: высокая стоимость и сложность оборудования.
Конкурентные преимущества технологии ЛН уплотнительных поверхностей арматуры
К числу конкурентных преимуществ ЛН уплотнительных поверхностей арматуры могут быть отнесены малая величина зоны термического влияния,
высокая скорость охлаждения расплава, высокая локализация процесса наплавки.
1.
Минимальные величины зон термического влияния (не более 500–600 мкм), влекущие за
собой: снижение уровня остаточных напряжений, минимизацию термических поводок, возможность проведения процесса без предварительного
подогрева и последующей термообработки.
Рисунок 6 – Микрошлиф наплавки (сплав на основе
железа) на сталь 12Х1МФ
Рисунок 7 – Тепловое поле при наплавке тарелки
DN 150 мм, толщина наплавки 3,0 мм, время наплавки 1 ч
2. Высокая скорость охлаждения расплава (до 4,5 103 К/с), позволяющая уменьшить толщину наплавки за счет минимальной доли участия материала основы (рис.
6, 7) и повысить механические свойства наплавленного материала за счет формирования мелкодисперсной структуры наплавки (рис. 8, 9).
Твердость наплавленного слоя после термообработки, НRC (методы ПН/ЛН): ЦН-6: 36–39/45–48, ЦН-12: 43–49/51–54; Стеллит 6: 43–48/51–52.
- Рисунок 8 – Результаты исследования распределения
химических элементов по сечению образца с наплавкой - материалом 10Х16Н9С6Г (ЦН-6)
Рисунок 9 – Микроструктура наплавки (материал типа
10Х17Н8М5С5Г4Б)
3. Высокая локализация процесса наплавки, дающая возможность уменьшить припуск под последующую мехобработку (рис. 10), выполнять наплавку в условиях ремонтных производств. Припуск под механическую обработку при наплавке на тарелку DN 175 составил: 1,0–1,2 мм (ПН), 0,7–0,8 мм (ЛН).
Методом ЛН могут залечиваться трещины в деталях арматуры (рис. 11).
- Рисунок 10 – Фотография выполненной кольцевой
наплавки на тарелку DN 175:
5 слоев, ширина поля наплавки 35 мм, толщина наплав- - ки 2,8–3,0 мм
- Рисунок 11 – Ремонт трещин методом ЛН [10]
Сравнительная оценкка эксплуатационных свойств (количество теплосмен, стойкость к образованию задиров) покрытий, полученных методами ПН и ЛН
Условия проведения испытания: нагрев в печи до 320 оС, охлаждение в воде (20 оС) (методика и место проведения испытаний – ОАО НПО «ЦНИИТМАШ»): ПН – 2–3 теплосмены (материал наплавки ЦН-12); ЛН – более
18 теплосмен. Схема проведения испытания на задир (рис.
12): материал наплавки – стеллит 6; температура – 600 оС; удельное давление – 100 МПа; количество циклов – 10 (путь трения 150 мм); среда – воздух. Характер взаимодействия: ПН – тонкий натир, максимальная глубина микроборозд 30–45 мкм; ЛН – тонкий натир, максимальная глубина микроборозд 16–20 мкм.
В рамках завершающейся реализации договоров поставки мощности
(ДПМ) на ТЭС страны для вновь сооружаемых энергоблоков было поставлено порядка 70% импортного оборудования, включая запорную и
регулирующую арматуру.
В условиях санкций, предъявляемых странами Запада к Российской Федерации, энергетикам страны целесообразно
обратить внимание на импортозамещение, на внедрение новых прогрессивных технологий, в частности на технологию ЛН функциональных покрытий.
- Рисунок 12 – Схема испытаний на задир: 1 – непод-
вижные образцы с наплавкой; 2 – подвижный контр-
образец с наплавкой; 3 – наплавка; F – нагрузка; Vx – - скорость перемещения подвижного контр-образца
Выводы
1.
Достигнутый при ЛН уровень свойств упрочняющего покрытия клина главной паровой задвижки Ду 300/250 Ру 250 типа
S43 123-N-250-300/250 0010/2012 (материал клина – сталь Х10МоVNb9-1, иначе, сталь Рi91, материал наплавки – стеллит)
производства «MOSTRO Valves» (Чехия) паропровода свежего пара энергоблока мощностью 225 МВт Черепетской ГРЭС превосходит
характеристики свойств, полученных путем ПН стеллита 6.
2. Для восстановления уплотнительной контактной поверхности клина
задвижки ООО «ТСЗП» разработан и применен техпроцесс ЛН порошкового материала на основе железа и
кобальта. Технологический процесс обеспечивает получение бездефектного равномерного слоя с высокими служебными
характеристиками. Твердость наплавленного покрытия после термообработки составила 51–52 HRC.
3. Преимущество технологии ЛН по сравнению с технологией ПН заключается: в автоматизации процесса ЛН функционального покрытия (рабочая зона ограничена лишь
размерами планшайбы и рабочим пространством робота);
отсутствии деформации клина задвижки; равномерности получаемой структуры наплавки, малой зоне термического влияния (до 0,5 мм), отсутствии внутренних и внешних
макродефектов, вызванных процессом ЛН; соблюдении геометрических форм и размеров детали, что минимизирует последующую механическую обработку наплавленной по-верхности.
4. В условиях экономических санкций, предъявляемых странами Запада к Российской Федерации, энергетикам
страны целесообразно обратить внимание на импортозамещение и внедрение новых прогрессивных технологий.
Литература
1.
Неуймин В. М. ТЭС России на рубеже веков. Аспекты надежности и безопасности. – Сб. матер. 1 Евразийской выставки и конференции. Екатеринбург: ООО «ЦОУ УМЦ УПИ», 2012.
2. РД 2730.300.06-98. Арматура атомных и тепловых электростанций. Наплавка уплотнительных поверхностей. Технические требования, 1998.
3. РД 153-34.1-39.603-99. Руководство по ремонту арматуры высоких параметров, 1999.
4. Плазменная наплавка / П. В. Гладкий, Е. Ф. Переплетчиков, И. А. Рябцев. – Киев: Изд. Екотехнологiя, 2007. − 96 с.
5. Григорьянц А. Г., Шиганов И. Н., Мисюров А. И. Технологические процессы лазерной обработки. Учеб. пособ.:
Под ред. А. Г. Григорьянца. – М.: Изд. МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2006. – 664 с.
6. Новые технологии упрочнения деталей запорной и регулирующей арматуры ТЭС. / О. Н. Грачев, А. М. Ахметгареева,
С. А. Маньковский, С. Л. Балдаев, С. С. Мухаметова // Трубопроводная арматура и оборудование. – 2013. – № 2 (65). – С. 36–38.
7. Опыт применения технологии лазерной наплавки для реновации уплотнительных поверхностей запорной арматуры / Балдаев Л. Х., Степин В. С., Грачев О. Е., Киселев М. А. // Трубопроводная арматура и оборудование. – 2014. – № 2 (71). – С. 96–98.
8. Грачев О. Е., Бобошко В. А. Новые технологии нанесения покрытий на детали трубопроводной арматуры для энергетики // Технологии обработки поверхности. – 2013. – № 4 (65). – С. 60–63.
9. Татаринов Е. А. Лазерная наплавка элементов запорной арматуры // Известия ТулГТУ. Технические науки. Машиностроение и материаловедение. – 2017. – Вып. 11. Ч. 1. – С. 101–107.
10. Sekhar N. C. and Hilton P. A., TWI, and Tilsley M., Magnox Generation BNFL, Berkeley, Gloucestershire, GL139PB, UK.
Remote crack repair welding in steels using high power Nd: YAGlasers. / Presented at ICALEO 2000, 19th International
Congress on Applications of Lasers and Electro-Optics, Hyatt Regency, Dearborn, Michigan, USA, 2–5 October 2000.
Ремонт трубопроводной арматуры
Различные типы трубопроводной арматуры показаны на рис. 42 – 45. Каждый тип арматуры состоит из трех основных узлов: корпуса, рабочего органа и привода к рабочему органу. Корпус у большей части арматуры выполнен в форме тройника с фасонной внутренней полостью. Верхний патрубок служит для крепления на нем крышки.
Рабочим органом арматуры является клапан. Поверхности соприкосновения клапана с корпусом – уплотнительные поверхности образуют затвор. Место посадки клапана в корпусе называют седлом.
Клапаны имеют различную конструктивную форму: тарелки, диска, золотника, клина и т. п. Их выполняют из одной или нескольких деталей, закрепленных на шпинделе, или заодно со шпинделем.
Седла изготовляют в виде отдельной детали (кольца), закрепленной на корпусе, или в виде кольцевой наплавки на корпусе, на поверхность которой садится клапан.
У вентилей и клапанов затвор перемещается перпендикулярно уплотнительному кольцу в корпусе, у задвижек – параллельно уплотнительным кольцам в корпусе. У кранов пробка вращается вокруг своей продольной оси.
- По конструкции присоединительных концов арматура бывает фланцевая, муфтовая, цапфовая и с концами под приварку.
- По направлению движения среды арматура делится на проходную, в которой направление при выходе из корпуса не меняется, и угловую, изменяющую направление движения среды.
- Арматура может приводиться в движение вручную вращением штурвала либо при помощи электрического, пневматического, гидравлическогоприводов.
К неисправностям трубопроводной арматуры в первую очередь относится недостаточная плотность сальниковых уплотнений. Пропуск через сальник может быть вызван либо слабой затяжкой нажимной гайки, либо износом набивки.
Плохое запирание трубопровода может произойти при износе деталей затвора (седла и клапана). Замораживание арматуры часто приводит к появлению трещин в ее корпусе и крышке. Возможны также повреждения резьбы на шпинделе, поломка штурвалов, выход из строя привода.
Ремонт арматуры, в зависимости от характера повреждений, может проводиться как без снятия ее с трубопроводов, так и после демонтажа. Не снимая арматуру с трубопровода, можно устранить пропуски через сальник, подтянув нажимную втулку либо заменив сальниковую набивку.
Такие неисправности арматуры, как износ уплотнительных поверхностей затвора, поломка шпинделя, кольца сальника, грундбуксы, втулки крышки, трещины в корпусе и крышке арматуры требуют частичного (крышка и затвор) либо полного демонтажа арматуры и доставки ее в мастерскую.
Перед снятием арматуры, чтобы знать, с какого места она снята, делают пометки на корпусе и на стыкуемых фланцах трубопровода.
Перед разборкой фланцевых соединений затвор арматуры плотно закрывают.
Доставленную в мастерскую арматуру устанавливают шпинделем вверх на специально очищенное место. Поворачивая штурвал против часовой стрелки, открывают затвор, затем отвертывают гайку и снимают штурвал со шпинделя.
Если на верхней части шпинделя есть и другие детали (приводная головка, шпонки, шарикоподшипники), их предварительно снимают. Далее, отвернув гайки со шпилек крышки, ее снимают.
Поднимают крышку строго вертикально, так как даже незначительный перекос может повредить шпиндель в месте посадки клапана. Поверхности разъема корпуса тщательно очищают от старой прокладки.
Детали затвора, вынутые с крышкой, разбирают. Отвернув гайки со шпилек грундбуксы, снимают нажимную планку, грундбуксу, удаляют сальниковую набивку и кольца.
Если необходимо снять тарелку, то отгибают предохранительную шайбу, отвертывают накидную гайку, которая крепит тарелкодержатель, или вывертывают шпиндель из обоймы и, осторожно придерживая верхний тарелкодержатель, вынимают тарелки и грибок (шарик) из места посадки.
Все детали тщательно промывают в керосине и насухо вытирают чистыми тряпками, после чего тщательно осматривают каждую деталь. Прежде всего, проверяют целостность корпуса и крышки арматуры.
Затем при помощи небольшого зеркала осматривают поверхности седла, выявляя на его поверхности задиры, царапины и другие повреждения. Также тщательно осматривают другие детали. Для обнаружения волосяных трещин применяют лупы с трехкратным, десятикратным увеличением.
Наиболее сложным при ремонте деталей арматуры является устранение дефектов на уплотнительной поверхности арматуры. Незначительные риски и царапины устраняют, обтачивая и шлифуя поверхность на станке с последующей притиркой.
Притирку производят вручную или используя различные механические приспособления. Ручная притирка уплотнительных поверхностей (седел и клапанов) трубопроводной арматуры ведется следующим образом.
Обрабатываемую поверхность и поверхность притира (плиты или оправки из более мягкого металла, по которым притираются детали арматуры) перед началом работы и при смене притирочного материала тщательно промывают бензином или керосином и насухо протирают ветошью, а при необходимости обдувают воздухом.
Затем на притир тонким равномерным слоем наносят притирочную пасту, разведенную керосином, или притирочный материал, смешанный с маслом. После этого начинается притирка. Притир плавно вращают по уплотнительной поверхности 6 – 7 раз попеременно вправо и влево на 90°.
После этого поворачивают его на 180° и снова из нового положения поворачивают попеременно 6 – 7 раз вправо и влево на 90°. Поворачивают притир на 180° 5 – 8 раз, после чего притир вынимают, обрабатываемую поверхность промывают бензином и протирают чистой ветошью. Затем притирку повторяют вновь в том же порядке, пока поверхность не станет светло-матовой или блестящей по замкнутому кольцу.
После притирки пастой следует продолжать притирку в течение 5 – 10 мин минеральным маслом. Притирку обрабатываемой поверхности ведут под давлением, создаваемым собственным весом притирки или деталей: при грубой притирке не более 1,5 кгс/см2; при средней притирке 1 кгс/см2; при окончательной притирке или доводке 0,5 кгс/см2. Качество притирки проверяют на карандаш или «на краску».
Наиболее распространенным притирочным материалом является паста Государственного оптического института (ГОИ). Паста ГОИ выпускается трех сортов. Грубую пасту (1-й сорт) применяют для удаления следов обточки. Среднюю пасту (2-й сорт) используют после обработки детали грубой пастой для получения полузеркальной блестящей поверхности. Для окончательной доводки применяют 3-й сорт – тонкую пасту.
Глубокие (более 0,5 мм) раковины, выбоины устраняют путем наплавки нового металла на уплотнительную поверхность с последующей обточкой и притиркой.
Наилучшим материалом для наплавки являются твердые сплавы: стеллит и сормайт.
Технология наплавки довольно сложна, требует специального оборудования и точного соблюдения температурного режима, поэтому может проводиться только в ремонтно-механических цехах завода специально подготовленными рабочими.
Основные операции, осуществляемые при восстановлении уплотнительных поверхностей путем наплавки, следующие: очистка детали от грязи и ржавчины металлическими щетками, напильниками; выточка кольцевых канавок, разделка фасок и т.п.
на толщину, равную толщине наплавляемого слоя; подогрев детали и наплавка (наплавку ведут в четыре слоя одинаковой толщины в пределах 1,5–2 мм); отпуск и охлаждение наплавленной детали; механическая обработка наплавленной поверхности.
Принимая отремонтированную деталь, необходимо убедиться в отсутствии таких дефектов, как наличие трещин слоя сплава, переходящих в основной металл, выкрашивание и отслаивание наплавленного слоя, раковин, шлаковых включений, трещин на наплавленном слое и на границе основного металла.
Ремонт корпусов, крышек и других кованых и литых деталей арматуры заключается в устранении трещин или свищей путем вырубки дефектного места с последующей заваркой и термической обработкой (отжигом). Для выявления дефектов применяют так называемую цветную дефектоскопию, заключающуюся в следующем.
Детали предварительно протирают ветошью, смоченной в бензине, промывают в содовом растворе, потом в чистой воде и просушивают.
После просушки поверхность деталей смазывают раствором, состоящим из 80% керосина, 15% трансформаторного масла, 5% скипидара и 15 – 20 г краски (судана-3 или жирового оранжа) на каждый литр этого раствора.
По истечении 30 – 60 мин детали промывают холодной водой до полного удаления следов раствора и на мокрую поверхность наносят тонким слоем раствор в воде порошка мела. Имеющиеся на поверхности дефекты выявляются на просохшем покрытии в виде ярко выраженных пятен или полос, причем более глубокие трещины образуют более широкие полосы.
- Ремонт шпинделя, проводимый в прицеховой мастерской, состоит в правке незначительного искривления шпинделя, удалении царапин и рисок, шлифовке и притирке уплотнительной поверхности.
- На чугунных задвижках марки 31ч6нж обе плашки отлиты из чугуна и соединены между собой стержнем диаметром 15 мм, который при закрывании задвижек часто ломается и задвижка выходит из строя.
- Для увеличения срока службы задвижек можно просверлить отверстие в стержне, соединяющем плашки, и впрессовать в него стальной палец диаметром 8 мм, после чего оба конца обварить.
- Сборку отремонтированной арматуры ведут в порядке, обратном разборке: детали собирают согласно отметкам, сделанным кернером, или разборке.
Ремонт трубопроводной арматуры
Основной задачей ремонта трубопроводной арматуры является приведение ее в надежное состояние, гарантирующее ее длительную работу, путем замены или ремонта изношенных деталей, восстановления необходимых зазоров. Эффективное использование арматуры может быть достигнуто только при правильной организации и систематическом проведении профилактических ремонтов.
Для планирования ремонта следует иметь исходные данные, необходимые для расчета требуемого количества рабочих и их квалификации, для определения потребности в запасных деталях и материалах. Для определения трудоемкости профилактических работ, требуется знать их объемы.
Работы по ремонту трубопроводной арматуры делятся на слесарные, станочные и термохимические (термохимическая обработка, сварочно-наплавочные работы). Объем слесарных работ может быть определен по ведомости дефектов и затем пронормирован.
При планировании слесарных работ можно пользоваться укрупненными данными, рассчитанными применительно к нормальным объемам профилактических и ремонтных работ. Объем станочных работ включает изготовление новых деталей взамен изношенных и восстановление деталей (проточку уплотнительных поверхностей).
- Объем термохимических работ включает термохимическую обработку деталей (шпинделей) и наплавку уплотнительных поверхностей (корпусов, тарелок).
- Система профилактических ремонтов предусматривает два основных вида ремонта: капитальный и текущий.
- Оборудование мастерской для ремонта арматуры
Создание хорошо оснащенных специальных цехов по ремонту арматуры приводит к снижению себестоимости и трудоемкости ремонта, повышению его качества. При централизованном ремонте трубопроводной арматуры большое значение имеют механизация ремонта на месте установки арматуры, создание необходимого обменного фонда арматуры.
Арматурная мастерская должна быть оснащена необходимым стандартным и нестандартным оборудованием, обеспечивающим ремонт крупной и мелкой арматуры: металлообрабатывающими станками, приспособлениями для ремонта арматуры в мастерской и на месте на установке, стендами для разборки, сборки и гидравлического испытания, оборудованием для термохимической обработки деталей.
Подготовка к ремонту
Перед началом работы по ремонту трубопроводной арматуры необходимо проинструктировать бригаду с правилами техники безопасности и противопожарной защиты.
Работу следует проводить только по оформленному промежуточному наряду- допуску и разрешению на огневые работы.
Работа с электроинструментом разрешается лишь лицам, имеющим специальную подготовку, допуск к работе и знающим правила обращения с электроинструментом.
Проверка арматуры до ремонта производится на остановленном оборудовании или на отключенных участках трубопроводов с удаленной рабочей средой.
Цель проверки — выявление состояния деталей арматуры и определение объема ремонта. При проверке осматриваются все узлы дистанционных приводов, проверяется их исправное состояние.
При этом тщательно очищаются от старой смазки и грязи, а затем промываются керосином.
Проверяется также прочность крепления всех деталей и узлов электроприводов. При осмотре шпилек и гаек проверяется состояние рабочей поверхности резьбы на отсутствие задирав, выбоин и др.
- В первую очередь следует проверить:
- 1) состояние уплотнительных поверхностей седел и тарелок;
- 2) плотность посадки седла в корпусе;
- 3) состояние уплотнительных поверхностей корпуса и крышки под прокладку;
- 4) поверхность шпинделя, соприкасающегося во время работы с сальниковой набивкой.
- Ремонт насосов
- К насосам, используемым в химической промышлен-ности предъявляются повышенные требования, вызываемые особенностями перекачиваемых жидкостей и, прежде всего, их коррозионными и абразивными свой-ствами.
- Насосы можно разбить на две большие группы:
- 1) насосы с вращающимися рабочими органами;
- 2) на-сосы, рабочие органы которых совершают возвратно-поступательное движение.
- Неполадки, возникающие у насосов, принадлежащих к одной группе, и определяемые при систематическом наблюдении за показаниями конт-рольно-измерительных приборов, осмотре и прослушива-нии, имеют примерно одинаковый характер.
Центробежные, вихревые и т. п. насосы относятся к первой группе.
- Для них характерны следующие неис-правности:
- · отсутствие подачи жидкости
- · частичная потеря производительности
- · насос при работе не создает необходи-мого напора
- · вибрация насосного агрегата
- · повышенное потребление электроэнер-гии.
Насосы второй группы, несмотря на сравнительную тихоходность, конструктивно сложнее насосов враща-тельного действия.
Помимо подвижного рабочего орга-на — поршня, они имеют всасывающие и нагнетательные клапаны, сложную систему смазки, редуктор и т. п.
Вы-ход из строя одного такого узла немедленно приводит к выходу из строя всего насосного агрегата. Часто возникающими в таких насосах неисправностями могут быть:
- · ослабление затяжки гаек на шатунных болтах
- · скрежет и стук в цилиндре свидетельствуют о полом-ке поршневых колец
- · перекос нажимной втулки сальника и сальниковой коробки
- · чрезмерный нагрев подшипников
- · запаздывание посадки нагнетательного клапана.
- Содержание ремонтных работ
- Насосное оборудование по истечении сроков опреде-лённых нормами межремонтного пробега, останавлива-ется для текущего, среднего и капитального ремонта.
Любой ремонт начинается с разборки всей машины или отдельных узлов, подлежащих ревизии. Разборку ведет ремонтная бригада цеха совместно с обслуживаю-щим персоналом установки.
При проведении текущегоремонта выполняются сле-дующие работы: очистка и промывка рабочей части ма-шины, проверка, регулировка, а в некоторых случаях за-мена подшипников; замена быстроизнашивающихся де-талей: сальниковой набивки, клапанов, арматуры и т. п.; проверка состояния маслосистемы, шатунных болтов, муфт сцепления, редукторов и устранение обнаруженных дефектов.
В средний ремонт кроме работ, выполняемых при те-кущем ремонте, входят: ремонт цилиндров, поршней, ша-тунов; замена подшипников; замена узлов соединения штока с ползунами, предохранительных и об-ратных клапанов; ремонт привода; проверка состояния фундаментов.
При проведении капитальногоремонта обязательно производится полная разборка машины. Тщательно ос-матриваются и подвергаются контрольным замерам та-кие детали, как коленчатый вал, крейцкопф, палец кри-вошипа, цилиндр.
Обнаруженные дефекты устраняют, растачивают цилиндры или гильзы, изготавливают и подгоняют к ним поршни, ремонтируют и испытывают на плотность клапаны, заменяют забракованные шатунные болты и шпильки коренных подшипников, проверяют состояние маслосистемы и заменяют негодные детали, проверяют фундаменты, рамы, крепления их на фунда-менте.
После ремонта происходит сборка насосного агрегата, его гидравлическое испытание и обкатка.
34. Техника безопасности. Технология ремонта трубопроводной арматуры. armtorg.ru
Трубопроводная арматура применяется предприятиями энергетической отрасли, жилищно-коммунальными организациями, в металлургической, химической, пищевой и других видах промышленности.
Таблица разновидностей и классификаций задвижек для трубопровода.
Запорная, фазоразделительная, защитная, распределительная, высокого давления, запорно-регулирующая и регулирующая арматура действует на проходное сечение, определяет изменения потоков веществ, фактически управляет ими.
Задача запорной арматуры – пуск и остановка потока рабочей среды.
Своевременная диагностика и качественный ремонт задвижек обеспечивают эффективную работу целой системы, надежную фиксацию крайних положений узла («закрыто», «открыто»).
Задвижка и ее разновидности
Движение потока газа, пара или жидкости регулируется самым распространенным видом запорной арматуры – задвижкой. Условно можно классифицировать устройства по нескольким характеристикам.
По виду выделяют задвижки:
Обжимные фитинги для монтажа стальных труб
Уплотнительные поверхности затвора параллельной задвижки расположены параллельно друг к другу.
- полнопроходные;
- суженные (диаметр трубопровода превышает диаметр отверстия кольца уплотнения).
По форме затвора различают задвижки арматуры:
Особенность клиновых задвижек – остановка движения потока веществ поступательным поворотом затвора перпендикулярно основному потоку транспортируемого вещества.
Уплотнительные поверхности клинового затвора расположены с соблюдением определенного угла по отношению друг к другу. Все виды клиньев изготавливают из высоколегированной стали.
Применение – транспортировка аммиака (жидкого и газообразного), водяного пара и воды, неагрессивных нефтепродуктов.
Уплотнительные поверхности затвора параллельной задвижки расположены параллельно друг к другу. Различают однодисковые (шиберные) и двухдисковые задвижки арматуры.
По типу движения шпинделя бывают задвижки:
- с вращающимся шпинделем (поступательно-вращательные и поступательные движения);
- с выдвижным штоком и шпинделем (только вращательные движения).
Задвижки с вращающимся шпинделем используются при трубопроводах, где необходимо обеспечить смазку трения ходовой гайки и шпинделя и отсутствует угроза коррозии узла. Задвижки с выдвижным шпинделем выше вращающихся, благодаря техническим характеристикам их применяют во всех остальных системах.
Чугунная задвижка применяется для пуска и полного прекращения движения потока веществ. Максимальная рабочая температура – 225°С.
По виду материала выделяют задвижки:
Стальная задвижка запирает движение в трубопроводе. Разрешенные рабочие вещества – пар, вода, неагрессивные нефтепродукты в газообразном и жидком виде. Применяются для работы с различными уровнями давлений и проходов в условиях умеренного климата по всей протяженности трубопровода.
Чугунная задвижка применяется для пуска и полного прекращения движения потока веществ. Максимальная рабочая температура – 225°С. Разрешенные вещества – пар, нефтепродукты, масло, вода. Допускается установка на горизонтальном и вертикальном трубопроводе с учетом особенностей монтажа.
Оба вида задвижек относятся к категории ремонтируемых изделий арматуры с вынужденной продолжительностью эксплуатации.
Отдельно выделяют шланговую задвижку, которая состоит из эластичного патрубка, помещенного в отбортованный на фланцах защитный корпус. Полностью отсутствует контакт с рабочей средой.
Принцип работы – одностороннее или двухстороннее перекрытие эластичного шланга (пережим). Применение – транспортировка абразивных пульп, нефтепродуктов, шламов, агрессивных веществ.
Температура среды не должна превышать 110°С, а давление в трубопроводе – 6 кгс/см2.
Как выполнить ремонт задвижки клиновой правильно?
Схема клиновой задвижки.
То, что клиновые задвижки нуждаются в регулярном обслуживании, конечно же, добавляет ряд неудобств в процесс эксплуатации. А вот тот факт, что ремонт клиновой задвижки возможен, говорит о ее преимуществах перед другими видами. Технология ремонта различна в зависимости от сложившейся ситуации. Рассмотрим несколько наиболее часто встречающихся неисправностей, при которых возможен ремонт.
Бывает так, что, используя клиновую задвижку, мы обращаем внимание на недостаточную герметичность перекрытия потока рабочей среды. Что же может этому способствовать?
Такая неполадка может произойти в результате возможных дефектов поверхностей корпуса и затвора. Это могут быть различные отложения или повреждения, например, накипь или царапины. Что делать в этой ситуации, какой ремонт проводить?
Чтобы достичь хорошей герметичности, необходимо осуществить притирку поверхностей уплотняющего характера.
Это касается затвора и корпуса. Чаще всего их поверхности изготавливаются из бронзы. Для начала нужно произвести демонтаж крышки задвижки, вытащить затвор (корпус) и осуществить шлифовку. Использовать можно разнообразные алмазные пасты. Зернистость должна иметь постепенный переход от более крупной к мелкой.
Неполадка другого рода, когда течет жидкость по штоку из-под сальника. Здесь, скорее всего, недостаточно уплотнен шток. Ремонт будет заключаться в следующем.
Чтобы исправить положение, нужно подтянуть сальники, а если понадобится, то и вовсе заменить их набивку. Если же в результате замены сальника течь все равно остается, то дело может быть в штоке.
Значит, в нем могли образоваться раковины коррозийного характера. Если это так, то избежать его замены вряд ли удастся.
Невозможность поворота маховика. Здесь все достаточно просто: заклинило затвор. Такая ситуация имеет место быть в тех задвижках, которые нерегулярно подвергаются обслуживанию и чье открытие, скорее всего, производится не чаще одного раза в год.
В результате такой эксплуатации на уплотняющих поверхностях образуются отложения накипи.
Технология такого ремонта следующая.
Для устранения этой неполадки снимается верхняя крышка задвижки, уплотняющие элементы очищаются. Если нужно, выполняется притирка контактных поверхностей. Ни в коем случае не стучите по шпинделю (штоку), так как такие действия, скорее всего, приведут к тому, что будет сорвана гайка направляющего характера.
Еще одна частая неполадка: вращение маховика возможно, но открытия задвижки не происходит. Это говорит об обрыве затвора. Задвижки с выдвижным шпинделем являются объектом этой неисправности.
Это значит, что износился «кулачок» штока, который должен удерживать затвор, либо сорвалась резьба на гайке, которая направляет шток. Ремонт будет включать в себя следующие действия. При последнем варианте осуществляется замена износившегося «кулачка». Еще один вариант ремонта – наварить его. Гайка тоже подлежит замене, если, конечно же, конструкция задвижки позволяет это сделать.
Если ваша задвижка имеет невыдвижной шпиндель, то выпадение затвора происходит при стирании гайки с фиксацией в нем. Чтобы устранить эту неисправность, нужно заменить затвор.
Не забывайте, что все действия по разборке задвижки, если она находится под давлением, категорически запрещены.
После того как монтаж завершен, из задвижки удаляется воздух. Для этого нужно выполнить ослабление болтов, которые прижимают сальник. После того как появятся капли воды под сальником, можно прижать болты.
Использование, ремонт и диагностика задвижек
Монтаж и обслуживание устройств должны выполняться специалистами высокой категории.
Применение задвижек арматуры в технологических и транспортных трубопроводах на ключевых и вспомогательных предприятиях различных видов промышленности, в энергетических системах, в газо-, нефте- и водопроводах обусловлено следующими техническими характеристиками:
Как спаять пластиковые трубы без паяльника видео
- длительный срок службы при неблагоприятных условиях;
- малое гидравлическое сопротивление;
- устойчивость к существенным нагрузкам.
Монтаж и обслуживание устройств должны выполняться специалистами высокой категории с достаточным уровнем знаний, допуском к проведению специфичной операции, обладающими навыками применения конкретного типа задвижек.
Основная причина неисправности задвижек – повреждение поверхности уплотнительных колец вследствие попадания чужеродных мелких частиц (песок, окалина и т.д.), при этом нарушается герметичность конструкции, происходит утечка транспортируемого вещества.
Помимо существенных материальных потерь, при транспортировке опасных или агрессивных веществ по трубопроводу с неисправными узлами возможно нанесение ущерба окружающей среде, а в самых сложных ситуациях возникает угроза жизни работников, участвующих в процессе.
По окончании работ специалисты тестируют узлы на герметичность уплотнений, испытывают работоспособность устройства.
Своевременная диагностика и ремонт технического состояния узла влияет на качество и эффективность работы системы.
Для устранения неисправностей, в зависимости от расположения поврежденного узла, соблюдая правила безопасности, задвижки разбирают, а по окончании работ собирают стандартным инструментом в специально оборудованных цехах или непосредственно в системе трубопровода.
Работник, ответственный за проведение работ, обязан обеспечить соответствующую защиту резьбовых и уплотнительных элементов от повреждений, не допустить попадания инородных частиц в полости узла.
По окончании работ специалисты тестируют узлы на герметичность уплотнений, затвора, прокладочного соединения, испытывают работоспособность устройства.
Ремонт и демонтаж задвижек арматуры запрещен, если:
- есть давление в полости арматуры или системе;
- в устройстве остается среда.
Недопустимо использовать узлы для регулировки потока.
Ремонт электроприводов
Практически вся крупная трубопроводная запорная, регулирующая арматура и оборудование снабжаются автоматизированным режимом управления, или при помощи червячной передачи редуктора (в основном), так как при больших диаметрах условного прохода, а следовательно увеличенном коэффициенте гидравлического сопротивление потоков, механические усилия для управления затвором значительно увеличивается, а в ситуациях когда изделия монтируются в труднодоступных участках и секторах с нечастым интервалом обслуживания установка привода неизбежна.
Сами приводы бывают нескольких типов действия – электрические, механические, пневматические и гидравлические, то есть вариантов вполне достаточно, остается только правильно подобрать требуемую модель, в чем Вам всегда смогут помочь наши менеджеры, предоставив подробную консультацию по всем интересующим вопросам.
Но, как известно, ничто не вечно, и так же, как и любое другое оборудование, приводные механизмы имеют свойство выходить из строя со временем.
Ремонт электропривода может показаться довольно непростой затеей, которая под силу разве что профессиональному специалисту в данном направлении, и возможно даже приобретение нового выйдет дешевле и проще чем переборка старого механизма, который уже отжил свой срок.
Тут мы постараемся рассмотреть основные моменты, касающиеся обслуживания данного изделия по ходу его эксплуатации, и возможные решения проблем, а также превентивные меры, направленные на продление его исправной службы.
В первую очередь необходимо проводить периодический осмотр оборудования в ходе его использования, ведь простой техники в следствие поломки привода может повлечь затраты, превышающие на ее ремонт.
Помимо внеплановых работ по обслуживанию изделий, существуют стадии их текущего и капитального ремонта, которые требуется проводить не реже чем раз в пол года, в ходе которых приводной узел полностью демонтируется и передается в специальную мастерскую, где он разбирается, детали его промываются, и осматриваются внешне на их пригодность к последующей работе.
Более того, при недостаточной герметичности запора, возникает необходимость настройки узла и пружинных соединений муфты крутящего момента, это может быть следствием работы при давлениях ниже чем это предусмотрено заводской настройкой, если она срабатывает в момент запуска электропривода.
Сначала регулируется закрывающая пружина, затягиваясь сначала слабо, с запасом усилия для открытия, и постепенно наращивая усилие до требуемого значения, чередуя каждый цикл с пробным пуском на перекрытие для проверки.
В заключении всех проведенных работ по обслуживанию, рукоятка переключения режимов устанавливается в положение на электрическое управление, для дальнейшего запуска с пульта автоматизации.
В случае отключения основного кабеля питания от зажимов статора, привода необходимо надлежащим способом заземлить их концы. После ремонта электропривода выполняется его обкатка и регулировка в комплекте с соответствующей арматурой https://aglant.ru/katalog/krany-sharovye/krany-sharovye-s-elektroprivodom/ в рабочих условиях. Все такие услуги должен производить специалист электрик, с соответствующими навыками и подходом со знанием дела, так как это задача не для рядового пользователя. Наши эксперты осуществляют данный вид работ по запросу, мы обеспечиваем гарантию на поставляемое оборудование впоследствии. Поэтому проще всего обратиться к квалифицированным профессионалам в данном вопросе, в чем мы можем помочь.
В данной ситуации целесообразно заказать услугу у специализирующихся на этом специалистов, так как известны многочисленные несчастные случаи при обслуживании и ремонтах электропривода, пускового оборудования, электрического освещения, сварочных аппаратов, электрифицированного транспорта, подъемно-транспортных механизмов, ручного переносного инструмента, а также высокочастотных установок.
Технология ремонта запорной арматуры (задвижки)
- Разборка, очистка, обнаружение дефектов.
- Реставрация корпуса. Производится антикоррозийная обработка, под уплотнительные элементы протачиваются канавки, выполняется наплавка.
- Устранение дефектов крышки и корпуса выборкой металла.
- Восстановление герметичности узла.
Закрепляются уплотнительные элементы в различных комбинациях, соответственно типу задвижки. Отработанные седла и шибер устраняют, устанавливают новые.
- Шпиндель восстанавливается наплавкой, производится калибровка резьбы.
- Полная реставрация сальникового узла путем замены уплотнительных элементов (подшипники, сальники, манжеты, нажимное и опорное кольцо).
- Устанавливаются новые тарельчатые пружины, уплотнительные кольца, щитки и нагнетательный клапан.
- Восстанавливается или вытачивается новый штурвал.
- Проводятся испытания (гидравлические или пневматические) и диагностика на герметичность, прочность узла.
- Изделие консервируется и окрашивается.
Каждое из ремонтируемых изделий проходит несколько ступеней контроля: визуальный, технический и инструментальный, согласно законодательным актам РФ и требованиям предприятий-производителей.
Стоимость ремонтных работ по восстановлению задвижек арматуры в большинстве случаев составляет от 30 до 50% первоначальной стоимости изделия. При этом сохраняются технические и эксплуатационные характеристики, продлевается срок службы, повышается эффективность работы системы трубопровода.
Загрузка...
