Разработка рекомендаций по снижению влияния вибрации на организм слесаря v разряда технологических установок лпдс «пермь» оао «северо-западные магистрали нефти. Вибрационная диагностика насосных агрегатов. Параметры. Нормы вибрации. Критерии вибрационного
Общая и местная вибрация по-разному действуют на организм человека, поэтому для них установлены и различные предельно допустимые значения.
Нормируемыми параметрами общей вибрации являются среднеквадратичные значения колебательной скорости в октавных полосах частот или амплитуды перемещений, возбуждаемые работой оборудования (машин, станков, электродвигателей, вентиляторов и т. п.) и передаваемые на рабочие места в производственных помещениях (пол, рабочие площадки, сиденье). Регламентируемые параметры введены санитарными нормами СН 245-71. Они не распространяются на средства транспорта и самоходные машины, находящиеся в движении.
Приведенные в нормах допустимые значения параметров вибраций (табл. 12) предназначены для постоянных рабочих мест в производственных помещениях при непрерывном воздействии в течение рабочего дня (8 ч).
Таблица 12
При продолжительности воздействия вибраций менее 4 ч в течение рабочего дня указанные в таблице допустимые значения параметров вибрации следует увеличивать в 1,4 раза (на 3 дБ); при воздействии менее 2 ч - в два раза (на 6 дБ); при воздействии менее 2 ч-в три раза (на 9 дБ). Длительность воздействия вибраций должна быть обоснована расчетом или подтверждена технической документацией.
Для ручных машин предельно допустимые уровни вибрации введены ГОСТ 17770-72. Их параметры определяют: действующие значения колебательной скорости или их уровни в октавных полосах частот в местах контакта машин с руками работающего; силу нажатия (подачи), прикладываемую в процессе работы к ручной машине руками работающего; массу ручной машины или ее частей, воспринимаемую в процессе работы руками работающего.
Допустимые значения колебательной скорости и их уровни в октавных полосах частот приведены в табл. 13.
Таблица 13
Примечание. В октавной полосе со среднегеометрической частотой 8 Гц контроль величин колебательной скорости должен производиться только для ручных машин с числом оборотов или ударов в секунду меньше 11,2.
Нормативами для ручных машин определены также сила нажатия и масса машины, а для пневмоприводов - величины прилагаемых усилии.
Сила нажатия (подачи), прикладываемая руками работающего к ручной машине и необходимая для стабильной и производительной работы, устанавливается стандартами и техническими условиями на отдельные типы машин; она не должна превышать 200 Н.
Масса ручной машины или ее частей, воспринимаемая руками, сила тяжести или ее составляющая, передающаяся на руки работающего в процессе работы, не должна превышать 100 Н.
Поверхности машин в местах их контакта с руками работающего должны иметь коэффициент теплопроводности не более 0,5 Вт/(м*К). Общие требования безопасности на машины ручные пневматические установлены ГОСТ 12.2.010-75, который содержит требования безопасности к конструкции и эксплуатации машин, а также требования к методам контроля вибрационных параметров.
Конструкция машины должна соответствовать требованиям ГОСТ 17770-72 со следующими добавлениями: конструкция машины должна обеспечивать виброзащиту обеих рук оператора; иметь ограждения рабочего инструмента; расположение выхлопных отверстий такое, чтобы отработанный воздух не мешал работе оператора. Машины ударного действия должны быть снабжены устройствами, исключающими самопроизвольный вылет рабочего инструмента при холостых ударах.
Использование машин для выполнения операций, не предусмотренных их основным назначением, допускается. Однако если при этом вибрация превышает установленные уровни (ГОСТ 17770-72), то продолжительность работы одного оператора не должна быть больше установленной «Рекомендациями к разработке режимов труда работников виброопасных профессий», утвержденных Министерством здравоохранения СССР, Государственным комитетом труда и заработной платы СССР и ВЦСПС 1 -XII 1971 г.
На ручных органах управления пневмоприводами и устройствами величина усилий не должна превышать при работе: кистью руки - 10 Н; рукой до локтя - 40 Н; всей рукой - 150 Н; двумя руками -250 Н.
Органы управления (рукоятки, маховики и др.), за исключением выносных пультов дистанционного управления, должны быть размещены относительно площадки, с которой производится управление, на высоте 1000-1600 мм при обслуживании приводов стоя и 600- 1200 мм при обслуживании сидя.
Технические требования на средства измерения и контроля вибраций на рабочих местах установлены ГОСТ 12.4.012-75.
Средства измерения должны обеспечивать измерение и контроль вибрационных характеристик рабочих мест (сиденья, рабочей площадки) и органов управления в условиях эксплуатации, а также определение усредненного за время измерения среднеквадратичного значения виброскорости в абсолютных и относительных величинах. Допускается измерение среднеквадратичных значений виброускорения в абсолютных и относительных величинах и виброперемещения в абсолютных величинах.
Средства измерения должны обеспечивать определение вибрации в октавных и третьеоктавных полосах частот. Характеристики октавных и третьеоктавных фильтров принимаются по ГОСТ 12.4.012-75, но динамический диапазон фильтра должен быть не менее 40 дБ.
Средства измерения должны обеспечивать определение в октавных полосах частот среднеквадратичных значений виброскорости относительно 5*10 -8 м/с в соответствии с табл. 14 и виброускорения относительно 3*10 -4 м/с 2 в соответствии с табл. 15.
Таблица 14
Таблица 15
Средства измерения выполняются в виде переносных приборов.
ГОСТ 30576-98
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Вибрация
НАСОСЫ ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ
ПИТАТЕЛЬНЫЕ ТЕПЛОВЫХ
ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
Нормы вибрации и общие требования к проведению измерений
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ
СОВЕТ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ
Минск
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 183 «Вибрация и удар» при участии Уральского теплотехнического научно-исследовательского института (АО УралВТИ)ВНЕСЕН Госстандартом России2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 13 - 98 от 28 мая 1998 г.)За принятие проголосовали: 3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 23 декабря 1999 г. № 679-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 30576-98 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 2000 г.4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Вибрация
НАСОСЫ ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ ПИТАТЕЛЬНЫЕ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
Нормы вибрации и общие требования к проведению измерений
Mechanical vibration. Centrifugal feed pumps
for thermal stations.
Evaluation of machine vebration and requirements for the measurement of
vibration
Дата введения 2000-07-01
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на центробежные питательные насосы мощностью более 10 МВт с приводом от паровой турбины и рабочей частотой вращения от 50 до 100 с -1 .Стандарт устанавливает нормы на допустимые вибрации опор подшипников центробежных питательных насосов, находящихся в эксплуатации и принимаемых в эксплуатацию после монтажа или ремонта, а также общие требования к проведению измерений.Стандарт не распространяется на опоры турбинного привода насосов.2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты: ГОСТ ИСО 2954-97 Вибрация машин с возвратно-поступательным и вращательным движением. Требования к средствам измерений ГОСТ 23269-78 Турбины стационарные паровые. Термины и определения ГОСТ 24346-80 Вибрация. Термины и определения3 Определения
В настоящем стандарте применяются термины с соответствующими определениями по ГОСТ 23269 и ГОСТ 24346.4 Нормы вибрации
4.1 В качестве нормируемого параметра вибрации устанавливают среднее квадратическое значение виброскорости в рабочей полосе частот от 10 до 1000 Гц при стационарной работе насоса. 4.2 Вибрационное состояние питательных насосов оценивают по наибольшему значению любого компонента вибрации, измеренному в соответствии с 5.2.1 в рабочем диапазоне по расходу и давлению питательной воды.4.3 Приемка питательных насосов из монтажа и капитального ремонта допускается при вибрации подшипниковых опор, не превышающей 7,1 мм·с -1 во всем рабочем диапазоне работы насоса и при общей продолжительности работы, определяемой правилами приемки. 4.4 Длительная эксплуатация центробежных питательных насосов допускается при вибрации подшипниковых опор, не превышающей 11,2 мм·с -1 .4.5 При вибрации подшипниковых опор, превышающей норму, установленную в 4.4, должна срабатывать предупредительная сигнализация и должны быть приняты меры по доведению вибрации до требуемого уровня в срок не более 30 сут.4.6 Не допускается эксплуатация питательных насосов при вибрации свыше 18,0 мм·с -1 .5 Общие требования к проведению измерений
5.1 Измерительная аппаратура
5.1.1 Вибрацию питательных насосов измеряют и регистрируют с помощью стационарной аппаратуры непрерывного контроля вибрации подшипниковых опор, соответствующей требованиям ГОСТ ИСО 2954.5.1.2 До установки стационарной аппаратуры непрерывного контроля вибрации насосов допускается использовать переносные приборы, метрологические характеристики которых соответствуют требованиям ГОСТ ИСО 2954.5.2 Проведение измерений
5.2.1 Вибрацию измеряют у всех подшипниковых опор в трех взаимно перпендикулярных направлениях: вертикальном, горизонтально-поперечном и горизонтально-осевом по отношению к оси вала питательного насоса.5.2.2 Горизонтально-поперечную и горизонтально-осевую составляющие вибрации измеряют на уровне оси вала насосного агрегата против середины длины опорного вкладыша с одной стороны.Датчики для измерения горизонтально-поперечной и горизонтально-осевой составляющих вибрации крепят к корпусу подшипника или к специальным площадкам, не имеющим резонансов в диапазоне частот от 10 до 1000 Гц и жестко связанным с опорой, в непосредственной близости к горизонтальному разъему.5.2.3 Вертикальную составляющую вибрации измеряют на верхней части крышки подшипника над серединой длины его вкладыша.5.2.4 При использовании переносной виброаппаратуры периодичность контроля вибрации устанавливается местной инструкцией по эксплуатации в зависимости от вибрационного состояния насоса.5.3 Оформление результатов измерений
5.3.1 Результаты измерения вибрации при введении насосного агрегата в эксплуатацию после монтажа или капитального ремонта оформляют приемо-сдаточным актом, в котором указывают:- дату измерения, фамилии лиц и наименования организаций, проводящих измерения;- рабочие параметры насосного агрегата, при которых проводились измерения (давление на входе и выходе, подачу, частоту вращения, температуру питательной воды и т. п.);- схему точек измерения вибрации;- наименование измерительных средств и дату их поверки;- значение вибрации опор подшипников, полученное при измерении.5.3.2 В процессе эксплуатации насосного агрегата результаты измерения вибрации регистрируют приборами и заносят в эксплуатационную ведомость машиниста турбоагрегата. При этом должны быть зафиксированы рабочие параметры турбоагрегата (нагрузка и расход свежего пара).Ключевые слова: насосы центробежные питательные, нормы, подшипниковые опоры, вибрация, измерения, контрольНормы вибрации очень важны при диагностике роторного оборудования. Динамическое (роторное) оборудование занимает большой процент в общем объеме оборудования промышленного предприятия: электрические двигатели, насосы, компрессоры, вентиляторы, редукторы, турбины и т.д. Задачей службы главного механика и главного энергетика является определение с достаточной точностью того момента, когда проведение ППР технически, а главное экономически обосновано. Одним из лучших методов определения технического состояния вращающихся узлов является виброконтроль виброметрами BALTECH VP-3410 или вибродиагностика с помощью виброанализаторов BALTECH CSI 2130, которые позволяют сократить необоснованные затраты материальных средств на эксплуатацию и техническое обслуживание оборудования, а также оценить вероятность и предупредить возможность внепланового выхода из строя. Однако, это возможно только если контроль вибрации проводить систематически, тогда удается вовремя обнаружить: износ подшипников (качения, скольжения), несоосность валов, дисбаланс роторов, проблемы со смазкой машин и многие другие отклонения и неисправности.
В ГОСТ ИСО 10816-1-97 установлены два основных критерия общей оценки вибрационного состояния машин и механизмов различных классов в зависимости от мощности агрегата. По одному критерию сравниваю абсолютные значения параметра вибрации в широкой полосе частот, по другому – изменения этого параметра.
Сопротивление при механических деформациях (например, при падении).
vrms, мм/с | Класс 1 | Класс 2 | Класс 3 | Класс 4 |
0.28 | А | A | A | A |
0.45 | ||||
0.71 | ||||
1.12 | B | |||
1.8 | B | |||
2.8 | С | B | ||
4.5 | C | B | ||
7.1 | D | C | ||
11.2 | D | C | ||
18 | D | |||
28 | D | |||
45 |
Первый критерий это абсолютные значения вибрации. Он связан с определением границ для абсолютного значения параметра вибрации, установленных из условия допустимых динамических нагрузок на подшипники и допустимой вибрации, передаваемой вовне на опоры и фундамент. Максимальное значение параметра, измеренное на каждом подшипнике или опоре, сравнивают с границами зон для данной машины. Приборах и программах компании BALTECH вы можете указать (выбрать) свои нормы вибрации или принять из списка стандартов занесенный международный в программу «Протон-Эксперт».
Класс 1 - Отдельные части двигателей и машин, соединенные с агрегатом и работающие в обычном для них режиме (серийные электрические моторы мощностью до 15 кВт являются типичными машинами этой категории).
Класс 2 - Машины средней величины (типовые электромоторы мощностью от 15 до 875 кВт) без специальных фундаментов, жестко установленные двигатели или машины (до 300 кВт) на специальных фундаментах.
Класс 3 - Мощные первичные двигатели и другие мощные машины с вращающимися массами, установленные на массивных фундаментах, относительно жестких в направлении измерения вибрации.
Класс 4 - Мощные первичные двигатели и другие мощные машины с вращающимися массами, установленные на фундаменты, относительно податливые в направлении измерения вибрации (например, турбогенераторы и газовые турбины с выходной мощностью более 10 МВт).
Для качественной оценки вибрации машины и принятия решений о необходимых действиях в конкретной ситуации установлены следующие зоны состояния.
- Зона А - В эту зону попадают, как правило, новые машины, только что введенные в эксплуатацию (вибрацию указанных машин нормирует, как правило, завод-изготовитель).
- Зона В - Машины, попадающие в эту зону, обычно считают пригодными для дальнейшей эксплуатации без ограничения сроков.
- Зона С - Машины, попадающие в эту зону, обычно рассматривают как непригодные для длительной непрерывной эксплуатации. Обычно данные машины могут функционировать ограниченный период времени, пока не появится подходящая возможность для проведения ремонтных работ.
- Зона D - Уровни вибрации в данной зоне обычно рассматривают как достаточно серьезные, для того чтобы вызвать повреждение машины.
Второй критерий это изменение значений вибрации. Этот критерий основан на сравнении измеренного значения вибрации в установившемся режиме работы машины с предварительно установленным значением. Такие изменения могут быть быстрыми или постепенно нарастающими во времени и указывают на повреждение машины в начальной стадии или на другие неполадки. Изменение вибрации на 25% обычно рассматривают как значительные.
При обнаружении значительных изменений вибрации необходимо исследовать возможные причины таких изменений, чтобы выявить причины таких изменений и определить какие меры необходимо принять с целью предотвращения возникновения опасных ситуаций. И в первую очередь необходимо выяснить, не является ли это следствием неправильного измерения значения вибрации.
Сами пользователи виброизмерительной аппаратуры и приборов, часто попадают в щекотливую ситуацию, когда пытаются сравнить показания между аналогичными приборами. Первоначальное удивление часто сменяется возмущением когда обнаруживается не соответствие в показаниях превышающее допустимую погрешность измерения приборов. Причин этому несколько:
Некорректно сравнивать показания приборов, датчики вибрации которых установлены в разных местах, пусть даже достаточно близко;
Некорректно сравнивать показания приборов, датчики вибрации которых имеют различные способы крепление к объекту (магнит, шпилька, щуп, клей и др.);
Необходимо учитывать что пьезоэлектрические датчики вибрации чувствительны к температурным, магнитным и электрическим полям и способны изменять свое электрическое сопротивление при механических деформациях (например, при падении).
На первый взгляд, сравнивая технические характеристики двух приборов, можно сказать, что второй прибор значительно лучше первого. Посмотрим внимательнее:
Для примера рассмотрим механизм, оборотная частота вращения ротора у которого равна12.5 Гц (750 об/мин), а уровень вибрации составляет 4 мм/с, возможны следующие показания приборов:
а) для первого прибора, погрешность на частоте 12.5 Гц и уровне 4 мм/с, в соответствии с техническими требованиями, не более ±10%, т.е показание прибора будут в диапазоне от 3.6 до 4.4 мм/с;
б) для второго, погрешность на частоте 12.5 Гц составит ±15%, погрешность при уровне вибрации 4 мм/с составит 20/4*5=25%. В большинстве случаев, обе погрешности являются систематическими, поэтому они арифметически суммируются. Получаем погрешность измерения ±40%, т.е показание прибора вероятно от 2.4 до 5.6 мм/с;
В тоже время, если проводить оценку вибрации в частотном спектре вибрации механизма составляющих с частотой ниже 10 Гц и выше 1 кГц показания второго прибора по сравнению с первым окажутся лучше.
Необходимо обратить внимание на наличие в приборе детектора среднего квадратического значения. Замена детектора среднего квадратического значения детектором среднего или амплитудного значения может привести к дополнительной погрешности при измерении полигармонического сигнала еще до 30%.
Таким образом, если мы посмотрим на показания двух приборов, при измерении вибрации реального механизма, то можем получить, что реальная погрешность измерения вибрации реальных механизмов в реальных условиях не менее ± (15-25)%. Именно по этой причине необходимо аккуратно относиться к выбору производителя виброизмерительной аппаратуры и еще более внимательно к постоянному повышению квалификации специалиста по вибродиагностике. Так как в первую очередь от того как именно проводятся эти самые измерения, можно говорить о результате диагноза. Одним из самых эффективных и универсальных приборов для проведения виброконтроля и динамической балансировки роторов в собственных опорах является комплект «Протон-Баланс-II», производимый компанией BALTECH в стандартной и максимальной модификации. Нормы вибрации могут измеряться по виброперемещению или виброскорости, а погрешность оценки вибрационного состояния оборудования имеет минимальное значение в соответствии с международными стандартами IORS и ISO.
Вибрация насосных агрегатов в основном низко- и средне-частотная гидроаэродинамического происхождения. Уровень вибрации по данным обследования некоторых НПС превышает санитарные нормы в 1-5,9 раза (табл. 29).
При распространении вибрации по конструктивным элементам агрегатов, когда собственные частоты вибрации отдельных деталей оказываются близкими и равными частотам основного тока или его гармоник, возникают резонансные колебания г угрожающие целостности некоторых узлов и деталей, в частности радиально-упорного подшипника качения и маслопроводов опорных подшипников скольжения. Одно из средств уменьшения вибрации - увеличение потерь на неупругое сопротивление, т. е. нанесение на корпус насоса и электродвигателя
Марка агрегата
24НД-14Х1 НМ7000-210
1,9-3,1 1,8-5,9 1,6-2,7 |
АТД-2500/АЗП-2000
АЗП-2500/6000
Примечание. Частота вращения 3000 об/мин.
Зибропоглощающего покрытия, например мастики ШВИМ-18. Источник низкочастотной механической вибрации агрегатов на фундаменте - сила дисбаланса и величина несоосности валов насоса и двигателя, частота которой кратна частоте вращения валов, деленной на 60. Вибрация, вызванная несоосностью валов, приводит к увеличенным нагрузкам на валы и подшипники скольжения, их нагреву и разрушению, расшатыванию машин на фундаменте, срезанию анкерных болтов, а в ряде случаев- к нарушению взрывопроницаемости электродвигателя. На НПС для снижения амплитуд вибрации валов и увеличения нормативного межремонтного периода баббитовых подшипников скольжения до 7000 мото-ч применяют стальные калиброванные прокладочные листы, устанавливаемые в разъемах крышек подшипников для выбора зазора износа.
Снижение механической вибрации достигается тщательной балансировкой и центровкой валов, своевременной заменой износившихся деталей и устранением предельных зазоров в подшипниках.
Система охлаждения должна обеспечивать температуру подшипников, не превышающую 60 °С. При чрезмерном нагревании сальника насос следует несколько раз остановить и сразу запустить, чтобы масло просочилось через набивку. Отсутствие масла свидетельствует о том, что сальник набит слишком туго и его следует ослабить. При появлении стука насос останавливают для выяснения причины этого явления: проверяют смазку, масляные фильтры. При потере давления в системе, превышающего 0,1 МПа, фильтр очищают.
Нагрев подшипников, прекращение поступления смазки, чрезмерная вибрация или ненормальный шум указывают на неполадки в работе насосного агрегата. Его необходимо немедленно остановить для устранения обнаруженных неполадок. Для остановки одного из насосных агрегатов закрывают задвижку на нагнетательной линии и вентиль на линии гидроразгрузки, затем включают двигатель. После охлаждения насоса закрывают все вентили трубопроводов, подводящих масло и воду, краны у манометров. При остановке насоса на длительное время для предотвращения коррозии рабочее колесо, уплотняющие кольца, защитные гильзы вала, втулки и все детали, -соприкасающиеся с перекачиваемой жидкостью, следует смазывать, а сальниковую набивку вынимать.
При эксплуатации насосных агрегатов возможны разные неполадки, которые могут быть вызваны различными причинами. Рассмотрим неисправности насосов и способы их устранения.
1. Насос нельзя запустить:
вал насоса, соединенный зубчатой муфтой с валом электродвигателя, не проворачивается--проверить вручную вращение!зала насоса и электродвигателя в отдельности, правильность сборки зубчатой муфты; если валы отдельно вращаются, та.216
проверить центровку агрегата; проверить работу насоса и провода при их соединении через турбопередачу или редуктор;
вал насоса, отсоединенный от вала электродвигателя, не проворачивается или туго вращается из-за попадания в насос посторонних предметов, поломки его движущихся частей и сальников, заедания в уплотнительных кольцах - провести осмотр, последовательно устраняя обнаруженные механические повреждения.
2. Насос пущен, но не подает жидкости или после пуска
подача ее прекращается:
всасывающая способность насоса недостаточна, так как в приемном трубопроводе находится воздух вследствие неполного заполнения насоса жидкостью или из-за неплотностей во всасывающем трубопроводе, сальниках - повторить заливку, устранить неплотность;
неправильное вращение вала насоса - обеспечить правильное вращение ротора;
действительная высота всасывания больше допустимой, вследствие несоответствия вязкости, температуры или парциального давления паров перекачиваемой жидкости расчетным параметрам установки - обеспечить необходимый подпор.
3. Насос при пуске потребляет большую мощность: ■
открыта задвижка на напорном трубопроводе - закрыть
задвижку на время пуска;
неправильно установлены рабочие колеса - устранить неправильную сборку;
в уплотнительных кольцах происходит заедание вследствие больших зазоров в подшипниках или в результате смещения ротора - проверить вращение ротора от руки; если ротор вращается туго, устранить заедание;
засорена трубка загрузочного устройства - осмотреть и: очистить трубопровод разгрузочного устройства;
в одной из фаз электродвигателя перегорает предохранитель- заменить предохранитель.
4. Насос не создает расчетного напора:
понижена частота вращения вала насоса - изменить частоту вращения, проверить двигатель и устранить неисправности;
повреждены или изношены уплотняющие кольца рабочего колеса, входные кромки рабочих лопаток - заменить рабочее колесо и поврежденные детали;
гидравлическое сопротивление нагнетательного трубопровода меньше расчетного вследствие разрыва трубопровода, чрезмерного открытия задвижки на нагнетательной или обвод* ной линии - проверить подачу; если она возросла, то закрыть задвижку на обводной линии или прикрыть ее на нагнетательной; устранить разного рода неплотности нагнетательного трубопровода;
Плотность перекачиваемой жидкости меньше расчетной, повышено содержание воздуха или газов в жидкости - проверить плотность жидкости и герметичность всасывающего трубопровода, сальников;
во всасывающем трубопроводе или рабочих органах насоса наблюдается кавитация - проверить фактический кавитацион-ный запас удельной энергии; при заниженном значении его устранить возможность появления кавитационного режима.
5. Подача насоса меньше расчетной:
частота вращения меньше номинальной - изменить частоту вращения, проверить двигатель и устранить неисправности;
высота всасывания больше допустимой, вследствие чего насос работает в кавитационном режиме - выполнить работы, указанные в п. 2;
образование воронок на всасывающем трубопроводе, недостаточно глубоко погруженном в жидкость, вследствие чего с жидкостью поступает воздух - установить отсекатель для ликвидации воронки, повысить уровень жидкости над входным отверстием всасывающего трубопровода;
увеличение сопротивлений в напорном трубопроводе, вследствие чего давление нагнетания насоса превышает расчетное - полностью открыть задвижку на нагнетательной линии, проверить все задвижки манифольной системы, линейные задвижки, очистить места засорений;
повреждено или засорено рабочее колесо; увеличены зазоры в уплотнительных кольцах лабиринтного уплотнения вследствие их износа - очистить рабочее колесо, заменить изношенные и поврежденные детали;
через неплотности всасывающего трубопровода или сальника проникает воздух - проверить герметичность трубопровода, протянуть или сменить набивку сальника.
6. Повышенный расход электроэнергии:
подача насоса выше расчетной, напор меньше вследствие открытия задвижки на перепускной линии, разрыва трубопровода или чрезмерного открытия задвижки на нагнетательном трубопроводе - закрыть задвижку на перепускной линии, проверить герметичность трубопроводной системы или прикрыть задвижку на напорном трубопроводе;
поврежден насос (изношены рабочие колеса, уплотнитель-ные кольца, лабиринтные уплотнения) или двигатель - проверить насос и двигатель, устранить повреждения.
7. Повышенная вибрация и шум насоса:
подшипники смещены вследствие ослабления их крепления; изношены подшипники - проверить укладку вала и зазоры в подшипниках; в случае отклонения довести величину зазоров до допустимой;
ослаблены крепления всасывающего и нагнетательного трубопроводов, фундаментных болтов и задвижек - проверить крепление узлов и устранить недостатки; 218
попадание посторонних предметов в проточную часть - прочистить проточную часть;
нарушена уравновешенность насоса или двигателя вследствие искривления валов, неправильной их центровки или эксцентричной установки соединительной муфты - проверить центровку валов и муфты, устранить повреждения;
увеличены износ и люфты в обратных клапанах и задвижках на нагнетательном трубопроводе - устранить люфты;
нарушена балансировка ротора в результате засорения рабочего колеса - очистить рабочее колесо и отбалансировать, ротор;
насос работает в кавитационном режиме - уменьшить подачу путем прикрытия задвижки на нагнетательной линии, герметизировать соединения во всасывающем трубопроводе, увеличить подпор, уменьшить сопротивление на всасывающем трубопроводе.
8. Повышенная температура сальников и подшипников:
нагрев сальников вследствие чрезмерной и неравномерной затяжки, малого радиального зазора между нажимной втулкой и валом, установки втулки с перекосом, заедания или перекоса фонаря сальника, недостаточной подачи уплотнительной жидкости- ослабить затяжку сальников; если это не даст эффекта, то разобрать и устранить дефекты монтажа, заменить набивку; увеличить подачу уплотнительной жидкости;
нагрев подшипников вследствие слабой циркуляции масла в принудительной системе смазки подшипников, отсутствие вращения колец в подшипниках с кольцевой смазкой, утечка масла и загрязнения - проверить давление в системе смазки, работу масляного насоса и устранить дефект; обеспечить герметичность масляной ванны и трубопровода, сменить масло;
нагрев подшипников вследствие неправильной их установки (малы зазоры между вкладышем и валом), износа вкладышей, повышенной затяжки опорных колец, малых зазоров между шайбой и кольцами в упорных подшипниках, задира опорного или упорного подшипника или расплавления баббита - проверить и устранить дефекты; зачистить задир или заменить подшипник.
Поршневые компрессоры. К деталям, где возможно появление наиболее опасных дефектов, относят валы, шатуны, крейцкопфы, штоки, головки цилиндров, пальцы кривошипов, болты и шпильки. Зоны, в которых наблюдается максимальная концентрация напряжений, - резьбы, галтели, поверхности сопряжений, напрессовки, шейки и щеки колончатых валов, шпоночные пазы.
При эксплуатации рамы (станины) и направляющих проверяют деформацию их элементов. Вертикальные перемещения, превышающие 0,2 мм, являются признаком неработоспособности компрессора. На поверхности рамы выявляют трещины и контролируют их развитие.
Прилегание к фундаменту рамы, а также любой из направляющих, закрепленных на фундаменте, должно быть не менее Г)0 % периметра их общего стыка. Не реже одного раза в год проверяют горизонтальность положения рамы (отклонение плоскости рамы в любом направлении на длине 1 м не должно превышать 2 мм). На поверхностях скольжения направляющих не должно быть рисок, вмятин, забоин глубиной более 0,3 мм. Для коленчатого вала при эксплуатации контролируют температуру его участков, работающих в режиме трения. Она не должна превышать значений, указанных в инструкции по эксплуатации.
Для шатунных болтов контролируют их затяг, состояние устройства стопорения и поверхности болта. Признаки неработоспособности болта следующие: наличие трещин на поверх- " ности, в теле или резьбе болта, коррозии в призонной части болта, срыв или смятие витков резьбы. Суммарная площадь касания должна составлять не менее 50 °/о площади опорного пояса. Пятна касания не должны иметь разрывов, превышающих 25 % длины окружности. При превышении остаточного удлинения болта на 0,2 % от его первоначальной длины болт выбраковывается.
Для крейцкопфа контролируют состояние элементов его соединения со штоком, а также пальца, проверяют зазоры между верхней направляющей и башмаком крейцкопфа. При эксплуатации обращают внимание на состояние внешней поверхности цилиндра, уплотнение масловодов индикаторных пробок, фланцевых соединений системы водяного охлаждения. Свищи и пропуски газа, воды, масла в корпусе или фланцевых соединениях недопустимы. Температура воды на выходе из водяных рубашек и крышек цилиндров не должна превышать значений, приведенных в инструкции по эксплуатации.
Для поршней подлежит контролю состояние поверхности (в том числе состояние и толщина несущей поверхности поршня скользящего типа), а также фиксация поршня на штоке и заглушек (у литых поршней) ступени, работающей под давлением. Признаки выбраковки поршней следующие: задиры в виде борозд на площади, составляющей более 10 % поверхности заливки, наличие участков с отставшим, выплавленным или выкрошенным баббитом, а также трещины с замкнутым контуром. Радиальная трещина слоя заливки не должна снижаться до 60 % от первоначальной. Не допускаются нарушения фиксации поршневой гайки для заглушек литых поршней, люфт поршня на штоке, неплотности поверхности сварных швов, отрыв днища поршня от ребер жесткости.
Для штоков перед выводом компрессора в ремонт контролируют биение штока в пределах поршня ступени, состояние поверхности штока; выявляют задиры или следы наволакивания металла уплотнительных элементов на поверхности штока. Не допускаются трещины на поверхности, резьбе или 220
галтелях штока, деформации, срыв или смятие резьбы. При эксплуатации контролируют герметичность уплотнения штока, не оснащенного и оснащенного системой отвода утечек. Показатель герметичности уплотнений штоков - содержание газа в контролируемых местах компрессора и помещении, которое не должно превышать значений, допускаемых действующими нормами.
Ежегодно при ремонте проверяют состояние уплотнения штока. Трещины на элементе или поломки его недопустимы. Износ уплотнительного элемента должен составлять не более 30 % его номинальной радиальной толщины, а зазор между штоком и защитным кольцом уплотнения штока с неметаллическими уплотннтельными элементами - не более 0,1 мм.
При эксплуатации контроль работоспособности поршневых колец осуществляют по регламентированным давлениям и температуре сжимаемой среды. В цилиндрах не должно отмечаться усиление шума или стука в цилиндрах. Задиры поверхности скольжения колец должны быть менее 10 % окружности. Если радиальный износ кольца в любом его сечении превышает 30 % первоначальной толщины, кольцо выбраковывают.
Признаки неработоспособности клапанов следующие: не нормальный стук в клапанных полостях, отклонения давлений и температуры сжимаемой среды от регламированных. При контроле состояния клапанов проверяют целостность пластин, пружин и наличие трещин в элементах клапана. Площадь проходного сечения клапана в результате загрязнения не должна уменьшаться более чем на 30 % от первоначальной, а плотность - ниже установленных норм.
Поршневые насосы. Цилиндры и их гильзы могут иметь следующие дефекты: износ рабочей поверхности в результате трения, коррозионный и эрозионный износы, трещины, задиры. Величину износа цилиндров определяют после выемки поршня (плунжера) путем замера диаметра расточки в вертикальной и горизонтальной плоскостях по трем сечениям (среднему и двум крайним) с помощью микрометрического штихмаса.
На рабочей поверхности поршня недопустимы задиры, забоины, заусеницы и рваные кромки. Максимально допустимый износ поршня-(0,008-0,011)Г> п, где О л - минимальный диаметр поршня. При обнаружении трещин на поверхности поршневых колец, значительном и неравномерном износе, эллипс-ности, потере упругости колец их необходимо заменить новыми.
Отбраковочные зазоры поршневых колец насоса определяют следующим образом: наименьший зазор в замке кольца в свободном состоянии Д» (0,06^-0,08)Б; наибольший зазор в замке кольца в рабочем состоянии Л =к (0,015-^0,03) Д где О - минимальный диаметр цилиндра.
Допустимое радиальное коробление для колец диаметром до 150, 150-400, свыше 400 мм составляет соответственно не более 0,06-0,07; 0,08-0,09; 0,1-0,11 мм.
Отбраковочный зазор между кольцами и стенками канавок поршня рассчитывают по следующим соотношениям: Л т щ = = 0,003 /г; А т ах= (0,008-4-9,01) к, где к - номинальная высота колец.
При обнаружении рисок глубиной 0,5 мм, эллипсностн 0,15-0,2 мм штоки и плунжеры протачивают. Шток можно протачивать на глубину не более 2 мм.
Несоосность цилиндра и направляющей штока допустима в пределах 0,01 мм. Если биение штока превышает 0,1 мм, то шток протачивают на 7г величины биения или правят.
Читайте также:
|
Вибродиагностика позволяет контролировать техническое состояние магистральных и подпорных агрегатов в режиме непрерывного наблюдения за уровнем вибрации.
Основные требования по контролю и измерению вибраций насосных агрегатов:
1. Все магистральные и подпорные насосные агрегаты должны быть оснащены стационарной контрольно-сигнальной виброаппаратурой (КСА) с возможностью непрерывного контроля в операторной текущих параметров вибрации. Система автоматики НПС должна обеспечивать световую и звуковую сигнализацию в операторной при повышенной вибрации, а также автоматическое отключение агрегатов при достижении аварийного значения вибрации.
2. Датчики контрольно-сигнальной виброаппаратуры устанавливают на каждой подшипниковой опоре магистрального и горизонтального подпорного подпорного насосов для контроля вибрации в вертикальном направлении. (рис) На вертикальных подпорных насосах датчики устанавливаются на корпусе опорно-упорного подшипникового узла для контроля вибрации в вертикальном (осевом) и горизонтально-поперечном направлениях.(рис)
Рисунок. Точки измерения на опоре подшипника
Рисунок. Точки измерения вибрации на вертикальном насосном агрегате
Система автоматики должна быть настроена на выдачу сигнала при достижении предупредительного и аварийного уровней вибрации насосов в контролируемых точках. Измеряемым и нормируемым параметром вибрации является среднее квадратическое значение (СКЗ) виброскорости в рабочей полосе частот 10…1000 Гц.
3. Значения уставок сигнализации и защиты по превышению вибрации устанавливаются по утвержденной карте уставок технологических защит в зависимости от типоразмеров ротора, режима работы насоса (подачи) и норм вибрации.
Нормы вибрации магистральных и подпорных насосов для номинальных режимов работы
Нормы вибрации магистральных и подпорных насосов для неноминальных режимов работы
При величине вибрации от 7,1 мм/с до 11,2 мм/с длительность эксплуатации магистральных и подпорных насосов не должна превышать 168 часов.
Номинальный режим работы насосного агрегата – подача от 0,8 до 1,2 от номинальной подачи (Q ном)соответствующего ротора (рабочего колеса).
При включении и отключении насосного агрегата должна осуществляться блокировка защиты этого агрегата и других работающих агрегатов по превышению вибрации на время выполнения программы пуска (остановки) насосных агрегатов.
4. Предупредительная сигнализация в операторной местного диспетчерского пункта по параметру «повышенная вибрация» соответствует величине СКЗ 5,5 мм/с (номинальный режим) и 8,0 мм/с (неноминальный режим).
Сигнал «аварийная вибрация» - СКЗ 7,1 мм/с и 11,2 мм/с, немедленное отключение насосного агрегата.
5. Контроль вибрации вспомогательных насосов (масло насосы, насосы систем откачки утечек, водоснабжения, пожаротушения, отопления) должен осуществляться 1 раз в месяц и перед выводом в текущий ремонт с помощью переносной аппаратуры.
6. Для получения дополнительной информации при вибродиагностике магистральных и подпорных агрегатов, а также на период временного отсутствия стационарно установленных средств измерения и контроля вибрации (поверка, калибровка, модернизация) используют переносную портативную виброаппаратуру.
Каждое измерение вибрации портативной аппаратурой проводят в строго фиксированных точках.
7. При использовании портативной виброаппаратуры вертикальная составляющая вибрации измеряется на верхней части крышки подшипника над серединой длины его вкладыша.
Горизонтально-поперечная и горизонтально-осевая составляющие вибрации горизонтальных насосных агрегатов измеряются ниже на 2…3 мм от оси вала насоса напротив середины длины опорного вкладыша (рис).
Места измерения вибрации на вертикальном насосном агрегате соответствуют точкам 1, 2, 3, 4, 5, 6 (рис).
Рисунок. Точки измерения вибрации на корпусе подшипника насоса без выносных опор
У насосов, не имеющих выносных подшипниковых узлов (типа ЦНС, НГПНА), вибрация измеряется на корпусе над подшипником как можно ближе к оси вращения ротора (рис).
8. Для оценки жесткости крепления рамы к фундаменту вибрация измеряется на всех элементах крепления насоса к фундаменту. Измерение производится в вертикальном направлении на анкерных болтах (головках) или рядом с ними на фундаменте на расстоянии не более 100 мм от них. Измерение проводится при плановом и неплановом вибродиагностиком контроле.
9. Для проведении вибродиагностического контроля используется аппаратура для измерения среднего квадратического значения вибрации и универсальная виброанализирующая аппаратура с возможностью измерения спектральных составляющих вибрации и амплитудно-фазовых характеристик.