Современные методы диагностики компрессорного оборудования

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ НА УРОВНЕ УПРАВЛЕНИЯ

В соответствии с заданием на ВКР, в данном пункте выполнены рекомендаций по восстановлению работоспособности коленчатого вала воздушного компрессора.

Коленчатый вал воздушного компрессора является одним из наиболее ответственных элементов компрессора. Он состоит из рамовых и шатунных шеек, щек, соединительных фланцев. Рамовые шейки, щеки и шатунная шейка образуют колено или кривошип вала. Коленчатый вал - одна из наиболее напряженных деталей. Стоимость коленчатого вала составляет около 15% стоимости компрессора. К коленчатым валам предъявляют требования обеспечения необходимой прочности, жесткости и износоустойчивости.

Предупреждение неполадок в компрессорах. Все аварии и неполадки следует тщательно изучать для выявления причин и разработки рекомендаций по их предупреждению.

Ниже приводятся описания и анализ причин некоторых аварий и неполадок поршневых компрессоров:

1. Нарушение нормального распределения давления по ступеням, которое является следствием пропуска газа всасывающими и нагнетательными клапанами, а также поршневыми кольцами приводит к снижению производительности компрессора.

2. Дефекты в изготовлении, монтаже, а также несоблюдение норм эксплуатации и погрешности при ремонте влияют на герметичность клапанов и поршневых колец.

3. Недостаточная смазка цилиндров и сальников ухудшает уплотнение и также приводит к снижению производительности машины.

Аварии и неполадки компрессорного оборудования. Аварии и неполадки компрессорного оборудования приносят значительный ущерб производству, выражающийся в длительных неплановых остановках, нарушениях режима технологического процесса, угрозе безопасности обслуживающего персонала и повышении себестоимости выпускаемого продукта. Статистические данные обследований аварий и неполадок компрессорного оборудования на промышленных предприятиях указывают на необходимость проведения профилактических мероприятий по их предотвращению.

Анализ показывает, что аварии и неполадки в работе происходят вследствие конструктивных недостатков отдельных деталей и узлов, ошибок, допущенных при изготовлении компрессорного оборудования и несоблюдения требований инструкций и норм эксплуатации.

В процентном отношении общее количество аварий и неполадок компрессорных машин на одном из химических комбинатов распределялось следующим образом: 6% аварий произошло из-за конструктивных недостатков; 54% аварий произошло из-за низкого качества деталей (причем на вновь изготовляемые детали пришлось 46%, а на ремонтируемые - 8%); 40% аварий из-за нарушения инструкций и норм эксплуатации.

Наиболее частые неполадки и причины их возникновения. В практике эксплуатации имеют место неполадки и аварии компрессоров, происходящие вследствие попадания в полости цилиндров твердых тел, воды, излишнего количества масла, нарушения линейного мертвого пространства, которые обычно приводят к стукам или резким ударам.

Стуки в компрессорных машинах могут обусловливаться и рядом других причин и являются тревожными сигналами при эксплуатации. Например:

- Выработка цилиндра и цилиндровой втулки;

- Износ поршня и поршневых колец;

- Заедание и загрязнение цилиндра, поршня и поршневых колец;

- Перекос поршня в цилиндре и криволинейность штока;

- Несоосность оси рамы, цилиндра и механизма движения;

- Ослабление крепления клапанов в гнездах цилиндра и поломка клапанных пластин;

- Ослабление соединения штока с крейцкопфом и ползуном;

- Ослабление затяжки подшипников кривошипной и крейцкопфной головок шатуна;

- Выработка пальца крейцкопфа;

- Наличие недопустимых зазоров между крейцкопфом и направляющими рамы;

- Износ и ослабление затяжки коренных и выносных подшипников;

- Выработка коренных и шатунных шеек вала;

- Ослабление шарнирных соединений деталей механизма движения;

- Отставание промежуточных и концевых ползунов от направляющих параллелей;

- Ослабление или неправильное крепление маховика на валу и другие неполадки, которые обычно сопровождаются стуком при эксплуатации компрессора.

При появлении стуков компрессор необходимо остановить, выявить причины и ликвидировать дефекты их обуславливающие.

Нагрев подшипников компрессора является часто причиной неполадок в машине. Основными причинами нагрева подшипников с принудительной циркуляционной смазкой являются:

- неправильно выбранный сорт масла;

- засорение маслопроводов и фильтров;

- неточная подгонка вкладышей подшипника к шейкам вала;

- перекос или искривление оси вала и чрезмерная затяжка подшипников.

При значительном нагреве подшипника рекомендуется замена отработанной смазки на смазку с необходимой вязкостью, увеличение давления масла в системе, регулировка зазоров между цапфами и вкладышами с установкой прокладок. При непрерывной работе компрессора необходима его остановка не реже одного раза в месяц для смазки радиально-упорных подшипников или через каждые 750 часов при сменной работе. Смазку подавать шприцем в объеме 3-4 см³ на масленку.

Нормальная эксплуатация механизма движения возможна только при надежной работе циркуляционной системы смазки, которая в основном контролируется по давлению масла. Падение давления масла в системе может произойти вследствие: отказа работы шестеренчатого насоса, неисправности перепускного клапана, малого уровня масла в маслобаке, утечек масла в системе, засорения масляного фильтра и приемного» клапана насоса или чрезмерного нагрева масла.

На работу сальников влияют точность изготовления и пригонки, износ уплотняющих элементов, выработка и перекос штока, недостаточная смазка и несоблюдение монтажных зазоров и условий эксплуатации.

Опасность разрушения чугунных маховиков возможна при окружных скоростях более 30 м/сек, наличии дефектов в отливках (раковины, трещины и т. п.), монтажных погрешностях (перекосах, недостаточной точности балансировки и т. п.), а также вследствие разрушения крепления от усталости металла, возникновении гидравлического удара или резкого заклинивания поршня в цилиндре.

Учитывая, что в период пуска компрессорной установки и обкатки вхолостую имеет место наибольшее число аварий и неполадок, обслуживающий персонал должен обратить особое внимание на точность соблюдения инструкции эксплуатации. Пуску компрессора должен предшествовать предупреждающий сигнал. Посторонние лица из машинного зала удаляются. Перед пуском компрессорной установки необходимо провести все подготовительные работы в соответствии с требованиями эксплуатации. Кроме указанных мероприятий, необходимо соблюдать требования по безопасности обслуживания электрической части компрессорной установки, а также выполнять инструкции пожарной безопасности.

Износы и повреждения коленчатых валов. В результате изнашивания уменьшаются диаметры рамовых и мотылевых шеек коленчатых валов, они приобретают эллиптическую, бочкообразную или конусную форму; на шейках валов образуются наработки. К повреждениям коленчатых валов относят царапины, задиры на шейках, изгиб, ослабление посадки шеек в щеках у составных валов, деформацию отверстий во фланцах соединений у валов, состоящих из секций, трещины в щеках и шейках, поломку.

Поломка коленчатого вала - одна из самых тяжелых аварий компрессора. Причинами усталостных разрушений могут быть: недостаточный запас прочности вала, особенно в местах концентрации напряжений (в районе галтелей, по краям смазочных отверстий); технологические пороки, низкие механические свойства материала, неоднородная структура, микротрещины, образовавшиеся при термической обработке, неметаллические включения; случайные повреждения появившиеся на поверхности вала в процессе его обработки или эксплуатации (всевозможные риски, царапины, борозды и надзоры, являющиеся сильными концентраторами напряжений).

Усталостные трещины на коленчатом валу зарождаются с его поверхности, поэтому одним из эффективных мероприятий, направленных на уменьшение напряжения и увеличения долговечности коленчатого вала, является наплавка под флюсом.

Примеры и анализ аварий. Авария произошла из-за конструктивных недостатков, допущенных при проектировании компрессорной машины. В цехе получения кислорода через 7 ч. после пуска был аварийно остановлен воздушный трехступенчатый компрессор производительностью 1380 м³/ч, давлением нагнетания 50 кг/см². Причиной остановки явилось выплавление выносного и одного коренного подшипников коленчатого вала. Выплавление подшипников произошло из-за недостатка масла в маслобаке, хотя давление в системе смазки по показанию манометра оставалось нормальным. Стабильность показания манометра объясняется подсосом воздуха в масляную систему. Уровень масла в маслобаке не проверялся из-за отсутствия масломера.

На азотном пятиступенчатом компрессоре производительностью 1200 м³/ч давлением нагнетания 700 кг/см² произошло выплавление коренного подшипника. Авария произошла вследствие того, что при подготовке к пуску компрессора при повышении давления в системе смазки был плохо закрыт вентиль подачи масла из воронки во всасывающий маслопровод. После того, как масло из воронки вытекло, произошло подсасывание воздуха. В результате этого насос перестал подавать масло в систему смазки ходовой части компрессора, подшипники стали истираться.

Ремонт и замена деталей компрессоров. Основой процесса ремонта компрессора является определение неисправности. Эта составляющая ремонта, зачастую составляет наибольшую его часть по времени, так как для выявления неисправности, необходимо иметь представление обо всех агрегатах компрессора и процессах в них происходящих. После определения неисправности производится замена изношенных деталей и восстановление работоспособности.

Эксплуатационно-техническая характеристика коленчатого вала. Факторы, влияющие на работу коленчатого вала.

Вал нагружается силами давления газа и силами инерции поступательно движущихся и вращающихся масс, и подвергаются одновременному действию знакопеременных изгибающих и крутящих моментов. В результате воздействия этих сил и моментов материал работает на усталость. Усталость металла объясняется возникновением в наиболее слабом месте микроскопической трещины, которая под влиянием знакопеременной нагрузки растет, уменьшая расчетное сечение и вызывая рост напряжений. В итоге напряжения превышается предел прочности материала, вызывая быстрое разрушение детали.

Износы и повреждения коленчатых валов. В результате изнашивания уменьшаются диаметры рамовых и мотылевых шеек коленчатых валов, они приобретают эллиптическую, бочкообразную или конусную форму; на шейках валов образуются наработки. К повреждениям коленчатых ваплов относят царапины, задиры на шейках, изгиб, ослабление посадки шеек в щеках у составных валов, деформацию отверстий во фланцах соединений у валов, состоящих из секций, трещины в щеках и шейках, поломку.

В поперечном сечении в результате изнашивания шейки приобретают эллиптическую форму. При этом больший износ наблюдается у мотылевых шеек вследствие работы их в условиях неравномерной нагрузки. Верхняя часть мотылевой шейки испытывает большую нагрузку чем нижняя, поэтому износ верхней части больше чем нижней.

Конусная форма может быть следствием неудовлетворительной пригонки подшипника, когда контакт его с шейкой происходит не по всей длине. Это вызывает износ шейки в каком-либо одном ее конце. При некачественном изготовлении или ремонте, когда при проточке шейки ввиду неточности обработки остается конусность, она увеличивается при эксплуатации.

При перекосе шатунно-поршневой группы по отношению к коленчатому валу и удлиненных подшипниках может возникнуть бочкообразная форма шеек коленчатого вала. В этих случаях больший износ происходит у галтелей в первом случае из-за перекоса, во втором - из-за деформации шейки при работе.

Корсетная форма шеек может возникнуть из-за плохой пригонки подшипников. Однако такой дефект бывает редко. Появление наработков связано с разницей длин шейки и подшипника. Царапины могут возникнуть при попадании на поверхность трения твердых частиц и нарушения режима смазки. Задиры на шейках возможны при проплавлении подшипников.

Поломка коленчатого вала - одна из самых тяжелых аварий двигателя. Причинами усталостных разрушений могут быть: недостаточный запас прочности вала, особенно в местах концентрации напряжений (в районе галтелей, по краям смазочных отверстий); технологические пороки, низкие механические свойства материала, неоднородная структура, микротрещины, образовавшиеся при термической обработке, неметаллические включения; случайные повреждения появившиеся на поверхности вала в процессе его обработки или эксплуатации (всевозможные риски, царапины, борозды и задиры) являющиеся сильными концентраторами напряжений.

Основные Мотылевые и рамовые шейки h 2,5⁺ 0,5 мм, 56…60 HRC кроме галтелей.

Нецилиндричность рамовых и мотылевых шеек не более 0,01 мм.

Биение рамовых шеек относительно оси вала не более 0,02 мм.

Биение конуса по отношению к оси рамовых шеек не более 0,02 мм.

Не параллельность мотылевых шеек относительно оси вала не более 0,02 мм. Проверку шеек на параллельность производить в четырех положениях кривошипа при полном его обороте.

Смещение осей шатунных шеек по окружности радиуса кривошипа не более ⁺30.

Смазочный канал проверяется на герметичность пробным гидравлическим давлением P_пр = 0,2 МПа.

Технологический маршрут ремонта компрессора включает следующие основные операции: демонтаж и разборку, подготовку к дефектации и дефектацию, ремонт деталей и узлов, сборку, монтаж. (см. таблицу 4.1.)

Таблица 4.1 Схема технологического маршрута ремонта компрессора

Ремонт корпуса

Ремонт цилиндров

Ремонт коленчатого вала компрессора: восстановление коренных и шатунных шеек

Сборку компрессора

Монтаж компрессора

Общие требования по разборке. Перед разборкой необходимо:

— проинструктировать обслуживающий персонал и оснастить его средствами индивидуальной защиты;

— оборудовать стационарное и переносное освещение;

— осушить полости корпуса компрессора от масла;

— разработать схему размещения крупногабаритных деталей, так чтобы был обеспечен доступ к ремонтируемому объекту;

— разработать правила техники безопасности.

Разборка компрессора выполняется стандартными и специальными фирменными инструментами, и приспособлениями. Работы по разборке, дефектации, ремонту и сборке компрессора проводятся в присутствии механика, в чьем заведовании находится компрессор или лица, ответственного за ремонт.

Подготовка к дефектации деталей компрессора. Очистка и промывка составных частей компрессора проводится после его разборки. После промывки все детали обдувают чистым сухим сжатым воздухом и направляют на дефектацию.

Дефектации деталей компрессора. Дефектация – это оценка технического состояния и выявление различных дефектов с применением методов дефектоскопии.

Задачи дефектации, выполняемой при сдаче компрессора на ремонт, следующие:

— в зависимости от условий работы для основных элементов компрессора установить соответствие фактической величины и характера, износа или разрушения ожидаемой величине, заданной при проектировании;

— выявить изнашивание, разрушение, которое может привести к внезапным отказам и являющееся результатом нарушений правил эксплуатации, технологии изготовления или ошибок при конструировании;

— уточнить объем работ, предусмотренных ведомостью ремонтных работ, номенклатуру и количество узлов, сменных деталей и других материалов;

— установить необходимость выполнения ремонтных работ, при этом определить их срочность (необходимо их выполнять немедленно или можно ожидать очередного ремонта).

В зависимости от характера возможных дефектов и от конструкции проверяемой детали при ремонте компрессора применяются три основных вида дефектации:

1) Наружный или визуальный осмотр – при помощи лупы 5-10 кратного увеличения, мелокеросиновой или цветной пробы, дополнительного обстукивания. Более эффективным методом является люминесцентная дефектоскопия;

2) Выявление скрытых дефектов – проверка с использованием методов дефектоскопии: гидравлической, магнитной, рентгеновской, звуковой (в том числе ультразвуковой);

3) Определение конструктивных дефектов и отклонений от правильной геометрической формы - производят различным контрольно-измерительными инструментоми, приборами и оборудованием.

В процессе дефектации детали по своему техническому состоянию разделяются на три группы:

1) годные;

2) требующие ремонта;

3) негодные.

По результатам дефектации составных частей и деталей компрессора составляются ремонтные ведомости, являющиеся в дальнейшем руководящим документом для ремонта деталей компрессора.

Дефектация коленчатого вала компрессора.

Определение износа рамовых и мотылевых шеек коленчатого вала.

Диаметры шеек измеряют микрометрической скобой в трех поперечных сечениях по длине шейки и двух диаметрально противоположных плоскостях в каждом сечении. Крайние замеры выполняют в сечениях на расстоянии 15-20 мм от шеек.

Наибольший допустимый износ рамовых и мотылевых шеек коленчатого вала, выражается в образовании эллиптической и конусной форм, может быть установлен из выражения:

D = 0,00078d + K, (4.1)

где, d – диаметр шейки вала, мм; K=0,03 мм для рамовых и 0,05 для мотылевых шеек.

Наибольший допустимый износ рамовых и мотылевых шеек коленчатого вала сравнивается с данными заводов-изготовителей элемента СЭУ. Существуют специальные скобы, приспособления и способы определения износа рамовых шеек без подъема вала с подшипников.

Измерение микрометрической скобой малого сечения позволяет ввести ее в пространство между шейкой и гнездом после выкатывания вкладыша рамового подшипника. После измерения данной рамовой шейки вкладыш заводят на место и приступают к измерению следующей шейки.

Измерение с помощью специального приспособления, состоящего из двух ножек, жестко соединенных двумя валиками с правой и левой резьбой. При вращении гайки ножки смещаются по размеру шейки вала. Стержень, по которому ножки перемещаются, предназначены для придания устойчивости приспособлению. В валиках имеются призматические шпонки, предотвращающие проворачивание на валике державки.

Эти методы могут быть применены как для диагностики причин аварий компрессоров, так и для анализа состояния узлов агрегата после ремонта.

В практике диагностирования компрессорного оборудования известны и получили распространение различные методы определения их технического состояния.

Органолептические методы используются для предварительной оценки технического состояния машины. В неисправной машине появляются дополнительные шумы, стуки, повышение температуры, по которым судят о характере дефекта. Визуальный осмотр труднодоступных зон промышленных установок, который является одним из видов метода, проводится с помощью эндоскопов. Они выпускаются фирмами: ДАО «Оргэнергогаз» ИТЦ «Оргтехдиагностика» (Россия), МНПО «Спектр» (Россия), IT Concepts/Интек (Россия), OLYMPUS (США), EVEREST VIT (США), Helling GmbH (Германия) и другими. Эндоскопы имеют различные конструкции: гибкие и жесткие, волоконно-оптические и линзовые, и подразделяются, в свою очередь, на фиброскопы, бороскопы, видеоэндоскопы. Для освещения контролируемого участка в них устанавливается источник света, а встроенная видеокамера позволяет отображать информацию на экран монитора. Визуальный контроль может быть дополнен стробоскопическими методами

Иногда применяются технические стетоскопы (функционирующие в звуковом диапазоне частот), которые позволяют локализовать дефектный узел машины с повышенными стуками и шумами.

Для количественной оценки технического состояния машины необходимо применение инструментальных методов диагностирования. В настоящее время определен комплекс параметров, которые характеризуют техническое состояние основных узлов и систем компрессорного оборудования.

Параметрическая диагностика (по термогазодинамическим параметрам) широко применяется при контроле состояния проточной части центробежных машин, цилиндропоршневой группы и клапанов поршневых машин, негерметичности уплотнений и тому подобное. В качестве диагностических признаков используются параметры давления и температуры газа ступеней компрессора, его производительность, температура охлаждающей воды в холодильниках, рубашках цилиндров, ее расход, ток, потребляемый электродвигателем из сети и тому подобное. Результаты этих измерений представляются на регистрирующих устройствах центрального пульта управления цеха или на ЭВМ. В дополнение к этим параметрам могут измеряться температура подшипников, давление масла, уровень вибрации.

Эффективным методом диагностирования состояния трущихся деталей является анализ продуктов износа в смазочном масле (трибодиагностика). Одним из отечественных основоположников этого метода являются ученые РГУНГ им. И.М. Губкина. Среди всего многообразия способов определения концентрации продуктов изнашивания в отработанном масле наибольшее распространение получили спектральные методы, характеризующиеся высокой точностью и чувствительностью. Посредством анализа проб масла определяют концентрацию в нем того или иного составляющего элемента материала трибосопряжения, по величине которой оценивают осредненный износ соответствующей детали. Недостатком метода является определение суммарного износа деталей, изготовленных из одних и тех же конструкционных материалов. Следует отметить, что широкого распространения в промышленности трибодиагностика пока еще не получила.

Для контроля деградационных процессов деталей машин и элементов конструкций оборудования нашел распространение метод поверхностной активации (МПА), разработанный в МГТУ им. Н.Э. Баумана, ГНЦ РФ Физико-энергетического института (г. Обнинск) и других научно-исследовательских институтах. Он основан на измерении интенсивности излучения радионуклидной метки установленной на контролируемом участке поверхности объекта. В результате уноса радиоактивного вещества смазочным маслом в машине или транспортируемой средой в трубопроводе - ее излучение уменьшается. По градуировочным кривым это изменение переводят в величину износа. Этот метод применяется при определении износа цилиндров, подшипников двигателей, компрессоров, коррозии трубопроводов и другого оборудования газовой и нефтехимической промышленности.

Практический опыт показал, что для контроля технического состояния узлов машинного оборудования и трубопроводов нагнетателей вибрационный метод является одним из наиболее информативных. Он основан на использовании информации содержащейся в колебательных процессах. При этом любой дефект какого-либо узла, который подвергается механическому воздействию со стороны движущихся частей или потока пульсирующего газа, характеризуется индивидуальным «вибрационным портретом» [54].

Однако развитие того или иного дефекта в узле машины приводит не столько к увеличению суммарного значения вибрации, сколько к возрастанию амплитуды отдельных гармоник, даже незначительного относительно общего уровня и поэтому организация контроля поведения отдельных частотных составляющих позволяет распознавать различные неисправности и следить за ходом их развития. Технически это реализуется при разложении вибросигнала в спектр с помощью преобразования Фурье.

Статистическое накопление и анализ корреляционно-спектральных характеристик вибросигнала, проведенные применительно к оппозитным компрессорам, позволили установить их взаимосвязи с износом в узлах механизма движения.

Существенную помощь при диагностировании и хорошим дополнением к экспериментальным методам оценки технического состояния машинного оборудования может служить компьютерное моделирование динамики и изнашивания узлов, позволяющее связать воедино изменение функциональных и динамических параметров машины с износом отдельных ее элементов и прогнозировать эти процессы на время будущей эксплуатации.

Неисправный узел, работа которого сопровождается ударом, эффективней диагностировать с помощью анализа амплитуды огибающей вибросигнала. Этот метод базируется на том, что периодическая последовательность ударных импульсов, возбуждающая в той или иной степени весь спектр собственных частот механизма, наилучшим образом - без помех, вызванных рабочим процессом, проявляется в высокочастотной области в виде амплитудной модуляции вибрационного процесса.

Полосовая фильтрация высокочастотного сигнала с последующим преобразованием Гильберта (либо детектированием) и спектральным анализом амплитудной огибающей позволяет по частоте следования удара локализовать дефектный узел. Наибольшее применение этот метод нашел при контроле состояния подшипников качения и зубчатых передач. Его использование перспективно и для выявления некоторых дефектов поршневых компрессоров.

Ремонт основных узлов и деталей. Основными узлами поршневого воздушного компрессора являются: станина (рама), коленчатый вал, шатуны, шатунные болты, крейцкопф, шток, поршень, поршневые кольца, клапаны, цилиндр.

Ремонт коленчатого вала и коренных подшипников. Причинами поломки коленчатого вала являются неправильный монтаж, пороки металла, некачественное изготовление вала (наличие концентраторов напряжений в местах перехода, галтелях и смазочных отверстиях), несвоевременный и некачественный ремонт, недостаточное смазывание, обрыв шатунных болтов и штоков и т. д.

В результате длительной работы шейки коленчатого вала становятся овальными (конусообразными, бочкообразными), их рабочие поверхности покрываются рисками и задирами, вал прогибается, происходит смятие шпоночных пазов, повреждение резьбы и т. п.

Перед ремонтом коленчатого вала производят проверку состояния щек, шеек, галтелей с целью обнаружения: задиров и забоин; биения шеек, овальности и конусообразности; наличия поверхностных и внутренних трещин вала; положения оси вала по расхождению шеек. Проверка состояния коленчатого вала начинается с проверки с помощью щупа зазоров в соединении вала с коренными подшипниками и в соединении шатунных шеек с шатуном, а также проверки положения оси вала по расхождению щек. Эти виды контроля могут характеризовать взаимный износ сопрягаемых поверхностей коленчатого вала, коренных подшипников, шатуна

Если у коленчатого вала овальность и конусообразность шеек больше допускаемых, биение шеек превышает допустимые значения, глубина задиров на шейках более 0,1 мм, высота образовавшихся на шейках кольцевых выступов и впадин более 0,15 мм, имеются трещины и изломы на шейках, то такой коленчатый вал подлежит ремонту.

Задиры и забоины, обнаруженные на шейках и галтелях коленчатого вала, устраняются шлифованием или проточкой с последующим шлифованием.

Трещины, обнаруженные при дефектации коленчатого вала, устраняются сваркой, а прогиб вала — правкой механическим, термическим или термомеханическим способами.

При осмотре коренных подшипников проверяют расхождение шеек коленчатого вала в двух положениях: зазор у верхнего вкладыша для вертикальных компрессоров и у боковых вкладышей для горизонтальных компрессоров, состояние баббитовой заливки подшипников и прилегание поверхностей вкладышей к шейкам вала и к корпусам подшипников.

Боковые зазоры проверяют щупом, а верхние — оттиском свинцовой проволоки диаметром 1—1,5 мм, которую закладывают под верхний вкладыш. После этого устанавливают и натягивают верхнюю крышку подшипника, затем подшипник разбирают и толщину свинцовой проволоки измеряют с помощью штангенциркуля или микрометра.

Основной вид изнашивания подшипников скольжения — изменение размеров и формы антифрикционной заливки. При небольшом увеличении зазора между заливкой и валом возможно уменьшение этого зазора при снятии прокладок между половинками вкладышей.

Основным методом ремонта подшипников является перезаливка антифрикционного сплава с последующей расточкой, шабрением и пригонкой по шейке коленчатого вала. Заливку производят вручную или центробежным способом.

Рекомендации по восстановлению работоспособности элемента ЭУ должны включать в себя разработку технических решений по его техническому облуживанию или ремонту, в том числе разработку (выбор) необходимых средств технологического оснащения (СТО).

Данные технического решения должны быть оформлены в виде Технических условий на ремонт, технологических инструкций, указаний, маршрутных карт технологических процессов и т.п. в соответствии с требованиями нормативных документов и методических указаний.

Информация о номенклатуре работ и технических требованиях может быть принята по данным завода-изготовителя или действующих нормативных документов подобного элемента ЭУ.

Номенклатура СТО должна относиться к разрабатываемому технологическому процессу. Разработка (выбор) должна быть оформлена в виде технического описания в соответствии с требованиями ГОСТа ЕСКД и содержать: цель и назначение СТО, технические характеристики, порядок применения и т.п. Возможно представление указанных сведений текстом в технологической инструкции или технологических указаниях.

Таким образом, можно сделать вывод, что рассмотренные способы восстановления работоспособности коленчатого вала воздушного компрессора применимы на практике во время ремонта элемента СЭУ при нахождении судна в море.

ВЫВОДЫ

Из рассмотренных способов ремонтных циклов коленчатого вала воздушного компрессора при судоремонте наиболее экономичным выбран цикл полной замены коленчатого вала при выходе из строя элемента.

При выработке шеек вала, как одних из основных составляющих коленчатого вала воздушного компрессора, восстановление их в судовых условиях не даст положительного результата. Следовательно, при нахождении судна в море и наличии данного дефекта, рекомендуем применение полной замены коленчатого вала воздушного компрессора на новый из комплекта запасных частей на двигатель.

Притирку составных деталей коленчатого вала воздушного компрессора совершаем в соответствии с технологическими данными на данное изделие.

При износе или выработке составных частей коленчатого вала воздушного компрессора в судовых условиях совершаем замену их на аналогичные новые, чем повысим уровень готовности судовой техники, а следовательно и готовности судна до решения поставленных перед ним задач.

Таким образом, можно сделать вывод, что метод полной замены повреждённого вала воздушного компрессора наиболее приемлемый способ ремонтного цикла данного элемента СЭУ при нахождении судна в море.

5 УПРАВЛЕНИЕ ОПЕРАЦИЯМИ СУДНА И ЗАБОТА О ЛЮДЯХ НА СУДНЕ НА УРОВНЕ УПРАВЛЕНИЯ

5.1 Эксплуатационные мероприятия по обеспечению остойчивости судна

Остойчивостью судна называется способность судна, под действием внешних сил, возвращаться в первоначальное положение, после прекращения действия этих сил.

Поскольку остойчивость является неотъемлемой частью непотопляемости судна, то и нормы остойчивости можно считать составной частью норм непотопляемости.

При проектировании и постройке судна нормируют следующие показатели его остойчивости при наихудшем с точки зрения остойчивости варианте нагрузки:

- судно не должно опрокидываться при одновременном действии динамически приложенного давления ветра и боковой качки при условиях погоды, соответствующих условиям плавания, возможным в процессе эксплуатации судна;

- судно должно иметь параметры диаграммы статической остойчивости судна на тихой воде не ниже установленных для него правилами Регистра РФ.

При этом в расчетах учитывают влияние на остойчивость обледенения, величину которого устанавливают в зависимости от условий эксплуатации судна.

Остойчивость неповрежденного судна должна быть достаточной для того, чтобы в поврежденном состоянии судно удовлетворяло требованиям к остойчивости поврежденного судна при поступлении воды в его отсеки.

В качестве критерия остойчивости (критерий погоды) в правилах принято отношение опрокидывающего момента для данного судно к кренящему моменту от давления ветра, причем оба момента рассчитывают по опре­деленной схеме, установленной на основании исследований и опыта плавания судов.

Остойчивость судна считается достаточной, если при наихудшем с точки зрения остойчивости варианте нагрузки динамически приложенный кренящий момент от давления ветра равен или меньше опрокидывающего момента.

Величина опрокидывающего момента определяется работой, которую нужно затратить, чтобы опрокинуть судно динамически приложенным кренящим моментом. При этом учитывается амплитуда качки, в зависимости от района плавания судна, начальной метацентрической высоты, ширины и осадки судна. Учитывается и форма корпуса судна, наличие скуловых килей. Что касается других успокоителей качки, то их в расчетах амплитуды качки не учитывают, так как возможны случаи, когда эти устройства будут не в рабочем состоянии.

Для диаграммы статической остойчивости судна правилами устанавливаются следующие основные параметры.

Максимальное плечо диаграммы статической остойчивости должно быть не менее 0,25 м для судов длиной менее 80 м и не менее 0,20м для судов 105м и более. Для судов промежуточных длин величину максимального плеча диаграммы статической остойчивости определяют линейной интерполяцией.

Максимальное значение плеча статической остойчивости должно наступать при угле крена не менее 30°, я при двух максимумах вследствие влияния рубок и надстроек первый максимум при угле крена не менее 25°. Угол заката диаграммы статической остойчивости должен быть не менее 60°.

Начальная метацентрическая высота судна при всех вариантах нагрузки должна быть положительной, за исключением водоизмещения порожнем, при котором в некоторых случаях разрешается отрицательное значение начальной метацентрической высоты.

Производственный персонал свыше 12 человек рассматривается в качестве пассажиров.

Непотопляемость поврежденного судна также регламентируется правилами -Регистра РФ. При этом часть правил, определяющая деление судна на отсеки и обеспечение непотопляемости судна при затоплении определенного количества отсеков, относится к промысловым судам длиной 100 м и более, но ряд требований к непотопляемости действителен и для промысловых и рыболовных судов меньших размеров.

В настоящее время большинство промысловых судов соответствует требованиям Регистра РФ при затоплении одного любого отсека.

Деление судна на отсеки производится в соответствии с требованиями Регистра РФ, определяющими минимальное расстояние между переборками и другие условия на основе размеров судна и особенностей его конструкции и эксплуатации.

При этом после затопления отсека судна по действующую ватерлинию непотопляемость судна считается обеспеченной, если аварийная ватерлиния - ватерлиния, по которую плавает судно при затоплении отсека (отсеков) проходит не выше предельной линии погружения.

При этом начальная поперечная метацентрическая высота поврежденного судна после полного затопления отсека в состоянии статического равновесия при симметричном затоплении и для ненакрененного судна при несимметричном затоплении до принятия мер по ее увеличению должна быть не менее 0,05 м; угол крена в конечной стадии несимметричного затопления до принятия мер по спрямлению судна не должен превышать 15°, а после принятия мер по спрям­лению - 12°; максимальное плечо диаграммы статической остойчивости поврежденного судна должно быть не менее +0,1 м, а протяженность части диаграммы с положительными плечами остойчивости - не менее 30° при симметричном затоплении и 20° при несимметричном затоплении.

Для обеспечения непотопляемости при повреждении судно разбивают на отсеки главными поперечными и продольными переборками. Главные переборки делают водо-, нефте- и газонепроницаемыми в отличие от легких переборок, которые могут быть проницаемыми.

Для обеспечения непотопляемости судна большое значение имеет обеспечение водонепроницаемости палуб и платформ, ограничивающих водонепроницаемые отсеки по высоте и препятствующих распространению воды, поступающей через пробоину по вышележащей палубе.

В соответствии с правилами остойчивости Морского Регистра РФ судна сухогруз типа «Мирзага Халилов» имеет следующие критерии:

- критерии погоды К≥ 1;

- начальная метацентрическая высота h = 0.4м;

- максимальное плечо диаграммы статической остойчивости l_max= 0.3м;

- угол заката диаграммы статической остойчивости θ _max= 70°;

- угол крена при максимуме плеча диаграммы статической остойчивости θ_max= 30°.

Таким образом, можно сделать вывод, что характеристики остойчивости позволяют судну находиться на плаву при загрузке судна персоналом и грузом. Нормативные показатели позволяют эксплуатировать судно до угла крена при максимуме плеча диаграммы статической остойчивости в 30°.

Дата добавления: 2015-08-31