Ремонт и восстановление основных деталей оборудования насосных станций

 

Валы. Основными дефектами валов центробежных насосов являются их прогиб, износ шеек, шпоночных канавок и резьбы.

Изогнутые валы можно править термически, механически и термомеханически.

Для термической правки вал устанавливают на две опоры или в патрон токарного станка выпуклостью вверх Участок вала, имеющий наибольший изгиб, закрывают асбестовым листом, в котором имеется окно для нагрева дефектного участка. Размеры окна в зависимости от диаметра вала принимают равными по оси 0, 15D, по окружности 0, 3D. Нагрев ведется интенсивно с применением горелок № 5 или №6i до температуры 500—550⁰ С (нагреваемый участок должен принять едва заметный темно-красный цвет). Во время нагрева вал еще больше искривляется. При охлаждении деформация изгиба исчезает. Нагретое место вала закрывают на 15—20 мин асбестом во избежание закалки. После правки вала необходимо произвести отжиг при температуре 350°С.

Сущность механической правки заключается в растягивании сжатых волокон металла с вогнутой стороны. Для этого вал устанавливают в центрах токарного станка вогнутостью вверх, а под вал в этом месте подводят деревянную подкладку Порядок нанесения ударов при механической правке вала показан на рис. 6.3.

Рисунок 6.3. Механическая правка вала.

а - установка вала при правке наклепом, б - порядок нанесения ударов:

Вал, 2 - опора, 3 - индикатор.

 

При термомеханическом способе вал нагревают до 500—550⁰ С, при помощи траверс производят нажим и оставляют в таком состоянии в течение 3—4 ч (рис.6.4).

После правки вал разрешается использовать, если его биение не больше 0, 015 мм (т. е. прогиб вала не более 0, 0075 мм)

Рисунок 6.4. Правка вала термомеханическим способом

Сильному износу подвержены шейки валов. Если конусность или эллиптичность шеек валов не превышает 0, 04 мм, их можно устранить обточкой на токарном станке и последующей шлифовкой.

Исправление шеек валов этим способом применимо до тех пор, пока их размеры не отличаются на 2—3% от номинальных.

Рисунок 6.5. Наплавка изношенной шейки вала продольным наложением швов.

 

Последовательность наплавки: 1—2—3—4— 5—6 и т.д.

Если изменение размеров диаметра шейки превышает 2—3% от первоначального или конусность (эллиптичность) больше 0, 04 мм и имеются глубокие царапины, то изношенные участки вала необходимо проточить на глубину повреждений и на эти места наплавить валики.

Чтобы не допустить тепловой деформации (коробления) вала, сварку выполняют по спирали при постоянной скорости вращения вала. При продольном наложении швов окружность делят на четыре части и сварку ведут поочередно через 180⁰ (рис.6.5).

Подшипники скольжения. Если при проверке подшипников установлен большой радиальный и торцевый износ баббитовых вкладышей, а также образование в них трещин в отставание баббита от поверхности вкладыша, необходимо вновь залить подшипники.

Степень износа баббита, при которой требуется перезаливка вкладышей, определяют путем измерения толщины его слоя на вкладыше и толщины прокладок между корпусом н крышкой подшипника. Толщину оставшегося слоя баббита проверяют сверлением в местах наибольшего износа.

Если слой баббита менее 1, 5 мм, а для двигателей внутреннего сгорания менее 4 мм, перезаливка вкладышей обязательна. При толщине прокладок между корпусом и крышкой подшипника 0, 5 мм также требуется перезаливка вкладышей. Толщина прокладок 0, 5 мм берется при номинальном радиальном зазоре.

Перезаливку вкладышей из-за торцевого износа обычно совмещают с перезаливкой по радиальному износу.

Часто в заливке вкладышей из-за некачественного выполнения работ, при которых был допущен пережог баббита, небрежно выполнено лужение вкладышей, оставлен большой радиальный зазор и т. п., образуются трещины

Трещины в баббите вкладыша не всегда ликвидируют перезаливкой. Если образование трещин не сопровождается отставанием баббита, можно ограничиться хорошей пропайкой их баббитом того же состава, что и основная заливка. При этом необходимо добиться, чтобы пропайка достигла тела вкладыша. При выкрашивании баббита и, следовательно, его отставании перезаливка вкладышей обязательна. Для заливки подшипников применяют баббиты марок Б-82, БН, БТ, Б-6 и Б-16.

Вкладыши перед ремонтом тщательно промывают в керосине и очищают. Для выплавки старого баббита вкладыши нагревают с наружной стороны паяльной лампой. Чтобы очистить вкладыши от окалины, их протравляют в 50%-ном растворе соляной кислоты или 10—15%-ном растворе серной кислоты в течение 10 мин. После травления их промывают горячей водой. Чугунные вкладыши после травления следует кипятить в течение 20 мин в 20—30%-ном растворе щелочи (NaOH или КОН).

Для обезжиривания внутренних поверхностей вкладыши опускают на 5—10 мин в 10%-ный раствор NaOH или КОН при температуре 80—90⁰С, после чего промывают в горячей воде.

Для лучшего сцепления слоя заливаемого баббита с вкладышем внутреннюю поверхность последнего лудят. Лужение можно осуществлять погружением вкладыша в ванну с расплавленной полудой, растиранием третника о нагретый вкладыш или с помощью порошкообразной полуды. В первом случае необходимо еще раз смочить хлористым цинком поверхности вкладыша, закрыть все отверстия асбестом и подогреть вкладыш до 150—200°С. Температура нагрева полуды для третника составляет 320°С, чистого олова — 285°С, баббита (Б-83) — 380°С. В ванне с полудой вкладыш следует держать 3—5 мин. Правильно нанесенная полуда имеет ровный тускло-серебристый цвет. Другая окраска говорит об окислении полуды, качество такого лужения будет низким. В таких случаях лужение следует повторить.

Для лужения растиранием третника вкладыш с тыльной стороны нагревают до 60—70°С. Поверхность, подвергаемую лужению, смачивают соляной кислотой, протирают, проминают горячей водой и вытирают насухо. Затем облужинаемую поверхность смачивают травленой кислотой (НСl), посыпают порошком нашатыря и нагревают вкладыш до 300—320 °С.

Палочкой третника наносят тонкий слой расплавленной полуды, которая должна дать ровную блестящую поверхность.

При лужении порошкообразной полудой применяется порошок, состоящий из третника и нашатыря. Количество нашатыря составляет 1/5 объема порошка.

К моменту окончания лужения баббит должен быть подготовлен к заливке. Его расплавляют в специальных тиглях. Для предотвращения окисления поверхность расплавленного баббита покрывают слоем высушенного древесного угля кусочками 8—10 мм. Толщина слоя угля 2—3 см.

Перед обточкой обе половинки вкладышей стягивают хомутом. Толщина снимаемого слоя баббита зависит от припуска при заливке. Баббит растачивают на токарном станке. При этом дают некоторый припуск на шабровку (0, 15—0, 2 мм). Расположение и форму канавок во вкладышах применяют по заводским образцам. При шабровке вкладыша добиваются полного прилегания шеек вала. Плотность прилегания считается удовлетворительной при получении четырех-пяти пятен на участке площадью 1 см².

Для нормальной работы между налом и подшипником оставляют зазор, величина которого зависит от диаметра вала. Между верхним вкладышем и валом зазор при диаметрах вала 50—80 мм принимается 0, 1—0, 16 мм, при диаметрах 80—120 мм — 0, 12—0, 20 мм, при диаметрах 180—250 мм — 0, 2—0, 4 мм; боковой зазор между нижним вкладышем и валом должен быть равен половине верхнего зазора.

Муфты. У зубчатых муфт износу подвержены зубья. При ремонте зубьев устраняют вмятины и заусенцы.

У полуэластичных муфт износу подвержены резиновые кольца на пальцах, которые по мере износа заменяют новыми.

Статическая балансировка ротора. Вибрацию центробежного насоса при работе вызывает статическая и динамическая неуравновешенность ротора.

Перед сборкой ротора проверяют статическую балансировку (уравновешенность) каждой его детали отдельно на специальных призмах, изготовленных из стали марки Ст. 5 с последующей термообработкой и шлифовкой рабочей поверхности. Длину призм принимают такой, чтобы вал мог сделать три-четыре оборота.

Для проверки рабочего колеса насоса его насаживают на короткий вал и устанавливают на ножи. Затем легким толчком приводят в движение и дают свободно остановиться. У неотбалансированного колеса центр тяжести всегда расположен ниже оси, и поэтому колесо останавливается тяжелой частью вниз. На противоположной стороне небалансированного рабочего колеса укрепляют груз, который полностью должен уравновесить его. Груз, уравновешивающий рабочее колесо, взвешивают. Для достижения статической балансировки колеса из его тяжелой части удаляют эквивалентное количество металла высверливанием или фрезерованием стенки рабочего колеса на небольшую глубину (ближе к наружной окружности). Толщину рабочего колеса при этом оставляют не менее 3 мм.

Вся операция повторяется сначала, пока не будет достигнута полная балансировка.

Собранный из предварительно, отбалансированных деталей ротор подвергают проверке на биение, установив его в центрах токарного станка. Имеющееся биение устраняют обточкой. Максимальное допустимое биение собранного ротора по рабочим колесам должно быть не более 0, 2 мм. Допускаемое же биение защитных втулок вала составляет 0, 03 мм, под уплотнительные кольца между рабочими колесами — 0, 05 мм.

Динамическую балансировку в условиях перекачивающих станций не производят, ее осуществляют специализированные заводы.

Коленчатый вал. Усиленному износу подвержены шейки коленчатых валов, в результате чего они могут иметь эллипсность или конусность. Эллипсность или конусность замеряют микрометром или индикатором. Коленчатый вал ремонтируют обязательно, если в шейках образовались задиры глубиной более 0, 1 мм, эллипсность или конусность по длине шейки более 0, 001d + 0, 05 mm (d — диаметр шейки вала в мм). Такие дефекты устраняют путем проточки и шлифовки вала. Задиры и царапины устраняют притиркой. При этом допускаемое уменьшение диаметра шейки составляет 0, 03d.

Цилиндры и клапаны. Цилиндры поршневых насосов подвержены износу по рабочей поверхности. Задиры и царапины появляются из-за механических примесей в перекачиваемых продуктах.

Эллипсность, конусность и задиры цилиндровых втулок устраняют путем расточки на специальном приспособлении.

Уменьшение толщины стенки цилиндра после расточки не должно составлять более ¹/₁₂ ее номинальной толщины.

Размеры цилиндровых втулок после ремонта должны быть такими, чтобы сохранялся нормальный зазор между втулкой и поршнем. Точность обработки зеркала должна быть не ниже 9 класса.

Клапаны и седла при их ремонте можно протачивать на токарном станке, а затем притирать.

Штоки и крейцкопф. Основные виды износа штоков — прогибы, трещины, истирание рабочей поверхности, задиры и царапины на ней. При истирании штоки восстанавливают путем металлизации с последующей шлифовкой. Прогиб штоков исправляют в центрах токарного станка подобно валам центробежного насоса.

У крейцкопфа изнашиваются трущиеся поверхности, срабатываются гнезда под крейцкопфные пальцы и шпоночные канавки в них.

Зазор между крейцкопфом и верхней направляющей регулируют путем установки прокладок между ползуном и крейцкопфом. Этот зазор должен составлять 0, 2-0, 3 мм. Гнезда под крейцкопфные пальцы исправляют разверткой, а крейцкопфные пальцы заменяют новыми.

Цилиндры газовых турбин. В цилиндрах газовых турбин или осевого компрессора могут быть трещины. Для их устранения устанавливают границы трещины, зачищая и протравливая их 10%-ным раствором азотной кислоты. Затем, чтобы предотвратить распространение трещины при ее подготовке под сварку, сверлят отверстия диаметром 8—12 мм по ее концам. Подготовленную таким образом трещину заваривают электросваркой.

Картеры газомотокомпрессоров. В картерах иногда образуются трещины, которые устраняют путем заварки, как описано выше. При сварке стальных рам применяют электроды УОНИ-13/45, УОНИ-13/55, ОММ-5 диаметром 3—5 мм.

Монтаж центробежных насосов

На магистральных трубопроводах для перекачки нефти и нефтепродуктов применяются в основном высокопроизводительные центробежные насосы с приводом от электродвигателей. Техническая характеристика и марки центробёжных насосов приведены в табл. 5

В качестве привода центробежных насосов применяются асинхронные или синхронные электродвигатели. Наибольшее распространение нашли асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором серии АТД.

Двигатели серии АТД монтируются в общем зале с насосами, так, как они выполнены во взрывозащищенном исполнении (в их корпусе поддерживается избыточное давление воздуха 50—70 мм вод. ст., что предотвращает попадание внутрь загазованного, воздуха). Из синхронных применяются электродвигатели серии СТМ в нормальном исполнении с замкнутым циклом вентиляции, со специальным воздухоохладителем. Эти двигатели монтируют в отдельном зале, отгороженном от насосного зала герметичной промежуточной стеной.

Электродвигатели СТМ-750-2 и СТМ-1500-2 выполняются на общей фундаментной плите с возбудителями, а GTM-2500-2, СТМ-4000-2, СТМ-6000-2 — на отдельных фундаментных плитах под статор, под подшипники электродвигателя и под возбудитель.

Перед установкой на фундамент производят расконсервацию и ревизию насосов. Корпуса подшипников промывают керосином, насаживают полумуфты на концы промежуточного вала и валов насоса электродвигателя. При монтаже центробежных насосов с промежуточным валом применяют следующую схему установки агрегата.

Ставят на фундамент электродвигатель и выверяют его в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Смещение главных осей электродвигателя в горизонтальной плоскости от проектных не должно быть более 10 мм. При выверке в вертикальной плоскости определяют совпадение фактической высотной оси с проектной. Смещение не должно превышать 10 мм, а уклон — 0, 15—0, 20 мм. Между опорной поверхностью фундамента и подошвой фундаментной плиты для подливки оставляют зазор 40-80 мм.

Устанавливают промежуточный вал и центруют его по концу ротора электродвигателя. Горизонтальность промежуточного вала проверяют уровнем. При установке промежуточного вала между его торцами и торцами ротора электродвигателя оставляют зазор не менее 5 мм. Устанавливают и центруют насос по промежуточному валу. Горизонтальность насоса проверяют уровнем, устанавливаемым на шейке вала переднего подшипника. Торцевой зазор между полумуфтами насоса и промежуточного вала должен быть 5 мм.

После того как будут установлены все три узла агрегата, к насосу подсоединяют предварительно опрессованные водой технологические трубопроводы и производят окончательную центровку. За базу принимают насос. Выверив и прицентровав электродвигатель, равномерно затягивают фундаментные болты. После этого монтажные плиты вместе с регулировочными болтами заливают цементным раствором. Применяют обычно раствор следующего состава: 1 часть быстротвердеющего цемента БТЦ марки 400 или 500 и 1, 5 части крупнозернистого песка. Водоцементное соотношение принимают равным 0, 55.

Синхронные двигатели большой мощности поступают на монтажную площадку в большинстве случаев в разобранном виде и монтируют их в такой последовательности. Вначале по главным осям фундамента устанавливают фундаментную плиту и выверяют ее в горизонтальной и вертикальной плоскостях. После выверки затягивают фундаментные болты. Для фиксации установленных под плиту клиньев и подкладок их сваривают вместе и приваривают коротким швом к фундаментальным плитам электродвигателя. На выверенную фундаментную плиту устанавливают статор электродвигателя и выверяют его в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Перед вводом ротора в статор тщательно проверяют их состояние и продувают их сжатым воздухом. Шейки ротора очищают от консервационной смазки.

Выполняя такелажные работы при сборке и разборке электродвигателей, необходимо следить, чтобы стропы не касались поверхностей скольжения на роторе (шейка вала, поверхности под уплотнения) и лобовых частей обмотки статоров. При вводе и выемке ротора пользуются удлинителями (оправками), крепящимися к концу вала со стороны приводного механизма (рис. 13). До ввода ротора со стороны возбудителя собирают подшипник, затем ротор стропят за середину и центруют его ось с осью статора (рис. 14). Горизонтальное перемещение ротора в статор производят плавно, без толчков. Когда удлинитель выйдет из статора, производят перестройку, во время которой один конец ротора будет опираться на собранный подшипник, а другой — на деревянные поперечные подкладки. Переставив строп на конец удлинителя, подтягивают ротор в осевом направлении до его рабочего положения, т.е. до совпадения вертикальных магнитных осей статора и ротора. Затем, опустив ротор на деревянные подкладки, заводят вкладыш подшипника со стороны приводного механизма и опускают ротор на оба вкладыша.

После сборки электродвигателя и выверки, его положения окончательно центруют агрегат. Сначала центруют ротор электродвигателя к ротору насоса (через промежуточный вал), затем якоря возбудителя к ротору электродвигателя. Рамы и фундаментные плиты установленного и прицентрованного агрегатов подлежат подливке цементным раствором.

При монтаже центробежного насоса без промежуточного вала сначала устанавливают насос и по нему центруют электродвигатель.

Насосы небольшой производительности монтируют на общей раме. Это сокращает трудоемкость работ.

Насосы большой производительности с электродвигателями серии АТД устанавливают на отдельных рамах, причем электродвигатель устанавливают не на раме, а на двух монтажных плитах (рис. 15). Для облегчения выверки электродвигателя и улучшения его центровки с насосом монтажные плиты устанавливают на фундаменте на болтах-домкратах (регулирующих болтах). Монтажные плиты имеют резьбовые отверстия, куда ввинчиваются регулировочные болты. Чтобы головки болтов не вдавливались в бетон фундамента, их упирают на металлические подкладки. На рис.15 и 16 приведены монтажные чертежи насосов различных конструкций.

По окончании монтажных работ производят наладку и опробование центробежных насосов.

При производстве наладочных работ насос вскрывают, вынимают ротор и проверяют состояние всех узлов. Для нормальной работы насоса должны быть установлены номинальные радиальные зазоры в уплотнениях (диафрагмах).

Величина радиального зазора в уплотнениях между вращающимся кольцом и невращающимся в пределах 0, 20—0, 25 мм. При сборке торцевых уплотнений (рис. 18) необходимо проверить качество уплотняемых поверхностей и пружины. Уплотняемые поверхности вращающейся и неподвижной втулок должны быть тщательно притерты. Когда ротор устанавливают в корпус насоса, необходимо, чтобы пружина уплотнения не задевала корпус.

Установив ротор в корпус, проверяют полный осевой разбег ротора, сдвинув его до отказа в сторону упорного подшипника. Разбег должен быть в пределах 8—12 мм, чтобы между вращающимися частями ротора и корпусом насоса оставался зазор 4—6 мм. Такой зазор предотвращает поломку насоса из-за неточностей при сборке или попадания вместе с нефтью механических примесей. Измерив величину полного осевого разбега, определяют ширину шайбы, устанавливаемой между упорным подшипником и буртом вала (рис. 19). Ширину шайбы принимают равной а/2 —(0, 10÷ 0, 15), где а - полный осевой разбег (в мм).

После затяжки опорно-упорного подшипника установочной гайкой фактическая величина осевого разбега должна быть в пределах 0, 10—0, 15 мм для компенсации температурных расширений.

После этого устанавливают крышку корпуса насоса, а для уплотнения по плоскости разъема кладут прокладку из паронита толщиной 0, 5 мм. Шпильки затягивают равномерно. Проверяют центровку агрегата, затем набивают сальники, если предусмотрены сальниковые уплотнения. При набивке сальниковых уплотнений длина колец набивки должна быть такой, чтобы внутренний диаметр каждого кольца равнялся наружному диаметру защитной гильзы. Сальниковые набивки вводят по одной, предварительно смазав их маслом. Для большей плотности замки смежных колец смещают на 120°. Каждое кольцо уплотняют.

При установке фонарного кольца, служащего для подвода уплотняющей жидкости к поверхностям уплотнения, необходимо, чтобы оси фонаря и отверстия для подвода уплотняющей жидкости не совпадали. Передняя кромка фонаря должна перекрывать 1/3 и 1/4 диаметра отверстия, чтобы была возможность подвода уплотняющей жидкости и одновременного подтягивания грундбуксы при выработке сальникового уплотнения (рис. 20). Окончательную затяжку грундбуксы производят равномерно, правильность затяжки проверяют щупом. Зазор между валом и грундбуксой во всех четырех точках замера (через 90°) должен быть одинаковым. Перед пробным пуском насоса всю маслосистему и систему охлаждения продувают, промывают и испытывают при давлении, превышающем рабочее на 50%. Подготовленные таким образом системы смазки и охлаждения обкатывают. Затем производят обкатку основного насоса, обязательно залив его рабочей (перекачиваемой) жидкостью.

Ремонт поршневых насосов

Плановый осмотр поршневых насосов производят через 700—750 ч работы. При этом проверяют крепление насоса к фундаменту, вскрывают цилиндры и клапаны гидравлической части и определяют состояние сальникового уплотнения плунжеров, проверяют посадку седел клапанов в гнездах клапанной коробки и клапанов на герметичность. При необходимости производят притирку клапанов и подтягивание их пружин. Кроме даго, проверяют сальниковые уплотнения штоков и подшипников. Осматривают также редуктор и систему смазки, при необходимости меняют масло и промывают масляные фильтры.

Текущий ремонт поршневых насосов производят через каждые 700 ч беспрерывной работы. При этом выполняют полный объем работ, предусмотренных плановыми осмотрами, и проверяют шплинтовку шатунных болтов, их затяжку, крепление поршня (плунжера), штока и пальца крейцкопфа. Основными деталями, подверженными усиленному износу, являются подшипники, крейцкопфы, уплотняющие манжеты и клапаны. Поэтому проверяют зазоры во всех подшипниках, между крейцкопфом и направляющей, а также в уплотнении манжет поршня и штока.

Во время текущего ремонта очищают и промывают картеры насоса, подшипники и фильтры системы смазки, производят ревизию перепускного устройства, проверяют все приборы контроля и автоматики. Заключительная операция — проверка центровки агрегата.

Средний ремонт поршневых насосов производят каждый год (через 5500—6000 ч работы) с остановкой на 10—12 дней. Этот ремонт включает в себя полный объем работ текущего ремонта, проверку обоих вкладышей рамовых подшипников, замер зазоров для масла и подшипников, расхождение щек коленчатого вала (если оно больше 0, 05 мм, вал укладывают заново), обмер мотылевых шеек вала, полную ревизию клапанов и их замену, проверку шестерен и подшипников редуктора, посадки муфт на валу и их износа, состояния шеек промежуточного вала, а также промывку и ревизию всей системы смазки.

Эти работы выполняет ремонтный персонал станции. Затраты по текущему и среднему ремонту относят к эксплуатационным.

Капитальный ремонт поршневых насосов производят через 22 000—25 000 ч (примерно через три года) работы агрегатов. При этом выполняют работу текущего и среднего ремонтов, а также полную разборку насоса и редуктора, выявляют дефекты, восстанавливают все детали или заменяют новыми. Часто исправляют шейки коленчатых валов путем их проточки, вновь заливают подшипники скольжения, восстанавливают шестерни редуктора, заменяют иди восстанавливают крейцкопфы. При сборке тщательно выверяют установку цилиндров насоса. После капитального ремонта производят обкатку агрегата в течение 72 ч.

⇐ Предыдущая14151617181920212223Следующая ⇒

Поделиться: