Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 [ 105 ] 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155

мы, можно сказать, что трещина до поломки вала может занимать до 30-40 % поперечного сечения вала.

Эксплуатационные дефекты валов носят усталостный характер, развитие их идет спокойно и довольно длительно из-за малых напряжений, действующих на вал во время его установившегося режима работы, развиваются они, в основном в плоскостях, перпендикулярных к оси вала, отклонения от этих направлений развития обычно наблюдается в начальный период возникновения и развития усталостных трещин от углов шпоночных пазов. Все это говорит о контролепригодности валов во время эксплуатации применительно к ультразвуковому контролю, вихретоковому и магнитопорошковому. Используя поперечные ультразвуковые волны можно контролировать гал-тельные переходы, резьбовые участки, а также определять глубину и протяженность развивающихся трещин от углов шпоночных пазов. Начальные моменты возникновения и развития усталостных трещин от углов шпоночных пазов контролировать с использованием ультразвукового метода затруднительно, но эти моменты очень хорошо регистрируются с помощью вихретокового и магнитопорошкового метода с использованием локального намагничивания. На контроль валы должны поступать в полностью разобранном виде, очищенные от смазок, нефти, грязи и т.п. Все это возможно при проведении профилактических и ремонтных работ с насосными агрегатами.

Периодичность контроля валов отражена и определяется нагрузкой, наработкой, числом пусков, видом обнаруженных дефектов.

При эксплуатации возможен только контроль части вала, выступающей из корпуса насоса и находящейся под муфтой электродвигателя. При этом может быть визуально проконтролирована конусная поверхность вала на наличие следов фрет-тинга и фреттинг-коррозии, кроме того ультразвуковым способом с использованием поверхностных волн, а также магнитным и вихретоковым способом может быть проверено наличие трещин, возникших в результате фреттинга. Наличие забоин и трещин на боковой поверхности шпоночного паза может быть обнаружено визуально. Трещины между боковой стенкой и дном паза обнаруживаются магнитным способом. Эти же трещины, а также трещины в резьбе на окончании вала могут быть обнаружены вихретоковым способом.

При ремонте, когда вал снимается с насосного агрегата, может быть проконтролирована вся поверхность вала, за исключением находящейся под рабочим колесом. Контроль галтелей

Т а б л и ц а 12.7

Способы обнаружения дефектов в валах магистральных иасосиых агрегатах

Вид дефекта

Риски и забоины на цилиндрической поверхности вала, а также в шпоночных пазах

Не предусмотренные чертежом отверстия, малость радиусного перехода между стенками и дном шпоночного паза

Фреттинг и фреттинг-коррозия

Трещины от фреттинга на поверхностях малой кривизны

Трещины на поверхностях большой кривизны в углу между стенкой и дном шпоночного паза, в резьбах, галтелях

Подповерхностные металлургические дефекты

Способ обнаружения

Визуальный

Визуальный Ультразвуковой с использованием поверхностных волн Магнитный

Вихретоковый

Визуальный Магнитный

Вихретоковый

Ультразвуковой

Оборудование

Луна с увеличением х3-5;

бинокулярная луна с увеличением х1 0-20

Лупы

Ультразвуковые дефектоскопы

Магнитные дефектоскопы

Вихретоковые дефекто-

Лупы

Магнитные дефектоскопы

Вихретоковые дефекто-

Ультразвуковые дефектоскопы

может быть осуществлен вихретоковым способом. Контролировать гладкие цилиндрические поверхности вряд ли целесообразно. Снособы обнаружения дефектов приведены в табл. 12.7.

Наконец, нри снятии рабочего колеса контролируется вся поверхность вала, включая находившуюся нод рабочим колесом цилиндрическую поверхность, на которой могут быть следы фреттинга, и симметричные шпоночные пазы под рабочим колесом.

Таким образом, наименее контроленригодной является часть вала нод рабочим колесом, что требует ужесточения контроля за геометрией этой части вала перед установкой рабочего колеса, а также за соблюдением технологии его установки.

При использовании концепции гарантированного ресурса отбраковка валов после выработки определенного срока службы может производиться из-за износа трущихся поверхностей, из-за коррозии, появления трещин и из-за опасности устало-

скопы

скопы

стных и малоцикловых разрушений. Если принять положение о недопустимости наличия на детали трещинообразных дефектов, то усталостным или малоцикловым разрушением можно считать зарождение трещин в процессе эксплуатации. Причем, трещины могут зарождаться как от высокочастотных циклических изгибных и крутильных нагрузок при регулярном режиме эксплуатации, так и от гораздо более мощных малоцикловых крутильных нагрузок при пуске, остановке и смене режима работы насоса.

Вообще говоря, трещины могут возникать и от постоянных нагрузок из-за наводороживания материала в процессе эксплуатации, однако, это явление относится скорее к вариантам коррозионного поражения материала, так как в значительной степени определяется химическим составом перекачиваемой нефти. Во всяком случае, для оценки опасности наводороживания валов, если такая опасность существует, должны проводиться специальные экспериментальные исследования.

В процессе эксплуатации вал подвергается статическому и малоцикловому нагружению от включения и выключения насосов с частотой 1 0-20 раз в год, малоцикловому нагружению от смены режима работы насоса, имеющему частоту -1000 циклов в год с амплитудой, доходящей до 0,5 максимального статического значения, а также высокочастотным изгибным и крутильным колебаниям.

Исходя из изложенного, при эксплуатации насосных агрегатов необходимо производить регулярные дефектоскопические обследования валов насосных агрегатов.

12.5.2. ПРОВЕДЕНИЕ НАРАЗРУШАЮЩЕГО (ДЕФЕКТОСКОПИЧЕСКОГО) КОНТРОЛЯ ВАЛОВ НАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ

В настоящем разделе излагаются методы и основы технологии проведения неразрушающего контроля (НК) валов магистральных насосов и роторов электродвигателей (в дальнейшем -валов, если не оговорено особо) с применением визуального (В), ультразвукового (УЗ), вихретокового (ВТ) и магнитопо-рошкового (МП) методов как при входном контроле, так и при их эксплуатации и ремонте.

При НК валов магистральных насосов и роторов электродвигателей по настоящей технологии выявляются поверхностные, подповерхностные и внутренние дефекты типа трещин, раковин и другие нарушения сплошности металла.

НК валов насосов должен проводиться: