Мұнай тасымалдау стансаларының диагностика жүйесі
Берілген дипломдық жобада мұнай тасымалдау стансаларының диагностика жүйесі зерттеліп, соның ішінде, диагностиканың келесідей түрлері қарастырылды: параметрлік диагностика және вибрациялық диагностика. Диагностика жүйесі мұнай тасымалдау стансаларындағы үрдістің үзіліссіз, қауіпсіз, апатсыз өтуіне себеп болатын бірден-бір шарт. Мұнай тасымалдау стансаларының жұмысының тиімділігі, құрылғыларды диагностикалау жүйесін қолданусыз мүмкін еместігін көп жылдық жұмыс нәтижесі көрсетеді. Қазақстанда мұнай саласы кең тарағандығы белгілі, соның ішінде, мұнай тасымалы. Біріқ та, мұнай тасымалдау стансаларындағы диагностика жүйесі қажетті деңгейде дамымаған. Осы ыңғайда, дипломдық жобада мұнай тасымалдау стансаларындағы сорап агрегаттарына диагностика жүргізі есебі қарастырылған. «Бейнеу» Желілік Өндірістік Диспетчерлік стансасындағы сорап агрегатына параметрлік диагностика жүргізілді. Және де, сорап агрегатын вибрациялық бақылау, диагностика және қорғау үшін арналған «РУБИН-М1» стационарлы кешені ұсынылды.
Сонымен қатар, DELPHI 7 қолданбалы бағдарлама пакетінде сорап агрегатына параметрлік диагностика жүргізу интерфейсі құрылды.
Дипломдық жобада, сонымен қатар, экономикалық тиімділік, өтеу мерзімі, капиталды шығындар және енгізілген диагностика жүйесінің өтеу мерзімі шығарылған.
Еңбек қорғау тарауында ЖӨДС-ның атқарушы қызметкерлерінің қауіпсіз жұмысы, сораптардың жерлендіруі, сондай – ақ машиналық залдағы шудың деңгейі есептеліп, оны төмендету шаралары кетірілген.
Сонымен қатар, DELPHI 7 қолданбалы бағдарлама пакетінде сорап агрегатына параметрлік диагностика жүргізу интерфейсі құрылды.
Дипломдық жобада, сонымен қатар, экономикалық тиімділік, өтеу мерзімі, капиталды шығындар және енгізілген диагностика жүйесінің өтеу мерзімі шығарылған.
Еңбек қорғау тарауында ЖӨДС-ның атқарушы қызметкерлерінің қауіпсіз жұмысы, сораптардың жерлендіруі, сондай – ақ машиналық залдағы шудың деңгейі есептеліп, оны төмендету шаралары кетірілген.
1 Коршак А. А., Новоселова Л. П. Нефтеперекачивающие станции. – Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2008, 384 с.
2 Коршак А. А., Байкова Л. Р. Диагностика объектов нефтеперекачивающих станции. – Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2008, 176 с.
3 Акбердин А. М., Белов А. И., Баженов В. В. Диагностика развивающихся трещин в процессе эксплуатации роторов // Сборник научных трудов ИПТЭР. Вып. 59. Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. – Уфа: ТрансТЭК, 1998, 113-116 с.
4 Гольдин А. С. Вибрация роторных машин. 2-е изд. исправ. – М.: Машиностроение, 2000, 344 с.
5 Гост 20911-89. Техническая диагностика. Термины и определения.
6 Гумеров А. Г., Гумеров Р. С., Акбердин А. М. Эксплуатация оборудования нефтеперекачивающих станций. – М.: Недра-Бизнесцентр, 2001, 475 с.
7 Гумеров А. Г., Гумеров Р. С., Акбердин А. М. Диагностика оборудования нефтеперекачивающих станций. – М.: Недра-Бизнесцентр, 2003, 347 с.
8 Неразрушающий контроль: Справочник: В 7 т. / Под общ. Ред. В. В. Клюева. – М.: Машиностроение, 2003.
9 РД 08.00-29.13.00-КТН-12-1-05. Положение о порядке проведения технического освидетельствования и продления срока службы трубопроводной арматуры нефтепроводов. – Уфа: ИПТЭР, 2005,86 с.
10 Технические средства диагностирования: Справочник / Под ред. В. В. Клюева. – М.: Машиностроение, 1989, 636 с.
11 Зайдель А. Н. Погрешности измерений физических величин. Л.: Наука, 1985, 257 с.
12 Колпаков Л. Г. Центробежные насосы магистральных нефтепроводов. – М.: Недра, 1995, 184 с.
13 Колпаков Л. Г. Эксплуатация магистральных центробежных насосов: Учеб. Пособие. – 2-е изд., перераб. – Уфа: Изд-во Уфим. нефт. ин-та, 1993, 123 с.
14 ГОСТ 12.1.030.-81. ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление. Введ. 01.07.82г.
15 П.А. Долин. Основы техники безопасности в электроустановках. – М.: Энергия.- 1994, 448 с.
16 Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие. Ч.2 /Е.А. Резчиков, В.Б. Носов, Э.П. Пышкина, Е.Г. Щербак, Н.С. Чверткин /Под редакцией Е.А. Резчикова. М.: МГИУ, - 1998.
2 Коршак А. А., Байкова Л. Р. Диагностика объектов нефтеперекачивающих станции. – Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2008, 176 с.
3 Акбердин А. М., Белов А. И., Баженов В. В. Диагностика развивающихся трещин в процессе эксплуатации роторов // Сборник научных трудов ИПТЭР. Вып. 59. Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. – Уфа: ТрансТЭК, 1998, 113-116 с.
4 Гольдин А. С. Вибрация роторных машин. 2-е изд. исправ. – М.: Машиностроение, 2000, 344 с.
5 Гост 20911-89. Техническая диагностика. Термины и определения.
6 Гумеров А. Г., Гумеров Р. С., Акбердин А. М. Эксплуатация оборудования нефтеперекачивающих станций. – М.: Недра-Бизнесцентр, 2001, 475 с.
7 Гумеров А. Г., Гумеров Р. С., Акбердин А. М. Диагностика оборудования нефтеперекачивающих станций. – М.: Недра-Бизнесцентр, 2003, 347 с.
8 Неразрушающий контроль: Справочник: В 7 т. / Под общ. Ред. В. В. Клюева. – М.: Машиностроение, 2003.
9 РД 08.00-29.13.00-КТН-12-1-05. Положение о порядке проведения технического освидетельствования и продления срока службы трубопроводной арматуры нефтепроводов. – Уфа: ИПТЭР, 2005,86 с.
10 Технические средства диагностирования: Справочник / Под ред. В. В. Клюева. – М.: Машиностроение, 1989, 636 с.
11 Зайдель А. Н. Погрешности измерений физических величин. Л.: Наука, 1985, 257 с.
12 Колпаков Л. Г. Центробежные насосы магистральных нефтепроводов. – М.: Недра, 1995, 184 с.
13 Колпаков Л. Г. Эксплуатация магистральных центробежных насосов: Учеб. Пособие. – 2-е изд., перераб. – Уфа: Изд-во Уфим. нефт. ин-та, 1993, 123 с.
14 ГОСТ 12.1.030.-81. ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление. Введ. 01.07.82г.
15 П.А. Долин. Основы техники безопасности в электроустановках. – М.: Энергия.- 1994, 448 с.
16 Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие. Ч.2 /Е.А. Резчиков, В.Б. Носов, Э.П. Пышкина, Е.Г. Щербак, Н.С. Чверткин /Под редакцией Е.А. Резчикова. М.: МГИУ, - 1998.
Кіріспе
Біздің елімізде мұнайды және мұнай өнімдерін тасымалдаудың негізгі әдісі құбыр желісі арқылы тасымалдау болып табылады. Магистральды мұнай тасымалдау құрылғыларының құрамына келесілер кіреді :
oo тасымалдау құбырлары;
oo мұнай тасымалдау стансалары;
oo тізбекті қондырғылар;
oo соңғы пункт.
Мұнай тасымалдау стансалары қондырғылар мен құрылғылардың комплексінен тұрады және олар қалыпты қысымда мұнайды және мұнай өнімдерін тасымалдауға, қабылдауға, жинауға арналған.
Мұнай тасымалдау стансалары басты және аралық болып бөлінеді: басты мұнай тасымалдау стансалары магистральды құбыр желісінің басында орналасады, ал ортаңғы мұнай тасымалдау стансалары сол трасса бойымен, әр 100...150 км сайын орналасады.
Басты мұнай тасымалдау стансаларында келесілер орындалады:
oo мұнайды қабылдау;
oo оның оперативті және коммерциялық есебі;
oo мұнайдың сақталуы;
oo оны қажетті бастапқы қысыммен магистралды мұнай құбырына айдау;
oo тазалау және диагностикалық құрылғыларды қосу;
oo станция ішілік тасымалдау.
Аралық мұнай тасымалдау стансаларында есепке алу түйіндері, резервуарлы парктер, қосалқы сораптар болмайды. Яғни, аралық мұнай тасымалдау стансаларында есепке алу және мұнайды сақтау орындалмайды.
Аралық мұнай тасымалдау стансалары тасымалдаудың сораптан сорапқа жүйесінде болады, егер:
a) олар эксплуатацияланатын аумақтардың шекарасында орналаспаған;
b) оларда жақында орналасқан мұнай көздерінен мұнайды қабылдау орындалмайды.
Осындай басты мұнай тасымалдау стансалары (БМТС) қатарына біздің елімізде келесілер жатады: БМТС Ақтау, БМТС Қаламқас, БМТС Өзен, ал аралық мұнай тасымалдау стансалар (МТС) қатарына: МТС Бейнеу, МТС Жетібай, МТС Қаражанбас, МТС Бозашы, МТС Таушық стансаларын жатқызуға болады.
Мұнай тасымалдау стансаларындағы технологиялық режімдердің ұтымды түрлеріне мұнайдың берілген көлемін неғұрлым аз шығындармен тасымалдауды, сондай-ақ мұнай құбырын қауіпсіз және апатсыз пайдалануды қамтамсыз етуі тиіс
Қауіпті өндірістік нысандардың өндірістік қауіпсіздігі туралы заңға сәйкес мұнай тасымалдау станциялары және резервуарлы паркар қауіпті өндірістік нысандарға жатады. Осыған сәйкес, техникалық кешендер, технологиялық үрдістерді автоматтандырылған басқару жүйесі кешендері өндірістік қауіпсіздік шарттарын қанағаттандыруы керек.
Сол үшін мұнай тасымалдау стансаларында диагностика жүйесі маңызды рөл атқарады. Ол қауіпсіздік жағдайына ғана емес, сонымен қатар, МТС-ның қондырғыларының тиімділігін және эксплуатациялану тиімділігін арттыруға, жөндеу жұмыстарының мерзімдері қысқартуға, жүйенің сенімділігін арттыруға мүмкіндік береді. Диагностика термині гректің diagnosticos сөзінен - тану мүмкіндігі шыққан. Өз мезгілінде жасалған қондырғы күйін диагностикалау жұмыстары келесілерге қол жеткізуге мүмкіндік береді:
oo мұнай тасымалдау стансаларының агрегаттарының және қондырғыларының апаттарын және істен шығуын ескерту;
oo нысандардың техникалық күйін және олардың ресурстарын болжау;
oo нысанның эксплуатациясының қауіпсіздік жәрежесін бағалау;
oo тиімділікті арттыру және шығындарды азайту.
Динамикалық үрдістердің параметрлерінің өзгеруі бойынша өткізілетін диагностика түрлеріне: параметрлік диагностика және вибрациялық диагностика жатады. Вибродиагностика сораптың техникалық күйін вибрация деңгейін үздіксіз бақылаулар арқылы бақылауға мүмкіндік береді.
Ал, параметрлік диагностика сорап агрегаттарын ағымдық пайдалану параметрлерін анықтауға, яғни, сораптың, уақыттың белгілі-бір кезеңінде алынған және статистикалық талдау тәсілдерінің көмегімен өңделген базалық және нақты сипаттамаларын салыстыруға негізделген. Соның нәтижесінде, сораптың күйі туралы қорытынды жасалады.
Бітіру жұмысы мұнай тасымалдау стансаларындағы сорап агрегатына вибрациялық және параметрлік диагностика жасау жүйесіне, оны зерттеуге және құруға арналған.
1 ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ БӨЛІМ
1.1 Мұнай тасымалдаушы стансалардың сипаттамалары
Әр мұнай тасымалдаушы станция бойынша төмендегідей мәліметтер беріледі:
oo негізгі және қосымша сораптардың технологиялық схема бойынша нөмірлері;
oo сораптардың типі (маркасы), дайындаушы зауыт, дайындалған күні;
oo нақтылы берісі, арын, айналым жиілігі, пайдаланылатын қуат, пайдалы әсер коэффициенті;
oo орнатылған роторлар типі (берісі, диаметрі), филиалдағы бар қосымша роторлардың типі (саны, берісі, диаметрі);
oo электр қозғалтқыштарының типі (маркасы), дайындаушы зауыт, дайындалған күні;
oo нақтылы қуат, айналым жиілігі, пайдалы әсер коэффициенті, кернеу. Олар төмендегі 1.1-кестелер түрінде безендіріледі.
1.1 к е с т е - Сораптардың сипаттамасы
Шифрі
Маркасы
Дайындаушы зауыт
Айналым жиілігі
Орнатылған ротор типі
Беріс, м3сағ
Арын, м
ПӘК
1
2
3
4
5
6
7
1.2 к е с т е - Электр қозғалтқыштарының сипаттамасы
Шифр
Марка
Дайындаушы зауыт
Қуат, кВт
Айналым жиілігі, с[-1]
ПӘК
1
2
3
4
5
6
Сораптардың төлқұжаттық арындық, энергетикалық, және кавитациялық сипаттамалары (H-Q, N-Q, n-Q, h-Q) мен мұнай тасымалдаушы станцияның принциптік технологиялық схемалары арнайы құжаттарда беріледі.
Әр мұнай тасымалдаушы станцияның қосымша жүйелері туралы мәліметтер (қызметі, жабдық құрамы, жұмыс режимі) келтіріледі.
Мұнай тасымалдау стансаларында сораптардың келесідей түрлері қолданылады:
oo магистралды сораптар (НМ типті), мұнай тасымалдау үшін арналған;
oo қосалқы (подпорный) сораптар (НПВ типті), негізгі сораптардың жұмысына қалыпты жағдайларды тудыру үшін қолданылады;
oo стансаның ішінде мұнайды тасымалдау үшін арналған сораптар;
oo май сораптары (Ш, НМШ типті), сорап агрегаттарын майлау жүйелерінде қолданылады;
oo су сораптары (СМ типті), суыту үшін арналған сорап агрегаттарының су айналым жүйесінде қолданылады;
oo сумен қамдау жүйесінің артезиандық сораптары;
oo өндірістік канализация сораптары (СМ, ФГУ типті);
oo жылыту жүйесінің сораптары;
oo өрт сөндіру және өртке қарсы сумен қамдау жүйесінің сораптары [1].
1.2 Мұнай тасымалдау стансаларының автоматтандыру жүйелерінің диагностика нысандары
Қауіпті өндірістік нысандардың өндірістік қауіпсіздігі туралы заңға сәйкес мұнай тасымалдау станциялары және резервуарлы паркар қауіпті өндірістік нысандарға жатады. Осыған сәйкес, техникалық кешендер, технологиялық үрдістерді автоматтандырылған басқару жүйесі кешендері өндірістік қауіпсіздік шарттарын қанағаттандыруы керек.
Мұнай тасымалдау станцияларының және резервуарлы парктердің технологиялық үрдістерді автоматтандырылған басқару жүйесінің құрылғылары әр түрлі пайдалану мерзімдеріне ие. Орташа алғанда автоматтандыру жүйесінің қызмет істеуінің орташа мерзімі 10 жыл деп есептеледі.
Тек қана қызмет етуі мерзімі өтуі бойынша қондырғылар кешенін жаңарту тиімді емес. Себебі, ол экономика жағынан алғанда да, технологиялдық жағынан қарағанда да ыңғайсыз болып табылады. Себебі, мұнай тасымалдау станциясындағы мұнайды тасымалдау өндірістік үрдістер үзіліссіз түрде өтеді. Сондықтан да, бүгінгі таңда, өндірістік үрдісті тоқтатпас үшін диагностика жүргізу және автоматтандыру жүйесінің пайдалану мерзімін ұзарту негізгі және жалғыз мүмкіндігі болып табылады.
Техникалық құрылғылардың, қондырғылардың және қауіпті өндірістік нысандардағы кешендердің қауіпсіз жұмыс істеу мерзімін ұзарту туралы жағдай РД 03-482-02 келесі шарттарды қояды:
Нормативті, конструкторлық және эксплуатациялық құжаттарда, стандарттарда, қауіпсіздік ережелерінде көрсетілген және бекітілген эксплуатация мерзімі өткеннен кейін техникалық құрылғыларды, қондырғыларды және агрегаттарды қауіпсіз эксплуатациялау мерзімін ұзарту жөнінде жұмыстар өткізілмей ары қарай пайдалануға рұқсат етілмейді және жол берілмейді [10].
Қауіпсіз эксплуатациялану мерзімін ұзарту жөніндегі жұмыстарды өткізу нәтижесі бойынша келесі шешімдердің бірі қабылданады:
oo орнатылған параметрлерде эксплуатациялауды жалғастыру;
oo орнатылған емес параметрлерде эксплуатациялауды жалғастыру;
oo жөндеу жұмыстары;
oo реконструкция;
oo басқа мақсаттар үшін пайдалану;
oo эксплуатациядан шығару.
Техникалық күйіне байланысты және нормативті құжаттарда көрсетілген талаптарына байланысты техникалық құрылғылардың, қондырғылардың және кешендердің эксплуатациясын ұзарту шекті күйіне (қалдық ресурс) жеткеншедейінгі период болжамына немесе қалдық ресурс шектерінде анықталған бір мерзімге (эксплуатация мерзімін қадамды ұзарту) орындалады. Техникалық диагностика жұмыстарын жұмыс істеп тұрған техникалық құрылғыларға, қондырғыларға, кешендерге өткізуге, сонымен қатар, резервте тұрған, сақтауда тұрған немесе консервацияда тұрған техникалық құрылғыларға, қондырғыларға, кешендерге өткізуге рұқсат етіледі. Техникалық құрылғылардың, қондырғылардың, кешендердің қауіпсіз эксплуатация мерзімін ұзарту мүмкіндігін анықтау жөніндегі жұмыстарды экспертты мекемелер орындайды.
1.1 суретте диагностика жүргізу үшін МТС және РП автоматтандыру жүйелерінің нысандарының тізімін көрсететін классификациясы келтірілген.
1.1 сурет - Диагностика жүргізу үшін мұнай тасымалдаушы станциялардың және резервуарлы парктердің автоматтандыру жүйелерінің классификациясы
Диагностика және бағалау нұсқамасында диагностика өткізу кезіндегі келесі жағдайлар жазылған:
oo техникалық күй параметрлері және автоматика құрылғыларын диагностикалаудың негізгі әдістері;
oo диагностикалау көлемін анықтау;
oo диагностикалау жұмыстарын өткізуші мекемелерге қойылатын талаптар;
oo жұмыс кезіндегі өндірістік қауіпсіздік және еңбекті қорғау талаптары;
oo диагностикалау нәтижесі бойынша қызмет ету мерзімін ұзарту критерийлері;
oo МТС және РП автоматика жүйелерінің құрылғыларын диагностикалау нәтижелерін рәсімдеу және қызмет ету мерзімін ұзарту жөніндегі қорытындыға қойылатын талаптар;
oo диагностикалау үшін аспаптар;
oo автоматика жүйелерінің элементтерін диагностикалау нұсқалығы.
Мұнай тасымалдау станцияларының құрылғыларына, қондырғыларын, аспаптарына және кешендеріне диагностика өткізу келесілерге қол жеткізуге мүмкіндік береді:
oo автоматтандыру жүйелерін техникалық қызмет көрсетуге, қосымша бөлшектерді сатып алуға, жөндеу жұмыстарына, реконструкцияға қажетті мағлұматтарды алуға;
oo жаңарту үшін параметрлері бойынша ескірген құрылғыларды анықтауға;
oo алынған мәліметтер негізінде жөндеу жұмыстары және реконструкция бойынша жоспарды түзеу;
oo белгілі бір жөндеу жұмыстарынан соң эксплуатацияға жарайтын құрылғыны уақытынан бұрын ауыстыруға кететін шығындарды азайту;
oo құрылғының қызмет ету мерзімін ұзарту үшін құрылғының техникалық күйі туралы дәл бағаны алу;
oo эксплуатациясын жалғастыру немесе құрылғыны ауысыру жөніндегі шешімді регламенттеу [2] [3].
1.3 Динамикалық үрдістердің параметрлерінің өзгеруі бойынша өткізілетін диагностиканың әдістері
Динамикалық үрдістердің параметрлерінің өзгеруі бойынша өткізілетін диагностика түрлеріне: параметрлік диагностика және вибрациялық диагностика жатады. Вибродиагностика сораптың техникалық күйін вибрация деңгейін үздіксіз бақылаулар арқылы бақылауға мүмкіндік береді. Вибродиагностика вибрацияға әсер ететін сораптың келесідей ақауларды анықтауға негізделген: ротор ақаулары, тіректік жүйелер және статор түйіндері.
Вибродиагностиканың мақсаты:
oo агрегатта ақаудың пайда болуын ескерту және оны қалпына келтіруге шығынды азайту;
oo ақау агрегаттың қалыпты жұмыс жасауына кедергі келтірсе, оны қалпына келтірудің оптималды технологиясын анықтау.
Вибродиагностиканың негізгі мақсаты агрегаттың болуы мүмкін көптеген техникалыұ күйін екіге бөліп қарау: қалыпқа келетін және қалыпқа келмейтін.
Вибродиагностиканың негізі келесі түсініктерге негізделген:
Вибрация - кейбір нейтралды қалыпымен салыстырғанда, агрегаттың бақылау нүктесімен жасалатын жоғарғы жиілікті механикалық тербеліс түрі.
Машинаның элементтері бір-бірімен динамикалық әсерлесіп, жеке конструкциялары арқылы энергияның таралуы механикалық тербеліс түрінде болады.
Вибрация немесе тербеліс машинаның бөлек нүктесінде уақыт бойынша көлемі мен бағыты периодты тұрде өзгеретін физикалық сигнал болып келеді. Бастапқы вибросигнал стандартты математикалық операциялар көмегімен - виброорынауыстыру, виброжылдамдық және виброүдеу түрлеріне түрлендіріледі.
Виброорынауыстыру бақыланатын нүктенің максималды орын ауыстыру шекараларын көрсетеді. Ол микрометрмен өлшенеді.
Виброжылдамдық бақыланатын нүктенің орынауыстыруының максималды жылдамдығы. Ол микрометрсекундпен өлшенеді.
Іс жүзінде виброжылдамдықтың максималды мәні емес, оның ортаквадратты мәні қолданылады.
Виброүдеу вибрацияны тудырған агрегаттағы күштік әсерді сипаттайды. Ол миллиметрсекунд2-пен өлшенеді.
Вибрациялық сигналдар ақпарат көзі болып табылады. Оларды өңдеу арқылы вибрацияның әртүрлі параметрлері алынады. Олар вибродиагностикада негізгі параметрлер болып табылады.
Вибрация датчигі вибрацияны бақылау нүктесіндегі виброүдеудің, виброжылдамдықтың немесе виброорынауыстырудың лездік мәнәне пропорционал электрлік сигналды тіркейді. Бұл сигнал тікелей немесе алдын-ала аналогты құрылғылармен өңдеуден кейін өлшеу блогына келіп түседі, онда оларды арнайы өңдеп вибрацияның қажетті параметрлері анықталады. Өлшеу блогы вибрацияның өлшенетін параметрлеріне сәйкес тізбекті электрлік шығысқа ие болады. Ол одан әрі санды өңдеу үшін қажет.
Вибродиагностика қондырғыларын бақылайтын, диагностикалық және баланстайтын виброөлшеу аппараттары деп бөлуге болады.
Вибродиагностика аппраттарын көптеген шетелдік фирмалар өндіріді. Олардың ішінде:Брюль и Къер, Шенк, Эндевко, Бентли Невада, Филипс, Сименс, Прюфтехник, CSI, PREDICTDLI, Виконт, Фирма Диамех, Вибро-Центр және тағы да басқа. Мысалы, Диамех 2000 фирмасы вибрацияны өлшейтін және анализ жасайтын келесі құрылғыларды ұсынады Топаз, Агат, Янтарь, сонымен қатар бағдарламалық қамтама Диамант-2 [11].
Виброаппратуралар машинаның бақыланатын нүктесінде вибрацияның параметрлерін өлшеуге арналған.
Бақылаушы виброаппаратура машинаның бақыланатын нүктесіндегі вибрация параметрлерінің интенсивтілігін өлшеуге, ал бақылаушы-апаттық сонымен қатар сигнализация және машинаны параметрдің шектік мәндерінде өшіру үшін арналған.
Диагностикалық және зерттеу виброаппаратуралары вибрацялық сигналды арнайы өңдеуге және вибрацияның әртүрлі параметрлерін өлшеуге: дискретизациялау және сигналды аналогты-санды түрлендіру, вибрацияның амплитуда-фазалық, амплитуда-жиіліктік сипаттамаларын алуға, сонымен қатар мәліметтерді сақтауға және өңдеу қорытындысын сақтауға арналған.
Сорап агрегатының подшипниктерінің және басқа да айналмайтын элементтерінің абсолютті вибрациясын өлшеуге қазіргі кезде вибрациялық датчиктердің орнына пьезоэлектрлік қолданылады.
Виброорынауыстыруды өлшеу үшін вихретокты вибродатчик қолданылады.
Вибрация датчик арқылы электрлік сигналға түрленеді. Шығыс электрлік сигнал өлшеу блогына жіберіледі. Өлшеу блогы сигналды өңдейді.
1.2 cуретте вибродылдамдықтың ортаквадратты мәнін өлшеу блогы келтірілген.
1
2
3
4
5
1.2 сурет - Виброжылдамдықтың ортаквадратты мәнін өлшейтін бақылау-сигналды құрылғыға арналған өлшеу блогының сызбасы
1- төмегі және жоғарғы жиілікті сүзгілер;
2- интегратор;
3- ортаквадратты мән детекторы;
4- шекті мәндер релесі;
5- индикатор;
Пьезоакселерометрден сигнал төменгі жиілікті сүзгіден және жоғарғы жиілікті сүзгіден тұратын жиіліктік сүзгіге жөнелтіледі. Төменгі жиілікті сүзгі берілген жиілікті диапазоннан асатын, сигналдың жоғарғы жиіліктерін кеседі, ал жоғарғы жиілікті сүзгі сигналдың төменгі жиіліктерін кеседі. Көп жағдайда, нормаға сәйкес өлшенетін жиіліктер диапазоны 10...1000 Гц аралығында болады. Сүзгіден кейін сигнал интеграторға келеді, онда виброүдеу интегралданып виброжылдамдыққа айналады. Одан соң виброылдамдыққа пропорционал сигнал ортаквадратты мәндер детекторына бағытталады, онда берілген қысқа уақыт аралығында лездік мәндер ортаквадратты мәнге түрлендіріледі. Детектор шығысында өлшенетін параметрге пропорционалды тұрақты кернеу аламыз. Бұл кернеу индикатор көмегімен түрлендіріліп, параметрдің оқылатын сандық мәнәне айналады.
Вибродиагностиканың ең дамыған қондырғылаына автоматты және автоматтандырылған жүйелер жатады. Мұндай жүйелерде компьютерлік технологиялар көмегімен ақпаратты өңдеу және диагностика жүргізудің алгоритмдері іске асады.
Вибрацияны бақылау және вибродиагностиканың автоматтандырылған жүйелерінің аппаратты кешендері құрамына өлшеу аппаратуралары, түрлендіру және мәліметті алмастыру қондырғылары, компьютерлік қондырғылар, сигнализация қондырғылары, визуализация қондырғылары жатады. Вибрацияны бақылау және вибродиагностиканың автоматтандырылған жүйелерінің аппаратты кешендерінде ерекше орынды агрегат қорғанысы жүйелері алады. Қорғаныс жүйесі вибрацияны бақылау және вибродиагностиканың автоматтандырылған жүйелерінің аппаратты кешендерінен бөлек, бірақ жүйенің дұрыс құрастырылуында, ол, сол виброөлшеуіш аппараттарды қолданады. Вибрация бойынша қорғаныстың іске қосылуы вибрацияны бақылау және вибродиагностиканың автоматтандырылған жүйелерінің аппаратты кешендері келесідей әсер етуі керек: вибрацияны бақылау және вибродиагностиканың автоматтандырылған жүйелерінің аппаратты кешендерінің деректер қорына ақпараттар массиві жазылуы керек, ол қорғаныс іске қосылу себебін анализдеу үшін қажет.
Өлшеу құрылғысына виброөлшеуіш құрылғылар және арнайы өлшеу құрылғылары жатады. Виброөлшеуші құрылғылар вибрацияны өлшеу құрылғыларынан және саоыстырмалы вибрацияны өлшеу құрылғысынан тұрады. Бұл құрылғылар сонымен қатар диагностикалық,бақылау-сигналды және қорғау функцияларын орындайды. Арнайы өлшеу құрылғылары вибрациялық емес параметрлерді өлшейді. Соның ішінде, корпустардың қисаюын және корпустардың орын ауыстыруларын. Сонымен қатар арнайы құрылғылар қатарына вибрацияны стандартты емес өлшеу құрылғылары жатады: корпустың салыстырмалы вибрациясы, статор элементтерінің вибрациясы және тағы да басқалары. Түрлендіру және мәліметті беру қондырғылары құрамына жалғау кабельдарын, мультиплексорлар, коммутаторлар, аналогты-санды түрлендіргіштер, санды ақпаратты беру шиналары, магнитті ақпаратты сақтаушылар, санды ақпаратты енгізу интерфейсі кіреді [2].
1.3.1 Вибрациялық диагностика
Вибродиагностика сорап агрегаттарының техникалық күйін вибрацияның деңгейін үздіксіз бақылау арқылы анықтауға мүмкіндік береді.
Сораптарға жүргізілетін вибрациялық диагностика әдістерінің таралуы
көптеген себептерге негізделген. Біріншіден, ол сорапқа кішкене көлемдегі және салмағы кішкентай вибрация датчигін орналастыру мүмкіндігінің болуы. Сонымен қатар, нысанның тезникалық күйінің деңгейін вибрацияны үздіксіз бақылау және бағалау арқылы үнемі автоматтандырылған бақылаудың болуы. Параметр белгілі бір шекті мәнге жеткен кезде агрегатты апатты тоқтатуға автоматты түрде сигнал беріледі. Ал екіншіден, вибродиагностиканың кең қолданыоу себебі, вибрация параметрлерінің ақпараттқа молдығы, олар тербелістің әртүрлі көздерін анықтауға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, агрегаттарға вибротексеріс жүргізу монтаждық және жөндеу жұмыстарының сапасын анықтауға және бақылауға мүмкіндік береді.
Сорап агрегаттарынын вибрациясын бақылауға және өлшеуге келесідей негізгі шарттар қойылады:
1. барлық магистралды және қосалқы сорап агрегаттары оператор бөлмесінде отырып вибрацияның ағымдық параметрлерін үздіксіз бақылау мүмкіндігіне ие стационарлы бақылау-сигналды виброаппаратураларымен қамдануы керек. Мұнай тасымалдау стансасының автоматика жүйесінде оператор бөлмесінде вибрацияның жоғары мәндеріндегі жарықтық және дыбыстық сигнализация болуы керек. Сонымен қатар, вибрация апаттық мәніне жеткен кезде агрегаттың автоматты түрде өшірілуі;
2. бақылау-сигналды виброаппаратурасының датчиктері сораптың әр подшипникті опорасына вертикалды бағыттағы вибрацияны бақылау үшін қондырылады. Автоматика жүйесі сораптың бақыланатын нүктелеріндегі вибрацияның мәні белгілі-бір қалыптан асып кетсе апаттық және ескерту сигналын беруге қамдануы керек. Өлшенетін және нормаланатын вибрацияның параметрі ретінде 10...1000 Гц жиілік аймағындағы виброжылдамдықтың ортаквадратты мәні алынады;
3. сигнализация және қорғау жүйесінде вибрацияның мәндері ротор түріне және өлшеміне, сораптың жұмыс режиміне байланысты 1.3 кестеде көрсетілген вибрацияның қалыптары бойынша анықталады.
1.3 к е с т е - Номиналды режімдегі жұмыс түріне арналған магистралды және қосалқы сораптардың вибрация қалыптары
Виброжылдамдықтың ортаквадратты мәні, ммс
Сораптың виброкүйін бағалау
Пайдалану ұзақтығының бағасы
2,3-ке дейін
Өте жақсы
Ұзақ
2,3-тен 4,5-ке дейін
Жақсы
Ұзақ
4,5-тен 7,1-ке дейін
Қанағаттанарлық
Шектелген
7,1-ден жоғары
Қанағаттанарлық емес
Рұқсат етілмеген
1.4 к е с т е - Номиналды емес режімдегі жұмыс түріне арналған магистралды және қосалқы соратардың вибрация қалыптары
Виброжылдамдықтың ортаквадратты мәні, ммс
Сораптың виброкүйін бағалау
Пайдалану ұзақтығының бағасы
2,3-ке дейін
Өте жақсы
Ұзақ
2,3-тен 4,5-ке дейін
Жақсы
Ұзақ
4,5-тен 7,1-ке дейін
Қанағаттанарлық
Ұзақ
7,1-ден 11,2-ке дейін
Қанағаттанарлық, жақсарту қажет
Шектелген
11,2-ден жоғары
Қанағаттанарлық емес
Рұқсат етілмеген
Сорап агрегатының номиналды режімі ретінде ротордың номиналды берісінен (Qном) беріс 0,8 ден 1,2 диапазоны алынады;
4. диспетчерлік пункттегі "жоғары вибрация" параметрі бойынша ескерту сигнализациясы сорап номиналды беріс режімінде жұмыс жасаған кезінде виброжылдамдықтың ортаквадратты мәні 5,5 ммс, ал номиналды емес жұмыс кезінде - 8,0 ммс болуы керек.
"Апаттық вибрация" сигналы үшін сорап номиналды беріс режімінде жұмыс жасаған кезінде виброжылдамдықтың ортаквадратты мәні 7,1 ммс, ал номиналды емес жұмыс кезінде - 11,2 ммс болуы керек.
Вибрацияның апаттық мәнінде сорап міндетті түрде өшірілуі керек;
5. қосалқы сораптардың (май сораптары, сумен қамдау, жылыту) вибрациясын бақылау айына 1 рет және ағымдық жөндеуге шығардын алдында жасалуы керек.
Қосалқы сораптардың рұқсат етілген вибрация мәндері 1.5 кестеде келтірілген;
1.5 к е с т е - Қосалқы сораптарды пайдалану кезіндегі вибрацияның рұқсат етілген мәндері
Ротор айналуының өс биіктігінің мәні (фундаменталды плитадан), мм
Виброжылдамдықтың ортаквадрат мәні, ммс
80-ге дейін
1,8
80-нен 132-ге дейін
2,8
132-ден 225-ке дейін
4,5
225-тен жоғары
7,1
6. магистралды және қосалқы сорап агрегаттарына вибродиагностика жүргізу кезінде қосымша мәлімет алу үшін немесе стационарлы виброцияны өлшеу және бақылау кешені жоқ болған кезде жылжымалы (портативті) виброаппаратураны қолдану керек.
Вибрацияны жылжымалы виброаппаратурамен өлшеу қатаң түрде белгіленген, тазаланған, корпустың бояуынан тазаланған, бояумен немесе басқа кез-келген белгімен белгіленген жерінде өлшенуі керек;
7. жылжымалы виброаппаратураны қолдану кезінде вибрацияның вертикалды құраушысы подшипниктің қақпағының жоғарғы бөлігінде өлшенеді.
Вибрацияның горизонталды және горизонталды-өс құраушылары сорап валының өсінен 2...3м төмен өлшенеді [4].
1.3.1.1 Сорап агрегатындағы вибрация көздері
Динамикалық күштер - вибрация мен щудың ғана көзі емес, сонымен қатар, күщтердің қасиеттерін өзгенртетін дефекттердің көзі болып табылады. Яғни, шу мен вибрацияның сипаттамаларын өщгертеді.
Центрлік күштер айналмалы түйіндердің теңгерілмегендігімен анықталады.
Кинематикалық күштер әсерлесуші беттердің теңсіздігімен, соның ішінде подшипниктердегі үйкеліс беттерімен анықталады.
Параметрлік күштер айналмалы түйіндердің немесе айналу тіректерінің қаттылығының құрамасының айнымалыларымен анықталады.
Үйкеліс күштері үйкеліс беттерінде майысқақ деформациялы көптеген микроұрулардың әсерінен пайда болады.
Ұрулар түріндегі күштер олардың майысқақ деформацияларымен қатар жүретін үйкелістің бөлек элементтерінің әсерлесуі нәтижесінде туады.
Магнитті күштер белгілі бір аймақта магнит энергиясының өзгеруімен анықталады.
Электродинамикалық күштер магнит өрісінің электр тогымен әсерлесуімен анықталады.
Магнитострикционды күштер магнитострикция эффектісінен туындайды, яғни, магнит өрісі әсерінен магнит материалының өлшемдерінің өзгеруі әсерінен.
Көтеруші күштер - бұл денеге қысым күші.
Үйкеліс күштері ағын және машинаның қозғалмайтын бөліктерінің шекарасында туады.
Ағындағы қысым пульсациялары оның турбуленттігімен анықталады.
Сорап агрегатының түйіндерінде вибрацияны туғызатын күштер қатарына келесі келтірілген күштер жатады.
1) Роторлар және муфталарда басты күш центрлік күш болып табылады. Ол айналу жиілігіне тең жиілікке ие, және формасы - дөңгеленген болып табылады. Егер де дефекттер болса, соның ішінде валдарда, онда формасы дөңгелектен ерекшеленеді - вибрация спектрінде айналу жиілігіне тең гармоникалар пайда болады. Екінші күш - параметрлік күш болып табылады. Ол жырылулар түріндегі дефекттер бар болса пайда болады, яғни, вал қаттылығы бұрылу бұрышынан тәуелді және айналым кезінде екі рет өзгеретін кезінде. Бұл жағдайда вибрация спектрінде айналу жиілігінің жұп гармоникалары пайда болады. Үшінші күш - ұру түріндегі күш болып табылады. Егер муфтада дефекттер болған жағдайда пайда болады. Муфта айналым кезінде тұрақтанған әсерінен бірнеше рет секіреді де вал подшипниктерге ұрылады. Нәтижесінде айналым кезінде бірнеше рет подшипниктердің жоғары жиілікті вибрациясының қуатының секірістері пайда болады.
Осы күштердің әр компоненті машинаның бөлек түйіндерінің резонансымен сәйкес келуі мүмкін, ол осы жиілікте вибрацияның шамасының күрт өсуіне әкелуі мүмкін.
2) Тербелу подшипниктерінде де, сырғанау подшипниктерінде де басты екі күш әсер етеді - кинематикалық күштер және үйкеліс күштері. Дефектісі бар тербелу подшипниктерінде кейде үшінші күш туындайды - ұру түріндегі күштер. Тербелу подшипниктері тудыратын вибрация айналу жиілігінен басқа келесі негізгі жиіліктермен сипатталады:
oo сыртқы сақина бойынша тербелу денесінің жылжу жиілігімен;
oo ішкі сақина бойынша тербелу денесінің жылжу жиілігімен.
3) Сырғанау подшипниктерінде кинематикалық және үйкеліс күштерінен басқа, статикалық жүктемелердің үйкеліс күштерімен сызықты емес әсерлесуі нәтижесінде туатын, яғни, подшипникте ротордың автотербелісіне әкелетін күштер әсер етеді.
Сырғанау подшипниктерде болатын ұрулар түріндегі күштер екі түрде болады.
Май қабықшасының бұзылуымен болатын құрғақ ұру өте қауіпті болып келеді. Бірақ, ол сирек пайда болады және жоғары жиілікті вибрацияның өсуіне әкеліп соғады.
Гидравликалық ұру май қабықшасын бұзбайды, ал жүктеме аймағында подшипниктердің біртекті емес ескіруі нәтижесінде ағынның турбулентті жарылуы болады.
Сырғанау подшипниктерде үйкеліс күштері тербелу подшипниктеріне қарағанда бірнеше жоғары, бірақ, сырғанау подшипниктерінде кездейсоқ вибрация тербелу подшипниктеріне қарағанда төмен.
Өздерінің пайда болу ерекшеліктеріне электрлік машиналардағы электромагнитті және электродинамикалық күштер ие.
1) Асинхронды электрқозғалтқыштарда айнымалы ток машиналарын-дағы әрекет етуші электромагнитті күштер өзінің ерекшелігіне ие. олардың жиілігі магнит өрісінің жиілігінен екі есе жоғары, себебі, олар магнит өрісінің шамасына бағытын ескерусіз пропорционалды. Сондықтан да, айнымалы ток машиналарындағы негізгі электромагнитті күштер екі еселік қоректік кернеу жиілігіне ие.
Шамасы бойынша екінші электромагнитті тербелмелі күш тісті жиілікте әрекет етеді. Тісті жиіліктегі вибрацияны, әдетте, магнитті шу деп атайды. Бірақ, ол жиіліктері жақын басқа құрамалар аймағында әрқашан ерекшеленіп, көріне бермейді.
2) Синхронды электрқозғалтқыштардың вибрациясының асинхронды қозғалтқыштардан негізгі айырмашылықтары:
oo сырғанау жиілігіндегі жиіліктегі вибрацияның болмауы, себебі, сырғанау жоқ;
oo қозу орамының дефекттері, асинхронды қозғалтқыштардағы тесіктің динамикалық эксцентриситеті секілді көрініс табады;
oo вибрацияның тісті гармоникалары (магнитті шу) статордағы тістермен анықталады, ротордағы емес;
oo полюсті машиналарда радиалды вибрация пайда болады.
3) Жұмыс доңғалақтары cораптарда шу мен вибрацияның көзі болып табылады, белгілі-бір дәрежеде олардың ресурсын анықтайды. Оның теңгерілмегендігімен анықталатын, жұмыс доңғалақтары қоздыратын, механикалық күштердің қатарынан центрлік күштен басқа күштер жоқ.
Барлық негізгі тербелмелі күштер ағынның жұмыс доңғалағының бетімен, және корпустың ішкі бетімен әсерлесуімен анықталады. Сораптарда бұл күштер гидродинамикалық табиғатқа ие. Дефектісіз жұмыс доңғалағына біртекті ағында әрекет етуші көтеруші күштердің қосындысы, оның айналу өсіне бағытталған және айнымалы құрамаға ие емес [4].
1.3.1.2 Вибрациялық бақылаудың негіздері
Вибродиагностикалық бақылау және сорап агрегатының жалпы техникалық күйінің бағалануы келесі негіздер бойынша жүргізіледі:
oo вибрацияның рұқсат етілген деңгейі бойынша;
oo вибрацияның базалық сипаттамамен салыстырғандағы өзгеру жылдамдығы бойынша;
oo спектральды сипаттамалары бойынша.
Бірінші негіз бойынша диагностика жүргізу вибрацияның қазіргі максималды мәнін вибрацияның рұқсат етілген мәнімен салыстыруға негізделген.
Екінші негіз бойынша диагностика жүргізу виброжылдамдықтың ортаквадратты мәнінің өзгеру жылдамдығын алдыңғы мәндерімен салыстыруға, сонымен қатар жаңа сорап агрегатының 72 сағаттық жұмысынан кейін немесе жөндеуден кейінгі базалық сипаттамалармен салыстыруға негізделген.
Спектральды сипаттамалары бойынша диагностика жүргізу жиіліктегі вибрация амплитудасы бойынша анализ жасау арқылы жүргізіледі [5] [8].
1.3.1.3 Вибрациялық бақылаудың түрлері
Сорап агрегатының техникалық күйін вибрация параметрі бойынша бағалау оперативті, жоспарлы және жоспарлы емес вибрациялық бақылаулар арқылы іске асады.
Белгілі бір сораптың вибрациялық күйін бағалау оның жұмыс жасау режімін ескере отырып анықталады. Ол үшін сораптың әр түрлі жұмыс режіміндегі вибрацияның мәндері тіркеліп, сорап берісіне вибрацияның тәуелділігі тұрғызылады.
Оперативті бақылау кезінде қазіргі уақыт үшін сорап агрегатының вибрация деңгейін үнемі, тұрақты түрде бақылау жүреді. Вибрация мәні жөніндегі ақпаратты қолша режімде, автоматтандырылған немесе аралас тіркеп отыру мүмкіншілігі болуы қажет.
Оперативті бақылау нәтижесі бойынша вибрация деңгейіне анализ жүргізіледі:
oo тасымалдау режімін ескере отырып, вибрацияның қазіргі мәнін шекті мәнмен салыстыру;
oo алдыңғы өлшеулермен салыстырғандағы вибрацияның өзгеру жылдамдығы.
Осыған орай, сорап агрегатының жалпы күйі жөнінде және қосымша вибродиагностикалық жұмыстарды жүргізу жөнінде қорытынды жасалады. Қосымша вибродиагностикалық жұмыстар кезінде вибрацияның спектралды және амплитуда-фазалық сипаттамаларына анализ жасалады.
Жоспарлы вибродиагностикалық бақылау кезінде сорап сгрегатының фактылы техникалық күйі бағаланады, сорап агрегатын жөндеуге шығарғанға дейінгі жұмыс істеу уақыты немесе келесі вибродиагностикалық бақылауға дейінгі уақыты және жөндеу түрі, жөндеу сапасы анықталады.
Жаңа немесе жөнделген сорап монтажынан кейін, сонымен қатар жөндеу жұмыстары біткеннен кейін вибрацияның базалық мәндері өлшенеді және тіркеледі. Егер сорап агрегатының жұмыс режімі 0,8...1,2 Qном беріс диапазонында болса, сорап агрегаты подшипниктік түйіндердегі вибрация 4,5 ммс аспайтын, фундаменталды болттардың бастарында - 1,8 ммс аспайтын вибрация кезінде ғана пайдалануға беріледі. Егер вибрация одан жоғары болса, сорап пайдалануға берілмейді, вибрацияның өсуінің себептері анықталады және жойылады.
Жоспарлы емес вибродиагностикалық бақылау магистралды және қосалқы сорап агрегаттарына келесі жағдайларда кемшіліктерді табу мақсатында жүргізіледі:
oo негізгі магистралды және қосалқы сораптар үшін бақылау нүктелеріндегі вибрацияның мәні вибрацияның апаттық мәнінің 80%-на жетсе;
oo егер вибрацияның мәні базалық (жаңа сорап агрегатының немесе сорап агрегатын жөндеуден өткізгеннен кейінгі 72 сағат жұмысынан кейін алынған) мәннен 2 есеге көбейсе;
oo сорап агрегатының корпусының аяқтарындағы анкерлі болттардың басындағы вибрацияның мәні 1,8 ммс тан асса;
oo тасымалдау режімі қалыптасқан кезде вибрацияның өзгеруі 2 ммс-қа өссе;
oo егер бөтен шулар болса немесе подшипник температурасы өссе.
Қосалқы сораптарға жоспарлы емес вибродиагностикалық бақылауды бөтен шулар болған кезде өткізу.
Бақылау нәтижесі бойынша сорап агрегаттарын жөндеуге (ағындық, орта, капиталды) шығаруға немесе пайдалануды жалғастыра беру туралы қорытынды шығарады [5].
1.3.1.4 Вибродиагностика нәтижесін өңдеу
Қалдық ресурсты анықтау үшін әрбір бақыланатын нүктенің вибрациясын өлшеу нәтижесі бойынша виброжылдамдықтың ортаквадратты мәнінің өзгеруінің жұмыс істеуіне тәуелділік графигі тұрғызылады.
Әр жеке агрегат пен оның жұмыс дөңгелегі үшін жеке трендтерін алған дұрыс. Соның негізінде қалдық ресурсты болжауға болады.
Вибрацияның деңгейінің өзгеруі бойынша агрегаттың қалдық ресурсын болжау үрдісі табылған трендтың экстрополяциясына және оның шекті күй түзуімен қиылысу моментін анықтауға негізделген. Болжаудың дәлдігі бақылаулар санына байланысты, неғұрлым көп бақылаулар өткізілсе, соғұрлым болжау дәлірек болады.
Алынған тренд тек жөндеуге шығарғанға дейін немесе жұмыс дөңгелегін ауыстырғанға дейін қолданылады. Осы операцияларды өткізгеннен кейін қайтадан өлшеулер жүргізіледі, және солардың негізінде вибрациялық базалық сипаттамалары анықталады [8].
1.3.2 Параметрлік диагностика
Сорап агрегаттарын ағымдық пайдалану параметрлерін анықтау сораптың, уақыттың белгілі-бір кезеңінде алынған және статистикалық талдау тәсілдерінің көмегімен өңделген базалық және нақты сипаттамаларын салыстыруға негізделген.
Базалық және нақты сипаттамалар байланыстың телемеханикалық арналары бойынша алынған деректердің негізінде айқындалады. Қазіргі сәтте қотарылатын мұнайдың тығыздығы, тұтқырлығы, температурасы, жұмысшы доңғалағының сыртқы диаметрі, күрделі жөндеуден кейінгі немесе жаңа сорап агрегаты орнатылғаннан кейінгі өңдеу, сорап роторының айналу жиілігі туралы ақпараттар берілмейтіндіктен, тиісті деректерді қолмен енгізу қарастырылған.
Пайдалану параметрлерін бақылаулық өлшеу негізінде сорап агрегатын анықтауда барлық деректерді енгізу қолмен жүзеге асырылады.
Анықтау мен болжау кезінде қолданылатын пайдалану параметрлерінің мәндері нақты сыртқы диаметрінен ерекшеленетін жағдайда ротордың номиналды айналу жиілігіне, қотарылатын сұйықтың номиналды тығыздығына осы мөлшерлі үлгідегі сораптың жұмысшы доңғалағының номиналды сыртқы диаметріне сәйкес келтірілуі тиіс. Қажет болатын кезде қотарылатын мұнайдың тұтқырлығының сораптың арынды және энергетикалық сипаттамларына әсері ескерілуі керек [2] [3].
2 АРНАЙЫ БӨЛІМ
2.1 Сорап агрегатына параметрлік диагностика жүргізу
Сорап агрегатына параметрлік диагностика жүргізу базалық сипаттамаларды төлқұжаттық сипаттамалармен салыстыруға негізделген. Осының негізінде жинақтау немесе жөндеуден кейін сорап агрегатының күйі жөнінде нұсқаулар беруді көздейді. Сорап агрегатына параметрлік диагностика жүргізу мақсатында алынған шартты белгілер төменде көрсетілген:
DH - сораптың жұмысшы доңғалағының номиналды сыртқы диаметрі, м;
nH - ротордың айналуының номиналды жиілігі, мин-1;
QH - сораптың номиналды берісі, м[3]c;
D - сораптың жұмысшы доңғалағының нақты сыртқы диаметрі, м;
nS - сораптың тез жүруінің еселігі;
n - ротордың айналуының ағымдық жиілігі, мин-1;
Q - сораптың ағымдық беруі, м3c;
Pкір. - сораптың кіру келте құбырындағы қысым, Па;
Pшығ. - сораптың шығыс келте құбырындағы қысым, Па;
Nсор. - сорап тұтынатын қуат, кВт;
N - сорап агрегаты тұтынатын қуат, кВт;
H - сорап үдететін арын, м;
J - сорап агрегаты тұтынатын ток күші, А;
ηэл.қоз. - электрқозғалтқыштың пайдалы әсер коэффициенті - і, %;
η - сорап ПӘК - і, %;
x - өлшенетін пайдалану параметрлерінің жалпылама белгісі;
i - режім нөмірі;
m - ағымдық параметрлерді қадағалау саны;
j - m мәндері қатарындағы қадағалаудың ағымдық нәтижесінің нөмірі;
ρH - қотарылатын сұйықтың номиналды тығыздығы, кг м3;
ρ - қотарылатын мұнайдың тығыздығы, кг м3;
v - қотарылатын мұнайдың тұтқырлығы, м2с;
Re - Рейнольдс саны, Re=nD[2]60v;
Reпер., Reгр. - сұйықтықтың ағу режімінің автоүлгі саласынан арын тұтқырлығы мен ПӘК-ке байланысты салаға өту шекарасын айқындайтын Рейнольдс сандары.
2.1.1 Сорап агрегатына параметрлік диагностика жүргізу үшін бастапқы мәліметтер
Параметрлік диагностика өткізілетін әр сораптық агрегат үшін төмендегідей бастапқы деректер керек:
1. сорап агрегатының техникалық сипаттамалары, атап айтқанда: сорап агрегатының типтік өлшемі; DH, nH, nS; сорап агрегатының төлқұжаттық сипаттамалары - арындық және энергетикалық; номиналды қуатқа арналған қозғалтқыш типі мен оның пайдалы әсер коэффициенті;
2. сорап агрегатын пайдалану сипаттамалары, атап айтқанда: МТС-дағы сораптарды іске қосудың осы үйлесіміндегі сорап агрегатының технологиялық нөмірі; жұмысшы доңғалағының нақты сыртқы диаметрі; Q; Pкір. ; Pшығ. ; N; n лездік мәндері;
3. мұнайдың физикалық қасиеттері: ρ және v;
4. қосалқы ақпарат: мұнай тасымалдаушы станция атауы; сораптық агрегаттардың бақыланатын күллі жиынтығындағы сорап агрегатының алмаспайтын нөмірі; жинақтау немесе соңғы күрделі жөндеуден кейінгі уақыттағы сорап агрегатын өңдеу; анықтау жүргізілген жыл, ай, күн, сағат;
5. сораптардың сипаттамалары төмендегідей аналитикалық қисықтармен жуықталады:
H=а0+а1Q+а2Q2+а3Q3; (2.1)
Nсор.=с0+с1Q+с2Q2+с3Q3; (2.2)
мұнда Q- сораптың м3сағаттағы берісі.
a0, a1, a2, a3, c0, c1, c2, c3 еселіктерінің, сондай-ақ H=f1(Q), N=f2(Q) сызбалы төлқұжаттық байланыстарды (2.1), (2.2) формулалары бойынша аналитикалық қисықтармен жуықтау қателіктерінің шамалары 2.3 және 2.4 кестеде келтірілген;
6. сораптың пайдалы әсер коэффициентінің мәндері мына формула бойынша айқындалады:
η=ρQH104102 N ηном.эл.қоз (2.3)
7. функцияларға (2.1), (2.2) формулалары бойынша кіретін жуықтау еселіктері мәндері, nH , DH ,ηэл.қоз. ,Reпер., Reгр. ,ρH шамалары, әр сораптық агрегаттың алмаспайтын нөмірі нормативті-анықтамалық ақпаратқа қатысты болады және деректер базасында сақталады;
8. жинақтау немесе күрделі жөндеуден кейін алынған сорап агрегаттарының сипаттамалары базалық сипаттамалар деп аталады. Олар сорап агрегаттарының гидравликалық нақты және стенділік байланыстырылуының, өлшеу параметрлері шарттарының және қотарылатын сұйықтық қасиеттерінің сәйкес келмеулерінен және негізіне, дайындау мен жинақтауда әр сорапқа жекелей қатысты болатын ауытқулар салдарынан төлқұжаттық сипаттамалардан ерекшеленуі мүмкін, сондықтан сорап агрегатын тиімді пайдалану үшін төлқұжаттық және базалық сипаттамаларды салыстыру керек, айтарлықтай ауытқу болған жағдайда жуықтау еселіктерін одан әрі түзете отырып, сораптық агрегатты өңдеу керек, яғни базалық сипаттамалар үшін жуықтау еселіктерін есептеу жаңадан жүргізіледі.
Пайдалану барысында алынған сорап агрегаттарының сипаттамалары, нақты (ағымдық) деп аталады. Сорап агрегатының техникалық күйін анықтау нақты сипаттамаларды базалық сипаттамалармен салыстыру негізінде жүргізіледі;
9. нақты және базалық сипаттамаларды салыстыру кезінде тек сорап агрегатының алмаспайтын нөмірін ғана емес, сонымен қатар оның мұнай тасымалдаушы станциядағы (ағым бойынша нөмір) сораптарды іске қосу үйлесіміндегі деректер базасында берілетін технологиялық нөмірін де ескеру қажет. Базалық сипаттамалар әр сорап агрегаттары үшін оның ағым бойынша бірінші және одан кейінгі жұмысы жағдайында айқындалуы тиіс;
10. параметрлерді қажетті дәлдікпен өлшеуді қамтамасыз ететін қадағалаулардың оңтайлы саны m=20-ға тең.
2.1.2 Өлшеу құралдары және аппаратура
1. Мұнай тасымалдау станциясында сорап агрегатына параметрлік диагностиканы жүзеге асыруға дайындық кезінде өлшеу құралдарын аттестациядан өткізу керек.
2. Сорап агрегатының кіреберісі мен шығаберісіндегі шығынды, қысымды, қуатты, тығыздықты және тұтқырлықты құрайтын комплектілер мұнай тасымалдау станциялардың автоматика құралдарының құрамдас бөлігі болып табылады.
3. Сорап берісі мұнай тасымалдау станцияның мұнайын 0,25 % дәлдікпен есепке алу торабының шығынын турбиналық қайта құрғыштардың көмегімен өлшенеді.
4. Сораптық агрегаттың кіреберісі және шығаберісіндегі қысымды дәлдігі 0,6 % штаттық бастапқы қысым түрлендіргіші қайта арқылы өлшенеді.
5. Беріс мен қысымды жеткілікті дәлдікті қамтамасыз ететін басқа құралдармен өлшеуге жол беріледі.
6. Сораптық агрегат тұтынатын қуатты дәлдігі 0,6 % штаттық бастапқы қуат түрлендіргіші арқылы өлшенеді. Қуатты тұтынылатын электр энергиясының есептегіші немесе вольтметр және амперметр бойынша немесе дәлдігі 0,5% K-506 (K-505, K-51) электрөлшеуіш комплектілерін пайдалана отырып анықтауға жол беріледі.
7. Сорап агрегаты роторының айналу жиілігі дәлдігі 1 %- дан аспайтын тахометрлердің немесе айналымдарды бергіштердің көмегімен өлшенеді.
8. Сораптық агрегаттың пайдаланымы пайдаланым есептегіші бойынша өлшенеді немесе агрегат жұмысын есепке алу журналы бойынша айқындалады.
9. Қотарылатын мұнайдың тығыздығы дәлдігі 1 % ағындық тығыздық өлшегіштердің көмегімен өлшенеді.
10. Мұнайдың тығыздығы мен тұтқырлығын мұнай тасымалдаушы станцияның химиялық зертханасында айқындауға қолданылып жүрген стандарттарға сәйкес жол беріледі.
11. Магистральді мұнай құбырлары нысандары мен ғимараттарына техникалық қызмет көрсету және жөндеуді бақылау мен басқару жүйесінің қосалқы жүйесінде параметрикалық анықтау міндеттерін орындау бастапқы қайта құрғыштардан байланыстың телемеханикалық арналары арқылы басқарудың біртұтас автоматтандырылған жүйесі атқарылымдық қосымша жүйелерінің деректер базаларына берілетін ағымдық (пайдалану) параметрлер және қотарылатын мұнай туралы ақпараттар жинақталған соң автоматты түрде басталады.
Бақылаулық өлшеулер негізіндегі параметрикалық анықтау осы ақпараттар қолмен ендірілгеннен кейін жүзеге асырылады.
2.1.3 Параметрлерді өлшеуді орындау шарттары
1. Есептеулерден ағымдық параметрлердің өлшенген мәндері шығарылып тасталуы керек:
oo сорап монтаждалған немесе жөнделген соң алғашқы 72 сағат ішінде жұмыс доңғалағының саңлаулық тығыздығыштарындағы тетіктер мен қыспалардың жедел өсуі байқалады;
oo бақыланатын сорап агрегатын немесе мұнай тасымалдау станциясының онымен көршілес агрегаттарын іске қосарда немесе тоқтатарда;
oo мұнайды есепке алу тораптарындағы өлшеу желілерін қайта қосарда.
2. Параметрлерді өлшеу тек қотарудың тұрақты режімі кезінде ғана жүргізіледі. Төрт және одан да көп сағат ішінде өзгермейтін параметрлермен сипатталатын режім тұрақты болып есептеледі.
3. Режім тұрақтылығын бақылау сорап агрегатының кіреберісі мен шығаберісіндегі беріс немесе қысымдар бойынша жүзеге асырылады. Бақыланатын параметрдің ауытқулары орташа мәннен 3%-ға аспауы керек.
4. Параметрлер сорап агрегатының жұмысының қуыссыздандыру режімі кезінде (дірілді өлшеуде бақыланады) және мұнайдың кері қақпақ арқылы асқын ағымы жоқ болғанда өлшенеді.
5. Ағымдық параметрлердің мәндері айналымның номиналды жиілігіне және қотарылатын сұйықтың номиналды тығыздығына (20 °C-тағы судың тығыздығы) келтірілуі тиіс.
Қазіргі таңда ротордың айналу жиілігі туралы ақпарат телемеханика арналары бойынша берілмейді, сондықтан ағымдық параметрлерді өлшеуді өнеркәсіп тогы жиілігінің ауытқулары мейлінше аз болатын сағат 24-тен сағат 6-ға дейінгі уақыт аралығында өткізу ұсынылады. Әдістемені ендірер алдында нақты мұнай тасымалдау станциясының кернеу деңгейінің өзгеруін оқып үйренген және параметрлерді өлшеу уақытын нақтылаған жөн болар еді.
6. Сорап агрегаты жұмысының әр ағымдық режімі үшін қотарылатын мұнай тұтқырлығының, айналу жиілігінің және жұмысшы доңғалағының сыртқы диаметрінің өлшенген мәндері бойынша Рейнольдс санын айқындау керек және оны шамалары өтпелі және шекаралық мәндермен салыстыру керек.
7. Жұмысшы доңғалағының нақты сыртқы диаметрі төлқұжаттық диаметрден ерекшеленген жағдайда өлшенген параметрлерді қайта есептеуді жүргізу қажет.
8. Базалық сипаттамалардың төлқұжаттық сипаттамаларға сәйкес келуін тексеру және сорап агрегатын жетілту жөніндегі нұсқауларды беру базалық сипаттамалар алынған соң бірден жүзеге асырылады.
... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Біздің елімізде мұнайды және мұнай өнімдерін тасымалдаудың негізгі әдісі құбыр желісі арқылы тасымалдау болып табылады. Магистральды мұнай тасымалдау құрылғыларының құрамына келесілер кіреді :
oo тасымалдау құбырлары;
oo мұнай тасымалдау стансалары;
oo тізбекті қондырғылар;
oo соңғы пункт.
Мұнай тасымалдау стансалары қондырғылар мен құрылғылардың комплексінен тұрады және олар қалыпты қысымда мұнайды және мұнай өнімдерін тасымалдауға, қабылдауға, жинауға арналған.
Мұнай тасымалдау стансалары басты және аралық болып бөлінеді: басты мұнай тасымалдау стансалары магистральды құбыр желісінің басында орналасады, ал ортаңғы мұнай тасымалдау стансалары сол трасса бойымен, әр 100...150 км сайын орналасады.
Басты мұнай тасымалдау стансаларында келесілер орындалады:
oo мұнайды қабылдау;
oo оның оперативті және коммерциялық есебі;
oo мұнайдың сақталуы;
oo оны қажетті бастапқы қысыммен магистралды мұнай құбырына айдау;
oo тазалау және диагностикалық құрылғыларды қосу;
oo станция ішілік тасымалдау.
Аралық мұнай тасымалдау стансаларында есепке алу түйіндері, резервуарлы парктер, қосалқы сораптар болмайды. Яғни, аралық мұнай тасымалдау стансаларында есепке алу және мұнайды сақтау орындалмайды.
Аралық мұнай тасымалдау стансалары тасымалдаудың сораптан сорапқа жүйесінде болады, егер:
a) олар эксплуатацияланатын аумақтардың шекарасында орналаспаған;
b) оларда жақында орналасқан мұнай көздерінен мұнайды қабылдау орындалмайды.
Осындай басты мұнай тасымалдау стансалары (БМТС) қатарына біздің елімізде келесілер жатады: БМТС Ақтау, БМТС Қаламқас, БМТС Өзен, ал аралық мұнай тасымалдау стансалар (МТС) қатарына: МТС Бейнеу, МТС Жетібай, МТС Қаражанбас, МТС Бозашы, МТС Таушық стансаларын жатқызуға болады.
Мұнай тасымалдау стансаларындағы технологиялық режімдердің ұтымды түрлеріне мұнайдың берілген көлемін неғұрлым аз шығындармен тасымалдауды, сондай-ақ мұнай құбырын қауіпсіз және апатсыз пайдалануды қамтамсыз етуі тиіс
Қауіпті өндірістік нысандардың өндірістік қауіпсіздігі туралы заңға сәйкес мұнай тасымалдау станциялары және резервуарлы паркар қауіпті өндірістік нысандарға жатады. Осыған сәйкес, техникалық кешендер, технологиялық үрдістерді автоматтандырылған басқару жүйесі кешендері өндірістік қауіпсіздік шарттарын қанағаттандыруы керек.
Сол үшін мұнай тасымалдау стансаларында диагностика жүйесі маңызды рөл атқарады. Ол қауіпсіздік жағдайына ғана емес, сонымен қатар, МТС-ның қондырғыларының тиімділігін және эксплуатациялану тиімділігін арттыруға, жөндеу жұмыстарының мерзімдері қысқартуға, жүйенің сенімділігін арттыруға мүмкіндік береді. Диагностика термині гректің diagnosticos сөзінен - тану мүмкіндігі шыққан. Өз мезгілінде жасалған қондырғы күйін диагностикалау жұмыстары келесілерге қол жеткізуге мүмкіндік береді:
oo мұнай тасымалдау стансаларының агрегаттарының және қондырғыларының апаттарын және істен шығуын ескерту;
oo нысандардың техникалық күйін және олардың ресурстарын болжау;
oo нысанның эксплуатациясының қауіпсіздік жәрежесін бағалау;
oo тиімділікті арттыру және шығындарды азайту.
Динамикалық үрдістердің параметрлерінің өзгеруі бойынша өткізілетін диагностика түрлеріне: параметрлік диагностика және вибрациялық диагностика жатады. Вибродиагностика сораптың техникалық күйін вибрация деңгейін үздіксіз бақылаулар арқылы бақылауға мүмкіндік береді.
Ал, параметрлік диагностика сорап агрегаттарын ағымдық пайдалану параметрлерін анықтауға, яғни, сораптың, уақыттың белгілі-бір кезеңінде алынған және статистикалық талдау тәсілдерінің көмегімен өңделген базалық және нақты сипаттамаларын салыстыруға негізделген. Соның нәтижесінде, сораптың күйі туралы қорытынды жасалады.
Бітіру жұмысы мұнай тасымалдау стансаларындағы сорап агрегатына вибрациялық және параметрлік диагностика жасау жүйесіне, оны зерттеуге және құруға арналған.
1 ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ БӨЛІМ
1.1 Мұнай тасымалдаушы стансалардың сипаттамалары
Әр мұнай тасымалдаушы станция бойынша төмендегідей мәліметтер беріледі:
oo негізгі және қосымша сораптардың технологиялық схема бойынша нөмірлері;
oo сораптардың типі (маркасы), дайындаушы зауыт, дайындалған күні;
oo нақтылы берісі, арын, айналым жиілігі, пайдаланылатын қуат, пайдалы әсер коэффициенті;
oo орнатылған роторлар типі (берісі, диаметрі), филиалдағы бар қосымша роторлардың типі (саны, берісі, диаметрі);
oo электр қозғалтқыштарының типі (маркасы), дайындаушы зауыт, дайындалған күні;
oo нақтылы қуат, айналым жиілігі, пайдалы әсер коэффициенті, кернеу. Олар төмендегі 1.1-кестелер түрінде безендіріледі.
1.1 к е с т е - Сораптардың сипаттамасы
Шифрі
Маркасы
Дайындаушы зауыт
Айналым жиілігі
Орнатылған ротор типі
Беріс, м3сағ
Арын, м
ПӘК
1
2
3
4
5
6
7
1.2 к е с т е - Электр қозғалтқыштарының сипаттамасы
Шифр
Марка
Дайындаушы зауыт
Қуат, кВт
Айналым жиілігі, с[-1]
ПӘК
1
2
3
4
5
6
Сораптардың төлқұжаттық арындық, энергетикалық, және кавитациялық сипаттамалары (H-Q, N-Q, n-Q, h-Q) мен мұнай тасымалдаушы станцияның принциптік технологиялық схемалары арнайы құжаттарда беріледі.
Әр мұнай тасымалдаушы станцияның қосымша жүйелері туралы мәліметтер (қызметі, жабдық құрамы, жұмыс режимі) келтіріледі.
Мұнай тасымалдау стансаларында сораптардың келесідей түрлері қолданылады:
oo магистралды сораптар (НМ типті), мұнай тасымалдау үшін арналған;
oo қосалқы (подпорный) сораптар (НПВ типті), негізгі сораптардың жұмысына қалыпты жағдайларды тудыру үшін қолданылады;
oo стансаның ішінде мұнайды тасымалдау үшін арналған сораптар;
oo май сораптары (Ш, НМШ типті), сорап агрегаттарын майлау жүйелерінде қолданылады;
oo су сораптары (СМ типті), суыту үшін арналған сорап агрегаттарының су айналым жүйесінде қолданылады;
oo сумен қамдау жүйесінің артезиандық сораптары;
oo өндірістік канализация сораптары (СМ, ФГУ типті);
oo жылыту жүйесінің сораптары;
oo өрт сөндіру және өртке қарсы сумен қамдау жүйесінің сораптары [1].
1.2 Мұнай тасымалдау стансаларының автоматтандыру жүйелерінің диагностика нысандары
Қауіпті өндірістік нысандардың өндірістік қауіпсіздігі туралы заңға сәйкес мұнай тасымалдау станциялары және резервуарлы паркар қауіпті өндірістік нысандарға жатады. Осыған сәйкес, техникалық кешендер, технологиялық үрдістерді автоматтандырылған басқару жүйесі кешендері өндірістік қауіпсіздік шарттарын қанағаттандыруы керек.
Мұнай тасымалдау станцияларының және резервуарлы парктердің технологиялық үрдістерді автоматтандырылған басқару жүйесінің құрылғылары әр түрлі пайдалану мерзімдеріне ие. Орташа алғанда автоматтандыру жүйесінің қызмет істеуінің орташа мерзімі 10 жыл деп есептеледі.
Тек қана қызмет етуі мерзімі өтуі бойынша қондырғылар кешенін жаңарту тиімді емес. Себебі, ол экономика жағынан алғанда да, технологиялдық жағынан қарағанда да ыңғайсыз болып табылады. Себебі, мұнай тасымалдау станциясындағы мұнайды тасымалдау өндірістік үрдістер үзіліссіз түрде өтеді. Сондықтан да, бүгінгі таңда, өндірістік үрдісті тоқтатпас үшін диагностика жүргізу және автоматтандыру жүйесінің пайдалану мерзімін ұзарту негізгі және жалғыз мүмкіндігі болып табылады.
Техникалық құрылғылардың, қондырғылардың және қауіпті өндірістік нысандардағы кешендердің қауіпсіз жұмыс істеу мерзімін ұзарту туралы жағдай РД 03-482-02 келесі шарттарды қояды:
Нормативті, конструкторлық және эксплуатациялық құжаттарда, стандарттарда, қауіпсіздік ережелерінде көрсетілген және бекітілген эксплуатация мерзімі өткеннен кейін техникалық құрылғыларды, қондырғыларды және агрегаттарды қауіпсіз эксплуатациялау мерзімін ұзарту жөнінде жұмыстар өткізілмей ары қарай пайдалануға рұқсат етілмейді және жол берілмейді [10].
Қауіпсіз эксплуатациялану мерзімін ұзарту жөніндегі жұмыстарды өткізу нәтижесі бойынша келесі шешімдердің бірі қабылданады:
oo орнатылған параметрлерде эксплуатациялауды жалғастыру;
oo орнатылған емес параметрлерде эксплуатациялауды жалғастыру;
oo жөндеу жұмыстары;
oo реконструкция;
oo басқа мақсаттар үшін пайдалану;
oo эксплуатациядан шығару.
Техникалық күйіне байланысты және нормативті құжаттарда көрсетілген талаптарына байланысты техникалық құрылғылардың, қондырғылардың және кешендердің эксплуатациясын ұзарту шекті күйіне (қалдық ресурс) жеткеншедейінгі период болжамына немесе қалдық ресурс шектерінде анықталған бір мерзімге (эксплуатация мерзімін қадамды ұзарту) орындалады. Техникалық диагностика жұмыстарын жұмыс істеп тұрған техникалық құрылғыларға, қондырғыларға, кешендерге өткізуге, сонымен қатар, резервте тұрған, сақтауда тұрған немесе консервацияда тұрған техникалық құрылғыларға, қондырғыларға, кешендерге өткізуге рұқсат етіледі. Техникалық құрылғылардың, қондырғылардың, кешендердің қауіпсіз эксплуатация мерзімін ұзарту мүмкіндігін анықтау жөніндегі жұмыстарды экспертты мекемелер орындайды.
1.1 суретте диагностика жүргізу үшін МТС және РП автоматтандыру жүйелерінің нысандарының тізімін көрсететін классификациясы келтірілген.
1.1 сурет - Диагностика жүргізу үшін мұнай тасымалдаушы станциялардың және резервуарлы парктердің автоматтандыру жүйелерінің классификациясы
Диагностика және бағалау нұсқамасында диагностика өткізу кезіндегі келесі жағдайлар жазылған:
oo техникалық күй параметрлері және автоматика құрылғыларын диагностикалаудың негізгі әдістері;
oo диагностикалау көлемін анықтау;
oo диагностикалау жұмыстарын өткізуші мекемелерге қойылатын талаптар;
oo жұмыс кезіндегі өндірістік қауіпсіздік және еңбекті қорғау талаптары;
oo диагностикалау нәтижесі бойынша қызмет ету мерзімін ұзарту критерийлері;
oo МТС және РП автоматика жүйелерінің құрылғыларын диагностикалау нәтижелерін рәсімдеу және қызмет ету мерзімін ұзарту жөніндегі қорытындыға қойылатын талаптар;
oo диагностикалау үшін аспаптар;
oo автоматика жүйелерінің элементтерін диагностикалау нұсқалығы.
Мұнай тасымалдау станцияларының құрылғыларына, қондырғыларын, аспаптарына және кешендеріне диагностика өткізу келесілерге қол жеткізуге мүмкіндік береді:
oo автоматтандыру жүйелерін техникалық қызмет көрсетуге, қосымша бөлшектерді сатып алуға, жөндеу жұмыстарына, реконструкцияға қажетті мағлұматтарды алуға;
oo жаңарту үшін параметрлері бойынша ескірген құрылғыларды анықтауға;
oo алынған мәліметтер негізінде жөндеу жұмыстары және реконструкция бойынша жоспарды түзеу;
oo белгілі бір жөндеу жұмыстарынан соң эксплуатацияға жарайтын құрылғыны уақытынан бұрын ауыстыруға кететін шығындарды азайту;
oo құрылғының қызмет ету мерзімін ұзарту үшін құрылғының техникалық күйі туралы дәл бағаны алу;
oo эксплуатациясын жалғастыру немесе құрылғыны ауысыру жөніндегі шешімді регламенттеу [2] [3].
1.3 Динамикалық үрдістердің параметрлерінің өзгеруі бойынша өткізілетін диагностиканың әдістері
Динамикалық үрдістердің параметрлерінің өзгеруі бойынша өткізілетін диагностика түрлеріне: параметрлік диагностика және вибрациялық диагностика жатады. Вибродиагностика сораптың техникалық күйін вибрация деңгейін үздіксіз бақылаулар арқылы бақылауға мүмкіндік береді. Вибродиагностика вибрацияға әсер ететін сораптың келесідей ақауларды анықтауға негізделген: ротор ақаулары, тіректік жүйелер және статор түйіндері.
Вибродиагностиканың мақсаты:
oo агрегатта ақаудың пайда болуын ескерту және оны қалпына келтіруге шығынды азайту;
oo ақау агрегаттың қалыпты жұмыс жасауына кедергі келтірсе, оны қалпына келтірудің оптималды технологиясын анықтау.
Вибродиагностиканың негізгі мақсаты агрегаттың болуы мүмкін көптеген техникалыұ күйін екіге бөліп қарау: қалыпқа келетін және қалыпқа келмейтін.
Вибродиагностиканың негізі келесі түсініктерге негізделген:
Вибрация - кейбір нейтралды қалыпымен салыстырғанда, агрегаттың бақылау нүктесімен жасалатын жоғарғы жиілікті механикалық тербеліс түрі.
Машинаның элементтері бір-бірімен динамикалық әсерлесіп, жеке конструкциялары арқылы энергияның таралуы механикалық тербеліс түрінде болады.
Вибрация немесе тербеліс машинаның бөлек нүктесінде уақыт бойынша көлемі мен бағыты периодты тұрде өзгеретін физикалық сигнал болып келеді. Бастапқы вибросигнал стандартты математикалық операциялар көмегімен - виброорынауыстыру, виброжылдамдық және виброүдеу түрлеріне түрлендіріледі.
Виброорынауыстыру бақыланатын нүктенің максималды орын ауыстыру шекараларын көрсетеді. Ол микрометрмен өлшенеді.
Виброжылдамдық бақыланатын нүктенің орынауыстыруының максималды жылдамдығы. Ол микрометрсекундпен өлшенеді.
Іс жүзінде виброжылдамдықтың максималды мәні емес, оның ортаквадратты мәні қолданылады.
Виброүдеу вибрацияны тудырған агрегаттағы күштік әсерді сипаттайды. Ол миллиметрсекунд2-пен өлшенеді.
Вибрациялық сигналдар ақпарат көзі болып табылады. Оларды өңдеу арқылы вибрацияның әртүрлі параметрлері алынады. Олар вибродиагностикада негізгі параметрлер болып табылады.
Вибрация датчигі вибрацияны бақылау нүктесіндегі виброүдеудің, виброжылдамдықтың немесе виброорынауыстырудың лездік мәнәне пропорционал электрлік сигналды тіркейді. Бұл сигнал тікелей немесе алдын-ала аналогты құрылғылармен өңдеуден кейін өлшеу блогына келіп түседі, онда оларды арнайы өңдеп вибрацияның қажетті параметрлері анықталады. Өлшеу блогы вибрацияның өлшенетін параметрлеріне сәйкес тізбекті электрлік шығысқа ие болады. Ол одан әрі санды өңдеу үшін қажет.
Вибродиагностика қондырғыларын бақылайтын, диагностикалық және баланстайтын виброөлшеу аппараттары деп бөлуге болады.
Вибродиагностика аппраттарын көптеген шетелдік фирмалар өндіріді. Олардың ішінде:Брюль и Къер, Шенк, Эндевко, Бентли Невада, Филипс, Сименс, Прюфтехник, CSI, PREDICTDLI, Виконт, Фирма Диамех, Вибро-Центр және тағы да басқа. Мысалы, Диамех 2000 фирмасы вибрацияны өлшейтін және анализ жасайтын келесі құрылғыларды ұсынады Топаз, Агат, Янтарь, сонымен қатар бағдарламалық қамтама Диамант-2 [11].
Виброаппратуралар машинаның бақыланатын нүктесінде вибрацияның параметрлерін өлшеуге арналған.
Бақылаушы виброаппаратура машинаның бақыланатын нүктесіндегі вибрация параметрлерінің интенсивтілігін өлшеуге, ал бақылаушы-апаттық сонымен қатар сигнализация және машинаны параметрдің шектік мәндерінде өшіру үшін арналған.
Диагностикалық және зерттеу виброаппаратуралары вибрацялық сигналды арнайы өңдеуге және вибрацияның әртүрлі параметрлерін өлшеуге: дискретизациялау және сигналды аналогты-санды түрлендіру, вибрацияның амплитуда-фазалық, амплитуда-жиіліктік сипаттамаларын алуға, сонымен қатар мәліметтерді сақтауға және өңдеу қорытындысын сақтауға арналған.
Сорап агрегатының подшипниктерінің және басқа да айналмайтын элементтерінің абсолютті вибрациясын өлшеуге қазіргі кезде вибрациялық датчиктердің орнына пьезоэлектрлік қолданылады.
Виброорынауыстыруды өлшеу үшін вихретокты вибродатчик қолданылады.
Вибрация датчик арқылы электрлік сигналға түрленеді. Шығыс электрлік сигнал өлшеу блогына жіберіледі. Өлшеу блогы сигналды өңдейді.
1.2 cуретте вибродылдамдықтың ортаквадратты мәнін өлшеу блогы келтірілген.
1
2
3
4
5
1.2 сурет - Виброжылдамдықтың ортаквадратты мәнін өлшейтін бақылау-сигналды құрылғыға арналған өлшеу блогының сызбасы
1- төмегі және жоғарғы жиілікті сүзгілер;
2- интегратор;
3- ортаквадратты мән детекторы;
4- шекті мәндер релесі;
5- индикатор;
Пьезоакселерометрден сигнал төменгі жиілікті сүзгіден және жоғарғы жиілікті сүзгіден тұратын жиіліктік сүзгіге жөнелтіледі. Төменгі жиілікті сүзгі берілген жиілікті диапазоннан асатын, сигналдың жоғарғы жиіліктерін кеседі, ал жоғарғы жиілікті сүзгі сигналдың төменгі жиіліктерін кеседі. Көп жағдайда, нормаға сәйкес өлшенетін жиіліктер диапазоны 10...1000 Гц аралығында болады. Сүзгіден кейін сигнал интеграторға келеді, онда виброүдеу интегралданып виброжылдамдыққа айналады. Одан соң виброылдамдыққа пропорционал сигнал ортаквадратты мәндер детекторына бағытталады, онда берілген қысқа уақыт аралығында лездік мәндер ортаквадратты мәнге түрлендіріледі. Детектор шығысында өлшенетін параметрге пропорционалды тұрақты кернеу аламыз. Бұл кернеу индикатор көмегімен түрлендіріліп, параметрдің оқылатын сандық мәнәне айналады.
Вибродиагностиканың ең дамыған қондырғылаына автоматты және автоматтандырылған жүйелер жатады. Мұндай жүйелерде компьютерлік технологиялар көмегімен ақпаратты өңдеу және диагностика жүргізудің алгоритмдері іске асады.
Вибрацияны бақылау және вибродиагностиканың автоматтандырылған жүйелерінің аппаратты кешендері құрамына өлшеу аппаратуралары, түрлендіру және мәліметті алмастыру қондырғылары, компьютерлік қондырғылар, сигнализация қондырғылары, визуализация қондырғылары жатады. Вибрацияны бақылау және вибродиагностиканың автоматтандырылған жүйелерінің аппаратты кешендерінде ерекше орынды агрегат қорғанысы жүйелері алады. Қорғаныс жүйесі вибрацияны бақылау және вибродиагностиканың автоматтандырылған жүйелерінің аппаратты кешендерінен бөлек, бірақ жүйенің дұрыс құрастырылуында, ол, сол виброөлшеуіш аппараттарды қолданады. Вибрация бойынша қорғаныстың іске қосылуы вибрацияны бақылау және вибродиагностиканың автоматтандырылған жүйелерінің аппаратты кешендері келесідей әсер етуі керек: вибрацияны бақылау және вибродиагностиканың автоматтандырылған жүйелерінің аппаратты кешендерінің деректер қорына ақпараттар массиві жазылуы керек, ол қорғаныс іске қосылу себебін анализдеу үшін қажет.
Өлшеу құрылғысына виброөлшеуіш құрылғылар және арнайы өлшеу құрылғылары жатады. Виброөлшеуші құрылғылар вибрацияны өлшеу құрылғыларынан және саоыстырмалы вибрацияны өлшеу құрылғысынан тұрады. Бұл құрылғылар сонымен қатар диагностикалық,бақылау-сигналды және қорғау функцияларын орындайды. Арнайы өлшеу құрылғылары вибрациялық емес параметрлерді өлшейді. Соның ішінде, корпустардың қисаюын және корпустардың орын ауыстыруларын. Сонымен қатар арнайы құрылғылар қатарына вибрацияны стандартты емес өлшеу құрылғылары жатады: корпустың салыстырмалы вибрациясы, статор элементтерінің вибрациясы және тағы да басқалары. Түрлендіру және мәліметті беру қондырғылары құрамына жалғау кабельдарын, мультиплексорлар, коммутаторлар, аналогты-санды түрлендіргіштер, санды ақпаратты беру шиналары, магнитті ақпаратты сақтаушылар, санды ақпаратты енгізу интерфейсі кіреді [2].
1.3.1 Вибрациялық диагностика
Вибродиагностика сорап агрегаттарының техникалық күйін вибрацияның деңгейін үздіксіз бақылау арқылы анықтауға мүмкіндік береді.
Сораптарға жүргізілетін вибрациялық диагностика әдістерінің таралуы
көптеген себептерге негізделген. Біріншіден, ол сорапқа кішкене көлемдегі және салмағы кішкентай вибрация датчигін орналастыру мүмкіндігінің болуы. Сонымен қатар, нысанның тезникалық күйінің деңгейін вибрацияны үздіксіз бақылау және бағалау арқылы үнемі автоматтандырылған бақылаудың болуы. Параметр белгілі бір шекті мәнге жеткен кезде агрегатты апатты тоқтатуға автоматты түрде сигнал беріледі. Ал екіншіден, вибродиагностиканың кең қолданыоу себебі, вибрация параметрлерінің ақпараттқа молдығы, олар тербелістің әртүрлі көздерін анықтауға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, агрегаттарға вибротексеріс жүргізу монтаждық және жөндеу жұмыстарының сапасын анықтауға және бақылауға мүмкіндік береді.
Сорап агрегаттарынын вибрациясын бақылауға және өлшеуге келесідей негізгі шарттар қойылады:
1. барлық магистралды және қосалқы сорап агрегаттары оператор бөлмесінде отырып вибрацияның ағымдық параметрлерін үздіксіз бақылау мүмкіндігіне ие стационарлы бақылау-сигналды виброаппаратураларымен қамдануы керек. Мұнай тасымалдау стансасының автоматика жүйесінде оператор бөлмесінде вибрацияның жоғары мәндеріндегі жарықтық және дыбыстық сигнализация болуы керек. Сонымен қатар, вибрация апаттық мәніне жеткен кезде агрегаттың автоматты түрде өшірілуі;
2. бақылау-сигналды виброаппаратурасының датчиктері сораптың әр подшипникті опорасына вертикалды бағыттағы вибрацияны бақылау үшін қондырылады. Автоматика жүйесі сораптың бақыланатын нүктелеріндегі вибрацияның мәні белгілі-бір қалыптан асып кетсе апаттық және ескерту сигналын беруге қамдануы керек. Өлшенетін және нормаланатын вибрацияның параметрі ретінде 10...1000 Гц жиілік аймағындағы виброжылдамдықтың ортаквадратты мәні алынады;
3. сигнализация және қорғау жүйесінде вибрацияның мәндері ротор түріне және өлшеміне, сораптың жұмыс режиміне байланысты 1.3 кестеде көрсетілген вибрацияның қалыптары бойынша анықталады.
1.3 к е с т е - Номиналды режімдегі жұмыс түріне арналған магистралды және қосалқы сораптардың вибрация қалыптары
Виброжылдамдықтың ортаквадратты мәні, ммс
Сораптың виброкүйін бағалау
Пайдалану ұзақтығының бағасы
2,3-ке дейін
Өте жақсы
Ұзақ
2,3-тен 4,5-ке дейін
Жақсы
Ұзақ
4,5-тен 7,1-ке дейін
Қанағаттанарлық
Шектелген
7,1-ден жоғары
Қанағаттанарлық емес
Рұқсат етілмеген
1.4 к е с т е - Номиналды емес режімдегі жұмыс түріне арналған магистралды және қосалқы соратардың вибрация қалыптары
Виброжылдамдықтың ортаквадратты мәні, ммс
Сораптың виброкүйін бағалау
Пайдалану ұзақтығының бағасы
2,3-ке дейін
Өте жақсы
Ұзақ
2,3-тен 4,5-ке дейін
Жақсы
Ұзақ
4,5-тен 7,1-ке дейін
Қанағаттанарлық
Ұзақ
7,1-ден 11,2-ке дейін
Қанағаттанарлық, жақсарту қажет
Шектелген
11,2-ден жоғары
Қанағаттанарлық емес
Рұқсат етілмеген
Сорап агрегатының номиналды режімі ретінде ротордың номиналды берісінен (Qном) беріс 0,8 ден 1,2 диапазоны алынады;
4. диспетчерлік пункттегі "жоғары вибрация" параметрі бойынша ескерту сигнализациясы сорап номиналды беріс режімінде жұмыс жасаған кезінде виброжылдамдықтың ортаквадратты мәні 5,5 ммс, ал номиналды емес жұмыс кезінде - 8,0 ммс болуы керек.
"Апаттық вибрация" сигналы үшін сорап номиналды беріс режімінде жұмыс жасаған кезінде виброжылдамдықтың ортаквадратты мәні 7,1 ммс, ал номиналды емес жұмыс кезінде - 11,2 ммс болуы керек.
Вибрацияның апаттық мәнінде сорап міндетті түрде өшірілуі керек;
5. қосалқы сораптардың (май сораптары, сумен қамдау, жылыту) вибрациясын бақылау айына 1 рет және ағымдық жөндеуге шығардын алдында жасалуы керек.
Қосалқы сораптардың рұқсат етілген вибрация мәндері 1.5 кестеде келтірілген;
1.5 к е с т е - Қосалқы сораптарды пайдалану кезіндегі вибрацияның рұқсат етілген мәндері
Ротор айналуының өс биіктігінің мәні (фундаменталды плитадан), мм
Виброжылдамдықтың ортаквадрат мәні, ммс
80-ге дейін
1,8
80-нен 132-ге дейін
2,8
132-ден 225-ке дейін
4,5
225-тен жоғары
7,1
6. магистралды және қосалқы сорап агрегаттарына вибродиагностика жүргізу кезінде қосымша мәлімет алу үшін немесе стационарлы виброцияны өлшеу және бақылау кешені жоқ болған кезде жылжымалы (портативті) виброаппаратураны қолдану керек.
Вибрацияны жылжымалы виброаппаратурамен өлшеу қатаң түрде белгіленген, тазаланған, корпустың бояуынан тазаланған, бояумен немесе басқа кез-келген белгімен белгіленген жерінде өлшенуі керек;
7. жылжымалы виброаппаратураны қолдану кезінде вибрацияның вертикалды құраушысы подшипниктің қақпағының жоғарғы бөлігінде өлшенеді.
Вибрацияның горизонталды және горизонталды-өс құраушылары сорап валының өсінен 2...3м төмен өлшенеді [4].
1.3.1.1 Сорап агрегатындағы вибрация көздері
Динамикалық күштер - вибрация мен щудың ғана көзі емес, сонымен қатар, күщтердің қасиеттерін өзгенртетін дефекттердің көзі болып табылады. Яғни, шу мен вибрацияның сипаттамаларын өщгертеді.
Центрлік күштер айналмалы түйіндердің теңгерілмегендігімен анықталады.
Кинематикалық күштер әсерлесуші беттердің теңсіздігімен, соның ішінде подшипниктердегі үйкеліс беттерімен анықталады.
Параметрлік күштер айналмалы түйіндердің немесе айналу тіректерінің қаттылығының құрамасының айнымалыларымен анықталады.
Үйкеліс күштері үйкеліс беттерінде майысқақ деформациялы көптеген микроұрулардың әсерінен пайда болады.
Ұрулар түріндегі күштер олардың майысқақ деформацияларымен қатар жүретін үйкелістің бөлек элементтерінің әсерлесуі нәтижесінде туады.
Магнитті күштер белгілі бір аймақта магнит энергиясының өзгеруімен анықталады.
Электродинамикалық күштер магнит өрісінің электр тогымен әсерлесуімен анықталады.
Магнитострикционды күштер магнитострикция эффектісінен туындайды, яғни, магнит өрісі әсерінен магнит материалының өлшемдерінің өзгеруі әсерінен.
Көтеруші күштер - бұл денеге қысым күші.
Үйкеліс күштері ағын және машинаның қозғалмайтын бөліктерінің шекарасында туады.
Ағындағы қысым пульсациялары оның турбуленттігімен анықталады.
Сорап агрегатының түйіндерінде вибрацияны туғызатын күштер қатарына келесі келтірілген күштер жатады.
1) Роторлар және муфталарда басты күш центрлік күш болып табылады. Ол айналу жиілігіне тең жиілікке ие, және формасы - дөңгеленген болып табылады. Егер де дефекттер болса, соның ішінде валдарда, онда формасы дөңгелектен ерекшеленеді - вибрация спектрінде айналу жиілігіне тең гармоникалар пайда болады. Екінші күш - параметрлік күш болып табылады. Ол жырылулар түріндегі дефекттер бар болса пайда болады, яғни, вал қаттылығы бұрылу бұрышынан тәуелді және айналым кезінде екі рет өзгеретін кезінде. Бұл жағдайда вибрация спектрінде айналу жиілігінің жұп гармоникалары пайда болады. Үшінші күш - ұру түріндегі күш болып табылады. Егер муфтада дефекттер болған жағдайда пайда болады. Муфта айналым кезінде тұрақтанған әсерінен бірнеше рет секіреді де вал подшипниктерге ұрылады. Нәтижесінде айналым кезінде бірнеше рет подшипниктердің жоғары жиілікті вибрациясының қуатының секірістері пайда болады.
Осы күштердің әр компоненті машинаның бөлек түйіндерінің резонансымен сәйкес келуі мүмкін, ол осы жиілікте вибрацияның шамасының күрт өсуіне әкелуі мүмкін.
2) Тербелу подшипниктерінде де, сырғанау подшипниктерінде де басты екі күш әсер етеді - кинематикалық күштер және үйкеліс күштері. Дефектісі бар тербелу подшипниктерінде кейде үшінші күш туындайды - ұру түріндегі күштер. Тербелу подшипниктері тудыратын вибрация айналу жиілігінен басқа келесі негізгі жиіліктермен сипатталады:
oo сыртқы сақина бойынша тербелу денесінің жылжу жиілігімен;
oo ішкі сақина бойынша тербелу денесінің жылжу жиілігімен.
3) Сырғанау подшипниктерінде кинематикалық және үйкеліс күштерінен басқа, статикалық жүктемелердің үйкеліс күштерімен сызықты емес әсерлесуі нәтижесінде туатын, яғни, подшипникте ротордың автотербелісіне әкелетін күштер әсер етеді.
Сырғанау подшипниктерде болатын ұрулар түріндегі күштер екі түрде болады.
Май қабықшасының бұзылуымен болатын құрғақ ұру өте қауіпті болып келеді. Бірақ, ол сирек пайда болады және жоғары жиілікті вибрацияның өсуіне әкеліп соғады.
Гидравликалық ұру май қабықшасын бұзбайды, ал жүктеме аймағында подшипниктердің біртекті емес ескіруі нәтижесінде ағынның турбулентті жарылуы болады.
Сырғанау подшипниктерде үйкеліс күштері тербелу подшипниктеріне қарағанда бірнеше жоғары, бірақ, сырғанау подшипниктерінде кездейсоқ вибрация тербелу подшипниктеріне қарағанда төмен.
Өздерінің пайда болу ерекшеліктеріне электрлік машиналардағы электромагнитті және электродинамикалық күштер ие.
1) Асинхронды электрқозғалтқыштарда айнымалы ток машиналарын-дағы әрекет етуші электромагнитті күштер өзінің ерекшелігіне ие. олардың жиілігі магнит өрісінің жиілігінен екі есе жоғары, себебі, олар магнит өрісінің шамасына бағытын ескерусіз пропорционалды. Сондықтан да, айнымалы ток машиналарындағы негізгі электромагнитті күштер екі еселік қоректік кернеу жиілігіне ие.
Шамасы бойынша екінші электромагнитті тербелмелі күш тісті жиілікте әрекет етеді. Тісті жиіліктегі вибрацияны, әдетте, магнитті шу деп атайды. Бірақ, ол жиіліктері жақын басқа құрамалар аймағында әрқашан ерекшеленіп, көріне бермейді.
2) Синхронды электрқозғалтқыштардың вибрациясының асинхронды қозғалтқыштардан негізгі айырмашылықтары:
oo сырғанау жиілігіндегі жиіліктегі вибрацияның болмауы, себебі, сырғанау жоқ;
oo қозу орамының дефекттері, асинхронды қозғалтқыштардағы тесіктің динамикалық эксцентриситеті секілді көрініс табады;
oo вибрацияның тісті гармоникалары (магнитті шу) статордағы тістермен анықталады, ротордағы емес;
oo полюсті машиналарда радиалды вибрация пайда болады.
3) Жұмыс доңғалақтары cораптарда шу мен вибрацияның көзі болып табылады, белгілі-бір дәрежеде олардың ресурсын анықтайды. Оның теңгерілмегендігімен анықталатын, жұмыс доңғалақтары қоздыратын, механикалық күштердің қатарынан центрлік күштен басқа күштер жоқ.
Барлық негізгі тербелмелі күштер ағынның жұмыс доңғалағының бетімен, және корпустың ішкі бетімен әсерлесуімен анықталады. Сораптарда бұл күштер гидродинамикалық табиғатқа ие. Дефектісіз жұмыс доңғалағына біртекті ағында әрекет етуші көтеруші күштердің қосындысы, оның айналу өсіне бағытталған және айнымалы құрамаға ие емес [4].
1.3.1.2 Вибрациялық бақылаудың негіздері
Вибродиагностикалық бақылау және сорап агрегатының жалпы техникалық күйінің бағалануы келесі негіздер бойынша жүргізіледі:
oo вибрацияның рұқсат етілген деңгейі бойынша;
oo вибрацияның базалық сипаттамамен салыстырғандағы өзгеру жылдамдығы бойынша;
oo спектральды сипаттамалары бойынша.
Бірінші негіз бойынша диагностика жүргізу вибрацияның қазіргі максималды мәнін вибрацияның рұқсат етілген мәнімен салыстыруға негізделген.
Екінші негіз бойынша диагностика жүргізу виброжылдамдықтың ортаквадратты мәнінің өзгеру жылдамдығын алдыңғы мәндерімен салыстыруға, сонымен қатар жаңа сорап агрегатының 72 сағаттық жұмысынан кейін немесе жөндеуден кейінгі базалық сипаттамалармен салыстыруға негізделген.
Спектральды сипаттамалары бойынша диагностика жүргізу жиіліктегі вибрация амплитудасы бойынша анализ жасау арқылы жүргізіледі [5] [8].
1.3.1.3 Вибрациялық бақылаудың түрлері
Сорап агрегатының техникалық күйін вибрация параметрі бойынша бағалау оперативті, жоспарлы және жоспарлы емес вибрациялық бақылаулар арқылы іске асады.
Белгілі бір сораптың вибрациялық күйін бағалау оның жұмыс жасау режімін ескере отырып анықталады. Ол үшін сораптың әр түрлі жұмыс режіміндегі вибрацияның мәндері тіркеліп, сорап берісіне вибрацияның тәуелділігі тұрғызылады.
Оперативті бақылау кезінде қазіргі уақыт үшін сорап агрегатының вибрация деңгейін үнемі, тұрақты түрде бақылау жүреді. Вибрация мәні жөніндегі ақпаратты қолша режімде, автоматтандырылған немесе аралас тіркеп отыру мүмкіншілігі болуы қажет.
Оперативті бақылау нәтижесі бойынша вибрация деңгейіне анализ жүргізіледі:
oo тасымалдау режімін ескере отырып, вибрацияның қазіргі мәнін шекті мәнмен салыстыру;
oo алдыңғы өлшеулермен салыстырғандағы вибрацияның өзгеру жылдамдығы.
Осыған орай, сорап агрегатының жалпы күйі жөнінде және қосымша вибродиагностикалық жұмыстарды жүргізу жөнінде қорытынды жасалады. Қосымша вибродиагностикалық жұмыстар кезінде вибрацияның спектралды және амплитуда-фазалық сипаттамаларына анализ жасалады.
Жоспарлы вибродиагностикалық бақылау кезінде сорап сгрегатының фактылы техникалық күйі бағаланады, сорап агрегатын жөндеуге шығарғанға дейінгі жұмыс істеу уақыты немесе келесі вибродиагностикалық бақылауға дейінгі уақыты және жөндеу түрі, жөндеу сапасы анықталады.
Жаңа немесе жөнделген сорап монтажынан кейін, сонымен қатар жөндеу жұмыстары біткеннен кейін вибрацияның базалық мәндері өлшенеді және тіркеледі. Егер сорап агрегатының жұмыс режімі 0,8...1,2 Qном беріс диапазонында болса, сорап агрегаты подшипниктік түйіндердегі вибрация 4,5 ммс аспайтын, фундаменталды болттардың бастарында - 1,8 ммс аспайтын вибрация кезінде ғана пайдалануға беріледі. Егер вибрация одан жоғары болса, сорап пайдалануға берілмейді, вибрацияның өсуінің себептері анықталады және жойылады.
Жоспарлы емес вибродиагностикалық бақылау магистралды және қосалқы сорап агрегаттарына келесі жағдайларда кемшіліктерді табу мақсатында жүргізіледі:
oo негізгі магистралды және қосалқы сораптар үшін бақылау нүктелеріндегі вибрацияның мәні вибрацияның апаттық мәнінің 80%-на жетсе;
oo егер вибрацияның мәні базалық (жаңа сорап агрегатының немесе сорап агрегатын жөндеуден өткізгеннен кейінгі 72 сағат жұмысынан кейін алынған) мәннен 2 есеге көбейсе;
oo сорап агрегатының корпусының аяқтарындағы анкерлі болттардың басындағы вибрацияның мәні 1,8 ммс тан асса;
oo тасымалдау режімі қалыптасқан кезде вибрацияның өзгеруі 2 ммс-қа өссе;
oo егер бөтен шулар болса немесе подшипник температурасы өссе.
Қосалқы сораптарға жоспарлы емес вибродиагностикалық бақылауды бөтен шулар болған кезде өткізу.
Бақылау нәтижесі бойынша сорап агрегаттарын жөндеуге (ағындық, орта, капиталды) шығаруға немесе пайдалануды жалғастыра беру туралы қорытынды шығарады [5].
1.3.1.4 Вибродиагностика нәтижесін өңдеу
Қалдық ресурсты анықтау үшін әрбір бақыланатын нүктенің вибрациясын өлшеу нәтижесі бойынша виброжылдамдықтың ортаквадратты мәнінің өзгеруінің жұмыс істеуіне тәуелділік графигі тұрғызылады.
Әр жеке агрегат пен оның жұмыс дөңгелегі үшін жеке трендтерін алған дұрыс. Соның негізінде қалдық ресурсты болжауға болады.
Вибрацияның деңгейінің өзгеруі бойынша агрегаттың қалдық ресурсын болжау үрдісі табылған трендтың экстрополяциясына және оның шекті күй түзуімен қиылысу моментін анықтауға негізделген. Болжаудың дәлдігі бақылаулар санына байланысты, неғұрлым көп бақылаулар өткізілсе, соғұрлым болжау дәлірек болады.
Алынған тренд тек жөндеуге шығарғанға дейін немесе жұмыс дөңгелегін ауыстырғанға дейін қолданылады. Осы операцияларды өткізгеннен кейін қайтадан өлшеулер жүргізіледі, және солардың негізінде вибрациялық базалық сипаттамалары анықталады [8].
1.3.2 Параметрлік диагностика
Сорап агрегаттарын ағымдық пайдалану параметрлерін анықтау сораптың, уақыттың белгілі-бір кезеңінде алынған және статистикалық талдау тәсілдерінің көмегімен өңделген базалық және нақты сипаттамаларын салыстыруға негізделген.
Базалық және нақты сипаттамалар байланыстың телемеханикалық арналары бойынша алынған деректердің негізінде айқындалады. Қазіргі сәтте қотарылатын мұнайдың тығыздығы, тұтқырлығы, температурасы, жұмысшы доңғалағының сыртқы диаметрі, күрделі жөндеуден кейінгі немесе жаңа сорап агрегаты орнатылғаннан кейінгі өңдеу, сорап роторының айналу жиілігі туралы ақпараттар берілмейтіндіктен, тиісті деректерді қолмен енгізу қарастырылған.
Пайдалану параметрлерін бақылаулық өлшеу негізінде сорап агрегатын анықтауда барлық деректерді енгізу қолмен жүзеге асырылады.
Анықтау мен болжау кезінде қолданылатын пайдалану параметрлерінің мәндері нақты сыртқы диаметрінен ерекшеленетін жағдайда ротордың номиналды айналу жиілігіне, қотарылатын сұйықтың номиналды тығыздығына осы мөлшерлі үлгідегі сораптың жұмысшы доңғалағының номиналды сыртқы диаметріне сәйкес келтірілуі тиіс. Қажет болатын кезде қотарылатын мұнайдың тұтқырлығының сораптың арынды және энергетикалық сипаттамларына әсері ескерілуі керек [2] [3].
2 АРНАЙЫ БӨЛІМ
2.1 Сорап агрегатына параметрлік диагностика жүргізу
Сорап агрегатына параметрлік диагностика жүргізу базалық сипаттамаларды төлқұжаттық сипаттамалармен салыстыруға негізделген. Осының негізінде жинақтау немесе жөндеуден кейін сорап агрегатының күйі жөнінде нұсқаулар беруді көздейді. Сорап агрегатына параметрлік диагностика жүргізу мақсатында алынған шартты белгілер төменде көрсетілген:
DH - сораптың жұмысшы доңғалағының номиналды сыртқы диаметрі, м;
nH - ротордың айналуының номиналды жиілігі, мин-1;
QH - сораптың номиналды берісі, м[3]c;
D - сораптың жұмысшы доңғалағының нақты сыртқы диаметрі, м;
nS - сораптың тез жүруінің еселігі;
n - ротордың айналуының ағымдық жиілігі, мин-1;
Q - сораптың ағымдық беруі, м3c;
Pкір. - сораптың кіру келте құбырындағы қысым, Па;
Pшығ. - сораптың шығыс келте құбырындағы қысым, Па;
Nсор. - сорап тұтынатын қуат, кВт;
N - сорап агрегаты тұтынатын қуат, кВт;
H - сорап үдететін арын, м;
J - сорап агрегаты тұтынатын ток күші, А;
ηэл.қоз. - электрқозғалтқыштың пайдалы әсер коэффициенті - і, %;
η - сорап ПӘК - і, %;
x - өлшенетін пайдалану параметрлерінің жалпылама белгісі;
i - режім нөмірі;
m - ағымдық параметрлерді қадағалау саны;
j - m мәндері қатарындағы қадағалаудың ағымдық нәтижесінің нөмірі;
ρH - қотарылатын сұйықтың номиналды тығыздығы, кг м3;
ρ - қотарылатын мұнайдың тығыздығы, кг м3;
v - қотарылатын мұнайдың тұтқырлығы, м2с;
Re - Рейнольдс саны, Re=nD[2]60v;
Reпер., Reгр. - сұйықтықтың ағу режімінің автоүлгі саласынан арын тұтқырлығы мен ПӘК-ке байланысты салаға өту шекарасын айқындайтын Рейнольдс сандары.
2.1.1 Сорап агрегатына параметрлік диагностика жүргізу үшін бастапқы мәліметтер
Параметрлік диагностика өткізілетін әр сораптық агрегат үшін төмендегідей бастапқы деректер керек:
1. сорап агрегатының техникалық сипаттамалары, атап айтқанда: сорап агрегатының типтік өлшемі; DH, nH, nS; сорап агрегатының төлқұжаттық сипаттамалары - арындық және энергетикалық; номиналды қуатқа арналған қозғалтқыш типі мен оның пайдалы әсер коэффициенті;
2. сорап агрегатын пайдалану сипаттамалары, атап айтқанда: МТС-дағы сораптарды іске қосудың осы үйлесіміндегі сорап агрегатының технологиялық нөмірі; жұмысшы доңғалағының нақты сыртқы диаметрі; Q; Pкір. ; Pшығ. ; N; n лездік мәндері;
3. мұнайдың физикалық қасиеттері: ρ және v;
4. қосалқы ақпарат: мұнай тасымалдаушы станция атауы; сораптық агрегаттардың бақыланатын күллі жиынтығындағы сорап агрегатының алмаспайтын нөмірі; жинақтау немесе соңғы күрделі жөндеуден кейінгі уақыттағы сорап агрегатын өңдеу; анықтау жүргізілген жыл, ай, күн, сағат;
5. сораптардың сипаттамалары төмендегідей аналитикалық қисықтармен жуықталады:
H=а0+а1Q+а2Q2+а3Q3; (2.1)
Nсор.=с0+с1Q+с2Q2+с3Q3; (2.2)
мұнда Q- сораптың м3сағаттағы берісі.
a0, a1, a2, a3, c0, c1, c2, c3 еселіктерінің, сондай-ақ H=f1(Q), N=f2(Q) сызбалы төлқұжаттық байланыстарды (2.1), (2.2) формулалары бойынша аналитикалық қисықтармен жуықтау қателіктерінің шамалары 2.3 және 2.4 кестеде келтірілген;
6. сораптың пайдалы әсер коэффициентінің мәндері мына формула бойынша айқындалады:
η=ρQH104102 N ηном.эл.қоз (2.3)
7. функцияларға (2.1), (2.2) формулалары бойынша кіретін жуықтау еселіктері мәндері, nH , DH ,ηэл.қоз. ,Reпер., Reгр. ,ρH шамалары, әр сораптық агрегаттың алмаспайтын нөмірі нормативті-анықтамалық ақпаратқа қатысты болады және деректер базасында сақталады;
8. жинақтау немесе күрделі жөндеуден кейін алынған сорап агрегаттарының сипаттамалары базалық сипаттамалар деп аталады. Олар сорап агрегаттарының гидравликалық нақты және стенділік байланыстырылуының, өлшеу параметрлері шарттарының және қотарылатын сұйықтық қасиеттерінің сәйкес келмеулерінен және негізіне, дайындау мен жинақтауда әр сорапқа жекелей қатысты болатын ауытқулар салдарынан төлқұжаттық сипаттамалардан ерекшеленуі мүмкін, сондықтан сорап агрегатын тиімді пайдалану үшін төлқұжаттық және базалық сипаттамаларды салыстыру керек, айтарлықтай ауытқу болған жағдайда жуықтау еселіктерін одан әрі түзете отырып, сораптық агрегатты өңдеу керек, яғни базалық сипаттамалар үшін жуықтау еселіктерін есептеу жаңадан жүргізіледі.
Пайдалану барысында алынған сорап агрегаттарының сипаттамалары, нақты (ағымдық) деп аталады. Сорап агрегатының техникалық күйін анықтау нақты сипаттамаларды базалық сипаттамалармен салыстыру негізінде жүргізіледі;
9. нақты және базалық сипаттамаларды салыстыру кезінде тек сорап агрегатының алмаспайтын нөмірін ғана емес, сонымен қатар оның мұнай тасымалдаушы станциядағы (ағым бойынша нөмір) сораптарды іске қосу үйлесіміндегі деректер базасында берілетін технологиялық нөмірін де ескеру қажет. Базалық сипаттамалар әр сорап агрегаттары үшін оның ағым бойынша бірінші және одан кейінгі жұмысы жағдайында айқындалуы тиіс;
10. параметрлерді қажетті дәлдікпен өлшеуді қамтамасыз ететін қадағалаулардың оңтайлы саны m=20-ға тең.
2.1.2 Өлшеу құралдары және аппаратура
1. Мұнай тасымалдау станциясында сорап агрегатына параметрлік диагностиканы жүзеге асыруға дайындық кезінде өлшеу құралдарын аттестациядан өткізу керек.
2. Сорап агрегатының кіреберісі мен шығаберісіндегі шығынды, қысымды, қуатты, тығыздықты және тұтқырлықты құрайтын комплектілер мұнай тасымалдау станциялардың автоматика құралдарының құрамдас бөлігі болып табылады.
3. Сорап берісі мұнай тасымалдау станцияның мұнайын 0,25 % дәлдікпен есепке алу торабының шығынын турбиналық қайта құрғыштардың көмегімен өлшенеді.
4. Сораптық агрегаттың кіреберісі және шығаберісіндегі қысымды дәлдігі 0,6 % штаттық бастапқы қысым түрлендіргіші қайта арқылы өлшенеді.
5. Беріс мен қысымды жеткілікті дәлдікті қамтамасыз ететін басқа құралдармен өлшеуге жол беріледі.
6. Сораптық агрегат тұтынатын қуатты дәлдігі 0,6 % штаттық бастапқы қуат түрлендіргіші арқылы өлшенеді. Қуатты тұтынылатын электр энергиясының есептегіші немесе вольтметр және амперметр бойынша немесе дәлдігі 0,5% K-506 (K-505, K-51) электрөлшеуіш комплектілерін пайдалана отырып анықтауға жол беріледі.
7. Сорап агрегаты роторының айналу жиілігі дәлдігі 1 %- дан аспайтын тахометрлердің немесе айналымдарды бергіштердің көмегімен өлшенеді.
8. Сораптық агрегаттың пайдаланымы пайдаланым есептегіші бойынша өлшенеді немесе агрегат жұмысын есепке алу журналы бойынша айқындалады.
9. Қотарылатын мұнайдың тығыздығы дәлдігі 1 % ағындық тығыздық өлшегіштердің көмегімен өлшенеді.
10. Мұнайдың тығыздығы мен тұтқырлығын мұнай тасымалдаушы станцияның химиялық зертханасында айқындауға қолданылып жүрген стандарттарға сәйкес жол беріледі.
11. Магистральді мұнай құбырлары нысандары мен ғимараттарына техникалық қызмет көрсету және жөндеуді бақылау мен басқару жүйесінің қосалқы жүйесінде параметрикалық анықтау міндеттерін орындау бастапқы қайта құрғыштардан байланыстың телемеханикалық арналары арқылы басқарудың біртұтас автоматтандырылған жүйесі атқарылымдық қосымша жүйелерінің деректер базаларына берілетін ағымдық (пайдалану) параметрлер және қотарылатын мұнай туралы ақпараттар жинақталған соң автоматты түрде басталады.
Бақылаулық өлшеулер негізіндегі параметрикалық анықтау осы ақпараттар қолмен ендірілгеннен кейін жүзеге асырылады.
2.1.3 Параметрлерді өлшеуді орындау шарттары
1. Есептеулерден ағымдық параметрлердің өлшенген мәндері шығарылып тасталуы керек:
oo сорап монтаждалған немесе жөнделген соң алғашқы 72 сағат ішінде жұмыс доңғалағының саңлаулық тығыздығыштарындағы тетіктер мен қыспалардың жедел өсуі байқалады;
oo бақыланатын сорап агрегатын немесе мұнай тасымалдау станциясының онымен көршілес агрегаттарын іске қосарда немесе тоқтатарда;
oo мұнайды есепке алу тораптарындағы өлшеу желілерін қайта қосарда.
2. Параметрлерді өлшеу тек қотарудың тұрақты режімі кезінде ғана жүргізіледі. Төрт және одан да көп сағат ішінде өзгермейтін параметрлермен сипатталатын режім тұрақты болып есептеледі.
3. Режім тұрақтылығын бақылау сорап агрегатының кіреберісі мен шығаберісіндегі беріс немесе қысымдар бойынша жүзеге асырылады. Бақыланатын параметрдің ауытқулары орташа мәннен 3%-ға аспауы керек.
4. Параметрлер сорап агрегатының жұмысының қуыссыздандыру режімі кезінде (дірілді өлшеуде бақыланады) және мұнайдың кері қақпақ арқылы асқын ағымы жоқ болғанда өлшенеді.
5. Ағымдық параметрлердің мәндері айналымның номиналды жиілігіне және қотарылатын сұйықтың номиналды тығыздығына (20 °C-тағы судың тығыздығы) келтірілуі тиіс.
Қазіргі таңда ротордың айналу жиілігі туралы ақпарат телемеханика арналары бойынша берілмейді, сондықтан ағымдық параметрлерді өлшеуді өнеркәсіп тогы жиілігінің ауытқулары мейлінше аз болатын сағат 24-тен сағат 6-ға дейінгі уақыт аралығында өткізу ұсынылады. Әдістемені ендірер алдында нақты мұнай тасымалдау станциясының кернеу деңгейінің өзгеруін оқып үйренген және параметрлерді өлшеу уақытын нақтылаған жөн болар еді.
6. Сорап агрегаты жұмысының әр ағымдық режімі үшін қотарылатын мұнай тұтқырлығының, айналу жиілігінің және жұмысшы доңғалағының сыртқы диаметрінің өлшенген мәндері бойынша Рейнольдс санын айқындау керек және оны шамалары өтпелі және шекаралық мәндермен салыстыру керек.
7. Жұмысшы доңғалағының нақты сыртқы диаметрі төлқұжаттық диаметрден ерекшеленген жағдайда өлшенген параметрлерді қайта есептеуді жүргізу қажет.
8. Базалық сипаттамалардың төлқұжаттық сипаттамаларға сәйкес келуін тексеру және сорап агрегатын жетілту жөніндегі нұсқауларды беру базалық сипаттамалар алынған соң бірден жүзеге асырылады.
... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz