Билет № 8. 1.Конструкция уплотнений штоков поршневого компрессора.

1.Конструкция уплотнений штоков поршневого компрессора.

В цилиндрах компрессоров применяются самоуплотняющиеся сальники с уплотняющими элементами различной конструкции.

Сальники с чугунными уплотняющими кольцами состоят из нескольких камер, образованных обоймами, в каждой из которых имеются дроссельные кольца и уплотнительные кольца двух типов. Разрезные уплотнительные кольца первого типа расположены в камерах первыми, считая от полости цилиндра. Они не устраняют прохода газа в камеру, а служат главным образом для того, чтобы перекрыть торцовые зазоры уплотнительных колец второго типа, также разрезанных на три части, но не радиально, а ступенчато. Зазор в радиальных разрезах уплотнительных колец допускает сдвиг их частей, компенсирующий износ уплотняющей поверхности. Для обеспечения перекрытия стыков уплотнительных колец их взаимное расположение фиксируется штифтом. Каждое кольцо охватывается браслетной пружиной, создающей предварительное уплотнение между элементами сальника и штоком. Основное усилие, прижимающее уплотнительные кольца к штоку, создается в результате разности давлений газа в камере и слое масла в зазоре между кольцами и штоком. Смазку к сальнику подводят под давлением от лубрикатора через отверстия в крышке и обоймах. Дроссельные кольца затрудняют проход газа через камеры и способствуют лучшему удержанию масла в полости сальника.

В сальниках с самоуплотняющейся набивкой из фторопластовых уплотняющих элементов (смотреть рисунок 5) кольца первого типа, расположенные в камерах первыми, считая от полости цилиндра, разрезаны по типу поршневых колец.

Уплотнительные кольца второго типа имеют отрезной уплотняющий сегмент. Зазор в разрезе уплотнительных колец допускает их перемещение, компенсирующее износ уплотняющей поверхности. Взаимное положение уплотнительных колец, как и в металлических сальниках, фиксируется штифтом.

Каждое кольцо охватывается браслетной пружиной. Первая камера со стороны цилиндра, кроме разрезных колец имеет дроссельное кольцо.

. Когда сжимаются токсичные или взрывоопасные газы, применяется специальный сальник фонаря, фонарь цилиндра продувают нейтральным газом под избыточным давлением 500 мм вод.ст.

2.Испытания сосудов компрессорной установки на прочность и плотность.

4.6.1. Гидравлическому испытанию подлежат все сосуды после их изготовления.

Сосуды, изготовление которых заканчивается на месте установки, транспортируемые на место монтажа частями, подвергаются гидравлическому испытанию на месте монтажа.

4.6.2. Сосуды, имеющие защитное покрытие или изоляцию, подвергаются гидравлическому испытанию до наложения покрытия или изоляции.

Сосуды, имеющие наружный кожух, подвергаются гидравлическому испытанию до установки кожуха.

Допускается эмалированные сосуды подвергать гидравлическому испытанию рабочим давлением после эмалирования.

4.6.3. Гидравлическое испытание сосудов, за исключением литых, должно проводиться пробным давлением, определяемым по формуле

[сигма]

P = 1,25Р —————————,

пр [сигма]

t

где Р - расчетное давление сосуда МПа(кгс/см2);

[сигма] , [сигма - допускаемые напряжения для материала сосуда 20 t или его элементов соответственно при 20°С и

расчетной температуре, МПа (кгс/см2).

Отношение [сигма]_20/[сигма]_t принимается по тому из использованных материалов элементов (обечаек, днищ, фланцев, крепежа, патрубков и др.) сосуда, для которого оно является наименьшим.

4.6.4. Гидравлическое испытание деталей, изготовленных из литья, должно проводиться пробным давлением, определяемым по формуле

[сигма]

Р = 1,5 Р —————————.

пр [сигма]

t

Испытание отливок разрешается проводить после сборки и сварки в собранном узле или готовом сосуде пробным давлением, принятым для сосудов, при условии 100% контроля отливок неразрушающими методами.

Гидравлическое испытание сосудов и деталей, изготовленных из неметаллических материалов с ударной вязкостью более 20 Дж/см2 (2 кгс х м/см), должно проводиться пробным давлением, определяемым по формуле

4.6.6. Гидравлическое испытание вертикально устанавливаемых сосудов допускается проводить в горизонтальном положении при условии обеспечения прочности корпуса сосуда, для чего расчет на прочность должен быть выполнен разработчиком проекта сосуда с учетом принятого способа опирания в процессе гидравлического испытания.

При этом пробное давление следует принимать с учетом гидростатического давления, действующего на сосуд в процессе его эксплуатации.

4.6.7. В комбинированных сосудах с двумя и более рабочими полостями, рассчитанными на разные давления, гидравлическому испытанию должна подвергаться каждая полость пробным давлением, определяемым в зависимости от расчетного давления полости.

Порядок проведения испытания должен быть оговорен в техническом проекте и указан в руководстве по эксплуатации сосуда организации-изготовителя.

4.6.8. При заполнении сосуда водой воздух должен быть удален полностью.

4.6.9. Для гидравлического испытания сосудов должна применяться вода температурой не ниже 5°С и не выше 40°С, если в технических условиях не указано конкретное значение температуры, допускаемой по условию предотвращения хрупкого разрушения.

Разность температур стенки сосуда и окружающего воздуха во время испытаний не должна вызывать конденсации влаги на поверхности стенок сосуда.

По согласованию с разработчиком проекта сосуда вместо воды может быть использована другая жидкость.

4.6.10. Давление в испытываемом сосуде следует повышать плавно. Скорость подъема давления должна быть указана: для испытания сосуда в организации-изготовителе - в технической документации, для испытания сосуда в процессе работы - в руководстве по эксплуатации.

Использование сжатого воздуха или другого газа для подъема давления не допускается.

4.6.11. Давление при испытании должно контролироваться двумя манометрами. Оба манометра выбираются одного типа, предела измерения, одинаковых классов точности, цены деления.

4.6.12. Время выдержки сосуда под пробным давлением устанавливается разработчиком проекта. При отсутствии указаний в проекте время выдержки должно быть не менее значений, указанных в табл.9.

Таблица 9

———————————————————————————————————————————————————————————————————————

| Толщина стенки сосуда, мм | Время выдержки, мин |

|———————————————————————————————————|———————————————————————————————————|

|До 50 | 10 |

|———————————————————————————————————|———————————————————————————————————|

|Свыше 50 до 100 | 20 |

|———————————————————————————————————|———————————————————————————————————|

|Свыше 100 | 30 |

|———————————————————————————————————|———————————————————————————————————|

|Для литых, неметаллических и | 60 |

|многослойных сосудов независимо от | |

|толщины стенки | |

———————————————————————————————————————————————————————————————————————

4.6.13. После выдержки под пробным давлением давление снижается до расчетного, при котором производят осмотр наружной поверхности сосуда, всех его разъемных и сварных соединений.

Обстукивание стенок корпуса, сварных и разъемных соединений сосуда во время испытаний не допускается.

4.6.14. Сосуд считается выдержавшим гидравлическое испытание, если не обнаружено:

течи, трещин, слезок, потения в сварных соединениях и на основном металле;

течи в разъемных соединениях;

видимых остаточных деформаций, падения давления по манометру.

4.6.15. Сосуд и его элементы, в которых при испытании выявлены дефекты, после их устранения подвергаются повторным гидравлическим испытаниям пробным давлением, установленным Правилами.

4.6.16. Гидравлическое испытание, проводимое в организации-изготовителе, должно производиться на специальном испытательном стенде, имеющем соответствующее ограждение и удовлетворяющем требованиям безопасности и инструкции по проведению гидроиспытаний в соответствии с НД.

4.6.17. Гидравлическое испытание допускается заменять пневматическим при условии контроля этого испытания методом акустической эмиссии или другим, согласованным в установленном порядке методом.

Пневматические испытания должны проводиться по инструкции, предусматривающей необходимые меры безопасности и утвержденной в установленном порядке.

Пневматическое испытание сосуда проводится сжатым воздухом или инертным газом.

4.6.18. Значение пробного давления и результаты испытаний заносятся в паспорт сосуда лицом, проводившим эти испытания.

3.Предупреждение неустойчивой работы, предаварийной ситуации центробежных компрессоров.

Если компрессор работает при подаче меньше критических значений Q < Q_K> то возникает явление помпажа, которое характеризуется чередованием прекращения и возобновления подачи газа и сопровождается вибрацией конст­рукции компрессорной машины, а также сотрясениями трубо­проводов, что может привести к поломке машины.

Сущность помпажа компрессора состоит в следующем. При уменьшении подачи компрессора до Q_K (см. рис. 5.15, а) давление

нагнетания становится максимальным, равным р_к. Дальнейшее уменьшение подачи до Q < Q_K снижает конечное давление газа до р < р_к. При этом возможно прекращение подачи газа компрессо­ром в сеть и даже обратное движение газа из линии нагнетания в линию всасывания. Если расход сжатого газа Q остается неизмен­ным, го давление газа в линии нагнетания резко снижается и компрессор возобновляет его подачу. В итоге в сети возникают изменения (пульсации) подачи и давления газа, период (чередо­вание) которых зависит от емкости сети, а амплитуда — от харак­теристик компрессорной машины.

Резкое колебание подачи вызывает существенное увеличение динамической (силовой) нагрузки на лопасти и диски компрес­сора, что при высоких окружных скоростях приводит к полом­кам, являющимся причиной тяжелой аварии. В области помпажа недопустима даже кратковременная работа компрессора.

Меры предотвращения помпажа подразделяются на две груп­пы. К первой относятся те, которые принимаются при проектиро­вании компрессоров и направлены на расширение области безот­рывного обтекания профилей лопаток компрессора при увеличе­нии углов атаки (набегания потока на лопатку), что соответствует уменьшению подачи. Основными способами увеличения области безотрывного обтекания профилей лопаток являются снижение окружных скоростей и₂ (см. рис. 4.18), применение профилей ло­паток с большой относительной толщиной и значительным ради­усом округления входной кромки, в центробежных компрессо­рах — увеличение отношения с_Л?/«2 ^и числа рабочих лопаток, а в некоторых конструкциях — поворот направляющих лопаток. Без­лопаточные диффузоры обеспечивают больший диапазон возмож­ных режимов работы, чем лопаточные (см. рис. 5.4, б).

Ко второй группе относятся меры предупреждения помпажа при малых подачах, принимаемые в отношении работающих ус­тановок. Наибольшее распространение получили антипомпажные устройства, действующие в автоматическом режиме: к напорному (или всасывающему) трубопроводу компрессора подключают ре­гулятор подачи газа, который через сервомотор воздействует на антипомпажный клапан. Регулятор вступает в действие только при уменьшении подачи до минимально допустимой Q_min. Изменяя степень открытия антииомпажного клапана, сбрасывающего газ в атмосферу (или во всасывающую линию, если потеря газа недо­пустима), регулятор обеспечивает постоянную подачу компрес­сора Q_mia при любом расходе через сеть Q_c < Q_min. Избыток газа выбрасывается через антипомпажный клапан.

4. Дефектация и ремонт поршней компрессоров.

.8.5 Проверку состояния поршней и поршневых колец проводя! в следующие сроки.

При среднем ремонте:

– проверка состояния пробок (заглушек) технологических отверстий путем обстукивания их молотком и осмотром у них стопорных шпилек;

– проверка состояния резьбы в поршне под пробки (при замене этих пробок);

– определение величины износа баббитовой наплавки поршня или опорных элементов поршня компрессоров без смазки;

– проверка плотности посадки поршня на штоке, проверка состояния стопорных устройств;

– определение износа и состояния канавок под поршневые кольца и замер осевого зазора между поршневым кольцом и торцевой стенкой канавки;

– определение величины износа поршневых колец;

– определение величины зазора в замке поршневого кольца;

– проверка поверхности поршня на наличие трещин визуально, а при необходимости - одним из методов дефектоскопии;

– проверка зазоров между поршнем и цилиндром по горизонтальной

и вертикальной осям в крайних и среднем положениях поршня;

– проверка вредных пространств между поршнем и цилиндром.

При капитальном ремонте:

Объем работ среднего ремонта;

гидравлическое испытание поршней на прочность и плотность, о чем делается запись в ремонтном формуляре.

3.8.6 Износ баббитовой рабочей поверхности скользящего поршня определяют путем замера щупом зазора между ним и зеркалом цилиндра в верхней части. Величину износа определяют как разность полученного замера при центровке вновь подлитого поршня при его установке. Зазор поршень - цилиндр снизу у поршней с баббитовой наплавкой и компрессоров без смазки при эксплуатации должен быть не менее 0,5 мм для цилиндров с давлением до 10 МПа и 0,3 мм для цилиндров с давлением более 10 МПа.

3.8.7 Поршень не допускается к эксплуатации:

а) при наличии трещин на его теле или в сварных швах;

б) если на баббитовой заливке участки выкрашенного баббита и трещины с замкнутым контуром, а также задиры в виде борозд превышают 10% поверхности заливки;

в) если трещина выступающего над поршнем слоя заливки составляет <60% от первоначальной;

г) при нарушении фиксации пробок поршня и поршневой гайки.

Боковые зазоры у поршня должны быть одинаковыми и отличаться не более чем на 0,2мм для цилиндров диаметром до 500мм и не более 0,25мм для цилиндров диаметром более 500мм. Уменьшение перемычек между канавками поршня при исправлении их геометрической формы не должно превышать 20% их номинального размера.

3.8.8 Между несущей поверхностью скользящего поршня (на всей длине его хода) горизонтальных компрессоров и зеркалом цилиндра не должен проходить щуп толщиной 0,05 мм.

Прилегание направленной поверхности поршня к зеркалу цилиндра при проверке на краску должно быть не менее 60% всей рабочей поверхности при равномерном расположении пятен краски: на квадрате 25x25 см должно быть 4-5 пятен.

Диаметральные зазоры между поршнем цилиндром замеряют в обоих крайних и среднем положении поршня, они не должны отличаться от проектной величины более чем на 25%.

5. ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ

РАБОТЕ НА КОМПРЕССОРАХ

Значительное повышение температуры и давления при сжа­тии взрывоопасных газовых смесей, запыление воздуха и за­грязнение воздуха продуктами разложения масла может привести к пожарам и взрывам компрессорных установок.

Смазочные масла при высокой температуре подвергаются разложению с выделением водорода, предельных и непредельных углеводородов, которые с воздухом образуют взрывоопасные сме­си. Кроме того, при разложении смазочного масла образуются твердые продукты разложения (сажа, смолы и кокс), которые от­кладываются на стенках цилиндров компрессоров, клапанных уст­ройствах и в нагнетательных трубопроводах. Машинист при экс­плуатации компрессорных установок должен тщательно контроли­ровать давление и температуру газа по ступеням. Поэтому на ра­бочем месте машиниста должно быть нормальное освещение щита управления, чтобы отчетливо были видны шкалы манометров, показания электроприборов и сигнальные приборы компрессора. Ма­шинист должен работать только тогда, когда налицо все контроль­но-измерительные приборы и средства автоматики и все они ис­правны. Он должен обеспечить правильную работу системы смаз­ки, применять качественные и соответствующие сорта смазки.

Для смазки цилиндров газовых компрессоров следует упо­треблять смазочные масла, имеющие температуру вспышки 220—240° С и температуру самовоспламенения порядка 400° С. В компрессорах с высокой степенью сжатия применяются раст­воры глицеринового мыла. При сжатии коксового, нефтяного и других газов, растворяющих смазочные масла, используются специальные смеси цилиндрового масла, вапора и гудрона. В кислородных компрессорах для смазки цилиндров применяет­ся дистиллированная вода с 10% глицерина, а в некоторых уста­новлены самосмазывающиеся втулки и поршневые кольца из спрессованного при высокой температуре графита. Применяют также сухую взрывобезопасную графитную смазку и фтороорга-нические синтетические масла, не окисляющиеся кислородом и окислами азота.

Перемещение с воздухом или газом окалины и продуктов коррозии трубопроводов иногда приводит к появлению стати­ческого электричества, искра которого может вызвать воспла­менение газовой смеси или масляного тумана. Поэтому ком­прессоры и трубопроводы тщательно заземляют. Засасываемый воздух или газ очищается от пыли в матерчатых фильтрах, в орошаемых скрубберах или в фильтрах, смоченных висциновым маслом.

Утечка сжимаемых газов через неплотности может привести к образованию взрывоопасных и ядовитых концентраций. При всех случаях пропуска сжимаемых взрывоопасных и ядовитых газов машинист должен доложить начальнику смены, надеть соответствующей марки противогаз и принять меры к устране­нию пропуска газов, а при значительных пропусках остановить компрессор.

Машинист на рабочем месте должен находиться в соответ­ствующей спецодежде, знать расположение, устройство и при­менение средств огнетушения, пользоваться в качестве перенос­ного освещения только взрывобезопасной переносной лампой с напряжением до 12 в, иметь около пускового щита резиновый коврик.

Машинисту запрещается производить какие-либо ремонты в аппаратах, коммуникациях и узлах машины, находящихся под давлением; ремонт движущихся частей компрессора и двигателя на ходу; ремонт электрооборудования; допускать сварочные ра­боты или работы с открытым огнем без специального письмен­ного разрешения начальника цеха и пожарной охраны; регули­ровать затяжку пружин на пружинных и грузов на рычажных

предохранительных клапанах; иметь на своем рабочем месте от­крытые проёмы, тоннели, люки и другие открытые опасные места; иметь на компрессоре и двигателе открытые движущиеся или вращающиеся механизмы; находиться на рабочем месте без го­ловного убора и с болтающимися полами спецодежды.

Компрессорные установки, сжимающие взрывоопасные и ядовитые газы, при остановках на ремонт продуваются инерт­ным газом или промываются нейтрализующими жидкостями.

Важное значение в организации безопасной эксплуатации компрессорных установок имеет строгое соблюдение установ­ленных сроков проверки контрольно-измерительных приборов, своевременное переосвидетельствование сосудов, контролируе­мых Госгортехнадзором, а также качественное и своевременное проведение технических осмотров, планово-предупредительных ремонтов.