Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук.
Уфа, Уфимский государственный нефтяной технический университет,
2014. — 201 с.
Специальность 05.02.13 – Машины, агрегаты и процессы в нефтегазовой
отрасли
Научный руководитель: д.т.н., профессор Ямалиев В.У.
Цель работы: повышение точности оценки
фактического технического состояния насосного и вентиляционного
оборудования в процессе эксплуатации на установках комплексной
подготовки газа.
Научная новизна: Установлены значения виброскорости, уточняющие границы зон вибрационных состояний для каждой марки вентилятора на установках комплексной подготовки газа, в зависимости от мощности привода, соответствующие неограниченной, допустимой, ограниченно допустимой и недопустимой возможности дальнейшей эксплуатации механизма.
Установлены зависимости изменения параметров расцентровки валов на примере насосных агрегатов марки ВВН-12М, величины дисбаланса рабочего колеса на примере вентиляторов марки ВЦ4-70-16, от значения виброскорости. Для насоса марки ВВН-12М произведено уточнение допустимого значения параллельного смещения валов, составившее 0,2 мм, и впервые установлено допустимое значение углового излома осей валов, равное 0,240.
Уточнена методика и проведены расчеты, позволяющие производить корректировку базового расчетного ресурса подшипника насосного и вентиляционного оборудования, в зависимости от грузоподъемности подшипника, массы механизма и ротора, среднеквадратического значения (СКЗ) виброускорения подшипниковых опор механизма, коэффициентов смазки и температурного режима работы.
Практическая ценность результатов: Разработаны и приняты к использованию в ООО «Газпром добыча Уренгой» Уренгойского газопромыслового управления (УГПУ) на газоконденсатном промысле №1А следующие технические решения:
Устройство для контроля технического состояния подшипников качения на промысле
Реализация безразборной динамической балансировки рабочих колес вентиляционного оборудования в собственных опорах с использованием анализатора «LEONOVA INFINITY
Методика расчета массы и места установки компенсационного груза для динамической балансировки рабочего колеса методом трех разгонов, реализованная на языке программирования «DELPHI»
Реализация системы контроля технического обслуживания и ремонта динамического оборудования в АСУ ТП на базе технических средств «ALLEN BRADLEY» на основе автоматического учета фактической наработки
Упрощение процесса центровки валов насосных агрегатов путем установки регуляторов перемещения электродвигателя в горизонтальной плоскости
Разработка регулируемой опоры электродвигателя для центровки насосных агрегатов Содержание
Анализ существующих систем технического обслуживания и методов диагностирования
Формы технического обслуживания оборудования
Технологическое оборудование на УКПГ и методы оценки их технического состояния
Анализ методов диагностирования подшипниковых узлов
Система технического обслуживания роторного оборудования по фактическому состоянию
Переход к системе обслуживания по фактическому состоянию
Реализация системы обслуживания в производственных условиях
Основные принципы диагностирования роторного оборудования
Вибропригодность роторного оборудования
Свойства вибросигнала роторных механизмов
Классификация роторного оборудования по уровню вибрации
Статистика отказов и ремонтов роторного оборудования
Мониторинг технического состояния механизма и подшипника
Применяемые приборы диагностирования для сбора данных
Техническая реализация системы мониторинга
Диагностирование дефектов агрегата
Анализ соосности валов агрегатов в производственных условиях
Методы диагностирования расцентровки в экспертной системе
Диагностирование дефектов механизма
Диагностирование дисбаланса
Статический дисбаланс
Динамический дисбаланс
Дисбаланс консольного ротора
Алгоритм диагностирования дисбаланса в экспертной системе
Динамическая балансировка ротора в собственных опорах
Зависимость уровня вибрации механизма от степени дисбаланса ротора
Диагностирование дефектов подшипников
Частотные составляющие дефектов подшипников качения
Влияние дефектов подшипника на вибрацию
Влияние дефектов изготовления и сборки на вибрацию
Влияние дефектов эксплуатации на вибрацию подшипника
Влияние толщины смазочной пленки подшипника на параметры вибрации и ударных импульсов
Методы технического диагностирования подшипников
Диагностирование подшипников по СКЗ виброскорости
Метод анализа прямого спектра вибросигнала
Метод ПИК-фактора
Метод анализа огибающей спектра вибросигнала
Диагностирование подшипников по параметрам ударных импульсов
Диагностирование подшипников методом прямого спектра ударных импульсов
Сравнительный анализ методов диагностирования подшипников качения
Вибрационный контроль подшипников качения в производственных условиях
Прогнозирование остаточного ресурса подшипников качения
Расчет остаточного ресурса подшипников
Разработка программы корректировки остаточного ресурса подшипника
Научная новизна: Установлены значения виброскорости, уточняющие границы зон вибрационных состояний для каждой марки вентилятора на установках комплексной подготовки газа, в зависимости от мощности привода, соответствующие неограниченной, допустимой, ограниченно допустимой и недопустимой возможности дальнейшей эксплуатации механизма.
Установлены зависимости изменения параметров расцентровки валов на примере насосных агрегатов марки ВВН-12М, величины дисбаланса рабочего колеса на примере вентиляторов марки ВЦ4-70-16, от значения виброскорости. Для насоса марки ВВН-12М произведено уточнение допустимого значения параллельного смещения валов, составившее 0,2 мм, и впервые установлено допустимое значение углового излома осей валов, равное 0,240.
Уточнена методика и проведены расчеты, позволяющие производить корректировку базового расчетного ресурса подшипника насосного и вентиляционного оборудования, в зависимости от грузоподъемности подшипника, массы механизма и ротора, среднеквадратического значения (СКЗ) виброускорения подшипниковых опор механизма, коэффициентов смазки и температурного режима работы.
Практическая ценность результатов: Разработаны и приняты к использованию в ООО «Газпром добыча Уренгой» Уренгойского газопромыслового управления (УГПУ) на газоконденсатном промысле №1А следующие технические решения:
Устройство для контроля технического состояния подшипников качения на промысле
Реализация безразборной динамической балансировки рабочих колес вентиляционного оборудования в собственных опорах с использованием анализатора «LEONOVA INFINITY
Методика расчета массы и места установки компенсационного груза для динамической балансировки рабочего колеса методом трех разгонов, реализованная на языке программирования «DELPHI»
Реализация системы контроля технического обслуживания и ремонта динамического оборудования в АСУ ТП на базе технических средств «ALLEN BRADLEY» на основе автоматического учета фактической наработки
Упрощение процесса центровки валов насосных агрегатов путем установки регуляторов перемещения электродвигателя в горизонтальной плоскости
Разработка регулируемой опоры электродвигателя для центровки насосных агрегатов Содержание
Анализ существующих систем технического обслуживания и методов диагностирования
Формы технического обслуживания оборудования
Технологическое оборудование на УКПГ и методы оценки их технического состояния
Анализ методов диагностирования подшипниковых узлов
Система технического обслуживания роторного оборудования по фактическому состоянию
Переход к системе обслуживания по фактическому состоянию
Реализация системы обслуживания в производственных условиях
Основные принципы диагностирования роторного оборудования
Вибропригодность роторного оборудования
Свойства вибросигнала роторных механизмов
Классификация роторного оборудования по уровню вибрации
Статистика отказов и ремонтов роторного оборудования
Мониторинг технического состояния механизма и подшипника
Применяемые приборы диагностирования для сбора данных
Техническая реализация системы мониторинга
Диагностирование дефектов агрегата
Анализ соосности валов агрегатов в производственных условиях
Методы диагностирования расцентровки в экспертной системе
Диагностирование дефектов механизма
Диагностирование дисбаланса
Статический дисбаланс
Динамический дисбаланс
Дисбаланс консольного ротора
Алгоритм диагностирования дисбаланса в экспертной системе
Динамическая балансировка ротора в собственных опорах
Зависимость уровня вибрации механизма от степени дисбаланса ротора
Диагностирование дефектов подшипников
Частотные составляющие дефектов подшипников качения
Влияние дефектов подшипника на вибрацию
Влияние дефектов изготовления и сборки на вибрацию
Влияние дефектов эксплуатации на вибрацию подшипника
Влияние толщины смазочной пленки подшипника на параметры вибрации и ударных импульсов
Методы технического диагностирования подшипников
Диагностирование подшипников по СКЗ виброскорости
Метод анализа прямого спектра вибросигнала
Метод ПИК-фактора
Метод анализа огибающей спектра вибросигнала
Диагностирование подшипников по параметрам ударных импульсов
Диагностирование подшипников методом прямого спектра ударных импульсов
Сравнительный анализ методов диагностирования подшипников качения
Вибрационный контроль подшипников качения в производственных условиях
Прогнозирование остаточного ресурса подшипников качения
Расчет остаточного ресурса подшипников
Разработка программы корректировки остаточного ресурса подшипника