WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Процесс гидролитической деструкции связующего (ГДС) электроизоляционных материалов обмоток электрических двигателей при их ремонте разработан для удаления вышедшей из строя обмотки без нарушения изоляции между пластинами активного железа. Этот эффект достигается за счет жесткого контроля температуры процесса в специальной среде, включающей углекислый газ. Процесс осуществляется в автоклавах. Внутрь автоклава помещается узел электродвигателя, обмотку которого необходимо удалить. Автоклав представ ляет собой емкость, герметично закрытую крышкой, внутрь которой подается жидкость определенного состава при заданной температуре и давлении.

Для ремонта электродвигателей мощностью до 1000 кВт используется автоклав вместимостью 10 м3. Рабочее давление автоклава 1,6 МПа регулируется с абсолютной погрешностью не более ± 0,03 МПа.

Температура рабочей среды составляет 190 ° С, которая также строго контролируется. Погрешность свыше ± 4° С не допускается.

Исследование эффективности метода ГДС производилось в связи с необходимостью определения параметров режима при проведении гидролитической деструкции связующего электрообмоток. Оценка влияния технологических параметров на эффективность процесса производилась при различных значениях исходного давления углекислоты ( Рнач), давления рабочей среды процесса (Р), температуры процесса (Т), времени на режиме ( ).

Поэтому в качестве основного критерия оценки эффективности ГДС были выбраны:

- изменение количества содержащего связующего в изоляции до и после ГДС (% - объективные данные).

- в качестве второго критерия был принят метод экспертной оценки, позволяющий визуально оценить качество проведенной деструкции ( О цэ – экспертная оценка, субъективные данные).

«Оценка» извлечения обмотки из пазов статора может быть произведена по четырехбальной системе:

1 – обмотка из статора извлекается с большим усилием, с нарушением «геометрии» секций и повреждением обмоточного провода.

2 - обмотка из статора извлекается с усилием, с нарушением «геометрии» секции, но без повреждения обмоточной меди.

3 – обмотка из паза статора извлекается обычным способом, сравнимым с демонтажом компаундированной обмотки.

4 – обмотка статора извлекается легко.

Параметры процесса ГДС варьировались в следующих пределах:

Рнач СО2 - от 0,05 до 0,25 МПа;

реж - от 4,0 до 20 часов;

Рреж - от 1,04 до 1,24 МПа;

Треж - от 162° до 190° С ( Р и Т – максимальные значения).

По опытным результатам исследований на ЭВМ произведена линейная аппроксимация следующих зависимостей, позволяющих оценить эффективность ГДС:

Оц.э = () ; % = () ;

Оц.э = (Рнач · ) ; % = (Рнач · ).

Коэффициенты линейной регрессии, рассчитанные при определении функциональной зависимости, позволяют представить их в математическом виде, а именно:

Оц.э = 25 - ; (14) 0,25(Рнас)2 -1,23 ;

Оц.э = (15) % = 1,385 - 448 ; (16) % = 6 + 0,001·(Рнас ·)2. (17) Полученные данные исследований показывают, что достижение высокой эффективности процесса ГДС термореактивной изоляции электродвигателей возможно при максимальных величинах Р и Т, соответствующих техническим характеристикам данного автоклава, соответственно 1,24 МПа и 190° С. Минимальное время процесса разложения, при указанных параметрах. Необходимое время для получения стабильного приемлемого результата (на уровне не ниже 3-х баллов), составляет 24…25 часов. Объективный критерий оценки % указывает на то, что минимальный процент выхода связующего из изоляции от воздействия ГДС должен составлять при этом не менее 20%.

Следует отметить, что при применении ГДС для двигателей, изготовленных с изоляцией типа «Монолит-2», степень деструкции изоляции несколько хуже.

Наряду с этим, опытно установлено, что наиболее благоприятным временем с точки зрения эффективности демонтажа обмотки статора является время в течение не более 3…4 часов после выемки статора из автоклава. Это обусловлено тем, что деструктированное связующее, оставшееся в изоляции, перейдя в фазу термопластичности, имеет температуру плавления порядка 45…50°С. Поэтому охлаждение статора ниже этой температуры приводит к снижению эффективности выемки обмотки. Кроме этого вода, имеющаяся в обмотке в первые часы после ГДС, выполняет роль «естественной смазки».

По результатам исследований отмечено явное улучшение свойств и характеристик активной стали. Так, удельные потери в стали снизились в среднем на 2,54 %, фактически получено общее уменьшение температуры активной стали в среднем на -3,2 С. Необходимо отметить, что у 30% двигателей нагрев возрос на 1,5…2 С, что, вероятно, вызвано появлением локальных дефектов зубцовой зоны при выемке секций из пазов статора (устраняется травлением зубцов).

Благоприятное воздействие ГДС на межлистовую изоляцию можно объяснить образованием поверхностных окислов на листах активной стали, а также проникновением продуктов гидролиза изоляции вглубь сердечников, т.е. происходит «залечивание» дефектных мест.

В результате исследований получены значения оптимальных параметров, которые составляют:

- исходное давление СО2 0,15…0,20 Мпа;

- среднее давление в автоклаве 1,15 ±0,05 МПа (для данного типа автоклава);

- длительность процесса ГДС (при Т= 160…190С):

минимальная 24 часа;

максимальная 32…36 часов.

Практическим опытом установлено, что наибольшая эффективность демонтажа обмотки статора соответствует времени после выемки из автоклава в течение первых 3-4 часов (температура обмотки составляет 50…70 С).

Исследования показали, что эффективность циклов ГДС может быть усилена за счет увеличения рабочего давления в автоклаве (автоклав специальной конструкции). Так, при увеличении Рср до 16 МПа, длительность процесса сократится в 1,5 раза, т.е. будет в пределах 14…16 часов. Ограничивающим фактором в этом случае является температура, которая не должна превышать С (температура начала термоокислительной деструкции эпоксидного полимера).

Проведены исследования характеристик активной стали статоров до и после процесса ГДС. Выявленные закономерности указывают на уменьшение потерь в активной стали в среднем на 2,5 % ( при максимуме – 10%), нагрев зубцовой зоны в среднем снижается на 1…3 С.

Пятая глава посвящена разработке передвижной диагностической лаборатории для мониторинга электроприводного оборудования с помощью специальной станции, смонтированной на автомобиле высокой проходимости.

Мониторинг электроприводного оборудования по контролю уровней вибрации должен проводится регулярно с выдачей рекомендаций по их устранению при выявлении неисправностей технического характера.

Диагностическая лаборатория полностью мобильна, имеет систему питания приборов напряжением 220 В как автономную, так и от промышленных сетей с независимым источником.

Помимо штатных датчиков возможно использование датчиков любого типа (виброскорости, виброускорений, вибросмещения, динамического давления и прочих), подключаемых к основному входу прибора.

Дополнением к прибору является 8-канальный блок, обеспечивающий возможность снятия синхронных временных или частотных характеристик (РАЗГОНА-ВЫБЕГА) с подключением одновременно до 8 датчиков.

Предлагаемая методика регламентирует порядок проведения технического диагностирования агрегатов буровых установок по их техническому состоянию посредством мониторинга вибросостояния оборудования и позволяет:

- проследить тенденцию роста общего уровня вибрации, а также отдельно составных частот спектра;

- определить превышение уровня вибрации согласно ISO 2372, ISO для роторного оборудования и ISO 10816-6 – для поршневого оборудования;

- диагностировать неисправность силовой части агрегата или электропривода и спланировать совместно с руководством по эксплуатации оборудования время выхода в ремонт и замену изношенных узлов и деталей.

Объектами диагностирования являются основные и вспомогательные агрегаты буровой установки: буровой насос, буровая лебедка, воздушный компрессор.

Полученные диагностические данные по вибрации сопоставляются с табличными (таблица 1) и, согласно класса машины и зоны ее принадлежности, определяются данные состояния агрегата как "хорошо" (зона А и В), "удовлетворительно" (зона С) и "неудовлетворительно" (зона D).

Зона А - новые машины, только что введенные в эксплуатацию.

Зона В - машины, попадающие в эту зону, обычно считаются пригодными для дальнейшей эксплуатации без ограничения сроков.

Зона С - машины, находящиеся в пределах этой зоны, непригодны для длительной эксплуатации и могут функционировать ограниченный период времени, пока не появится возможность для проведения ремонтных работ.

Зона D – уровни вибрации в данной зоне обычно рассматриваются как достаточно высокие, вызывающие повреждение машины.

Таблица 1- Допустимые значения уровней вибрации машин Максимальное значение из всех Номер по классу вибрации машин измеренных на механизме Смещение Скорость Ускорение 1 2 3 4 5 6 Оценочные зоны 17,8 1,12 1,28,3 1,78 2,A/B 44,8 2,82 4,42 A/B A/B 71,0 4,46 7,01 A/B A/B 113 7,07 11,1 С A/B A/B 178 11,2 17,6 С 283 17,8 27,9 С 448 28,2 44,2 С D 710 44,6 70,1 D С D 1125 70,7 111 D С 1784 112 176 D D С Рекомендованные в указанных нормативных документах допустимые величины среднего квадратического значения виброскорости для машин большой мощности с жесткими опорами, к которым могут быть отнесены ЦНА типа ЦНС 180, ЦНС 500, были скорректированы с учетом конкретных условий эксплуатации по результатам статистической обработки данных диагностических обследований насосных агрегатов на кустовых насосных станциях ОАО «Татнефть» (таблица 2).

Таблица 2 – Уровни допустимых значений вибрации роторного оборудования Условное наиме- Качественная Среднее квадратическое значение нование оценка состояния виброскорости для машин, мм/с уровня агрегата с жесткой уста- с упругой установкой новкой Уровень «А» Хорошо до 4,0 до 7,Уровень «В» Удовлетворительно от 4,0 до 7,0 от 7,0 до 11,Уровень «С» Еще допустимо от 7,0 до 11,0 от 11,0 до Уровень «Д» Недопустимо свыше 11,0 свыше Измерение контурных характеристик производилось с целью выявления ослабления крепления и дефектов деталей, например трещин. В случае резкого изменения значений линейного уровня виброскорости в разных, рядом лежащих точках одной детали делается заключение о наличии в ней дефектов (трещин, раковин и т.п.).

При диагностике ослабления фундамента по экспериментальным данным рассчитываются отношения общего уровня вибрации в 3-х взаимноперпендикулярных направлениях, измеренных на контролируемом подшипнике, к аналогичным параметрам вибрации, измеренным на фундаменте вблизи крепления.

Если соотношение равно 1,4..1,7 или менее, то это показывает, что данный фундамент уже не может демпфировать вибрации установленного на нем агрегата из-за его неудовлетворительного состояния.

В случае, когда соотношение равно двум во всех направлениях измерения под всеми подшипниками, то это свидетельствует о хорошем состоянии данного фундамента.

Соотношение вибрации на агрегате и фундаменте, равное 2,25 – 3,0 указывает на ослабления крепления агрегата к фундаменту.

Основные выводы и рекомендации.

1 Определены основные принципы вибродиагностирования для большого парка электроприводного оборудования, эксплуатируемого в ОАО «Татнефть», позволяющие установить закономерные признаки возникновения вибрации.

2 Теоретически обоснованы закономерные спектры колебаний роторного оборудования при развитии дефектов в подшипниках качения. Выявлены закономерности изменения вибрационных параметров электродвигателя, возникающие за счет изменения электрических параметров при аномальных режимах его работы. Получены уточненные математические зависимости для расчета спектра колебаний подшипниковых узлов электродвигателей.

3 Разработана математическая модель и метод расчета остаточного ресурса электродвигателей по статистическим данным. Установлено, что межремонтный ресурс оборудования зависит от уровня вибрации и его частотной характеристики.

4 Предложен метод технического вибродиагностирования для определения состояния оборудования. Разработана технология восстановления технических параметров электродвигателей. Исследования технологии деструкции связующего обмоток электродвигателя позволили разработать оптимальный режим обработки обмоток электродвигателей с высокой эффективностью. Показано, что при ремонте с применением гидравлической деструкции связующего характеристика активной стали не изменяется.

5 Разработаны методы мониторинга технического состояния нефтепромыслового оборудования в условиях эксплуатации, которые технически реализованы в передвижной вибродиагностической лаборатории.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих печатных трудах:

1 Патент РФ № 2040990. Способ правки полосы и устройство для его осуществления / С.Г.Каминский, Р.М. Гатауллин, А.Х. Хакимов и др. Опубликовано в Б.И. № 22, 1995.

2 Патент РФ № 2056963. Устройство изготовления из металлической ленты криволинейных элементов открытого поперечного сечения / С.Г. Каминский, Р.И. Хисамов, И.Л. Кузнецов и др. Опубликовано в Б.И. № 9, 1996.

3 Султанов Б.З., Каминский С.Г., Москвин С.А., Филимонов О.В. Диагностирование основных неисправностей электрооборудования агрегатов, применяемых на буровых установках // Опыт, проблемы и перспективы внедрения методов виброакустическиго контроля и диагностики машин и агрегатов: Сб. научн. тр. - Октябрьский: Изд-во УГНТУ, 2000. – С.3-11.

4 Каминский С.Г. и др. О целесообразности внедрения на объектах нефтедобычи ОАО «Татнефть» системы ремонтов по техническому состоянию //Нефть Татарстана, 2001. - №1.

5 Галеев А.С., Султанов Б.З., Сулейманов Р.Н., Каминский С.Г. Выбор оптимального времени проведения капитального ремонта насосов //Нефтегазовое дело. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2001. – http://www.оgbus. ru/ mashine.shtml.

6 Галеев А.С., Сулейманов Р.Н., Султанов Б.З., Каминский С.Г. К расчету межремонтного периода центробежного насоса // Диагностика трубопроводов: Тез.

докл.: III-я Междунар. конф.– М.: Изд-во РАН, 2001 – С.49.

7 Султанов Б.З., Каминский С.Г. Расчет остаточного ресурса электроприводов буровых установок по статистическим данным // Нефть и газ –2000. Проблемы добычи, транспорта и переработки. Межвуз. сб. науч. тр.: –Уфа. Изд-во УГНТУ, 2001. –С.276-284.

8 Галеев А.С., Султанов Б.З., Сулейманов Р.Н., Каминский С.Г. К вопросу выбора оптимального времени проведения предупредительного капитального ремонта насосов // Нефть и капитал. Технологии ТЭК. - 2003. -№5(12)-С.14-17.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»