Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65
Telegram: sibac
Прием заявок круглосуточно
График работы офиса: с 9.00 до 18.00 Нск (5.00 - 14.00 Мск)

Статья опубликована в рамках: Научного журнала «Студенческий» № 15(185)

Рубрика журнала: Технические науки

Секция: Машиностроение

Скачать книгу(-и): скачать журнал часть 1, скачать журнал часть 2, скачать журнал часть 3, скачать журнал часть 4, скачать журнал часть 5, скачать журнал часть 6, скачать журнал часть 7, скачать журнал часть 8

Библиографическое описание:
Матвеева Е.К. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПЛЕКСНОЙ ДИАГНОСТИКИ ГПА // Студенческий: электрон. научн. журн. 2022. № 15(185). URL: https://sibac.info/journal/student/185/248121 (дата обращения: 29.03.2024).

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПЛЕКСНОЙ ДИАГНОСТИКИ ГПА

Матвеева Елена Константиновна

студент, кафедра транспорта и хранения нефти и газа, Санкт-Петербургский горный университет,

РФ, г. Санкт-Петербург

INVESTIGATION OF THE POSSIBILITY OF USING COMPLEX DIAGNOSTICS OF GPA

 

Elena Matveeva

student, Department of Oil and Gas Transportation and Storage, Saint Petersburg Mining University,

Russia, St. Petersburg

 

АННОТАЦИЯ

В данной статье проведен анализ основных методов диагностики ГПА на компрессорных станциях. На основе анализа и обработки существующих результатов по дефектам проведен статический анализ и выявлены наиболее предрасположенные к разрушению части ГПА. Описаны три самых востребованных метода диагностики агрегатов на предприятиях.

ABSTRACT

In this article the analysis of the main methods of diagnostics of HPA at compressor stations is carried out. Based on the analysis and processing of existing results on defects, a static analysis was carried out and the parts of the HPA most predisposed to destruction were identified. Three of the most popular methods of diagnostics of aggregates at enterprises are described.

 

Ключевые слова: ГПА, техническая диагностика, деффект, вибродиагностика, трибодиагностика.

Keywords: GPA, technical diagnostics, defect, vibration diagnostics, tribodiagnostics.

 

В нынешнее время все большее внимание уделяется контролю за состоянием оборудования, работающего на производствах. Исключением не является и газовая отрасль. Сейчас очень актуальна проблема повышения эксплуатационной надежности ГПА компрессорных станций газотранспортных предприятий России, так как основная часть парка энергетического оборудования КС была введена в эксплуатацию в 1980–1990 годы, и значительная его доля работает сверх установленного производителями нормативного срока. Число нарушений, связанных с износом оборудования, достигает 30 % от общего количества нарушений в работе энергохозяйства. Большая часть ГПА на российских производствах находится в эксплуатации свыше 30 лет и имеет наработку более 50000 часов. [1] Поэтому в настоящее время необходимо наличие четких методик и руководств по ведение технического диагностирования газоперекачивающего оборудования. Так для производств намного выгоднее с экономической точки зрения заменить один элемент или группу деталей, которые отработала свой срок, нежели приобретать новые установки. Также техническое диагностирование имеет большой вклад в сбережение окружающей среды, предотвращая аварийные выбросы вредных веществ в результате поломки и выхода из строя узлов агрегатов.

Известны два вида диагностирования оборудования – это методы, основывающиеся на разрушающем и неразрушающем контроле. Для диагностирования оборудования на производстве используют методы неразрушающего контроля. В свою очередь данные методы подразделяют на: динамические и пассивные.

Первые основываются на периодическом контроле состояния деталей и узлов с помощью датчиков и аппаратуры, записывающих кинематические и динамические параметры, и требующие дальнейшее их сравнение с эталонными параметрами. Дефектоскопические методы, такие как магнитная, электрическая, вихретоковая, радиоволновая, тепловая, оптическая, радиационная, аккустическая, проникающими веществами, а также методом визуального контрля, требуют проведения контроля на неработающем оборудовании. Они также широко применяются на предприятиях, однако их недостатком является временный вывод агрегатов из рабочего состояния, а также наличия высокой квалификации у обслуживающего персонала, так как результат диагностики напрямую зависит от специалиста. Но несмотря на это методы дефектоскопии дают хорошие результаты.

Основой пассивных методов диагностирования являются результаты предыдущих измерений. Данные ранее полученные результаты обрабатываются, по их результатам проводят статистический анализ и выстраивается прогноз и вероятность возникновения дефектов и их дальнейшего развития.

Цель работы – исследование возможности применения комплексной диагностики ГПА.

В качестве материалов были использованы статьи, отчеты предприятий, аналитический отчет ПАО «Газпром», журналы, выпускаемые под редакцией ПАО «Газпром» и статистический анализ дефектов ГПА. В статье были использованы такие методы научного исследования, как изучение литературных источников, анализ, синтез и систематизация выводов. Информация, полученная из источников и проведенный анализ позволили определить основные виды дефектов ГПА и наиболее подверженных разрушению узлов, и какие методы контроля наиболее распространены на производствах.

 За все время эксплуатации газоперекачивающего оборудования и при анализе выявляемых дефектов на разных эксплуатируемых участках пришли к заключению, что наиболее часто повреждаются рабочие лопатки и ротор турбины, ее направляющие лопатки и диафрагмы, рабочие лопатки и ротор компрессора, камеры сгорания, подшипники.

Из приведенных данных и проведении анализа полученной информации следует, что основными деталями, которые наиболее подвержены повреждениям являются: рабочие лопатки и диски турбин (16,1%), подшипники (19,5%), маслонасосы (13,2%), маслопроводы (12,67%), а также детали уплотнений (11,7%). [2]

Одним из наиболее часто выходящих из строя элементом нефтеперекачивающих и газоперекачивающих агрегатов является подшипник. Именно на подшипники на данный момент чаще всего направлены разрабатываемые системы обслуживания по фактическому техническому состоянию. Подшипники чаще всего определяют работоспособность оборудования и время между ремонтами. [3]

В качестве самых частых методов диагностирования текущего состояния деталей и узлов ГПА применяются методы параметрической диагностики. Такие методы основываются на отслеживании и фиксировании параметров работы оборудования.

Таковым является термогазодинамический метод диагностики. Здесь ведется наблюдение за: давлением, температурой, отношением давлений и температур, скоростью течения, расходом топлива и масла, проходныой площадью сечений проточной части, тягой, а также частотой вращения роторов. Полученные результаты сравнивают с нормативными значениями, установленными в паспорте ГПА или с результатами предыдущих измерений перед пуском.

Второй метод основывается на отслеживании такого параметра как вибрации ГПА – вибродиагностика. Выделяют сигналы колебаний каждого компонента системы, чтобы установить элемент, подвергающийся износу.

Таким образом, каждая деталь вибрирует на определенной дискретной частоте, с амплитудой, изменяющейся в зависимости от интенсивности развития дефекта. Все полученные сигналы отображаются на виброграмме, и при превышении нормального значения эта амплитуда образует скачок, который свидетельствует о наличии дефекта. Также в данном случае возможно отследить за развитием дефекта, если при дальнейших измерениях скачки повторятся, начнут учащаться и увеличиваться их амплитуда, то это говорит о дальнейшем разрушении детали. [4]

Еще одним не менее эффективным методом является – трибодиагностика – это методы и средства непрерывного контроля состояния фрикционных параметров, то есть действующих посредством сил трения, деталей и узлов машин. [5] Метод основывается на том чтобы обнаруживать наличие частиц износа дефектных элементов в масле. Для этой цели могут быть использованы разные методы, базирующиеся на свойствах материалов деталей и смазочного масла. Например, метод спектрального анализа, рассеивание и ослабление пучка света проходящего через пробу масла, исследование электрического сопротивления масла, для материалов, обладающих магнетическими свойствами, возможность их улавливания с помошью магнитной пробки, в ином случае применяют фильтры-сигнализаторы.

Итак, наиболее эффективным методом диагностирования является применение нескольких методов в комплексе. В таком случае вероятность обнаружения уже имеющихся дефектов увеличится, а также повыситься результат по нахождению только зарождающихся дефектов, так как будут отслеживаться разные параметры работы ГПА. А при внедрении метода трибодиагностики будет возможно не только узнать о наличии износа и дефекта, но также определить в каком узле и на какой детали имеется дефект.

В качестве дальнейшей перспективы развития данной темы может выступать: подтверждение приведенных данных с помощью расчетов параметров, разработка методики применения методов в комплексе, а также подбор изобретения для проведения трибодиагностики ГПА.

 

Список литературы:

  1. Свердлов А.Б. Повышение надежности газоперекачивающих агрегатов путем применения технологии эпиламирования. Научно-технические ведомости Cанкт-Петербургского государственного политехнического университета. – 2014. – №3(202). – С.62-69;
  2. Борисков К.Ф., Плотников П.Н. Комплексный анализ и статистика аварийных остановов газоперекачивающих агрегатов на компрессорных станциях // Конференция молодых ученых – 2017. – УралЭНИН, ФГАОУ ВО «УрФУ». – С.105 – 108;
  3. Валеев А.Р. Разработка комплексной технологии мониторинга и вибрационной защиты нефтегазоперекачивающего оборудования: дис, … д-ра тех.наук: 25.00.19. – УГНТУ, Уфа, 2020. – 322 с.;
  4. Дедюхин А.С., Андреев К.Д. Диагностика неисправностей газотурбинных установок с применением вибродиагностики // International Journal of Humanities and Natural Sciences. – 2021. - №5-1(56). – С. 16-25.;
  5. Трибология: Исследования и приложения: опыт США и стран СНГ / Под ред. В. А. Белого, К. Лудемы, Н. К. Мышкина. – М.: Машиностроение; Нью-Йорк: Аллертон пресс, 1993. – 454 с.

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом
CAPTCHA
Этот вопрос задается для того, чтобы выяснить, являетесь ли Вы человеком или представляете из себя автоматическую спам-рассылку.