Янв 31, 2024
Можно выделить следующие группы отказов линейной арматуры, которые имеют одинаковую форму проявления в нарушении качества.
1. Нарушения внешней герметичности:
а) потеря внешней герметичности сальникового узла в связи с пропуском среды между шпинделем и набивкой сальника;
б) потеря внешней герметичности сальникового узла в связи с образованием задиров на шпинделе в зоне сальниковой набивки;
в) потеря внешней герметичности сальникового узла в связи с защемлением шпинделя в сальниковом узле;
г) потеря внешней герметичности фланцевого соединения корпуса и крышки в связи с пропуском среды между привалочными поверхностями корпус-прокладка-крышка.
2. Нарушения внутренней герметичности:
а) потеря герметичности в затворе в связи с пропуском среды между уплотнительными кольцами седла и запорного органа;
б) потеря герметичности в затворе в связи с пропуском среды между уплотнительным кольцом седла и «телом» корпуса (течь под кольцо корпуса);
в) потеря герметичности в затворе в связи с пропуском среды между уплотнительным кольцом запорного органа и «телом» запорного органа (течь под кольцом диска, клина);
г) потеря герметичности в затворе в связи с образованием задиров, наносов, признаков износа на уплотнительных поверхностях запорного органа и седла корпуса.
3. Нарушения в цикле срабатывания и механизмов:
а) не перемещается запорный орган, ввиду выхода из строя резьбы шпинделя или ходовой гайки.
б) защемление клина между уплотнениями седел в клиновой поверхности корпуса, что не позволяет осуществлять его перемещения;
в) отрыв мест крепления запорного органа к шпиндельному узлу, что приводит к невозможности функционирования затвора;
г) поломка маховиков и приводных устройств;
д) выход из строя крепежных деталей, приводящих к нарушению цикла функционирования; е) прочие неисправности.
Кроме отказов, проявляющихся в процессе длительной эксплуатации, имеют место нарушения нормативных значений внешней и внутренней герметичности, выявленных до начала эксплуатации арматуры. Это происходит при входном контроле, когда трубопроводная арматура подвергается гидростатическим испытаниям на прочность, гидравлическую плотность элементов конструкций, соединений и герметичность в затворе. Чаще всего обнаруживаются следующие дефекты:
1. Отсутствие внешней герметичности сальникового узла в связи с некачественным выполнением процесса набивки сальника или некачественным состоянием поверхности ипинделя в зоне сальниковой камеры;
2. Отсутствие внешней герметичности фланцевых соединений узлов арматуры в связи с некачественным состоянием соединительных поверхностей прокладок и фланцев или нарушением технологического процесса затяжки крепежных элементов соединения;
3. Отсутствие внутренней герметичности в затворе, выраженное в превышении утечки в сравнении с нормативами, в связи с несоблюдением нормативных требований к функциональным параметрам уплотнений (∆0, ∆1, ∆2, ∆3, ∆4 ...) в процессе изготовления [1, 2].
Выход из строя линейной арматуры, характеризуемый вышеперечисленными отказами, в процессе длительной эксплуатации предопределяется многочисленными факторами. Важнейшими из них являются следующие [2, 3]:
1. Глубинные физико-химические процессы, приводящие к изменению свойств материалов, их структуры, внутренних молекулярных и других связей под влиянием временных, статистических и динамических силовых и температурных нагрузок.
2. Ожидаемые и прогнозируемые процессы разрушения материалов, деталей и поверхностей в результате износа. Сложные условия эксплуатации арматуры предопределяют многообразие видов износа, влияющих на ресурсные характеристики. Наиболее характерными для линейной арматуры являются:
а) абразивное изнашивание, происходящее в результате воздействия на поверхность трения твердых частиц, содержащихся в рабочей среде;
б) кавитационное абразивное изнашивание, возникающее вследствие совместного действия абразива, находящегося в транспортируемой среде, и кавитационных явлений, что возможно в условиях гидродинамики, когда проявляются объемные свойства жидкости;
в) коррозионное изнашивание, которое характеризуется разновидностью влияния транспортируемой среды на разрушение поверхностных слоев твердых тел в результате протекания анодных и катодных процессов, активированных механическими действиями самих сред, содержащих коррозионно-активные вещества.
3. Неоптимальный уровень значений для функциональных поверхностей всей совокупности геометрических параметров (шероховатости, волнистости, отклонений формы, отклонений взаимного положения, отклонений линейных и угловых размеров) и структурных параметров их материалов (напряжений, деформаций, твердости), являющийся следствием недостатков используемой нормативной конструкторско-технологической документации, что предопределяет значительное уменьшение межремонтного периода из-за снижения «запаса качества».
4. Нарушение технологической дисциплины при производстве трубопроводной арматуры и различных видах ее восстановительного ремонта, что проявляется только в процессе длительной эксплуатации как внезапный отказ.
Для трубопроводной арматуры несоответствиям нормативных требований, которые обнаруживаются в процессе входного контроля, характерна менее многочисленная группа причин.
1. Незнание и неумение обеспечить необходимый уровень функциональных геометрических параметров в виде шероховатости, волнистости, отклонений формы, отклонений взаимного положения, отклонений линейных и угловых размеров деталей и поверхностей, определяющих качество арматуры в процессе ее изготовления, сборки и контрольных испытаний.
2. Нарушения нормативных требований и технологической дисциплины, определенных процессами изготовления, сборки и испытаний.
Указанные выше группы отказов, проявляющихся при эксплуатации арматуры, и несоответствия фактических и нормативных требований к показателям качества, выявленных при входном контроле, легко обнаруживаются при внимательном визуальном осмотре и гидростатических испытаниях. Все эти отказы могут и должны устраняться в процессе восстановительных ремонтов, которые должны быть четко дифференцированы по видам, и иметь явно выраженные технологические отличия. Эти факторы позволяют так построить систему эксплуатации, включая периоды восстановления качества, чтобы в полной мере использовать заложенный при проектировании арматуры ресурс, способствующий оптимизации затрат на содержание и обновление парка трубопроводной арматуры. Целесообразность ремонта определяется экономическими соображениями. На практике сложилось предельное соотношение стоимости ремонта по отношению к стоимости приобретения вновь изготовленной арматуры, при котором ремонт арматуры нецелесообразен. Оно соответствует отношению К ≤ 0,7. Это означает, что предельная стоимость ремонта не должна превышать 70% стоимости новой арматуры без учета транспортных расходов, расходов на хранение и входной контроль.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Гошко А.И., Сейнов С.В. Линейная арматура магистральных трубопроводов. Справочник: Требования. Исполнения. Изготовители. М.: Техническая книга, 2009. 224 с.
2. Гошко А.И., Сейнов С.В. Эксплуатация линейной магистральной арматуры. Справочник: Требования. Входной контроль и монтаж. Техническое обслуживание и ремонт. М.: Техническая книга, 2010. 208 с.
3. Гошко А.И., Сейнов С.В. Диагностика технического состояния участков и арматуры магистральных трубопроводов. Справочник: Организация. Правила. Аппаратура. М.: Техническая книга, 2010. 238 с.