Застосування термографії для діагностики технічного стану газоперекачувального обладнання

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЗАСТОСУВАННЯ ТЕРМОГРАФІЇ ДЛЯ ДІАГНОСТИКИ ТЕХНІЧНОГО СТАНУ ГАЗОПЕРЕКАЧУВАЛЬНОГО ОБЛАДНАННЯ

В.О. Стороженко, С.О. Саприкін,

С.М. Мєшков, Р.П. Орел

Найважливішим завданням, від якого залежить ефективність роботи газотранспортної системи України, є підвищення надійності й довговічності газоперекачувальних агрегатів (ГПА). Значну частину парку ГПА складає обладнання, яке виготовлене декілька десятиріч тому і є фізично й морально застарілим. Це виявляється у погіршенні основних показників: зниженні потужності, економічності, збільшенні обсягів шкідливих викидів, зниженні надійності (збільшенні відмов), зростанні витрат на ремонт. Останні не обмежуються лише вартістю запасних частин, крім них слід враховувати збитки від простою обладнання і зниження ефективності роботи компресорних станцій у цілому.

Вирішення задачі експлуатації ГПА за технічним станом вимагає пошуку нових технологій діагностики. Одним із найважливіших показників працездатності й надійності є температура, тому нині одним із найперспективніших напрямів технічної діагностики, що швидко розвиваються, є термографія.

Термографія основана на аналізі теплової карти об'єкта, яку одержують за допомогою тепловізора. За тепловою картою (термограмою) можна судити про внутрішню структуру об'єкта (аналогія з рентгеноскопією), зокрема, виявляти її аномалії, тобто приховані дефекти й порушення. Однак, часто важливо визначити не тільки параметри дефекту, але й узагальнені параметри технічної системи, які характеризують її працездатність.

Перевагами термографії як способу технічної діагностики є універсальність, дистанційність, швидкодія, висока продуктивність і безпека.

Спеціалістами УКРНДІГАЗ разом із НТЦ «Термоконтроль» Харківського національного університету радіоелектроніки на ДПУ «Шебелинкагаздобування» було проведено термографічні дослідження газокомпресорних агрегатів. Були обстежені два діючі агрегати №№ 2, 12 типу ГМК 10ГКМ. Агрегат № 2 експлуатувався 300 мото-годин після проведеного ремонту, а агрегат № 12 доробляв до планового ремонту після 2000 мото-годин роботи. Обстеження й порівняння проводили за такими вузлами:

- компресорними циліндрами;

- силовими циліндрами;

- шатунними підшипниками.

Характерну термограму компресорного циліндра подано на рис.1.

Критеріями для аналізу термограм компресорних циліндрів (КЦ) були:

- температура основи Т_основ. КЦ;

Видиме зображення Термограма

Рис.1 - Агрегат №12, компресорний циліндр 4

- температура нижньої частини Т_нижн. КЦ;

- температура верхньої частини циліндра Т_верхн. КЦ.

Аналіз одержаних результатів дає змогу встановити, що:

-у всіх досліджених циліндрів температура нижньої частини вища, ніж верхньої, різниця температур становить от 9,2С (циліндр 3 агрегату № 12) до 11,3С (циліндр 5 того же агрегату);

– температура основи КЦ лежить у межах від 40,5С (циліндр 3 агрегату № 2) до 47,8С (циліндр 4 агрегату № 12).

Зафіксована середня температура 4-х циліндрів агрегату № 12 помітно вища, ніж в агрегату № 2 - майже на 4С. Порівняння теплових режимів за усередненими значеннями вибраних критеріїв показано на рис.2.

Рис.2 - Порівняння теплових режимів роботи компресорних циліндрів

Як критерії обробки термограм силових циліндрів (СЦ) вибрані такі температури:

- корпусу, Т_корп..СЦ;

- прокладки, Т_прокл.СЦ.

При цьому температуру корпусу СЦ визначали як осереднену з ділянки поверхні (на термограмах показано контур цієї ділянки), а для температури прокладки - два значення - мінімальне й максимальне.

Характерну термограму силового циліндра показано на рис.3.

Аналіз одержаних термограм свідчить, що:

- температура корпусів силових циліндрів практично однакова (з невеликими відхиленнями) - (68±1,5С). Тим не менше, температура агрегату № 12, осереднена за декількома циліндрами, є вищою, ніж в агрегату № 2, на 1,4С;

- температура прокладок силових циліндрів має більші відхилення, причому, як на одному циліндрі (от 1,9С на циліндрі 1 агрегату № 2 до 25С на циліндрі 9 агрегату № 12), так і на всьому агрегаті.

Видиме зображення Термограма

Рис.3 - Агрегат № 2, силовий циліндр 7

Порівняння агрегатів № 2 і № 12 свідчить, що середня температура прокладок циліндрів агрегату № 12 вища на 8,5 С.

Виявлено аномально високу температуру у прокладки циліндра 9 агрегату № 12 (154,2 С на фоні середньої 134,3 С).

Порівняння теплових режимів силових циліндрів подано на рис.4.

Рис.4 - Порівняння теплових режимів роботи силових циліндрів

Теплову діагностику шатунних підшипників здійснювали за висотою корпусу агрегату, іншими контрольними точками брали технологічні люки. Критеріями обробки термограм було вибрано середні температури таких ділянок поверхні корпусу:

- верхньої частини, Т_верхн.;

-нижньої частини Т_нижн.;

- люка (для доступу до підшипнику) Т_люка.

Досліджена частина корпусу агрегату для діагностики шатунного підшипника подана на рис.5.

Аналіз одержаних термограм свідчить, що верхня частина корпусів підшипників перевищує температуру нижньої частини на 1,4…4,2 С. Порівняння теплових режимів шатунних підшипників за цими критеріями подано на рис.6. термографія газоперекачувальний агрегат компресорний

Проведені дослідження свідчать, що температурний режим агрегату № 12 є більш напруженим, ніж агрегату № 2, і це стосується всіх досліджених вузлів.

Результати термографування підтвердилися після зупинки й ревізії агрегату № 12:

- у компресорному циліндрі № 4 були збільшені зазори в циліндрі продувного насоса і крейцкопфа, виявлено знос пальця крейцкопфа;

- в силовому циліндрі № 9 було виявлено прогар прокладки кришки;

- в шатунному підшипнику № 3 було виявлено збільшений зазор розміром 0,18 мм.

Видиме зображення Термограма

Рис.5 - Агрегат № 12, шатунний підшипник 4

Рис.6 - Порівняння теплових режимів роботи шатунних підшипників за температурою корпусу

Встановлено, що температурні поля бездефектних (як припустили) вузлів також неоднорідні.

Перспективними напрямами подальших робіт є накопичення статистичних даних щодо теплових полів ГПА різних типів, пошук температурних критеріїв дефектності і вдосконалення методик обробки одержаних результатів.

Размещено на Allbest.ru