Защита насосно-компрессорных труб (НКТ) от коррозии и вредных отложений асфальтенов, смол и парафинов (АСПО) резко увеличивает срок их службы. Лучше всего это достигается применением труб с покрытиями, однако многие нефтедобытчики предпочитают «старый добрый» металл, игнорируя успехи российских новаторов.

Удалить АСПО на скважине

На переднем крае борьбы с вредными отложениями на НКТ и коррозией находятся нефтедобывающие компании. Не имея возможности повлиять на защитные качества уже находящихся в эксплуатации труб, нефтедобытчики применяют разные способы удаления АСПО, в первую очередь химический (ингибирование, растворение) как наименее затратный. С определенной периодичностью в затрубное пространство закачивается раствор кислоты, которая смешивается с нефтью и удаляет новообразования АСПО на внутренней поверхности НКТ. Химическая чистка также нейтрализует коррозионное разрушающее воздействие на трубу сероводорода. Такое мероприятие не мешает добыче нефти, а состав ее после реагирования с кислотой меняется незначительно.

«Кислотная и другие виды обработки НКТ, конечно, применяются для их текущей очистки на скважине, но ограниченно - в России 120 тыс. скважин, и чистят трубы далеко не везде, считает Иосиф Лифтман, главный инженер проекта ОАО " УралНИТИ" (Екатеринбург). - Кроме того, никакие методы очистки непосредственно на скважине не избавляют от постепенного загрязнения НКТ отложениями».

Помимо химического метода очистки труб, иногда используется механический (скребками, опускаемыми на проволоке или штангах). Другие методы, а это депарафинизация с помощью волнового воздействия (акустического, ультразвукового, взрывного), электромагнитный и магнитный (воздействие на флюид магнитными полями), тепловой (прогрев НКТ горячей жидкостью или паром, электротоком, термохимическая депарафинизация) и гидравлический (штуцирование сечений трубопроводов для инициации выделения газовой фазы - специальными и гидроструйными устройствами) применяются еще реже ввиду их относительной дороговизны.

Распределение отказов в НКТ по видам (рис. ОАО «Интерпайп Нижнеднепровский трубопрокатный завод», Украина)

Все эти мероприятия отвлекают финансовые средства и замедляют (кроме химического способа) процесс добычи нефти. Поэтому усилия трубной промышленности по выпуску неметаллических НКТ и специальных, с защитными покрытиями их внутренней поверхности и особенно муфт, встречают понимание нефтедобытчиков.

Хотя в последнее время, в связи с резким снижением доходности нефтедобычи, интерес к новым технологиям изготовления труб стал сугубо теоретическим, есть и исключения. «На сегодняшний день по ряду скважин, где наиболее выражено коррозионное воздействие, мы используем стеклопластиковые трубы, которые прошли успешное испытание у нас в 2007-2008 годах, - говорит Алексей Крякушин, зам. начальника Управления добычи нефти и газа ОАО " Удмуртнефть" (Ижевск). - Производители труб с полимерными, силикатно-эмалевыми покрытиями постоянно предлагают свою продукцию, но если она стоит в два раза больше, а служит дольше только в 1,5 раза (условно говоря), то и покупать ее нет смысла. В любом случае это вопрос экономической эффективности».

Надо отметить, что «Удмуртнефть» - одно из немногих предприятий, регулярно испытывающих и применяющих новые типы НКТ в своей производственной деятельности.

Восстановление НКТ

Рано или поздно в жизни любой трубы (если она еще не рассыпалась от коррозии) наступает день, когда ее эксплуатация уже невозможна по причине сужения внутреннего диаметра или частичного разрушения резьбы. Нефтедобывающие компании либо отправляют такие трубы в лом, либо удаляют из НКТ все отложения и заново нарезают резьбу с помощью специального оборудования в составе ремонтных комплексов. Различные варианты оснащения таких цехов на ремонтных базах нефтедобывающих компаний предлагают несколько российских предприятий - НПП «Техмашконструкция» (Самара), «УралНИТИ» и др.

«Соли мало кто чистит, трубные склады некоторых компаний забиты непригодными НКТ, - рассказывает Иосиф Лифтман. - В поставляемый нами комплексно-механизированный цех по очистке и ремонту НКТ входит все необходимое оборудование, в том числе для очистки труб от АСПО и солей, дефектоскопии, обрезки изношенных резьбовых соединений и нарезки новых, нанесения новой маркировки. Также мы разработали отдельный технологический блок для удаления солей и особо вязких АСПО. Возможно и нанесение диффузионного цинкового покрытия на отдельном оборудовании.

Нефтяники на ремонтных базах эксплуатируют до 50 комплексов по очистке и ремонту НКТ - от самых примитивных до весьма совершенных, а значит, они востребованы. Только нашим предприятием поставлено 20 таких цехов. Когда трубы несколько лет назад стали дорожать, стало нецелесообразно покупать новые НКТ, дешевле было ремонтировать старые, поэтому наблюдался рост спроса на нашу продукцию. Сейчас металл подешевел с 45-50 тыс. руб. за тонну НКТ до 40-42 тыс. руб. Это не такое критичное снижение, но спрос на оборудование упал. Комплексный цех стоит около 130 млн. руб., его окупаемость при полной загрузке составляет 1-1,5 года в зависимости от уровня оплаты труда персонала. Ремонт одной НКТ обходится в 5-7 раз дешевле, чем закуп новой, а ресурс отремонтированной трубы - 80%. Вообще, ресурс работы НКТ зависит от глубины скважины, загрязненности нефти и т.п. В некоторых скважинах трубы стоят по 3-4 месяца, и их уже надо доставать, в других, которые выдают почти чистое топливо, они могут работать и 10 лет».

При сильном загрязнении или повреждении НКТ коррозией (в случае если нефтедобывающая компания не имеет соответствующего оборудования для их восстановления) трубы отправляются на ремонт в специализированную компанию. «Трубы, поступающие от заказчика, проходят гидротермическую обработку с целью очистки их поверхности от АСПО, - рассказывает Владимир Прозоров, главный инженер ООО " Игринский трубно-механический завод", ИТМЗ (пос. Игра, Удмуртия). - Трубы, не удовлетворяющие требованиям технических условий и не имеющие соответствующих параметров, отбраковываются. Пригодные для ремонта трубы подвергаются отрезке резьбовой части, которая изнашивается сильнее всего. Нарезается новая резьба, навинчивается новая муфта и маркируется. Восстановленные трубы увязываются в пакет и отправляются поставщику».

«Гидронефтемашем» (Краснодарский край) для удаления отложений с природными радионуклилидами опробован гидромеханический метод очистки. Его преимущества: возможность удаления комплексных отложений (солевых, с органическими соединениями нефти) без ограничений по химическому составу, прочности и толщине отложений; исключение деформирования и разрушения очищаемых НКТ.

Различные напыления

Внутреннее диффузионное цинковое покрытие (ДЦП) имеет высокую адгезию к железу и низкую к парафинам. Слоистая конструкция, образованная в результате взаимной диффузии атомов цинка и железа, показала высокую коррозионную и эрозионную стойкость, улучшенную герметичность резьбовых соединений (допускается до 20 операций свинчивания-развинчивания) и увеличенный в 3-5 раз срок их службы.

Внедрению таких НКТ в практику еще несколько лет назад препятствовала ограниченная длина труб (6,3 м), которые можно было обрабатывать на российском оборудовании, что увеличивало число стыков и снижало срок эксплуатации всего объекта. «В 2004 году мы ввели в действие производство по диффузионному оцинкованию труб в г. Орске (Оренбургская область), - рассказывает Андрей Сакардин, коммерческий директор ООО " Проминнтех" (Москва). - Стало возможным наносить ДЦП на трубы нефтяного сортамента длиной 10,5 м. По сравнению с полимерными, ДЦП не склонно к старению, обладает высокой твердостью и износостойкостью, не требуют периодической принудительной очистки. Цинковая составляющая обеспечивает покрытию достаточную пластичность, протекторные свойства и выступает как твердая смазка. Такие трубы легко транспортировать без повреждения покрытия, в отличие от труб с неметаллическими покрытиями, особенно эмалевыми или стеклоэмалевыми.

НКТ с цинковым покрытием сейчас эксплуатируются " Лукойлом", " Роснефтью" и другими компаниями. Однако в связи с падением цен на сырье денег у добывающих компаний стало намного меньше, поэтому и спрос на трубы с ДЦП снизился».

Помимо относительно высокой цены, можно отметить и технические недостатки таких труб - это шероховатость цинкового покрытия и его неприменимость на скважинах, нефть которых имеет щелочную реакцию. В итоге ситуация складывается так, что цинковое покрытие наносится сейчас исключительно на муфты и реже - на резьбу самой НКТ. «Новые муфты с термодиффузионным цинкованием уже предлагаются трубными заводами, изготовляющими муфты, и такая продукция востребована, - утверждает Иосиф Лифтман. - Можно сказать, что выпуск таких муфт стал стандартной опцией. Все зависит от глубины скважины и нагрузки на резьбы, для мелких скважин применение таких муфт не так актуально, как для глубоких. Вообще, все виды напылений имеют повышенную хрупкость, за исключением диффузионного цинкового, который не портит металл трубы и обладает антизадирными свойствами».

Резьба с напыленным металлическим порошком (фото ООО «ИТМЗ»)

Игринский трубно-механический завод освоил метод воздушно-плазменного напыления металлических порошков (смесь вольфрама, кобальта, молибдена и латуни) на резьбу НКТ без изменения геометрии и свойств металлической основы, с целью придания ей улучшенных эксплуатационных свойств износо-коррозионностойкости. Покрытие ниппельной части резьбы заметно повышает страгивающую нагрузку. При испытании на растяжение НКТ 73Ч5.5-Д фактическая нагрузка составила 560 кН, а усилие растяжения до полного разрушения - 704 кН, что превышает норматив по группе прочности Е.

Но в связи с оптимизацией расходов «нефтедобытчикам стало невыгодно покупать НКТ с плазменным напылением на резьбу, - делится Владимир Прозоров. - Технология достаточно дорогая и востребована сейчас только специализированными организациями, которые занимаются ремонтом скважин - например, ЗАО " КРС" (ОАО " Удмуртнефть"). При ремонте часто повторяется процесс подъема-опускания подвесок, и резьбовая часть труб подвергается сильному износу. Поэтому нужны термоупрочненные резьбы, что и достигается напылением на них металлического порошка. Обычная же НКТ, в общем, не требует этого».

Силикатно-эмалевое покрытие
С технической точки зрения эмалирование - процесс адгезии силикатной эмали на поверхности металла, при этом прочность сцепления полученного композита выше прочности самой эмали. К достоинствам труб с эмалевым покрытием относятся широкий температурный диапазон эксплуатации (от -60°С до +350°С), высокая стойкость к абразивному износу и стойкость к коррозионному воздействию.

Фрагменты эмалированных НКТ (фото ЗАО «Эмант»)

Технологии нанесения эмали не позволяют наносить ее на муфты, но можно использовать фосфатирование [создание на поверхности изделий из углеродистой и низколегированной стали пленки нерастворимых фосфатов толщиной 2-5 мкм, предохраняющей металл, при дополнительном нанесении лакокрасочного покрытия, от коррозии, - прим. EnergyLand.info], либо термодиффузионное оцинкование, что нивелирует этот недостаток.
«Фосфатированные муфты предусмотрены ГОСТ 633-80, и их обычно и используют. Наша компания использует ДЦП-муфты собственного производства, и только если клиент просит удешевить товар, навинчиваем фосфатированные», - говорит Дмитрий Боровков, Генеральный директора ЗАО «Эмант» (Москва).
«Силикатно-эмалевые трубы (эмНКТ) дороже " черных", спектр их применения достаточно узок, но в экстремальных условиях усложненной добычи, где по коррозии обычные НКТ стоят менее года или где для очистки от АСПО приходится скребковать внутреннюю поверхность трубы несколько раз в сутки, эмНКТ - кардинальное решение проблемы и однозначно себя окупают, -уверен Александр Переседов, зам. Генерального директора ЗАО " Эмант". - Считается, что силикатно-эмалевые НКТ не применяются в комплексе со станком-качалкой, который истирает это покрытие, но это неверно».

НКТ с покрытием из фритты ЭСБТ-9 (фото ООО «Советскнефтеторгсервис»)

«Патент на эмНКТ принадлежит лично мне и используется только ЗАО " Эмант", - продолжает Дмитрий Боровков. - На скважинах со штанговыми глубинными насосами эмНКТ применял ЛУКОЙЛ-Коми. Эффект очень высок, но наши трубы дороги, и их рентабельно применять на весьма узком сегменте остро-проблемных скважин с высоким дебитом. Там, где " черные" НКТ, хотя и в коррозионном исполнении, превращаются в сито менее чем за 100 суток, эмНКТ стоит уже более четырех лет. Правда, таких бедовых скважин не так много, к нашему сожалению, но разница во времени эксплуатации уже составила 16 раз.
В Западной Сибири считается, что скважина парафинистая, если в нее опускают скребок каждые две недели. Но, например, в Коми нефть настолько вязкая, что есть месторождения где ее в шахтах добывают. А если извлекают по НКТ, то скребок в " черных" трубах опускают от 10 до 16 раз в сутки, плюс низкая температура в забое (не выше 40єС), т.е почти сразу происходит кристаллизация парафина. В эмНКТ скребок опускается один раз в сутки для извлечения отложений из муфтового кармана. Сейчас нами освоено производство труб с резьбой НКМ (никелевый сплав), что позволит снять и эту проблему. Также нефтяникам мы предлагаем в комплект к нашим трубам эмалированные скребки, так как в условиях добычи высоковязкой нефти обычный скребок сам быстро превращается в тампон».
Между тем ООО «Советскнефтеторгсервис» (Набережные Челны) также разработало технологию нанесения однослойного внутреннего силикатно-эмалевого покрытия на основе фритты [богатый кремнеземом стеклянный состав, обожженный на малом огне до спекания (но не сплавления) массы, - прим. EnergyLand.info] марки ЭСБТ-9 толщиной не менее 200 мкм, которое было успешно испытано Уральским институтом металлов (Екатеринбург).
«В результате эксплуатации НКТ с эмалевым покрытием на месторождениях ООО " ЛУКОЙЛ - Коми" с октября 2004 года по январь 2007 года из 583 НКТ (группа прочности Д) отбраковано 41 (7%), в то время как при использовании обычных труб отбраковывается до 25-30%, - говорит Сахиб Шакаров, директор ООО " Советскнефтеторгсервис". - Основной характерный дефект эмалевого покрытия - его разрушение в районе резьбовой (ниппельной) части НКТ. Это обусловлено отсутствием контроля усилий свинчивания НКТ при спускоподъемных операциях, заклиниванием резьбы в результате чрезмерного усилия затягивания (при работе с эмалированными НКТ обязательно применение ключей с динамометрами).
После эксплуатации на сложных месторождениях ООО " ЛУКОЙЛ - Коми" НКТ с эмалевым покрытием в течение 400 суток и более, удовлетворительная средняя наработка НКТ с эмалевым покрытием составила 416-750 суток, НКТ без покрытия 91-187 суток. В настоящее время имеются наработки ОАО " Уральский институт металлов" по ремонту НКТ с эмалевым покрытием на нефтяных месторождениях».

Полимерное покрытие

Для создания такого покрытия применяется два типа пластмасс: термопластичные (поливинилхлорид, полиэтилен, полипропилен, фторопласт и т.д.) и термореактивные (фенопласты, эпоксидные, полиэфирные). Такие покрытия имеют высокую коррозионную стойкость (в т.ч. в высокоминерализованных средах) и длительный срок службы.

«Анализ применения НКТП (НКТ с полимерным покрытием) показывает, что такие трубы имеют высокие защитные свойства при эксплуатации как в нагнетательных, так и в добывающих скважинах, - считает Олег Мулюков, начальник службы научно-технической информации Бугульминского механического завода (ОАО " Татнефть"). - Причина возникновения дефектов покрытия в большинстве случаев - нарушение правил эксплуатации (режимов тепловой обработки, кислотных промывок и т.д.). Анализ причин ремонтов нагнетательных скважин, оборудованных НКТП, показывает, что они обычно не связаны с состоянием покрытия. При обследовании самых первых труб, 1998 и 1999 годов выпуска, после их эксплуатации признаков химической деструкции покрытий обнаружено не было, только сколы - на торцах труб (возникающие при спуске-подъеме). Вспучивание покрытия зафик¬сировано на НКТП после их пропаривания при температуре выше 80°С, что недопустимо по техноло¬гическому регламенту.

НКТП комплектуются высокогерметичными муфтами (ВГМ) с применением полиуретановых уплотнительных колец, значительно повышающих надежность резьбовых соединений в агрессивных средах».

Фрагменты НКТ с внутренним полимерным покрытием (фото ОАО «БМЗ»)

Повысить верхний температурный предел эксплуатации для полимерных покрытий удалось компании «Плазма» (также из Бугульмы), которая разработала внутреннее полиуретановое покрытие PolyPlex-P и наладила его нанесение на НКТ. «Покрытие надежно работает в течение длительного срока при температурах среды до +150°С, имеет высокую коррозионной стойкостью к агрессивным пластовым жидкостям, - рассказывает Александр Чуйко, технический директор компании " Плазма". - После полимеризации покрытие имеет очень гладкую поверхность, что обеспечивает хорошую защиту от АСПО и солей, значительно снижает гидравлическое сопротивление стенок трубы. Износостойкость полиуретана в несколько раз выше, чем нержавеющей стали.

Характерное свойство покрытия - очень высокая эластичность, оно практически нечувствительно к любым деформациям НКТ, в том числе к изгибу на любой угол и кручению. Покрытие не склонно к сколам и трещинообразованию, экологически чисто. Что важно, при очистке и ремонте НКТ допустимы кратковременная (до 1000 часов) обработка паром с температурой до 200°С и кислотная промывка».

НКТ с внутренним покрытием PolyPlex-P (фото Кирилла Чуйко, ООО «Плазма»)

Некоторые нефтедобывающие компании, рассчитывая сэкономить, самостоятельно занялись нанесением полимерных покрытий на трубы. Например, ОАО «Татнефть» использует порошковые и жидкие составы на основе эпоксидных смол отечественного производства, которые имеют экономичные режимы отверждения и соответствуют экологическим требованиям. Покрытие труб выдерживает транспортировку и погрузочно-разгрузочные работы, не осыпается при захвате инструментом в ходе спускоподъемных операций, не отслаивается при тепловой обработке до 60°С.

В целом гладкая пленка внутреннего покрытия значительно снижает гидравлическое сопротивление и, как следствие, энергозатраты на подъем нефти на поверхность. Применение НКТП позволяет увеличивать межремонтный период на скважинах с парафинопроявлениями в среднем в четыре раза. Пониженная адгезия АСПО с покрытием позволяет обходиться практически без применения высокотемпературных обработок, а отложения в виде подвижной тонкой корки легко удаляются при гидроструйной промывке.

Полимерные трубы: под гнетом металла

Чисто полимерные (стеклопластиковые) трубы высокого давления считаются альтернативой металлическим, поскольку они позволяют полностью избежать коррозии. Стеклопластики характеризуются низкой плотностью и теплопроводностью, не намагничиваются, обладают антистатическими свойствами, высокой стойкостью к температуре и агрессивным средам.

Крупные производители - ООО НПП «Завод стеклопластиковых труб» (Казань), ОАО «РИТЭК» (Москва) и «Роснефть».

«Отложение парафинов на внутренней поверхности стеклопластиковой трубы (СПТ) в 3,6 раза ниже, чем на металле (это в статике), - говорит Сергей Волков, ген. директор ООО НПП " ЗСТ". - Удельная прочность СПТ в 4 раза выше, чем у стали. По опыту эксплуатации, а это около 600 скважин (1500 км), спуск труб не представляет проблем и выполняется на обычном оборудовании. Для соединения НКТ используем стандартную трубную резьбу с восемью нитками на дюйм (в этом вопросе, можно сказать, достигнуто совершенство). Для соединения с металлическими трубами, имеющими 10 ниток, используется переводник. Производство стеклопластиковых труб требует высокой технологической культуры. Полимеры - совершенно новый уровень качества, это будущее трубной промышленности».

Закачивание сточной сернистой воды по СПТ под давлением 100 атм в нагнетательную скважину системы поддержания пластового давления (фото ОАО «Татнефтепром»)

АСПО при хорошей динамике нефтедобычи также почти не откладывается на поверхности НКТ, поскольку полимер не имеет адгезии с парафинами. Но в случае необходимости можно проводить химическую промывку трубы как кислотными, так и щелочными составами.

Нанесение любого покрытия - это в своем роде промежуточный вариант защиты металла от коррозии для увеличения срока службы НКТ. Однако полностью избавиться от проблемы разрушения межфазного слоя и стыка трубы с помощью нанесения покрытий нереально. Другое дело, что вечного в любом случае ничего нет, и достигнутое качество НКТ с полимерными и силикатно-эмалевыми покрытиями пока устраивает большинство нефтедобытчиков. Кроме того, «борьба с коррозией - самостоятельный бизнес, он всегда будет нам противостоять, - считает Сергей Волков. - Интересы металлургов активно лоббируются теми, кто занят борьбой с коррозией, а, значит, на ней зарабатывает. Это большая и устойчивая группа предприятий, коллективов, снабженческих фирм, подрядных организаций, даже целых городов, которая имеет многомиллиардные обороты, науку, долю в бюджетах всех уровней и т.д. Против нашей продукции - и технологические обычаи, привычки, даже система подготовки кадров».

«Стальные НКТ занимают примерно 90% всего парка труб, применяемых на добыче нефти, - говорит Иосиф Лифтман. - Металл ничто не заменит, и не потому, что он дешев - прочность трубы НКТ при механических нагрузках, особенно в наклонных и глубоких скважинах, не может обеспечить никакой пластик. Труба ведь подвергается не только коррозии, но и серьезным механическим нагрузкам. Поэтому пока все НКТ с покрытиями и стеклопластиковые можно считать экзотикой. На фонтанной добыче нефти их, наверное, можно применять, но при других способах вряд ли, причем оправдает ли дороговизна таких НКТ их применение, неизвестно. Металлу нет равноценной замены. Даже в особо коррозионных скважинах с повышенным содержанием сероводорода, где не выдерживает отечественные НКТ, ставят трубы из импортной сверхдорогой стали вместо стеклопластиковых».

«Нельзя согласиться с утверждением, что металлу альтернативы нет, - возражает Сергей Волков. - Стеклопластик и металл, трубы с покрытиями занимают определенные ниши. К примеру, на некоторых скважинах для систем поддержания пластового давления уже сегодня альтернативы нет именно стеклопластику. Когда и в каких объемах он будет применяться - во многом зависит от технической, технологической и организационной культуры нефтяных компаний. У нас не возникает проблем с фирмами, например, Казахстана, которые много общаются и сотрудничают с западными коллегами. Там мы не занимаемся " ликбезом", а ведем профессиональный разговор. Многое зависит и от позиции государства в области технического регулирования и промышленности композиционных материалов. Провозглашен приоритет нанотехнологий, но надо создать рыночную потребность в таких продуктах, особенно в области конструирования материалов с заранее заданными свойствами - например, без нанотехнологии мы бы и не создали надежных соединений труб. Если сегодня промышленность, рынок не готовы принять композиты, то будут ли они способны принять продукты нанотехнологий, которые потребуют более высокой культуры?»

Неудачи тоже важны

Несколько лет назад в России еще выпускались НКТ, футерованные полиэтиленом, и трубы со стеклоэмалевым покрытием. Первые не нашли широкого применения из-за низкой прочности защитного покрытия, повышенных затрат на монтаж и ремонт вследствие сложности крепежей, склонности к просачиванию газов под покрытие. Пробные партии таких труб изготовило ООО «ИТМЗ», применялись они ОАО «Удмуртнефть».

«Очагов коррозии при этом не возникало, у трубы оставалась сухая и чистая поверхность, - рассказывает Владимир Прозоров. - Максимальный срок работы подвески ограничивался постоянным давлением в скважине. Как только давление падало по эксплуатационным причинам, происходило " схлопывание" полиэтилена, который перекрывал проходное отверстие в трубе. В качестве эксперимента использовали TUX100 (лучший п/э того времени, предназначенный специально для газовиков). В настоящее время эта технология не востребована».

Остеклованные трубы также уже не делают, несмотря на высокие защитные свойства покрытия. Пробные партии таких труб применялись ООО «ЛУКОЙЛ-Пермь». Причина снятия их с производства - крайне низкая устойчивость к кручению, изгиб и температурным деформациям, неремонтопригодность в условиях нефтепромысла. Были даже случаи разрушения стеклоэмали при разгрузочных работах.

Для справки

Параметры НКТ определяются ГОСТом 633-80:
внешние диаметры, мм: 48, 60, 73, 89, 102, 114;
длина, мм: 5500-10500.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Подобные документы

Назначение, техническая характеристика насосно-компрессорных труб, их устройство и применение. Характерные отказы и методы их предотвращения и устранения. Оборудование цеха по обслуживанию и ремонту НКТ. Новые технологии и эффективность их применения.

дипломная работа , добавлен 07.01.2011


Анализ классификации оборудования, предназначенного для подъема продукции пласта из скважины, принципы и обоснование его выбора. Колонная и трубная колонка. Неполадки при работе фонтанных скважин и пути их устранения. Типы насосно-компрессорных труб.

дипломная работа , добавлен 13.07.2015


Определение параметров нефтепровода: диаметра и толщины стенки труб; типа насосно-силового оборудования; рабочего давления, развиваемого нефтеперекачивающими станциями и их количества; необходимой длины лупинга, суммарных потерь напора в трубопроводе.

контрольная работа , добавлен 25.03.2015


Основные способы устранения неполадок при компрессорной эксплуатации. Конструкции и принцип действия воздушных подъемников, методы снижения пусковых давлений, оборудование устьев компрессорных скважин. Расчет лифтов при различных условиях работы.

курсовая работа , добавлен 11.07.2011


Схема деформации металла на роликовых станах холодной прокатки труб, ее аналогичность холодной прокатке труб на валковых станах. Конструкция роликовых станов. Технологический процесс производства труб на станах холодной прокатки. Типы и размеры роликов.

реферат , добавлен 14.04.2015


Общая характеристика завода, состав основных производственных цехов, структура производства ВТ. Обоснование расширения сортамента производимых труб. Перевалка прокатных клетей. Технологический инструмент стана PQF. Расчет усилия металла на валок.

дипломная работа , добавлен 14.11.2014


Организация рабочего места. Понятие свариваемости сталей. Оборудование, инструменты и приспособления, используемые при газовой сварке. Материалы, применяемые для сварки. Технологический процесс сварки труб с поворотом на 90. Амортизация основных средств.

курсовая работа , добавлен 15.05.2013

0

Аннотация

Дипломный проект выполнен на тему: «Совершенствование технологического процесса ремонта насосно-компрессорных труб на предприятии ».

Данный проект содержит расчетно-пояснительную записку на 84 стр. и графическую часть на 9 листах формата А1.

Ключевые слова: производственный корпус, ремонт, технология, фонд времени, такт ремонта, участок, компоновка оборудования, площадь, рабочий, дефект, стенд.

В дипломном проекте дана организационно-экономическая характеристика предприятия, в которой описано место расположение предприятия, основные направления деятельности, приведены экономические показатели.

Выполнен детальный анализ дефектов трубы и муфты, возникающих при их эксплуатации.

Приведен расчет участка по ремонту средних мостов.

В конструктивной части проекта предложен стенд для испытания насосно-компрессорных труб. При использовании данной конструкторской разработки трудоемкость связанная с проведением испытательных работ снижается на 55% и повышается производительность труда в 2 раза.

Модернизирован технологический процесс восстановления насосно-компрессорной трубы

Рассмотрена система управления охраной труда на предприятии.

Дана экономическая оценка приспособления и экономическая оценка в целом по проекту.

Введение....................................................................................................... 1. Организационно-экономическая характеристика ОАО................................................. 1.1. Краткая историческая справка…….............................................................. 1.2. Общая характеристика предприятия...........................................…….....… 1.3. Цели производственной деятельности ремонтного предприятия…… 1.4. Краткая характеристика производственно-технического корпуса...…… 1.5. Основные экономические показатели предприятия…...………….....…... 2.Анализ неисправностей насосно-компрессорных труб и муфт к ним... 2.1. Неисправности НКТ и способы их устранения…...……..…. 2.2. Износ тела трубы……..…………………...…………………………..…. 2.3. Дефекты трубы и резьбы…………………....……………………..…… 3. Организация производственного процесса.......……………………...….. 3.1. Организация ремонта НКТ …………………………………… 3.2. Проектирование участка по ремонту НКТ …………………... 3.2.1. Режим работы предприятия и фонды времени………………………… 3.2.2. Расчет основных параметров производственного процесса………….. 3.2.3. Построение графика последовательности и согласования операций при ремонте НКТ…………………………………………………………… 3.2.4. Расчет количества оборудования и рабочих постов…………………… 3.2.5. Расчет площади участка по ремонту НКТ………..………………..... 3.2.6. Компоновка оборудования на участке………………………………...... 3.2.7. Расчет численности рабочих на участке………………………..……… 3.3. Эстетическое оформление рабочих мест и участка……………………… 3.4. Технология ремонта НКТ на спроектированном участке ….. 4. Конструкторская разработка стенда для гидравлического испытания насосно-компрессорных труб……………………………… 4.1. Обоснование необходимости применения стендов при ремонте НКТ…………………………………………………………………. 4.2 Обзор существующих конструкций стендов для гидравлического испытания НКТ……………………………………………………………... 4.3. Описание и принцип работы конструкции..............…………………….... 4.4. Инженерные расчеты предлагаемой конструкции стенда………………. 4.4.1. Подбор электродвигателя для доворачивающего устройства…..... 4.4.2. Подбор муфты………………………………………………..……..… 4.4.3. Расчет вала торцевой головки…………..…………….………... 4.4.4. Расчет подшипников опорных роликов тележки доворачивающего устройства………………………………………………………………. 4.5. Экономическая эффективность конструкторской разработки………….. 4.5.1.Затраты на изготовление стенда ………………………………………… 4.5.1.1. Стоимость основных материалов.......................................................... 4.5.1.2. Стоимость покупных деталей, узлов, агрегатов.………..………....... 4.5.1.3. Заработная плата производственных рабочих ………….……..…...… 4.5.1.4. Общепроизводственные (цеховые) расходы...………....…………..... 4.5.2. Балансовая стоимость изготавливаемой конструкции.........………....... 4.5.2.1 Оплата труда…………………………………………………………….. 4.5.2.2. Амортизационные отчисления ……………………………..………… 4.5.2.3. Затраты на ремонт и техническое обслуживание стенда……………. 4.5.2.4. Себестоимость единицы ремонтных работ…………………………… 4.5.3. Удельные капитальные вложения ……......................…………………... 4.5.4. Удельные приведенные затраты.................…………….…………...….. 4.5.5. Расчет коэффициента потенциального резерва эффективности конструкции....................................................…………………………… 4.5.6. Граница эффективности устройства по соотношению ритмов операции....……….…………...........................................................………. 4.5.7. Фактическое соотношение ритмов операции………..……..….......…... 4.5.8. Коэффициент потенциального резерва эффективности …...........……. 4.6 Указание мер безопасности…………………………………….................... 5. Технологическая часть проекта………………………………...……… 5.1 Исходные данные для восстановления резьбы патрубка коллектора... 5.2 Выбор режима наплавки в среде углекислого газа……………………….. 5.3. Расчет припусков…………………..…….........................................…….... 5.4 Расчёт режимов резания…………………………………….………...……. 6. Охрана труда……………………………………………….………...…...... 6.1.Описание нового в конструкции стенда для опрессовки НКТ….…… 6.2.Анализ состояния охраны труда при работе на участке опрессовки НКТ………………................………………………...….............................. 6.3 Анализ состояния охраны труда при работе на опрессовочном стенде. 6.4 Инструкция по охране труда при работе на опрессовочном стенде.….. 6.4.1 Общие требования безопасности……………………………………… 6.4.2.Требования безопасности перед началом работы ………………… 6.4.3 Требования безопасности во время работы. ……………………… 6.4.4 Требования безопасности в аварийных ситуациях ………………….. 6.5. Расчет заземления………………………………… …………………….. 7. Технико-экономическая оценка эффективности проекта организации ремонта НКТ………………………………………. 7.1 Исходные данные …………………………………………...…………… 7.2 Себестоимость единицы ремонтной продукции……………...………... 7.3 Расчет показателей трудоемкости продукции и производительности труда……………………………………………………………………………… 7.4 Расчет проектных экономических показателей…………………………… 7.4.1 Стоимость основных производственных фондов………………………. 7.4.2 Калькуляция себестоимости ремонтных работ…………………………. 7.4.2.1 Годовой фонд заработанной платы производственных рабочих…….. 7.4.2.2 Стоимость запасных частей и ремонтных материалов……………….. 7.4.2.3 Общепроизводственные цеховые расходы……………………………. 7.4.2.4 Расчет себестоимости единицы ремонтной продукции……………… 7.5 Экономическая оценка проекта……………………………………………. 7.5.1 Удельные капитальные вложения……………………………………….. 7.5.2 Удельные приведенные затраты…………………………………………. 7.5.3 Расчет коэффициента потенциального резерва эффективности………. 7.5.3.1 Ритмы ремонтного производства………………………………………. 7.5.3.2 Удельные приведенные затраты на час работы………………………. 7.5.3.3 Граница эффективности проекта……………………………………… 7.5.3.4 Фактическое соотношение ритмов производства…………………….. 7.5.3.5 Коэффициент потенциального резерва эффективности……………… 7.5.4 Трудоемкость единицы ремонтной продукции…………………………. 7.5.5 Показатель снижения трудоемкости…………………………………….. 7.5.6 Показатель роста производительности труда…………………………… 7.5.7 Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений………….. 7.5.8 Коэффициент экономической эффективности дополнительных капитальных вложений……………………………………………………... 7.5.9 Годовая экономия от снижения себестоимости ремонтной продукции…………………………………………………………………... 7.5.10 Расчет дополнительных показателей…………………………………… 7.5.10.1 Прибыль от реализации продукции………………………………….. 7.5.10.2 Уровень рентабельности……………………………………………… Заключение……………………………………………………………………... Список использованных источников……………….………………...……...... Приложение……………………………………………………………...………

Введение

Современная промышленность развивается огромными темпами, в связи с этим, в условиях массовости производства, и разномарочности машин экономическая сторона вопроса ремонта становится спорной: дешевле заменит деталь, узел, агрегат на новый, чем ремонтировать отказавший. Эту дилемму зачастую разрешают несколько факторов, один из них транспортный. В данном рассматриваемом проекте он ключевой. В связи с рассредоточенностью объектов-потребителей производства ремонтов, удаленностью заводов, экономически целесообразно ремонтировать насосно-компрессорные трубы в п. ом. В Оренбургской области, бузулукском районе находится ремонтный завод, производящий ремонт НКТ с программой около 100 000 ремонтов в год, но его удаленность увеличивает простой оборудования и не удовлетворяет потребность в срочном ремонте небольших партий НКТ, так же влечет большие транспортные затраты.

Современные условия ремонтного производства должны соответствовать нормам охраны труда, удовлетворять в полной мере запросам потребителя и приносить прибыль ремонтопроизводителю. В связи с этим перед ремонтными предприятиями было поставлено ряд задач:

• усовершенствование организации и технологии ремонта НКТ, повышение качества приводимых работ;

Работа насосно-компрессорной станции во многом зависит от надежности насосно-компрессорных труб, отсутствия дефектов ремонта и сборки.

В данном проекте предпринимаются попытки модернизации технологии ремонта НКТ в производственном корпусе ОАО. В связи с этим рассматриваются вопросы изменения конструкции и устройства стенда, внедрения нового оборудования и перераспределения технологических работ между рабочими участка.

1 ОРГАНИЗАЦИОННО - ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОАО

1.1 Краткая историческая справка

Предприятие основанное в 1938 году имеет глубокие корни в АПК РСФСР, СССР и теперь России. Закладывалось как РТП района и достигало целей партии в техническом обеспечении хозяйств сельскохозяйственного направления. Перед началом перестройки, благодаря мудрому руководству директоров и инженеров, предприятие уже обладало элементами автоматизированного производства комплектующих сельскохозяйственной техники, а так же подъемно транспортирующими механизмами типа манипулятор. В годы перестройки, как и все предприятия, бедствовала в следствие невостребованности продукции и отсутствия оплаты труда. Благодаря инженеру предприятие выстояло эти нелегкие времена, переспециализировавшись на выпуск узлов тяжелых трубопроводов, их ремонт, а так же на производство и ремонт всевозможных металлоконструкций. Ныне предприятие занимается слесарно-механическими работами по восстановлению деталей схт, трубопроводов, ремонтом НКТ и еденичным производством технологического оборудования для ремонтных мастерских.

1.2 Общая характеристика предприятия.

Открытое акционерное общество расположено в районном центре п. ом по улице Цвиллинга 1. Расположено на окраине поселка, что выгодно для транспортировки ремфонда, а так же охраны покоя жителей. Расположение в ом выгодно близким расположением к Колганскому нефтяному месторождению. Предприятия, работающие на нем и являются основными заказчиками ремонта труб НКТ.

Рисунок 1.1 - Генеральный план ОАО: 1 - трубный корпус, 2 - склад ремфонда и готовой продукции, 3- корпус горячей и механической обработки металла, 4 - участок открытого складирования металлического лома, 5 - корпус изготовления металлоконструкций, 6 - административный корпус, 7 - контрольно-пропускной пункт

На территории предприятия находятся: трубный корпус в котором мы планируем внедрить дипломный проект, склад ремфонда и готовой продукции, корпус горячей и механической обработки металла, участок открытого складирования металлического лома, корпус изготовления металлоконструкций, административный корпус, контрольно-пропускной пункт.

Внутри производственного корпуса ремонта труб располагаются: участок ремонта труб, слесарно-механический участок, кузнечный участок, складской участок, кабинет инженера и инструментальная комната.

Для ремонтных рабочих установлена окладово-премиальная система оплаты труда, плюс премия (до 15 % в зависимости от опыта работников предприятия).

Схема управления на предприятии представлена на рисунке 1.2

Рисунок 1.2 - Схема управления на предприятии

Во главе руководства предприятия стоит генеральный директор Помогаев А. Г. Ему непосредственно подчиняются инженер и бухгалтер.

1.3 Цели производственной деятельности ремонтного предприятия.

На настоящий момент целью ОАО является:

Ремонт и изготовление деталей для сельхоз машин;

Выпуск производственной оснастки и технологического оборудования для ремонтных предприятий;

Производство и ремонт арматуры для тяжелых гидравлических магистралей;

Ремонт насосно-компрессорных труб.

Предоставление гарантии на все оказываемые услуги.

1.4 Краткая характеристика производственно технического корпуса.

ОАО является специализированным предприятием, которое предлагает ремонт насосно-компрессорных труб согласно типовой технологии ремонта, а так же широкий спектр услуг по изготовлению металлоконструкций, деталей и механической обработки материалов. Базой по выполнению вышеуказанных услуг является производственно-технический комплекс в состав которого входят:

Трубный корпус

Строение разделено на два бокса, восточный - труборемонтный, западный - склад ремфонда и готовой продукции. В корпусе 4 консолных кран-балки грузоподъемностью 2 т. и рельсовый тельфер на 5т. Участки оборудованы соответствующим технологическим оборудованием: Участок очистки располагает станком для очистки труб от нефтепродуктов и грязи, кран-балкой, стилажем для труб; участок опрессовки снабжен опрессовочным стендом, муфтонаверточным станком и прибором для неразрушающего контроля состояния тела трубы; слесарно механический участок объединяет металлорежущее оборудование. Для ремонта торцов труб используются токарные станки 1М983, но для удержания трубы на оси вращения патрона используются роликовые опоры (поз. 3 на листе 3 графической части проекта), полный перечень металлообрабатывающих станков и оборудования представлен ниже.

Таблица 1.1 - Оборудование трубного участка

Наименование	Количество
Токарно-винторезный станок 1М983
Муфтонаверточный станок
Радиально-сверлильный станок 21455
Шлифовальный станок У 16.644.005
Сверлильный станок 2Н150
Плоско-шлифовальный станок 3Б722
Фрезерный станок 6Н13П
Токарно-винторезный 1К62Б
Токарно-винторезный 1М63
Токарно-винторезный 163
Фрезерный станок 6М82
Отрезной станок 8Г663 100 ПН
Электроножницы

Корпус горячей и механической обработки металла

Для удобства корпус разбит на участки: слесарно-механический, литейный и кузнечный. Слесарно-механический участок оборудован металлорежущими станками, монтажной оснасткой, а так же агрегатами для горячего и холодного деформирования деталей и сборок. Участки объеденены рельсовым тельфером грузоподъемностью 5 тонн.

Корпус металлоконструкций.

Служит для выполнения работ крупногабаритного характера. Оборудован металлорежущим инструментом и станками, тельфером грузоподъемностью 5 тонн, сварочным оборудованием, а так же разного рода монтажным оборудованием.

1.5 Основные экономические показатели предприятия

Основные фонды являются важной экономической характеристикой любой организации. Проанализируем состав и структуру основных фондов ОАО. Данные необходимые для анализа представим в таблице 1.1.

Таблица 1.2 - Состав и структура основных фондов в ОАО.

Виды основных средств	Сумма на конец года, тыс. руб.			Структура, %			Изменение в структуре 2010г. к 2008г. (+,-)
Сооружения Машины и оборудование Транспортные средства Производственный и хозяйственный инвентарь Другие виды основных средств

Анализируя данные таблицы 1.1 стоимость основных фондов ОАО за анализируемый период (с 2008 г. по 2010 г.) возросла на 2339 тыс. руб. Таким образом, в 2008 г. стоимость основных фондов была равной 38381тыс. руб., а в 2010 г. она составила 40780 тыс. руб. Увеличение стоимости наблюдается по всем видам основных средств, кроме зданий и сооружений. Доля стоимости зданий и сооружений уменьшилась на 2,1 % и 1,7% соответственно, хотя их фактическая стоимость осталась без из-менения, в 2008г. их доля составляла 36,9% и 27,6%, а в 2010г. - 34,8% и 25,9% соответственно. Так за прошедший пери-од времени стоимость машин и оборудования увеличилась на 1269 тыс. руб. (с 8050 тыс. руб. до 9319 тыс. руб.), транспортных средств - на 779 тыс. руб. (с 4270 тыс. руб. до 5049 тыс. руб), а производственного и хозяйственного инвентаря - на 306 тыс. руб. (с 1253 тыс. руб. до 1559тыс.руб.) и стоимость прочих видов основных средств в 2010 г. на 45 тыс. руб.

В структуре основных фондов за три года существенных изменений не произошло. Наименьший удельный вес в структуре занимают прочие виды основных средств. Наибольший удельный вес - здания: в 2008 г. - 36,9%, в 2009 г. - 37%, в 2010 г. - 34,8%., но тем не менее наблюдается уменьшение на 2,1%. Доля сооружений составила в 2008г. - 27,6%, в 2009 г. - 27,6%, в 2010г. - 25,9% , т.е. произошло уменьшение на 1,7%. Доля машин и оборудования в 2008 г. составила 20,9%, в 2009 г. - 22,1%, а в 2010 г. - 22.9%. Т.е. удельный вес машин и оборудования в общей структуре основных фондов за три года увеличился на 2%. В отчетном году по сравнению с базисным незначительно увеличилась доля производственного и хозяйственного инвентаря. В 2010 г. по сравнению с 2008 г. и 2009 г. уве-личился удельный вес транспортных средств на 1,3 %.

Обобщающим результатом производственной деятельности предприятия выступает размер выручка от реализации готовой (работ, ус-луг), т.е. размер товарной продукции. Она представляет собой вес объема продаж по всем каналам реализации в стоимостном выражении. В эффективном планировании деятельности большое значение имеет структура товарной продукции, изучение которой может быть использовано для выявления дополнительных резервов увеличения выручки в плановом периоде. В состав товарной продукции ООО входит реализация металлоконструкций, хомутов для крепления кабелей к НКТ, а также реализация ремонтных работ и прочих. Данные о составе и структуре товарной продукции представлены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Состав и структура товарной продукции ОАО

Виды продукции
		в % к итогу		в % к итогу		в % к итогу
Доходы по обычным видам деятельности
реализация продукции собственного производства
Реализация услуг
из них ремонтно-монтажные услуги
прочие услуги

В структуре производственной деятельности наибольший удельный вес занимает ремонт НКТ - 79,0% (в среднем за 2008 - 2010гг.). Реализация металлоконструкций в структуре денежной выручки занимает - 9,7% (в среднем за 2008-2010гг.). Реализация услуг составила в среднем за изучаемый период 11,2% . По данным таблицы можно увидеть, что удельный вес реализации услуг- ежегодно увеличивается, если в 2008 году услуги в структуре денеж-ной выручки составляли 11,0%, то в 2010 году они повысились до 14,8% .

О развитии ОАО можно судить, изучив основные экономические показатели его работы, приведенные в таблице 1.3.

Таблица 1.3 - Основные экономические показатели

Показатели				Изменение 2010г. в % к 2008г.
Выручка от производственной деятельности, тыс. руб.
в том числе:
от производства ремонта НКТ
от реализации продукции
Себестоимость реализованной продукции, тыс. руб.
в том числе:
производства ремонта НКТ
реализации продукции
Прибыль от сделок, тыс. руб.
в том числе:
от производства ремонтов НКТ
от реализации продукции
Рентабельность, %

Как показывают данные таблицы 1.3 в соответствии с представленными показателями за анализируемый период с 2008 по 2010гг. выручка от реализации продукции увеличилась на 9%, себестоимость выросла на 11,2%. В целом деятельность ООО является прибыльной.

2 АНАЛИЗ НЕИСПРАВНОСТЕЙ И ДЕФЕКТОВ НКТ И МУФТ К НИМ

2.1 Неисправности ведущих мостов и способы их устранения

В процессе эксплуатации горячекатаные насосно-компрессорные трубы с высаженными концами зарекомендовали себя с наилучшей стороны, так как являются сбалансированными с точки зрения распределения напряжений в теле трубы при нарезанных резьбах. Безотказность труб обусловлена большим запасом прочности, который составляет 2,7 еденицы, а так же отсутствием вибраций и постоянного трения. При аккуратной эксплуатации ресурс труб неограничен, и прерывать эксплуатацию имеет смысл только для очистки труб и контроля текущего состояния.

Основные виды дефектов вызваны либо несоблюдением правил эксплуатации, заводским или ремонтным дефектом, либо различного рода аварийными случаями.

При эксплуатации насосно-компрессорных труб, муфт и при поступлении в капитальный ремонт они могут иметь неисправности, указанные в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Возможные неисправности насосно-компрессорных труб

Внешние признаки неисправностей	Причины неисправностей сопряжений и дефектов деталей	устранения/выбраковка
Вальцовка торца трубы	падение трубы на торец, чрезмерный износ резьбы	отрезание резьбы, высажеваниетрубы, нарезание новой резьбы
Износ, смятие резьбы, течь в резьбе, выявленная при опрессовке	деформация резьбы силой, низкое качество нарезанной резьбы, коррозия материала	отрезание резьбы, высажевание трубы, нарезание новой резьбы
отклонение формы сечения трубы от круглого	деформация силой

Продолжение таблицы 2.1

изгиб трубы	отклонение оси трубы от линии	при непрохождении правки «59,9, 1,5м» -выбраковка
	микропоры, трещины, коррозия материала трубы	годность трубы определяется исходя из покзаний дефектоскопической установки типа «Дина-I»
Кольцевой задир	Допущено прокручивание трубы в зажиме	Токарная обработка до поверхности трубы При величине задира >1мм - выбраковка
Течь смазки через сальники и разъемы крышек	Изношены сальники	Заменить сальники и подтянуть болты крепления крышек

2.2 Износ тела трубы

Отличительная особенность эксплуатации насосно-компрессорной трубы - это жесткие условия эксплуатации, наличие постоянных механических нагрузок и взаимодействия агрессивных сред. Трубы насосно-комперссорные подвергаются постоянному воздействию эрозии и коррозии. Трубы выполняют из сталей марок НКТ 20, сталь НКТ 30, сталь НКТ 30ХМА. Трубы, несущие нагрузку подвешенных грузов и других труб подвергаются растягивающей силе, колеблющейся по величине, а так же изгибающему моменту в следствие раскачивания мачты насосно-компрессорной станции. В следствии этих факторов тело трубы испытывает периодические нормальные напряжения, которые способствуют образованию поперечных трещин в материале, изгиб трубы. Значительную долю неисправностей насосно-компрессорной трубы составляют дефекты, нанесенные в результате аварийных случаев, несоблюдения правил эксплуатации, хранения и транспортировки. Дефекты могут относиться к нарушению округлости сечения трубы, изгибу трубы, образованию кругового задира.

При дефектации данные неисправности обнаруживаются тремя способами: визуально, шаблонированием и сортоскопией. Визуально определяются сильный изгиб трубы, овализация сечения, круговой задир. Сильно деформированные трубы выбраковываются и отправляются в лом как и трубы с круговым задиром имеющим радиальный размер более 1 мм. Остальные трубы шаблонируются шаблоном, имеющим размеры 1250 мм в длину и диаметром 59,6 мм, «непроходимые» трубы выбраковываются. На участке сортоскопии определяется сортность трубы, определяющая её группу прочности: Д, К или Е, на нем же выявляются трубы с нарушением сплошности материала, которые не подлежат дальнейшей эксплуатации.

• Дефекты резьбы и торца трубы

Насосно-компрессорные трубы собираются в вертикальный трубопровод, подвешенный за верхнюю муфту, при этом резьбы верхних труб испытывают напряжения от собственного веса и веса перекачиваемой жидкости, в следствие чего изнашиваются быстрее труб расположенных ниже. Дефекты резьбы трубы и муфты могут иметь ремонтное или производственное происхождение. Возможные дефекты указаны в таблице 2.2

Таблица 2.2 - Возможные дефекты резьбы НКТ при нарезании на станке 1М983 причины возникновении неполадок и меры по их устранению

Продолжение таблицы 2.2

	Биение торца трубы	Выверить биение трубы путем установки прокладок между зажимными губками и трубой
Срезанные вершины на всей длине резьбы	Недостаточный припуск на нарезание резьбы	Увеличить натяг проточенного конца поворачивая маховик проточного суппорта
Срезанные вершины в начале или в конце резьбы	Конусность проточки не соответствует конусности нарезки	Отремонтировать проточной копир
Натяг резьбы по калибру больше или меньше допустимого	Неточная настройка поперечных салазок нарезного суппорта	Отрегулировать диаметр нарезки вращением маховика поперечных салазок
Разный натяг на одной трубе при замере гладким и резьбовым калибрами	Чрезмерный износ резьбонарезной гребенки	сменить гребенку
Дробление нитки (мелковолнистая поверхность)	Резьбонарезной инструмент расположен не по центру	Установить резьбонарезной инструмент по шаблону
	Наличие воздуха в гидросистеме	Произвести несколько полных холостых циклов нарезки

Продолжение таблицы 2.2

Проведенный анализ представлен на третьем листе графической части.

3 ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА

3.1 Организация ремонта насосно-компрессорных труб

Планирование и организация ремонта среднего моста имеет большое значение, так как увеличение ресурса эксплуатации открывает огромный ре-зерв экономии труда и денежных средств, а так же позволяет предприятию повышать программу выполнения ремонтов.

Ремонтное предприятие производит приемку насосно-компрессорных труб в капитальный ремонт, руководствуясь, ГОСТ 19504—74 «Система технического обслуживания и ремонта техники. Порядок сдачи в ремонт и приемки из ремонта. Технические условия на сдачу в капитальный ремонт и выпуск из капитального ре-монта».

Насосно-компрессорные трубы, принятые в ремонт хранятся на складе ремонтного фонда и готовой продукции, изолированном от производственных участков. При хранении труб в помещении поддерживается постоянная температура и влажность.

Со склада ремонтного фонда трубы связками поступают на участок очистки, где освобождаются от грязи, нефти и продуктов окисления. Очистке подвергаются внутренняя и наружная поверхности. Оператор очистной машины производит монтаж и демонтаж трубы, операция очистки производится в автоматическом режиме.

Очищенные трубы тельфером подаются на стеллаж дефектации, где осматриваются и шаблонируются, негодные трубы помечаются краской. Далее трубы, подвергаемые ремонту отправляют на стеллаж станка 1М983, на котором производится отрезание концов труб и нарезание новой резьбы. После механической обработки трубы отправляют на участок сортоскопии, где определяют принадлежность трубы к группам прочности Д, К и Е. Скопированные трубы маркируются краской: Д - зеленой, К - желтой, Е - белой, после чего с помощью муфтонаверточного станка на трубу навинчивают муфту. За сортоскопией следует гидроиспытание - подвержение трубы внутреннему давлению жидкости 30 МПа в течение 10 секунд, при котором наблюдается состояние резьб и тела трубы, те трубы, которые имели течь в резьбовом соединении проходят цикл ремонта начиная с нарезания резьбы заново.

3.2 Проектирование участка по ремонту средних мостов

3.2.1 Режим работы предприятия и фонды времени

Режим работы предприятия включает: число рабочих дней в году и рабочих смен в сутки, длительность каждой смены в часах.

Для ремонтных предприятий расчетное число рабочих дней в году будет равно числу календарных дней года без общих выходных и праздничных дней.

Продолжительность рабочей смены зависит от условий и графика работы предприятия. Продолжительность рабочей недели для рабочих и служащих, работающих в нормальных условиях установлена 40 часов. Таким образом продолжительность каждой смены при пятидневной неделе составляет 8.2 часа.

Ремонтное предприятие работает в одну смену при пятидневной рабочей неделе. Продолжительность смены равна 8 часам с сокращением на один час только в предпраздничные дни, если они не совпадают с воскресением.

Годовые фонды времени рабочего определяют двух видов - номинальные и действительные. Номинальный фонд времени учитывает номинальное время работы за год в часах, а действительный годовой фонд времени учитывает номинальный фонд времени и потери по уважительным причинам (болезни, отпуск, командировка и т.д.).

Номинальный годовой фонд времени работы рабочих и оборудования - это количество рабочих часов в соответствии с режимом работы, без учета возможных потерь времени. Его определяют по формуле :

Ф нг =К р ∙ t см -К п ∙t 1 , (3.1)

где К р - число рабочих дней в году

К п - число предвыходных и предпраздничных дней в которых сокращается рабочая смена

t см - продолжительность смены, час

t 1 - время, на которое сокращается смена на предприятии в предпраздничные и предвыходные дни, час

Ф нг =248∙8-3∙1=1981 ч,

Таблица 3.1 - Норма времени в I полугодие 2011 года

									I полугодие
Календарных дней
Рабочих дней
При 40-часовой рабочей неделе

Таблица 3.2 - Норма времени в II полугодие 2011 года

									II полугодие
Календарных дней
Рабочих дней
Выходных
Предпраздничных
Праздничных дней
При 40-часовой рабочей неделе

Действительный годовой фонд времени работы выражает фактически отработанное время рабочим или оборудованием с учетом потерь. У рабочих потери времени связаны с профессиональными, учебными и другими отпусками, болезнями и с сокращением рабочего дня для подростков. Подсчитывается действительный годовой фонд времени по формуле :

Ф дг =(Ф нг -К 0 ∙t см)∙β, (3.2)

где К 0 - общее число отпускных дней в году;

β - коэффициент потери рабочего времени.

Ф дг =(1981-24∙0,9)∙0,97=1900

Фонд времени оборудования определяется по формуле :

Ф об =Ф нг ∙η об, (3.3)

Ф об =1981∙0,85=1683 ч.

3.2.2 Расчет основных параметров производственного процесса

При проектировании специализированного ремонтного предприятия особое внимание уделяют организации ритмичности производства. Ритмичность производства заключается в повторении производственного процесса через равные промежутки времени. Конечной целью ремонтного производства является выпуск отремонтированных объектов.

Ритмичное функционирование рабочих мест обуславливается различной подачей ремонтного фонда, ритмичным обеспечением производственного процесса ремонтными материалами и другими материально-техническими средствами.

Стабильный ритм выпуска отремонтированных машин - это повторение через заданный отрезок времени всего производственного процесса в заготовительной, обработочной и сборочной фазах на всех операциях.

Ритмичность обеспечивается пропорциональностью процесса производства и выступает как параметр, определяющий уровень организации производственного процесса, характеризует его количеством выпускаемых из ремонта объектов в единицу времени.

Общий такт ремонта объектов для предприятия определяют по формуле :

где W- производственная программа, ед.

n св -количество труб в связке

3.2.3 Построение графика последовательности и согласования операций при ремонте

Исходные данные для построения графика согласования ремонтных работ являются: последовательный перечень работ (операций), составляющий технологический процесс ремонта насосно-компрессорных труб, согласный типовой технологии ремонта РД 39-1-592-81 с указанием нормы времени (трудоемкости) и разряда по каждой работе.

Число рабочих по каждой операции при расчете, как правило, не будет целым, поэтому при комплектовании рабочих мест рабочих подбираем по признаку сходных работ, близких по разряду и с учетом наиболее полной загрузки (недогрузка допускается до 5%, а перегрузка до 15%).

Данные по формированию рабочих мест заносим в соответствующие графы линейного графика согласования операций.

Продолжительность каждой операции в принятом масштабе
откладываем на графике в виде отрезка прямой, около которого указывают номер рабочего, выполняющего данную работу.

График последовательности и согласования операций представлен на четвертом листе графической части дипломного проекта.

После построения графика согласования ремонтных работ замеряем, расстояние от начала проведения первой операции до конца последней операции, тем самым, определяем продолжительность пребывания объекта в ремонте П =178 минут. Необходимо отметить, что при построении графика последовательности и согласования операций было выявлено, что при тех же условиях производства реально задать такт работы 55 минут, чем обеспечить поточность производства. При наличии спроса на рынке ремонта НКТ это будет соответствовать программе 25950 труб в год. Далее определяем фронт ремонта.

Фронт ремонта определяется по формуле

Ф р д = 178 / 179 =0,99 связок, 12 труб.

Ф р пр = 178 / 55 =3.23 связки, 39 труб.

3.2.4 Расчет количества оборудования и рабочих постов

Количество оборудования рассчитывают в соответствии с технологическим процессом, трудоемкостью выполняемых работ и фондом времени. Приспособления и оснастку комплектуют без расчета, исходя из условия выполнения всех операций технологического процесса.

Расчет количества оборудования для очистительных работ

Для наружной очистки насосно-компрессорной трубы количество машин определяется по формуле:

где Ф об - годовой фонд времени оборудования с учетом сменности;
q м - производительность моечной машины, ед/ч. q м = 6

К м - коэффициент, учитывающий использование моечной машины по времени. К м =0,85

N м = 25950/1683·15·0,85 = 1,15 N нм пр = 1

Расчет числа стендов для гидравлического испытания насосно-компрессорных труб.

Число стендов определяем по формуле :

где: N д - количество пакетов НКТ, проходящих испытание в расчетном периоде;

t u - время испытания пакета из четырех труб (с учетом монтажных работ), ч;

С = 1,05... 1,1 - коэффициент, учитывающий возможность повторной обкатки и испытания;

h c =0.9...0,95 - коэффициент использования стендов.

Принимаем согласно расчету один стенд для гидравлического испытания труб.

Испытание будет производиться на оригинальном стенде (Лист 5 граф. часть)

Расчет количества оборудования для разборочно-сборочных работ

Разборочно-сборочные работы на ремонтных предприятий выполняют на стационарных рабочих местах. Количество разборочно-сборочного оборудования при стационарной форме организации работ опреде-ляют по формулам:

где Т р, Т с - трудоемкость соответственно разборочных и восстановительных работ на один ремонт выполняемых на оборудовании;

Ф д.о. - действительный годовой фонд времени работы данного оборудования с учетом сменности, Ф д.о. = 1981 ч.

N c = 0,081∙25950/1981 = 1,01 шт.

Принимаем один муфтонаверточный станок.

Расчет рабочих мест для контрольно-дефектовочных работ

Для выполнения указанных работ при ремонте насосно-компрессорных труб используются стеллажи, измерительный инструмент и приспособления для дефектации.

Число рабочих мест для дефектации рассчитывается по формуле :

где Т деф - трудоемкость контрольно-дефектовочных работ на один ремонт;

Р - число одновременно работающих на одном рабочем месте (Р=1 чел).

Принимаем 1 рабочее место, включающее 1 стеллаж, его место расположения будет сопряжено с очистной машиной.

Остальное оборудование на муфтонаверточном, опрессовочном и других участках выбираем и принимаем исходя из технологической необходимости.

Расчет подъемно-транспортного оборудования

Число единиц оборудования циклического действия (кранов, талей, погрузчиков и др.) определяют по годовому или суточному объему транспортируемых грузов по каждому грузопотоку по формуле:

N кр = G c ·К н ·Т ц /(60·Ф д.о. ·q·К q ·К t), (3.14)

где G c - суточный объем транспортирования грузов, т.(т.е. если учесть, что масса трубы около 40 кг, то принимаем G c = 0,04 т);

К h - коэффициент, учитывающий неравномерность грузопотока (принимаем для участка Кн = 1,2);

Т ц - время полного рабочего цикла, т. е. время одной подъемно-транспортной операции (время транспортировки связки до участка очистки, следом до участка механической обработки, наворачивания муфт, гидроиспытания и отправки на склад готовой продукции составляет 23 мин.);

Ф д.об. - действительный суточный фонд времени работы оборудования с учетом числа смен, ч.,

Ф д.об. = Ф д.о /К р = 1683/307 = 5,5ч., (3.15)

где q - грузоподъемность оборудования, т., (q = 0,5 т);

K q - коэффициент использования грузоподъемности оборудования,(K q =0,8);

K t - коэффициент использования оборудования по времени (K t = 0,85).

N кр = 0,04·12 ·1,2 · 23/(60·5,5·0,5·0,8·0,85) = 0,118

Принимаем в качестве подъемно-транспортного средства электротельфер ТЭ 050-71120 ОСТ22584-74 грузоподъемностью 1 т. в

количестве 3 шт.

3.2.5 Расчет площади участка по ремонту насосно-компрессорных труб.

Расчет будем производить по площади пола, занятой оборудованием и по переходным коэффициентам по формуле:

F = ∑F 0 ·K, м 2 , (3.14)

где F 0 - площадь, занятая оборудованием, м 2

К - переходной коэффициент, учитывающий рабочие зоны, проходы (К = 4) .

F = 112,6· 4 = 450,4м 2

Площадь участка по ремонту ведущих мостов составляет 460 м 2 . Это означает, что необходимость в реконструкции участка отсутствует.

3.2.6 Компоновка оборудования на участке

Размещение оборудования на участке проводим в соответствии со схемой техноло-гического процесса ремонта объекта: указываем наружные и внутренние стены, колонны здания, окна, ворота, транспортное оборудование, верстаки, стеллажи и т.п., проходы и проезды. Технологическое оборудование на плане изображаем упрощенными контурами с учетом крайних положений перемещающихся частей. Направление грузопотока с использованием подъемно-транспортного средства (ПТС) должно совпадать с ходом выбранной схемы, причем пути перемещения грузов должны быть крат-чайшими и без перекрещивания. Проходы и расположение оборудования долж-ны позволять проводить операции технологического процесса, обеспечивать удобство подачи ремонтируемого объекта и уборки помещения. При планиров-ке необходимо рационально подобрать высоту участка для размещения подъем-но-транспортных средств, инженерных коммуникаций и прочие нормы расстояний между элементами участка и оборудования. Принимаем следующие нормы расстояний между элементами зданий и оборудования (в мм).

От стены до тыльной стороны оборудования: 500 при оборудовании с габаритами до 1000x800, 700 при оборудовании с габаритами до 3000x1500;

Боковой стороны оборудования: 500 при оборудовании с габаритами
до 1000x800, 600 при оборудовании с габаритами до 3000x1500;

Фронта оборудования: 1200 при оборудовании с габаритами до 3000x1500.

Нормы расстояний между столами и верстаками следующие (в мм):

При размещении столов попарно по фронту: 2000 - при оборудовании с габаритами до 800x800, 2500 - при оборудовании с

габаритами до 1500x1500.

Нормы расстояний между стеной и стендом (в мм): от 600 до 700 в зависимости от размеров стенда и размещения (со стороны окна или нет). Нормы расстояний между стендами расположенными «в затылок» - 1300. Между тыльными и боковыми сторонами 1500...2000 при размерах объекта до 800.

3.2.7 Расчет численности рабочих на участке.

Списочное количество рабочих участка определяется по формуле:

Р спис =Т общ /Ф дт (3.15)

Р спис =9659/1881=5 чел.

Явочное число рабочих определяется по формуле:

Р яв =Т общ /Ф нг (3.16)

Р яв =9659/1981=5 чел.,

где Т общ - общий годовой объем работ, т.е. годовая трудоемкость основных видов работ, чел.-ч.

Т общ =Т д +Т ст +Т рр +Т и, чел.-ч., (3.17)

где Т д, Т ст, Т рр, Т и - годовые трудоемкости дефектовочных, станочных, разборочно-сборочных, испытательных работ соответственно, чел.-ч.

3.3 Эстетическое оформление рабочих мест и участка

Проектирование производственной эстетики включает вопросы оформления и благоустройства внешнего вида и интерьеров производственных и административно-бытовых зданий, территории предприятия. Цветовая отделка промышленного интерьера - составная часть производственной среды, она связаны с созданием архитек-турными средствами такой объемно-пространственной композиции, которая соответствует производственному процессу. Правильное цветовое решение повышает эффективность зрительного восприятия, что в свою очередь уменьшает утомляемость, улучшает ориентацию в производственной сфере, обостряет реакцию на возможную опасность, снижает травматизм и делает труд приятным.

Для окраски больших плоскостей применяем светлые тона, например, светло-синий, но не белый, так как этот цвет создает дискомфорт, неуютность. Панели не должны резко отличаться от верхней части стены, так как это зрительно уменьшает высоту. Колонны, фермы, окрашиваем в одинаковый цвет, чтобы выявить и подчеркнуть ритм этих конструктивных элементов. Габариты проемов, входов, выходов и проездов обозначаем используя желтый и черный цвет. Эвакуационные выходы окрашены в выделяющие цвета.

Магистральные проезды выделяем белым, серым или черным цветом. Цветовая окраска оборудования должна выделяться из общего фона окраски помещения и кроме того должны обеспечивать оптимальные условия обзора рабочего места. Элементы строительных конструкций, внутрицеховой транспорт, подъемно-транспортное оборудование, кромки оградительных устройств окрашиваем в желтый цвет, используемый в качестве сигнала и осторожным действием, предупреждают об опасности.

Противопожарное оборудование (огнетушители, краны, шланги)

окрашиваем в красный цвет и размещаем их на белом фоне. На производственные знаки и указатели наносим символическое изображение того, что запрещается или о чем предупреждают.

3.4 Технология ремонта насосно-компрессорных труб на спроектированном участке

При доставке труб в ремонт очищают трубу от загрязнений на очистном стенде, после чего трубу дефектуют и отправляют на участок механической обработки, где ремонтируют резьбы. После нарезания резьбы трубу проверяют на наличие дефектов материала: трещин, протертостей, коррозионного износа методом неразрушающего контроля на аппарате типа «Дина-1».

4 КОНСТРУКТОРСКАЯ РАЗРАБОТКА СТЕНДА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НКТ ВОДОЙ

4.1 Обоснование необходимости применения испытательных стендов при ремонте НКТ

Поступающие на ремонт насосно-компрессорные трубы могут иметь несколько видов дефектов, часть которых устраняется в процессе ремонта, часть же предполагает выбраковку. Для обеспечения гарантированной безотказной работы насосно-компрессорной станции, трубы в дальнейшем подвергаются испытанию на гидравлическом стенде.

Конструкция стенда для опрессовки НКТ должна иметь опоры для закрепления и удержания испытываемых труб, как для поддержания труб на стенде, так и для наполнения их испытываемой жидкостью, станину для крепления двигателей и насосов, ящик с гидрооборудованием, расширительный бак, емкость для слива жидкости из труб после испытания.

Работа на стенде должна быть максимально механизирована и автоматизирована, быть безопасной, конструкция должна быть надежной, иметь приемлемые габариты и минимальную стоимость.

4.2 Описание существующей конструкции для испытания насосно-компрессорных труб.

В данный момент для испытания насосно-компрессорных труб используется стенд оригинальной конструкции инженеров ОАО. Он обеспечивает все требования, перечисленные выше, но обладает двумя существенными недостатками: в качестве рабочей жидкости, заливаемой в трубу, используется машинное масло, тогда как типовая технология ремонта НКТ, приведенная в РД 39-1-592-81 предусматривает испытание водой, в связи с чем возможны претензии со стороны заказчика. Так же большие трудозатраты во время монтажа и соединения НКТ со стендом. Общий вид стенда представлен на рисунке 4.1

Рисунок 4.1 - Стенд для опрессовки НКТ: 1 - масляная ванна, 2 - телескопический защитный кожух, 3 - заглушка, 4 - испытываемая труба, 5 - ферма масляной ванны, 6 - опорная плита, 7 - шарнир наклона стенда, 8 - цилиндр наклона стенда, 9,10 - ящик гидрооборудования, 11 - расширительный бак, 12 - пробка заливной горловины, 13 - сливной патрубок, 14 - стравливающий кран, 15 - манометр, 16 - сливная труба, 17 - панель управления, 18 - коллектор, 19 - опоры трубы

Техническая характеристика стенда ОИС-1

Тип стенда...................................................................стационарный

Габаритные размеры, мм:

длина....................................................................................14300 ширина....................................................................................950

высота..................................................................1950

Масса, кг................................................................................2300

Потребляемая мощность, кВт…………………………………5

Производительность, шт/ч……………………….……………8

Стенд механизирован, но некоторые операции, выполняемые в ручную можно автоматизировать либо механизировать. Так например для стравливания воздуха при заполнении труб используются краны (поз. 14), что повышает время нахождения объекта в ремонте, я предлагаю заменить их на стравливающие клапана, представленные на листе(рис), с целью удешевления стенда гидравлическая схема может быть упрощена без ущерба технологическому процессу.

Для перевода испытаний на воду требуется стенд, который бы создавал рабочее давление 30 МПа. Существуют водяные насосы, позволяющие достигнуть такого показателя, но их стоимость на порядок выше, чем их масляных собратьев. В связи с этим принято следующее решение: Для создания давления будет использоваться масляный аксиально-плунжерный насос, а для испытания труб водой в схему будет внедрено устройство разделения сред - двух ходовой гидроцилиндр без штока, который так же представлен на листе.

Для механизации наворачивания трубы на коллектор и доворачивания заглушки на трубе при гидравлическом испытании мы предлагаем дополнить конструкцию стенда торцевым гайковертом (поз лист 6). Это значительно сократит время технологических монтажных операций при опрессовке насосно-компрессорных труб.

4.3 Описание и принцип работы конструкции

Данный стенд (см рис. 4.1) предназначен для снижения трудоемкости работ связанных с опрессовкой НКТ. Стенд позволяет проводить испытание труб с соблюдение необходимых технологических параметров.

Стенд (см. рис.4.1) состоит из станины 6, на которой шарнирно установлена ферма 5, со смонтированными на ней масляной ванной 1, шкафами гидрооборудования 9, 10 и расширительным баком 11. На масляной ванне имеются рельсовые дорожки для скольжения телескопического защитного кожуха 2, на ящике гидрооборудования расположены приборы управления 17, краны для стравливания воздуха 14, манометр 15 и так называемая «Гребенка» - трубопровод высокого давления, имеющий форму четырехзубовой гребенки, на которой монтируются испытываемые трубы 4, для сообщения им давления рабочей жидкостью. Весь стенд качается гидроцилиндром 8 вокруг оси шарнира 7.

Принцип работы стенда следующий. 4 насосно-компрессорные трубы, с накрученной с одной стороны муфтой устанавливают на опоры 19 муфтой к «гребенке», в это время стенд имеет горизонтальную ориентировку. Муфтой трубу соединяют с гребенкой (резьбовое соединение), другой конец трубы закрывают заглушкой. Наклоняют стенд против часовой стрелки (со стороны взгляда на рисунок 4.1) и начинают заполнять трубы жидкостью, стравливая воздух кранами 14. По заполнении труб закрывают краны, раздвигают кожух 2 и включают двигатель аксиально-плунжерного насоса. 10 секунд трубы находятся под давлением, потом отключают насос, открывают краны 14, сдвигают кожух и визуально определяют наличие дефектов резьбы трубы - подтеков. С помощью манометра 15 наблюдают за величиной давления, и при ее отклонении регулируют перепускной клапан (рис 4.1 поз 1).

Перед испытанием труба проходит полный цикл ремонта, и комплектуется соединительной муфтой, которая в зависимости от размера трубы наворачивается с моментом 1500 или 2500 Нм. При подаче давления в трубу она не должна разрушиться, не должно быть подтеков в резьбовых соединениях.

При обнаружении подтеков дефектная резьба отрезается и нарезается новая, после чего труба снова подвергается испытанию.

Условия испытания:

• Давление испытания………………………..…………………300 атм
• Продолжительность испытания………………………………...10 с.

4.4 Инженерные расчеты предлагаемой конструкции стенда

4.4.1 Подбор электродвигателя для доворачивающего устройства

Двигатель будет работать в режиме частых пусков, с изменением прилагаемо го момента к валу в диапазоне от 0 до М мах. Целесообразно использовать двигатель с короткозамкнутым ротором с нормальным скольжением. В качастве понижающего устройства используем бортовой редуктор комбайна «Енисей 1200», передаточное число i бр которого составляет 19,6 едениц. Что бы получить приемлемую частоту вращения торцевой головки принимаем двигатель с частотой вращения вала 750 мин -1 . Тогда:

n 1 -частота вращения вала двигателя,

n 2 -частота вращения торцевой головки

Требуемая мощность двигателя составит:

где М накр - требуемый момент накручивания заглушки и трубы, кг м.

Принимаем двигатель типоразмера АИР 132 М8, его технические характеристики:

Мощность: 7,5 кВт

Масса: 60 кг.

Редуктор расчета на прочность не требует, так как рассчитан на передачу момента около 2500 кг м.

4.4.2 Расчет вала торцевой головки

Вал консольно закреплен на валу редуктора посредством соеденительных флянцев, и передает крутящий момент 1500 Нм гайке заглушки, для откручивания необходимо принять больший момент: к=1,3

Валы на прочность рассчитывают по формуле:

где W-момент сопротивления в опасном сечении,

к 1 -коэффициент увеличения момента при свинчивании

к 2 -коэффициент запаса прочности

Строим эпюры действия изгибающего и вращающего моментов и определяем опасное сечение:

принимаем диаметр вала 30 мм.

Проверочный расчет вала.

Напряжения не превышают 160 МПа, вал подобран верно.

4.4.4 Расчет подшипников опорных роликов тележки доворачивающего устройства

Подшипники качения выбираются из справочника по динамической грузоподъемности и диаметру вала так, чтобы табличное значение динамической грузоподъемности (С Т) было больше фактической.

Фактическая динамическая грузоподъемность определяется по формуле:

где a - показатель степени, равный для шарикоподшипников a=3;

L - расчетный ресурс в млн. оборотов;

Расчетный ресурс L определяют по формуле:

где n - частота вращения вала, (n = 1500 об/мин);

L n - ресурс подшипника в часах.

Расчетный ресурс подшипников, в машинах работающих с перерывами, составляет: L n =2500…10000 (часов) в расчетах принимаем 5000 (час.)

Приведенную нагрузку Р определяют в зависимости от типа подшипников. Радиальные подшипники воспринимают только радиальную нагрузку. Приведенная нагрузка определяется по формуле:

К d - коэффициент безопасности, учитывающий динамическую нагрузку;

К Т - температурный коэффициент, К Т =1,25;

К К - коэффициент вращения, равный 1 при вращении внутреннего кольца относительно направления нагрузки.

Выбираем шариковые радиальные однорядные подшипники с защитными шайбами (по ГОСТ 7242-81) типоразмера 303

4.5 Экономическая эффективность конструкторской разработки

Для оценки экономической эффективности конструктивной разработки необходимо рассчитать затраты на изготовление конструкции балансовую стоимость, себестоимость единицы ремонтно-обслуживающих работ, ка-питальные удельные вложения и удельные приведенные затраты, коэффици-ент потенциального резерва эффективности конструкции, показатели сни-жения трудоёмкости и роста производительности труда, срок окупаемости дополнительных капиталовложений, годовую экономию или дополнитель-ную прибыль [ 20 ].

4.5.1 Затраты на изготовление стенда определяем по формуле:

С к = С м + С п.д + С з.п. + С о.п, (4.12)

где С м - стоимость материалов (основных и вспомогательных),

применяемых при изготовлении конструкции, руб.;

С п.д. - стоимость покупных деталей, узлов, агрегатов, руб.;

С з.п. - заработная плата с отчислениями производственных рабочих,

занятых изготовлением и сборкой конструкции, руб.;

С о.п. - общепроизводственные накладные расходы, руб.

4.5.1.1 Стоимость основных материалов определяется по выражению:

С м = ∑ Mi ∙ Цi, (4.13)

где Mi - масса израсходованного материала i-го вида, кг;

Цi - цена 1 кг материала i-го вида, руб.

Масса израсходованного материала определяется по формуле:

где М г - масса готовой конструкции, кг;

А и n - постоянные, зависящие от вида материала детали, способов и методов ее изготовления, наличия механической обработки и т.д.

Масса израсходованного материала:

для листового проката Мг =1,20*126 0,98 =137 кг.

для круглого проката Мг=1,20*14 0,98 =65,2 кг.

для сортамента уголок, Мк=1,20*43 0,98 = 47,86 кг.

для литья, Мл=1,75*32 0,91 =40,9 кг.

Уровень цен на материалы принимаем по фактическим затратам на их приобретение и доставку на предприятие:

для листового проката: Цл=22 руб/кг,

для круглого проката: Цк=23 руб/кг,

для сортамента уголок: Цу=24 руб/кг,

для литья, Цл=7,2 руб/кг.

См=137*22+65,2*23+47,86*24+40,9*7,2=5956,7 руб.

4.5.1.2 Стоимость покупных деталей, узлов, агрегатов Сп.д определяем по ценам их приобретения с учетом затрат на доставку

Производится покупка электродвигателя по цене 16500 руб., бортового редуктора по цене 26 000., торцевой головки по цене 450 руб., муфты храпово-фрикционной по цене 2800 руб.

С пд =16500+26000+450+2800=45750руб.

4.5.1.3 Заработная плата производственных рабочих С зп рассчитывается по формуле:

С зп = С озп + С дзп + С соц, (4.15)

где С озп - основная заработная плата, руб;

С дзп - дополнительная заработная плата, руб.;

С соц - отчисления на социальные нужды, руб.

Основная заработная плата определяется по формуле:

С озп = (Т из + Т сб) ∙ С ч, (4.16)

где Т из - трудоемкость изготовления элементов изделия, 23 чел.-ч.

Т сб -трудоемкость сборки, 7 чел.-ч;

С ч - часовая тарифная ставка рабочих, исчисляемая по среднему разряду, руб. (121,15 руб.).

Трудоемкость сборки конструкции определяется по формуле:

Т сб = К с ∙ ∑t сб, (4.17)

где К с - коэффициент, учитывающий соотношение между полным и

оперативным временем сборки = 1,08;

t сб - трудоемкость сборки отдельных элементов конструкции,

t сб = 1,09 чел.ч.

Т сб = 1,08 ∙ 1,09 = 1,17 чел.-ч

С озп = (23+1,17) ∙ 121,15 = 2928,19 руб.

Дополнительная заработная плата С дзп принимается в размере 5-12 % от основной заработной платы.

С дзп = 2928,19*0,05 = 146,4руб.

Отчисления на социальные нужды С соц определяются по формуле:

С соц = К от ∙ (С озп + С дзп), (4.18)

где К от - коэффициент отчисления, равный 0,32

С соц = 0,32 ∙ (2928,19+146,4) = 983,86 руб.

С зп = 2928,19 + 146,4 + 983,86 = 4058,45 руб.

4.5.1.4 Общепроизводственные расходы вычисляются по формуле:

С оп = R оп * С о.з.п./ 100, (4.19)

где R оп - процент общепроизводственных расходов, 68%;

С оп = 68*2928,19/100=1991,16 руб.

В итоге получаем, что затраты на изготовление стенда для гидравлического испытания НКТ составляют:

С к =5956,7+45750+4058,45+1991,16=57756,31 руб.

4.5.2 Балансовая стоимость изготавливаемой конструкции

Для определения балансовой стоимости конструкции Бп, к затратам на её изготовление добавим расходы на установку и монтаж в размере 10% т.е.

Б п =1,1*Ск, руб., (4.20)

Б б =1,1*125000=137500 руб.

Б п =1,1*57756,31 =63532 руб.

где С к - затраты на изготовление конструкции, руб.

4.5.2.1 Оплата труда рассчитывается по формуле:

С зп = С озп + С дзп + С соц (4.21)

Основную заработную плату определяем по формуле:

где С i - часовая тарифная ставка i-го разряда, руб.;

A i - количество работников, оплачиваемых по i-ому разряду, чел;

Y - ритм выполнений, шт/ч.

Величина Y рассчитывается по формуле:

где А - количество рабочих, занятых в операции, чел;

Т уд - трудоемкость единицы продукции (работы),

чел.∙ч/шт

для базового варианта :

Y б =(6/4,6)*6=7,8 шт./ч.

С о.з.б.=121,15*3/7,8=46,59руб.

С д.з.б. =10·46,59/100=4.66руб.

С соц =0,26·(46,59+4,66)=13,325 руб.,

С з.п. =46,59+4,66+13,325=64,57 руб.

для проектируемого варианта :

Y п =(6/4,6)*12=15,6 шт./ч.

С о.з.п. =121,15*3/15,6=23,29руб.

С д.з.п. =10·23,29/100=2,33 руб.

С соц. =0,26·(23,29+2,33)=6,66 руб.,

С з.п. =1071+107,1+306,3=32,28 руб.

4.5.2.2 Амортизационные отчисления определим по формуле:

А = Б∙а / 100∙Q , (4.24)

для базового варианта :

А б =(137500·19)/(100·8000)=3,265 руб.

для проектируемого варианта :

А п = (63532∙ 19) / (100 ∙16000) = 0,754 руб.,

Так как по данным предприятия годовая программа ремонта насосно-компрессорных труб Q =8000 ед/год.

4.5.2.3 Затраты на ремонт и техническое обслуживание стенда:

подсчитываются аналогично амортизационным отчислениям исходя из балансовой стоимости по формуле:

Р = Б ∙ r/100∙ Q, (4.25)

где г - норма отчислений на ремонт, руб.;

для базового варианта :

Р б =(137500·8)/(100·8000)=1,374 руб.

для проектируемого варианта :

Р п = (63532∙ 8) / (100 ∙16000) = 0,317 руб.,

4.5.2.4 Себестоимость единицы ремонтных работ определяем как сумму найденных слагаемых:

И = С з.п. + А + Р, (4.26)

для базового варианта :

И б =64,57+3,265+1,374=69,209 руб.

для проектируемого варианта :

И п =32,28+0,754+ 0,317=33,35 руб.

К уд.=Б/Q, (4.27)

для базового варианта :

К уд.б = 137500/8000 = 17,18 руб.

для проектируемого варианта :

К уд. п = 63532/16000 = 3,97 руб.

4.5.4 Удельные приведенные затраты рассчитываем как:

I = И + Е н ·К уд., (4.28)

для базового варианта :

I б =69,209 +0,12·17,18 =71,27 руб./шт.

для проектируемого варианта :

I п =33,35 +0,12·3,97 =33,82руб./шт.

4.5.5 Расчет коэффициента потенциального резерва эффективности конструкции проводим в следующем порядке:

Подсчитываем удельные приведенные затраты на час работы по базовому и проектируемому вариантам по формуле:

I ч =I ·Y, (4.29)

для базового варианта :

I ч.б. = 71,27 ·7,8=555,9 руб./ч.

для проектируемого варианта :

I ч.п =33,82·15,6=527,59 руб./ч.

4.5.6 Определяем границу эффективности устройства по соотношению ритмов операции:

Г э =I ч.п /I ч.б. , (4.30)

Г э =71,27/33,82=1,88

4.5.7 Подсчитаем фактическое соотношение ритмов операции:

В ф =Y п./Y б., (4.31)

В ф =15,6/7,8=2

4.5.8 Определяем коэффициент потенциального резерва эффективности:

К р.э = (В ф - Г э)/Г э, (4.32)

К р.э =(2-1,88)/0,9=0,13

Вычисленный коэффициент сопоставляем с нормативным. Нормативный коэффициент К р.э.н = 0,1. Делаем вывод, что мероприятие находится в зоне достаточной эффективности, его можно внедрять в производство.

Полученные данные сводим в таблицу.

Таблица 4.1 - Экономическая эффективность конструктивной разработки

Наименование показателя	Исходный вариант	Проектный вариант
1. Балансовая стоимость, руб.
2. Годовой объём ремонтных работ, шт.
3. Трудоёмкость единицы объёма работ, чел-ч
4. Показатель снижения трудоёмкости, %
5. Показатель роста производительности труда, раз
6. Себестоимость единицы объёма работ, руб/шт
7. Удельные капиталовложения, руб/шт
8. Экономия от снижения себестоимости, руб.
9. Удельные приведённые затраты, руб/ч

Продолжение таблицы 4.1

При расчете экономической эффективности конструктивной разработки, балансовая стоимость данного приспособления составляет 63532 руб. При увеличенном на 50% годовом объёме работ показатели снижения трудоёмкости составил 25%. Производительность труда возросла в 2 раза. Коэффициент потенциального резерва эффективности 0,13.

4.6 Указания мер безопасности

• стенд должен эксплуатироваться в соответствии с требованиями «Правил техники безопасности и производственной санитарии для ремонтных предприятий».
• техническое обслуживание: произвести смазку подвижных частей ЦИЛТИН - 201 по ГОСТ 6267 - 74.
• для улучшения хранения покрыть некрашеные поверхности по варианту защиты 133 - ГОСТ 6267 - 74.

5 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА

В нашем дипломном проекте предлагается восстановление сменного патрубка, т.к. в процессе эксплуатации наибольшему износу подвергается резьба, служащая соединением НКТ и коллектора испытательного стенда.

Для восстановления предлагается применить наплавку проволокой марки 51ХФА в среде углекислого газа, используя установку УД-209А.

5.1 Исходные данные для восстановления изношенной резьбы патрубка коллектора

Рисунок 5.1 - Эскиз патрубка испытательного стенда с размерами восстанавливаемой поверхности 1.

Патрубок отправляется на ремонт по состоянию, при появлении течи, деформировании в результате ударов о трубу.

Мы предлагаем восстанавливать патрубок посредством наплавки материала и последующей механической обработки.

5.2 Выбор режима наплавки в среде углекислого газа

Выбор режима наплавки производим по и .

Диаметр электродной проволоки - 1,2 мм;

Твердость наплавляемого слоя HRC 52 …55;

Ток: полярность обратная, величина - 60…65 А;

Напряжение: 14В;

Подача суппорта - 1,2 мм/об;

Расход углекислого газа - 8 л/мин;

Давление газа - 0,12 МПа;

Скорость подачи электродной проволоки (м/ч):

где k -------- коэффициент наплавки (8 г/Ач);

I - ток обратной полярности, А;

d - диаметр электродной проволоки, мм;

Плотность материала проволоки (7,5 г/см 3);

м/ч, принимаем 57 м/ч.

Скорость наплавки (м/ч):

где - коэффициент перехода электродного материала в наплавленный материал (0,9);

h - толщина наплавляемого слоя, мм;

S - шаг наплавки, мм/об;

а - коэффициент, учитывающий отклонение фактической площади сечения слоя от площади четырехугольника с высотой h (a = 0,9);

Частота вращения шпинделя станка (мин -1):

где D - диаметр наплавляемой детали, мм;

Величину продольной подачи (шаг наплавки) принимаем равной 0,8 мм.

Основное время

Т в =1,8мин;

Т д = 0,34 мин;

Т ш = 14,06+1,8+0,34 = 16,2 мин

5.3 Расчет припусков

Порядок расчета припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам и технологическим операциям

Пользуясь рабочим чертежом детали и картой технологического процесса меха-нической обработки, записать в расчетную карту обрабатываемые элементарные поверхности заготовки и технологические переходы обработки в порядке после-довательности их выполнения по каждой элементарной поверхности от черно-вой заготовки до окончательной обработки

Записать значения:

R Zi -1 высота неровностей, полученных после предыдущей технологической операции, мкм;

T i -1 - глубина дефектного слоя, мкм;

p i -1 - пространственная погрешность, образованная при выполнении предыдущего перехода, мкм;

Погрешность установки, мкм. При базировании заготовок типа «круглые стержни» в центрах погрешность в радиальном направлении равна нулю, погрешность проявляется при «просадке центров», т.е. при обработке торцевых поверхностей вала.

Остаточные пространственные отклонения на обработанных поверхностях, имевших исходные отклонения, являются следствием копирования погрешностей при обработке. Величина этих отклонений как зависит от режимных условий обработки, так и от параметров, характеризующих жесткость технологической системы и механические свойства обрабатываемого материала. При выполнении дипломных проектов для определения промежуточных значений припусков на механическую обработку применяют эмпирическую зависимость:

ρ ост = ρ заг ∙К у, (5.6)

где ρ ост -пространственная погрешность, вызванная промежуточной обработкой поверхности, мкм;

ρ заг - пространственная погрешность заготовки, мкм

К у - коэффициент уточнения формы;

К у = 0,05 - для получистового шлифования;

К у = 0,04 - для чистового шлифования.

Определить расчетные величины минимальных припусков на обработку по всем технологическим переходам.

Записать для конечного перехода в графу «Расчетный размер» наимень-ший предельный размер детали по чертежу.

Для перехода, предшествующего конечному, определить расчетный размер прибавлением к наименьшему предельному размеру по чертежу расчетного припуска Z min .

Последовательно определить расчетные размеры для каждого пред-шествующего перехода прибавлением к расчетному размеру следующего за ним смежного перехода расчетного припуска Z min

Записать наименьшие предельные размеры по всем технологи-ческим переходам, округляя их увеличением расчетных размеров;

округление производить до того же знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого перехода.

Определить наибольшие предельные размеры прибавлением допуска к округленному наименьшему предельному размеру.

Значения допусков принимаем по таблицам , в зависимости от диаметра обрабатываемой поверхности и ее квалитета.

Записать предельные значения припусков z„ как разность наибольших предельных размеров и Z min как разность наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов.

Наименование ТО и ТП

Элементы припуска, мкм

Предельные значения,мм

Предельные припуски

Заготовка (после наплавки)

Нарезание резьбы

Таблица 5.1 - Карта расчета припусков

Пространственная погрешность рассчитывается по формуле:

Величина припусков рассчитывается по формуле:

5.4 Расчет режимов резания

Под режимами резания понимают следующие параметры: глубина резания, число проходов, подача и скорость резания. Режимы резания, исходя из свойств обрабатываемого и инструментального материалов, геометрических параметров режущей части инструментов и периода стойкости инструментов, качественных показателей обрабатываемых поверхностей детали и технологических возможностей используемого оборудования. Для расчетов режимов резания используются паспортные данные станка 9М14.

Глубину резания следует брать равной припуску на обработку на данной операции. Если припуск нельзя снять за один проход, число проходов должно быть возможно меньшим. При чистовом шлифовании (до 5-го класса шерохова-тости поверхности) глубину резания берут в пределах 0,5. . .2 мм. Для получения при шлифовании 6…7-го класса шероховатости поверхности глубина резания назначается в пределах 0,1. . .0,4 мм.

После назначения глубины резания следует выбрать максимально технологически допустимую подачу (с учетом класса шероховатости обработанной поверхности, мощности и прочности станка, жесткости обрабатываемой детали и прочности резца). Работать с подачами, меньшими, чем максимально технологически допустимые непроизводитель-но. При чистовой обработке подача обычно ограничивается классом шероховатости поверхности обработанной детали.

Назначение скорости резания производится после того, как выбраны глубина резания и подача. Скорость (м/мин) резания рассчитывают по формуле

м/мин, (5.9)

или определяют по справочным таблицам с учетом всех не-обходимых поправочных коэффициентов. По полученной расчетом скорости резания определяют расчетную частоту вращения шпинделя станка (или обрабатывае-мой детали).

n=1000*V/p*D об/мин, (5.10)

По расчетной частоте вращения n р определяют ближай-шую меньшую или равную частоту вращения шпинделя, имеющуюся в паспорте станка (фактическую частоту вращения). Затем вычисляют скорость резания (м/мин)

Выбранный режим резания проверяют по мощности.

N P ≤N шп = N М· ή , (5.11)

Мощность, затрачиваемая на резание, должна быть меньше или равна мощности на шпинделе.

Если расчетная мощность резания окажется больше мощности на шпинделе, то скорость резания должна быть уменьшена.

Минутная подача определяется по формуле:

Sм=n*Sо, мм/мин, (5.12)

где Sо - подача на один оборот изделия или инструмента, мм/об;

l - длина участка поверхности который обрабатывается, чертежный размер, мм;

L - длина рабочего хода, с учетом врезания и перебега режущего инструмента, мм;

Т - стойкость инструмента;

Число проходов зависит от глубины резания, если глубина резания более 2 мм то число проходов возрастает до 2 и так далее.

Скорость резания V p

n p - находится по формуле:

V п - находится по формуле:

где n п - паспортные обороты станка.

S мин - считается по формуле:

S мин =S пасп *n пасп, (5.15)

Т о - считается по формуле:

Т д - считается по формуле:

Т шт - считается по формуле:

Т шт =Т о +Т в +Т д, (5.18)

Вертикальная сила резания:

P z = 10C p ts 0,75 Н, (5.19)

Мощность резания:

КВт., (5.20)

Расчетная мощность должна удовлетворять требованию

Режимы резания приведены в таблице 5.2.

Таблица 5.2 - Режимы резания

ТО или ТП

Квалитет IT

T, мин мин.

Скорость резания, м/мин

S мин мм/мин

Снятие фаски

Нарезание

6 Охрана труда

6.1 Описание нового в конструкции стенда

Усовершенствование стенда для опрессовки насосно-компрессорных труб (НКТ) относится к механизации ремонтного производства и направлено на сокращение технологического времени выполнения операций. При выполнении модернизации станка (см. рис. 4.1), его конструкция будет дополнена двигателем мощностью 10 кВт (поз 22), планетарным редуктором (поз 23), тележками для перемещения механизма (поз 24). Важно отметить, что консольный вал с торцевой головкой будет открытым, и это требует новых условий безопасного труда.

В связи с присутствием на стенде электрооборудования возникает необходимость в заземлении стенда, для чего потребуется расчет. При составлении требований техники безопасности учтены новые элементы конструкции опрессовочного стенда.

6.2 Анализ состояния охраны труда при работе участке опрессовки НКТ

Система цветов окраски объектов, оборудования участков и знаков безопасности имеет непосредственно важное значение по обеспечению безопасного труда. Так например при опрессовке труб светится предупреждающее табло и звучит сигнал.

6.3 Анализ состояния охраны труда при работе на опрессовочном стенде

На участке по опрессовке насосно-компресссорных труб проводится испытание отремонтированных труб нагнетанием в них воды. Для этого труба с навинченной на неё муфтой монтируется на стенд, соединяется муфтой с коллектором на четыре трубы и глушится с другой стороны. Контролируемые параметры и средства контроля по обеспечению технической безопасности на стенде представлены на листе 5 графической части дипломного проекта. При проектировании данного стенда предусматривается звуковая, световая сигнализации и защитный кожух труб при опрессовке. Освещение комбинированное: имеются лампы обеспечивающие освещенность в 730 лк, что соответствует нормам СНиП 23-05-95. Доля дневного света незначительна, так как оконные проемы малы, а стенд расположен в центральной части корпуса.

При работе опрессовочного стенда датчик давления в рабочей гидравлической магистрали стенда подает сигнал на блок управления сигналом и световым табло, звучит сигнал, известный персоналу, и светится табло «ОСТОРОЖНО, ОПРЕССОВКА».

6.4 Инструкция по охране труда при работе на усовершенствованном стенде для испытания давлением насосно-компрессорных труб

В разделе «Конструкторская разработка» (лист 6 графической части) представлен общий вид стенда для опрессовки насосно-компрессорных труб. В связи с усовершенствованием и доработкой стенда, а так же постановкой на него дополнительного оборудования возникла необходимость в повышении требований безопасности при работе на стенде.

6.4.1 Общие требования безопасности

Рабочий должен выполнять только те операции, которые указаны в технологических картах по ремонту НКТ.

Рабочему запрещается: касаться электропроводки или корпусов работающих электродвигателей, гидравлических магистралей находящихся под давлением; стоять под грузом и на пути его перемещения; курить, принимать пищу, пить на рабочем месте. Курить разрешается только в

специально отведенных местах.

Необходимо знать и применять способы устранения опасностей и оказать помощь пострадавшему.

6.4.2 Требования безопасности перед началом работы

Перед началом работы необходимо: одеть и застегнуть спецодежду, защитную маску, (ГОСТ 12.5.48 - 83 ССБТ), чтобы не было свисающих концов, волосы подобраны под головной убор. Проверить заземление электродвигателей, исправность блока аварийного отключения стенда, целостность привода (согласно ГОСТ 12.1.009 - 89), проверить исправность механизмов управления, трубопроводов высокого давления и их крепление, отсутствие подтеканий масла в местах соединения, комплектность средств пожаротушения, медицинские аптечки.

6.4.3 Требования безопасности во время работы

Монтаж труб проводить только специнструментом: трубными ключами и гаечными ключами. Инструмент должен быть исправным и чистым, не допускается работа ключами, головкой наверточного устройства с изношенными органами захвата трубы, зазубринами, или испачканными в масле. Запрещается оставлять вещи и инструмент на наверточном устройстве, рукой вращать или останавливать силовой вал Перед включением стенда убедится, что пуск никому не угрожает. Производить контроль герметичности трубы и соединений только через смотровые окна в телескопическом кожухе. Скручивать трубу и муфту только после отключения насоса высокого давления.

Во время работы запрещается: находится посторонним лицам на участке; отлучаться с рабочего места; принимать пищу на рабочем месте.

Регулировка и устранение неисправности во время работы стенда не

6.4.4 Требования безопасности в аварийных ситуациях

При появлении посторонних шумов, запаха гари, дыма, выявлении

неисправностей, искрения электрооборудования, нагрева электрооборудования и других неисправностей необходимо немедленно остановить стенд и вызвать инженера для выявления неисправности.

При возгорании электрической части стенда немедленно отключить

электроэнергию, подать сигнал тревоги и приступить к тушению.

В случае травмирования принять меры по оказанию доврачебной помощи.

6.4.5 Требования безопасности по окончании работы

По окончании работы снять трубы со стенда и убрать рабочее

место, обесточить электропривод и закрыть кран гидросисемы. Привести в порядок рабочее место. Доложить руководителю работ обо всех нарушениях функционирования стенда, которые выявлены в процессе работы, а так же о мерах, принятых по их устранению. Спецодежду сдать в место хранения. Вымыть руки и лицо теплой водой с мылом, принять душ.

1. 5 Расчет заземления

Рассчитаем совмещенное ЗУ для участка опрессовки 0,4 кВ. При этом принимаем: разомкнутый контур ЗУ, в качестве вертикального электрода - уголок шириной b в = 16 мм; в = 50 м, горизонтальный электрод - S г = 40 мм 2 ; d г = 12 мм.

Исходные данные: Грунт каменистый, H 0 = 5 м, l воз = 15 км, l каб = 60 км, n в = 6 шт, l в = 2,5 м, а в = 5 м, R е = 15 Ом.

Расчет:

Расчетный ток замыкания на землю:

где U л - линейное напряжение сети, кВ;

l каб - общая длина подключенных к сети кабельных линий, км;

l воз - общая длина подключенных к сети ЛЭП, км.

Определение расчетного удельного сопротивления грунта:

где r табл. =700 Ом × м - измеренное удельное сопротивление грунта (из табл. 6.3 для каменистого грунта);

y=1,3 - климатический коэффициент, принятый по табл. 6.4 для каменистого грунта.

Определение необходимости искусственного заземлителя и вычисление его требуемого сопротивления.

Сопротивление ЗУ R з н выбирается из табл. 6.7 в зависимости от U ЭУ и r расч в месте сооружения ЗУ, а также режима нейтрали данной электросети:

R е > R з н , Þ искусственный заземлитель необходим. Его требуемое заземление:

Определение длины горизонтальных электродов для разомкнутого контура ЗУ:

где а в - расстояние между вертикальными электродами n в.

Расчетное значение сопротивления вертикального электрода:

Расчетное значение сопротивления горизонтального электрода по формуле:

Коэффициенты использования для вертикальных и горизонтальных электродов по данным табл. 6.9 равны: h в = 0,73, h г = 0,48.

Расчетное сопротивление группового заземлителя:

R > R и , значит увеличиваем количество электродов

Принимаем n = 25, l г = 125 м , R г = 17,2 Ом

По табл. 6.9 h в = 0,63, h г =0,32, R = 15.84, R > R u

n в = 45, l г = 225 м, R г = 10,3 Ом

По табл. 6.9 h в = 0,58, h г = 0,29, R = 10,8 Ом

R к = R е × R /(R е + R ) R м з , (6.8)

где R л = 15×10,8/(15+10,8) = 6,27 Ом 6,3 Ом

R е - естественное сопротивление, Ом;

R и - сопротивление искусственного заземлителя, Ом;

R к - общее сопротивление комбинированного ЗУ, Ом;

h в , h г - коэффициент использования вертикального и горизонтального электродов;

а в - расстояние между электродами, м;

l в - длина электродов, м;

n в - количество вертикальных электродов.

Рисунок 6.1 - Вертикальный Рисунок 6.2 - Расположение

электрод электродов

7 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЙ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТА ОРГАНИЗАЦИИ РЕМОНТА НКТ

Экономическая оценка проектных решений по совершенствованию технологии и организации производственного процесса в участке проводится на основе сравнения показателей работы предприятия при существующей организации производства и проектируемой.

7.1 Исходные данные

Для экономических расчетов необходимо иметь исходные данные, а именно: наличие основных производственных фондов подразделения и балансовая стоимость; объем выполненных за год ремонтно-обслуживающих работ; численность персонала участка, в т.ч. производственных рабочих; затраты труда производственных рабочих за год; материально-денежные затраты по подразделению; данные об объемах реализации ремонтной продукции по ее видам; данные о ценах реализации, о величине заводских (общехозяйственных) и внепроизводственных расходов.

Вышеизложенные данные приведены в первой главе расчетно-пояснительной записки дипломного проекта - организационно-экономической характеристике ООО

7.2 Вычисление себестоимости единицы ремонтной продукции

Исходя из общего объема выполненных ремонтных работ и величины материально-денежных затрат подсчитываем себестоимость едини-цы ремонтной продукции, т.е. одного условного ремонта. Цеховая себестои-мость определяется по формуле:

На ремонтных предприятий подсчитывается цеховая И Ц, заводская И З и полная И П себестоимости с учетом заводских расходов С О.Х и внепроизводственных расходов С В.П, отнесенных на ремонтную продукцию :

И З = И Ц + С ОХ /N, (7.2)

И П = И З + С ВП /N, (7.3)

где С з.п - заработная плата производственных рабочих с отчислениями;

С з.ч - затраты на запасные части;

С р - затраты на ремонтные материалы;

С кооп - затраты на оплату узлов и агрегатов, отремонтированных в порядке кооперации на стороне (С кооп =0);

С оп - общепроизводственные (цеховые) накладные расходы;

N - объем выполненных ремонтных работ, N п = N б =8000 шт. Заработная плата производственных рабочих находится из выражения:

Сз.п = Сч·(1+Кд)·(1+Кот)·Зт.б, (7.4)

где С ч - часовая тарифная ставка рабочего, С ч = 121,15 руб.;

К д - коэффициент начислений дополнительной зарплаты, К д = 0,5;

К от - коэффициент отчислений на социальные нужды, К от = 0,321;

З т.б. - затраты труда производственных рабочих, чел.- ч.

Затраты труда по участку:

З т.б = А·Ф г, (7.5)

где А - численность рабочих, занятых на участке, А = 6 чел.;

З т.б =6·1981=11886 чел.-ч.

С з.п.б =121,15·(1+0,25)·(1+0,321)·11886 =647207,4руб.

Стоимость запасных частей (муфт) и ремонтных материалов.

Затраты на запасные части и ремонтные материалы составляют:

С з.ч.б = 117360руб., С р.б. = 2416239руб.

Общепроизводственные (цеховые) накладные расходы:

С оп.б = 324467 руб.

И ц.б =(647207,4+2416239+117360+324467)/8000=438,5 руб./шт.

7.3 Расчет показателей трудоемкости продукции и производительности труда

Трудоемкость производства продукции (ремонт одной насосно-компрессорной трубы) берем из линейного графика (график последовательности и согласования операций при ремонте насосно-компрессорных труб).

Т уд.б = 0,37 чел.-ч./шт.

Показатель производительности труда

П т.б = 1/ Т уд.б, (7.6)

П т.б = 1/0,37=2,703 шт./чел.-ч.

7.4 Расчет проектных экономических показателей

Располагая необходимыми данными полученными по предприятию, приступаем к расчету проектных экономических показателей.

7.4.1 Стоимость основных производственных фондов

С о.ф.п = С о.ф.б.уч + ∆К об + ∆К и + Б п, (7.7)

где С о.ф.б.уч - стоимость основных производственных фондов участка по базовому варианту (по всему предприятию С о.ф.б. =40780000 руб., а площадь участка по ремонту насосно-компрессорных труб составляет 5 % от производственных фондов по всему предприятию, С о.ф.б.уч =40780000*0,05=2039000 руб.);

Б п - балансовая стоимость конструктивной разработки, Б п =63532 руб.(см. табл. 7);

∆К и - дополнительные капитальные вложения в инструменты, руб;

∆К об - дополнительные капитальные вложения в оборудование, руб;

∆ К ОБ = Б ОБ - Б’ ОБ, (7.8)

где Б ОБ - балансовая стоимость приобретаемого оборудования вместе с затратами на транспортировку и монтаж, Б ОБ = 158000 руб.;

Б’ ОБ - балансовая стоимость заменяемого оборудования, 25500 руб.

∆ К ОБ = 158000 - 25500 = 132500 руб.

∆ К И = К И + К’ И, (7.9)

где К И - стоимость приобретаемых инструментов, К и =12000 руб.;

К И - балансовая стоимость заменяемого инструмента, руб.

Т.к. заменяемого инструмента нет, то ∆ К И =12000 руб.

С о.ф.п = 2039000+132500+12000+63532=2223690 руб.

7.4.2 Калькуляция себестоимости ремонтных работ

7.4.2.1 Годовой фонд заработанной платы производственных рабочих

С з.п.п = С ч ·(1+К д)·(1+К от) ∙ Зт.п, (7.10)

где С ч - часовая тарифная ставка рабочего, С ч =121,15 руб.;

К д - коэффициент начислений дополнительной зарплаты, К д =0,12;

К от - коэффициент отчислений на социальные нужды, Кот=0,321;

З т.п. - затраты труда производственных рабочих, чел.- ч.

Затраты труда по участку:

З т.п = А·Ф г, (7.11)

где А - численность рабочих, занятых на участке, А=6чел.;

Ф г - годовой фонд рабочего времени участка, Ф г =1981 ч.

З т.п =6·1981=11886 чел.-ч.

С з.п.п =121,15·(1+0,12)·(1+0,321)·11886 =2130492 руб.

7.4.2.2 Стоимость запасных частей и ремонтных материалов.

С з.ч.п =h зп ·N, (7.12)

С р.м.п. = h рм ·N, (7.13)

где h З.П. , h Р.М - удельный расход затрат на один ремонт соответственно с применением запасных частей и ремонтных материалов, руб.

С з.ч.п =280·16000=2240000 руб.

С р.м.п. =32·16000=256000 руб.

7.4.2.3 Общепроизводственные цеховые расходы

По нормам амортизационных отчислений рассчитываем амортизацию по ОПФ, при этом в расчет берется только часть стоимости зданий предприятия (а именно рассматриваемый участок по ремонту насосно-компрессорных труб), пропорциональная доле площади занимаемой этим участком.

Зададимся коэффициентом пропорциональности:

К пр = S уч /S общ, (7.14)

где S уч - площадь занимаемая участком, S уч =460 м 2 ;

S общ - площадь производственных зданий, S общ =9200 м 2 ;

К пр =460/9200=0,05

Рассчитаем амортизацию по зданиям, где а=5 %:

А 3Д =2039000·0,05= 101950руб., 24468

Нормы амортизационных отчислений по оборудованию и инструментам: А об =6164,51 руб., А ин =1378,7 руб. Тогда общепроизводственные расходы участка вычислим по формуле:

С О.П.П = А ЗД + А 0Б +А ИН + Р ОБ + Р ЗД + Р ИН + Р Э + Р В + Р ОТ + Р ЗП + Р ПР, (7.15)

где Р ОБ, Р ЗД, Р ИН, Р Э, Р В, Р ОТ, Р ЗП, Р ПР - затраты на ремонт и ТО оборудования, зданий, инструментов, затраты на эл. энергию, воду, отопление, фонд зарплаты с отчислениями ИТР, вспомогательным рабочим, СКП и МОП, прочие расходы соответственно.

На предприятии получены следующие нормы затрат по участку по ремонту ведущих мостов:

Р ОБ = 11011руб., Р Э = 25954 руб.,

Р ЗД = 40729 руб., Р В = 15289 руб.,

Р ИН = 1969 руб., Р ОТ = 38750 руб.,

Р ЗП = 397922 руб., Р ПР = 3396 руб.

Тогда получим:

С опп =24468+6164,51+1378,7+11011+40729+1969+397922+25954+

15289+38750+3396=567031 руб.

7.4.2.4 Расчет себестоимости единицы ремонтной продукции

Себестоимость на участке

И ц.п = (С з.п.п + С з.ч.п + С р.п + С кооп.п +С оп.п)/N п, (7.16)

И ц.п =(483892+717000+329250+0+567031)/16000=131,07руб./шт.

Заводская себестоимость единицы ремонтной продукции определяется по формуле:

И з.п = И ц.п + С ох.п /N п, (7.17)

где С ох - общехозяйственные заводские расходы участка определим по формуле:

С ох.п = R ох ·С ч.п ∙З т.п /100, (7.18)

где R ox - процент общехозяйственных расходов, R ох = 14 %,

С ох = 14·45·65,3/100=411,54 руб.

И з.п =131,07+411,54/1=542,61 руб./шт.

Полная себестоимость:

И п.п =И з.п + С вп /N п, (7.19)

где С вп - внепроизводственные расходы определим по формуле:

С впп =И зпп ·N п. ·R вп /100, (7.20)

где R вн - процент внепроизводственных расходов (по данным предприятия R ВН = 1,26 %) к заводской себестоимости.

С впп =542,68·16000·1,26 /100=109404,28 руб.,

И пп =542,68+109404.28 /16000=549,52руб./ед.

Таблица 7.1 - Общепроизводственные расходы по участку для ремонта насосно-компрессорных труб, тыс.руб

Статьи расходов	Варианты
	Исходный	Проектируемый
Амортизационные отчисления: по зданию по оборудованию по инструментам
Затраты на ремонт и содержание: оборудования инструментов
Затраты на электроэнергию
Затраты на воду, пар
Затраты на отопление и освещение
Фонд зарплаты с отчислениями ИТР, вспомогательных рабочих, СКП и МОП
Прочие расходы

7.5 Экономическая оценка проекта

Экономическая оценка проекта производится на основе сравнения показателей работы участка при существующей технологии производства и проектируемой.

7.5.1 Удельные капитальные вложения

К уд = С о.ф /N, (7.21)

где С о.ф - стоимость основных производственных фондов, тыс. руб.;

N - годовой объем ремонтных работ, шт.

К уд.б =2039000/8000=254,875 руб./шт;

К уд.п =2223690 /16000=138,98 руб./шт.

7.5.2 Удельные приведенные затраты

J = И ц +Е н ·К уд, (7.22)

где И ц - себестоимость единицы ремонтной продукции, руб./шт;

Е н = 0,12 - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений.

J б =549,52+0,12·254,875=579,48 руб./шт;

J п =556,35+0,12·138,98 =565,67 руб./шт.

Т.к. J 6 > J п то, предлагаемые в данном проекте мероприятия являются эффективными и экономически целесообразными.

7.5.3 Расчет коэффициента потенциального резерва эффективности

7.5.3.1 Ритмы ремонтного производства

Y = А/Т общ, (7.23)

где А - количество работников занятых в операции, ч.,

Т общ - трудоемкость единицы ремонтного производства, чел.-ч./шт.

Трудоемкость работ Т общ по на участке:

Т ОБЩ =∑Т i , чел.-ч./шт. (7.24)

Т общ.б =0,72 чел.-ч./шт.

Т общ.п =0,36 чел.-ч./шт.

Y б = А б /Т общ.б =5/12,03=1,35 шт./ч.

Y п = А п /Т общ.п =4/11,62=2,73 шт./ч.

7.5.3.2 Удельные приведенные затраты на час работы

I Ч = J·Y, (7.25)

I ЧБ =579,48 ·1,35=782,29 руб./ч,

I ЧП =565,67 ·2,73=1544,27 руб./ч.

7.5.3.3 Граница эффективности проекта.

Г э = I чп /I чб, (7.26)

Г э =1544,27/782,29=1,974

7.5.3.4 Фактическое соотношение ритмов производства

В ф = Y п /Y Б, (7.27)

В ф =2,73/1,35=2,02

7.5.3.5 Коэффициент потенциального резерва эффективности

К РЭ = (В ф - Г э)/ Г э, (7.28)

К РЭ = (2,02-1,974)/1,974=0,1

Так как К РЭ > К РЭ.Н (К РЭ.Н = 0,1 нормативный), то проектируемый вариант можно внедрять в производство по экономическим соображениям.

7.5.4 Трудоемкость единицы ремонтной продукции.

Т уд.п = З т.п /N п, (7.29)

Т уд.б =9905/8000=1,23 чел.-ч./шт.

Т уд.п =11886/16000= 0,74 чел.-ч./шт.

7.5.5 Показатель снижения трудоемкости

С 1 = (Т удб - Т удп)/(Т удб)·100, (7.30)

С 1 = (1,23-0,74)/0,74·100=66,2%

7.5.6 Показатель роста производительности труда

С 2 = Т уд.Б / Т уд.п, (7.31)

С 2 =1,23/0,74=1,66 раз

7.5.7 Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений

Т о = (К уд.п - К уд.б)/(И Б - И П), (7.32)

Т о = (254,85-247,932-)/(556,35-549,52) = 1 год

7.5.8 Коэффициент экономической эффективности дополнительных капитальных вложений

Э = 1/ Т о = 1/1 =1 , (7.33)

7.5.9 Годовая экономия от снижения себестоимости ремонтной продукции

Э г = (И Б - И п)·N п, pyб (7.34)

Э г = (556,35-549,53)·16000=109120 руб.

7.5.10 Расчет дополнительных показателей

Цена ремонта одной насосно-компрессорной трубы по данным ОАО составляет Цр = 841 руб.

7.5.10.1 Прибыль от реализации продукции

П = R-C" р, (7.35)

где R - выручка от реализации всей продукции, руб.;

С" р.п - себестоимость всей реализованной продукции, руб.

R = Ц р ·N, (7.36)

R б = 841·8000=6728000 руб.,

R п = 841·16000=13456000 руб.,

С"р.п = N·И ц, (7.37)

С"р.п. б = 8000·556,35=4 450 000 руб.,

С"р.п. п = 16000·549,52=8 792 320 руб.

П б =6 728 000-4 450 000=2 278 000 руб;

П п =13456000-8792320=4 663 680 руб.

7.5.10.2 Уровень рентабельности

У p = П·100/С"р.п, % (7.38)

У p .б =2278000·100/4450000=51,19%

У p .п = 4663680·100/8792320 =53,04 %

Результаты расчетов представлены в таблице 7.2.

Таблица 7.2 - Экономическая эффективность проекта технологии и организа-ции производства на участке по ремонту НКТ

Продолжение таблицы 7.2

Число производственных рабочих, чел.
Годовой объем ремонтных работ, шт.
Трудоемкость единицы объема работ, чел.-ч.
Показатель снижения трудоемкости, %
Себестоимость единицы ремонтной продукции, руб./шт.
Удельные капиталовложения на единицу ремонтной продукции, руб./шт.
Удельные приведенные затраты, руб./шт.
Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений, лет
Годовая экономия от снижения себестоимости, руб
Выручка от реализации товарной продукции, руб
Уровень рентабельности, %
Ритм ремонтного производства, шт./ч.
Коэффициент потенциального резерва эффективности проекта

Вывод: В результате проектирования участка по ремонту насосно-компрессорных труб на предприятии ОАО были получены экономические результаты, которые показывают, что себестоимость условного ремонта снизилась с 556,35 руб. до 549,52 руб. Прибыль от снижения себестоимости ремонта со-ставляет 109 тыс. руб., в год, а срок окупаемости дополнительных капи-тальных вложений при этом составляет 1 год. Коэффициент потенциаль-ного резерва эффективности, равный 0,1, равен нормативному, поэтому проект целесообразно внедрять в производство.

Заключение

На основании вы-полненного дипломного проекта на тему: «Совершенствование технологического процесса ремонта насосно-компрессорных труб в ОАО можно сделать выводы, что цель дипломного проектирования достиг-нута. В результате чего повышены следующие показатели:

1. Улучшена организация и технология ремонта средних мостов на предприятии за счет рационального распределения операций между звеньями и их согласования с тактом производства ремонтной базы, внедрения прогрессивных формы и методов ремонта.
2. Предполагаемая реконструкция участка позволяет дополнительно вве-сти в действие имеющиеся площади производственного корпуса, улучшить качество ремонта насосно-компрессорных труб.
3. Предлагаемый проектом стенд для гидравлического испытания насосно-компрессорных труб позволя-ет повысить качество ремонта мостов и производительность труда.
4. Разработанный раздел по охране труда дает рекомендации по внедрению мероприятий для улучшения условий труда, отвечающим современным требова-ниям.
5. В заключительной части проекта приводятся расчеты по технико-экономическим показателям эффективности проекта технологии и организации производства на участке по ремонту НКТ.

Список использованных источников

1. Бабусенко С.М. Проектирование ремонтно-обслуживающих предприятий - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1990. - 352 с.: ил. - (Учебники и учебные пособия для ВУЗов).
2. Апальков В.И., Пилипенко Н.С. Организация и планирование ремонтных предприятий: Учебное пособие к курсовой работе. - М. :МИИСП, 1984. - 320 с.
3. Надёжность и ремонт машин: Учебник / Под ред. В.В. Курчаткина. - М. : Колос, 2000. - 776 с.
4. Левитский Н. С. Организация ремонта и проектирование сельскохозяйственных ремонтных предприятий. -изд. 3 - е, переработ. и доп. - М. : Колос,1977. - 240 с.
5. Серый И. С. и др. Курсовое и дипломное проектирование по надежности и ремонту машин/ И. С. Серый, А. П. Смелов, В. Е. Черкун. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1991. - 84 с.
6. Каталог оборудования и моющих средств при техническом обслуживании и ремонте / Под ред. Е.Н. Виноградова. - М. : ГОСНИТИ, 1980. - 116 с.
7. Каталог оборудования и инструмента для технического обслуживания и ремонта сельскохозяйственной техники / Под ред. И.С. Бегунова. - М.: ГОСНИТИ, 1983. - 304 с.
8. Ремонт автомобилей: Учебник / Под ред. Л.В. Дехтеринского. - М.: Транспорт, 1992. - 295 с.
9. С.А. Соловьев, В.Е. Рогов и др. Практикум по ремонту сельскохозяйственных машин / Под ред. В.Е. Рогова - М.: Колос, 2007.-336 с. (Учебники и учебные пособия для высших сельскохозяйственных учебных заведений).
10. Надёжность и ремонт машин. Проектирование технологических процессов: Методическое пособие к дипломному проектированию для факультета механизации с. - х. / В.Е. Рогов, В.П. Чернышёв. -, 1993. - 160 с.
11. В. Е. Рогов, В. П. Чернышев и др. Дипломное проектирование по ремонту машин, 1996. - 86 с. (Учебники и учебные пособия для вузов).
12. Шкрабак В. С., Луковников А. В., Тургиев А. К. Безопасность жизнедеятельности в сельскохозяйственном производстве. - М.: Колосс, 2004. - с. 512: ил.
13. А. Э. Северный, А. В. Колчин и др. Обеспечение безопасности при техническом сервисе сельскохозяйственной техники. М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2001.-408 с.
14. Конарев Ф.М. и др. Охрана труда.-М.: Агропромиздат, 1988 г.
15. Беляков Г.И. Охрана труда.- М.: Агропромиздат, 1990 г.
16. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. - М.: Машиностроение, 1979. -728 с., ил.
17. Вигдорчик В.М. Методические указания к курсу сопротвления материалов: часть 2-я. -, 1969г. - 159с.
18. Миролюбов И. Н. и др. Пособие к решению задач по сопротивлению материалов. Изд. 4-е, перераб. М, «Высшая школа» , 1974г., 392с, ил.
19. Матвеев В.А., Пустовалов И.И. Техническое нормирование работ в сельском хозяйстве. - М.: Колос, 1979 - 288с., ил.
20. Лебедянцев В.В. Экономическая оценка эффективности мероприятий по совершенствованию ремонтно-обслуживающего производства в АПК: Методические рекомендации для студентов факультета механизации с.-х.

Изобретение относится к области горному делу, а именно к технике и технологии восстановления изношенных стальных насосно-компрессорных труб (НКТ БУ). Технический результат заключается в повышении коррозионной стойкости и несущей способности отремонтированных труб за счет их лейнирования. Способ включает радиационный контроль, очистку наружной и внутренней поверхностей труб от отложений и загрязнений, визуальный и приборный контроль качества, нарезание и контроль качества резьбы, испытание гидравлическим давлением, наворачивание муфт и предохранительных деталей, маркировку и упаковку труб в пакеты. Особенностью изобретения является то, что во внутреннюю полость трубы, предназначенной для ремонта, вводят тонкостенную электросварную трубу - лейнер, с предварительно нанесенным на ее наружную поверхность клеем-герметиком, а затем их подвергают совместному волочению в режиме раздачи путем протягивания оправки через внутреннюю полость лейнера. 1 табл.

Изобретение относится к области ремонта изделий из сталей и сплавов, бывших в эксплуатации, а именно к технике и технологии восстановления изношенных стальных насосно-компрессорных труб (НКТ).

В процессе эксплуатации НКТ подвергаются коррозионному и эрозионному износу, а также механическому истиранию. В результате воздействия на НКТ указанных факторов на их наружной и особенно внутренней поверхности образуются различные дефекты, в том числе изъязвления, каверны, риски, задиры и т.п., которые приводят к потере несущей способности труб, поэтому дальнейшее их использование по прямому назначению без соответствующего ремонта невозможно. В некоторых случаях и ремонт НКТ существующими способами не дает положительного результата из-за больших размеров дефектов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ ремонта насосно-компрессорных труб, разработанный ОАО «Татнефть», изложенный, например, в «Положении о порядке контроля качества, реставрации и отбраковке насосно-компрессорных труб».

Этот способ получил широкое применение во всех нефтяных компаниях России.

Известный способ ремонта НКТ устанавливает определенный порядок выполнения технологических операций восстановительного ремонта и технические требования к качеству НКТ, бывших в употреблении (НКТ БУ) и подлежащих ремонту. Восстановительный ремонт осуществляется в следующей последовательности: радиационный контроль труб; очистка их внутренней и наружной поверхности от асфальтовых, солевых, парафинистых отложений (АСПО), продуктов коррозии и других загрязнений; визуальный контроль; шаблонирование; дефектоскопия физическими методами; нарезание и контроль качества резьбы на концах труб (при необходимости); наворачивание муфт; измерение длины труб; испытание гидравлическим давлением; маркировка; упаковка и отправка труб потребителям. Основные технические требования к качеству труб, бывших в эксплуатации, направляемых на ремонт, устанавливают нормы к кривизне труб и ограничения к общему и локальному их износу. Дефекты и пороки НКТ БУ должны быть не более таких, при которых обеспечивается минимальная остаточная толщина стенки труб, указанная в таблице 1.

Если на поверхности отдельных участков трубы имеются недопустимые дефекты с размерами, превышающими допускаемые, то такие участки трубы вырезаются, но длина оставшейся части трубы должна быть не менее 5,5 м.

Недостатками указанного способа ремонта НКТ являются:

Существенное ограничение объемов НКТ БУ, направляемых на восстановительный ремонт из-за наличия недопустимых дефектов;

Необходимость отрезки части НКТ с недопустимыми дефектами (такие трубы или части труб утилизируются в металлолом);

Пониженный эксплуатационный ресурс отремонтированных НКТ БУ по сравнению с новыми НКТ.

Задачей заявляемого технического решения является повышение коррозионной стойкости и несущей способности изношенных насосно-компрессорных труб за счет их лейнирования, что позволит увеличить объем ремонтопригодных труб и использовать их по прямому назначению взамен закупки и использования новых НКТ. В настоящее время на замену изношенных насосно-компрессорных труб нефтяные компании России ежегодно направляют около 200 тыс.т труб.

Поставленная задача решается тем, что предлагаемый способ включает изготовление лейнера (трубы) по специальным техусловиям, нанесение на наружную поверхность лейнера и внутреннюю поверхность НКТ БУ герметизирующего материала, введение лейнера в НКТ БУ, его раздачу, создание условий для полимеризации герметизирующего материала преимущественно на эпоксидной основе.

В качестве лейнера используется сварная или бесшовная труба из черных, цветных металлов или сплавов, обладающих повышенной коррозионной стойкостью. Наружный диаметр лейнера определяется по формуле D лн =D вн.нкт -Δ, где D лн - наружный диаметр лейнера; D вн.нкт - фактический внутренний диаметр НКТ БУ с учетом реального их износа; Δ - кольцевой зазор между внутренним диаметром НКТ БУ и наружным диаметром лейнера. Зазор определяется исходя из практического опыта свободного введения лейнера во внутреннюю полость НКТ БУ, как правило, он колеблется в пределах 2-5 мм. Толщина стенки лейнера определяется из технической возможности его изготовления с минимальным значением и из экономической целесообразности его применения.

Пример 1. Как указано в описании к прототипу, для восстановления НКТ БУ ремонт осуществляется в следующей последовательности: радиационный контроль; очистка труб от АСПО, обработку; визуальный и приборный контроль качества; обработка концов труб с нарезанием резьбы и наворачиванием муфт; испытание гидравлическим давлением. Статистический анализ показал, что таким способом ремонта можно восстановить до 70% НКТ БУ, остальные трубы утилизируются в металлолом. НКТ БУ после ремонта показали, что их эксплуатационный ресурс на 15-25% меньше, чем у новых НКТ.

Пример 2. Трубы НКТ БУ, не отвечающие техническим требованиям, регламентированных существующей технологией (прототип) и указанных в табл.1, подвергли ремонту в следующей последовательности: радиационный контроль; очистка труб от АСПО, включая дробеструйную обработку. Визуальным и приборным контролем установили наличие каверн, задиров и изношенных частей на внутренней поверхности, выводящих толщину стенки НКТ БУ за пределы максимально допустимого отклонения. На опытных НКТ БУ в разных местах по длине сверлением были выполнены сквозные отверстия диаметром 3 мм. В качестве лейнера использовались сварные тонкостенные трубы из коррозионностойкой стали наружным диаметром 48 мм с толщиной стенки 2,0 мм. На наружную поверхность лейнера и внутреннюю поверхность НКТ БУ наносился герметизирующий материал толщиной 2 мм. На переднем и заднем концах НКТ БУ изготовлялись раструбы, введением в НКТ БУ конусной оправки соответствующих размеров и формы. На одном конце лейнера также выполнялся раструб с таким расчетом, чтобы внутренняя поверхность раструба заднего конца НКТ БУ плотно сопрягалась с наружной поверхностью раструба лейнера. Лейнер вводился в НКТ БУ с зазором между наружным его диаметром и внутренним диаметром НКТ БУ, равным около 2,0 мм. НКТ БУ с введенным в нее лейнером устанавливались в люнеты приемного стола волочильного стана. Протягиванием оправки через внутреннюю полость лейнера осуществлялось совместное деформирование (раздача) лейнера и НКТ БУ. Рабочая цилиндрическая часть оправки выполнялась с таким расчетом, чтобы наружный диаметр НКТ БУ после лейнирования увеличивался на 0,3-0,5% от его фактического диаметра до лейнирования. Протягивание оправки через совмещенные лейнер и НКТ БУ осуществлялось с помощью тяги, на одном конце которой закреплялась оправка, а другой конец устанавливался в захватах тянущей тележки волочильного стана. После раздачи лейнера и НКТ БУ осуществлялась полимеризация герметизирующего материала при температуре цеха. Все трубы опытной партии выдержали испытания на внутреннее давление в соответствии с ГОСТ 633-80. Стендовые испытаний НКТ БУ после указанного ремонта показали увеличение эксплуатационного ресурса в 5,2 раза по сравнению с новыми НКТ. Ремонтопригодность НКТ БУ повысилась по сравнению с прототипом и составила 87,5%.

Технический результат от применения заявляемого объекта заключается в повышении коррозионной стойкости и несущей способности изношенных НКТ БУ, увеличении объема восстановления НКТ БУ за счет повышения их ремонтопригодности. Экономический результат заключается в снижении затрат на обслуживание нефтяных скважин за счет использования НКТ БУ после ремонта по прямому назначению вместо приобретения дорогостоящих новых НКТ, увеличении надежности и долговечности биметаллических НКТ за счет придания трубам высокой коррозионной стойкости, обеспечиваемой коррозионной стойкостью материала лейнера.

Предварительные исследования доступной патентной и научно-технической литературы по фонду Уральского Государственного Технического Университета, г.Екатеринбург показали, что совокупность существенных признаков предлагаемого изобретения является новой и ранее не использовались на практике, что позволяет сделать заключение о соответствии технического решения критериям «новизна» и «изобретательский уровень», а его промышленную применимость считаем целесообразной и технически осуществимой, что вытекает из полного его описания.

Способ ремонта бывших в употреблении насосно-компрессорных труб (НКТ БУ), включающий радиационный контроль, очистку наружной и внутренней поверхностей труб от отложений и загрязнений, визуальный и приборный контроль качества, нарезание и контроль качества резьбы, испытание гидравлическим давлением, наворачивание муфт и предохранительных деталей, маркировку и упаковку труб в пакеты, отличающийся тем, что во внутреннюю полость трубы, предназначенной для ремонта, вводят тонкостенную электросварную трубу - лейнер с предварительно нанесенным на ее наружную поверхность клеем-герметиком, а затем их подвергают совместному волочению в режиме раздачи путем протягивания оправки через внутреннюю полость лейнера.