Центрифуги

Наряду с восстановлением защиты винтовой плоскости шнека и динамической балансировкой их роторов чрезвычайно важное значение для качества, выполненного капитального ремонта имеют восстановление технических параметров узлов в соответствии с нормативными требованиями производителя посредством различных способов механической обработки и, в конечном счете, сборка узлов и монтаж ротора.
Требуемая форма, точность размерность и шероховатость посадочных и центрирующих поверхностей ответственных узлов изделия достигаются в основном правильным выбором и осуществлением способа механической обработки этих поверхностей. Достижение высокого качества при выполнении этих работ достижимо преимущественно в условиях специализированного сервисного предприятия, такого, например, как ЗАО “КАМАК”.
В этом вопросе не может быть упрощенного подхода. Смена технологических баз или выполнение временных, механическая обработка нескольких поверхностей ответственных узлов с одной установки, обработка дублирующих основные наиболее трудно доступных базовых поверхностей наружного барабана центрифуги — вот только некоторые из особенностей, которые сопровождают технологию механической обработки данных изделий в нашей сервисной компании. Поверхности, исправление которых после термической обработки затруднительно обрабатываются после ее выполнения. Крепежные резьбовые отверстия обрабатываются после того, как будет окончательно обработана поверхность узла, с которой они сопряжены, в противном случае резьбы в отверстиях будут испорчены. Вся технологическая оснастка станочной базы предприятия модернизирована и подогнана с точки зрения точности специализированного ремонта рассматриваемой техники.
Особую сложность представляет токарная обработка кромки винтовой плоскости шнека, особенно когда часть ее (в основном средняя) имеет сильный износ. Это обусловлено специфичным спиральным характером обрабатываемой поверхности изделия. Основными технологическими проблемами, которые возникают в ходе данных работ, являются необходимость правильного выставления и ориентации резца станка в пространстве (фактически – в пустоте) относительно концевых точек линии винтовой плоскости, а также правильное определение места и угла обработки этой линии в районе перехода цилиндрической части шнека в коническую. Первая из этих проблем в ЗАО “КАМАК” решается установкой на концах шнека специально изготовленных технологических шайб, а вторая — изготовлением в соответствии с чертежами завода производителя специального шаблона для контроля геометрии кромки шнека и эксплуатационного зазора между этой кромкой и внутренней поверхностью барабана. При этом специалисты по механической обработке компании обладают необходимым опытом и квалификацией, в том числе и для чистовой обработки кромки винтовой плоскости шнека с нанесенными на нее твердосплавными пластинами или твердосплавным напылением.
Почти стандартной ошибкой многих эксплуатирующих предприятий при собственном ремонте является вопрос пренебрежения механической обработкой барабана центрифуги. Порой даже в надежде координально улучшить техническое состояние эксплуатируемой центрифуги взамен старому неремонтопригодному (с их точки зрения) шнеку за рубежом закупается новый шнек, который монтируется внутри барабана, посадочные и базовые поверхности которого или вообще не ремонтировались или обрабатывались лишь частично. При этом забывается, что барабан является таким же ротором, как и шнек, и также вращается с достаточно высокой частотой вращения, а осевые линии, посадочные поверхности и образующие проточную часть поверхности обоих роторов непосредственно взаимосвязаны. Как результат сразу после запуска отремонтированной таким образом центрифуги или через короткое время ее эксплуатации проблемы, связанные с вибрацией и низкой эффективностью сепарации возвращаются.
В нашей компании вопрос механической обработки базовых поверхностей барабана является одним из основных элементов капитального ремонта. Для этих целей на предприятии также используются оригинальные приспособления, позволяющие обеспечить максимальную соосность и перпендикулярность обрабатываемых районов, а также доступ к наиболее скрытым базовым поверхностям.
Степень применения механической обработки при ремонте узлов изделия крайне велика. Так, например, ремонт посадочных мест коренных подшипников ротора в зависимости от конкретного технического состояния и конструкции может быть произведен следующими способами:
— завтуливанием,
— наплавкой поверхностного слоя металла аналогичных физико-механических свойств с последующей механической обработкой в номинальный размер,
— нанесением поверхностного слоя металлополимера также с последующей механической обработкой в номинальный размер.
Как видно при выборе любого из выше указанных способов в той или иной мере присутствует данный вид обработки.
Необходимо отметить, что часто для снижения затрат на поставку запасных частей взамен неработоспособных узлов эксплуатирующие предприятия идут на изготовление их собственными силами из материалов и по технологии как им кажется близким к оригинальным. Для приемлемого результата решения данной задачи необходимо не только обеспечить необходимую точность размеров, расстояний, относительных поворотов и формы поверхности деталей, но и обеспечить требуемые свойства их материала. При этом не все равно, каким способом изготовлена заготовка детали: литьем, прокатом, поковкой, сваркой или др. Важно знать, что при изготовлении детали заготовки подвергаются силовым, тепловым, химическим и другим воздействиям. Вследствие этого на каждом из этапов технологического процесса могут меняться химический состав, структура, зернистость материала заготовки, а следовательно, их физико-механические и химические свойства, состояние поверхностного слоя. При самостоятельном изготовлении деталей часто присутствует упрощенный подход, когда в ущерб всему остальному приоритет отдается более лучшей обрабатываемости материала на станке. Поэтому надежность таких узлов, как правило, не очень велика. Кроме того, нередко изготовленная при отсутствии полного набора технических требований завода производителя деталь при длительном контакте в одном узле с оригинальными ответными деталями в период эксплуатации с течением времени может стать причиной их отказа. Наиболее характерно это при самостоятельных ремонтах планетарных редукторов центрифуг из-за получения при изготовлении аналога оригинальной детали с более высокой твердостью, чем требуется производителем.
Хотя варианты изготовления аналогов оригинальных запасных частей даже нашей сервисной компанией не приветствуются зарубежными партнерами, мы в исключительных случаях с пониманием относимся к естественным финансовых проблемам Заказчиков и выполняем данную услугу. Успешный опыт в подобных случаях у нас, безусловно, также имеется.
Разработка технологического процесса ремонта изделия представляет собой решение сложной комплексной задачи, охватывающей процессы ремонта узлов и деталей, входящих в состав изделия, а также процессы его сборки.
Опыт компании “КАМАК” показывает, что точность реализации технических требований к изделию при сборке зависит от многих факторов, основными из которых являются:
— отклонение формы, относительно поворота и расстояний деталей при ремонте их базовых и центрующих поверхностей, что приводит к отклонениям положений деталей от требуемых и их неправильному сопряжению,
— изготовление взамен неработоспособных сборочных единиц из заготовок, материал которых не обладает необходимым набором физико-механических характеристик,
— деформация самих деталей и стыков между ними в ходе силового сопряжения,
— недостаточно последовательный контроль полученных результатов промежуточных операций сборки,
— неточность технологической оснастки и использование обычного сборочного инструмента вместо специализированного,
— использование измерительного инструмента, не обладающего достаточной точностью,
— недостаточно высокая культура производства (грязь, заусенцы, задиры и забоины на контактных поверхностях соединений),
— низкая квалификация слесарей-сборщиков и др.
Все это приводит к случайному положению точек контакта сопрягаемых поверхностей, смещению точек приложения сил закрепления крепежных соединений, неравномерности значений силового замыкания соединений и отличию их от расчетных. При этом в ходе закрепления могут возникнуть деформации изгиба, кручения и др., снижающие работоспособность изделия. Результаты повторной сборки из тех же деталей в подобных ситуациях могут существенно отличаться от результатов, которые были достигнуты при первой сборке. Наибольшую опасность в этом случае несут те деформации, которые проявляют себя спустя короткое время после начала эксплуатации отремонтированной машины.
Качество сборки даже отбалансированных составляющих ротора и центровки их относительно друг друга при окончательной сборке ротора в свою очередь может в частности влиять на возникновение дисбаланса работающей установки. Среди некоторых причин эксплуатационного дисбаланса при этом могут быть нарушение жесткости вращающихся роторов (из-за использования при сборке своими силами неоригинального или старого крепежа, его затяжки с усилиями, несоответствующими нормативным требованиям производителя по монтажу), неспециализированный монтаж оригинальных, но имеющих изначальный разновес пар противоизносных башмаков на барабане центрифуги и др.
В качестве исходных материалов для разработки технологического процесса сборки изделия необходимы достаточно подробные рабочие чертежи производителя оборудования, его технические требования и нормы точности для обеспечения служебного назначения каждой сборочной единицы центрифуги.
Необходимым условием успешной сборки изделия является выполнение расчета размерных цепей, который позволяет обосновать последовательность технологических операций по сборке, расчет необходимой оснастки и др. Методической основой для расчета сборочной размерной цепи является конструкторская размерная цепь, определяемая по данным рабочих чертежей.
Основная цель сборки – выдержать технические требования к замыкающим звеньям сборочной размерной цепи. Замыкающее звено и его точность определяются служебным назначением роторной машины. Именно относящиеся к нему заключительные операции сборки при эксплуатации обеспечивают снижение уровня вибрации и интенсивности износа кинематических пар, повышение ресурса и надежности установки в целом. По теории для достижения требуемой точности замыкающего звена размерной цепи существуют пять методов, в соответствии с каждым из которых различают, пять аналогичных методов сборки. Что характерно даже на сборочных чертежах производителей отечественной техники (не говоря уже об зарубежных производителях) обычно не указывается принятый метод достижения точности замыкающего звена. На практике выбор метода сборки зависит как от уровня самих технических требований к сборочным единицам, так и от реальных возможностей технологического оборудования по обеспечению этих требований, уровня организации сборочных работ. В ходе ремонта, специалистам нашей сервисной компании приходится уточнять метод сборки также на основании конкретного технического состояния разобранных узлов и накопленного опыта успешных капитальных ремонтов более 30 установок.
Кроме того, безусловно, объем работ по сборке в определенной степени определяется объемом разборки, проводимой перед дефектацией ремонтируемого изделия, который при выполнении эксплуатирующими предприятиями самостоятельно часто не является полным. Так, например, как показала практика в большинстве случаев, наши заказчики ранее при ремонте не отделяли цилиндрическую часть барабана от его конической, для проверки состояния сопрягаемых поверхностей, силового крепежа и др.
Необходимо обратить внимание, что при ремонте на сборку поступают детали различных типов: новые, восстановленные и годные без ремонта. Исходя из этого, приходится учитывать различия, которые возникают при расчетах размерных цепей. Оптимизация состава и относительных взаимных положений указанных деталей (на основе размерного анализа сборки) позволяет в частности наиболее эффективно управлять процессами комплектации и сборки, а также осуществлять индивидуальный подбор деталей таким образом, чтобы они компенсировали погрешности друг друга, повышая общее качество ремонта.
Вопросы повышения качества сборки рассматриваются в компании с опорой на информацию о системе следующих процессов:
— контроль замеров и проверка биений разобранных деталей в период дефектации,
— промежуточный и выходной контроль замеров всех ремонтируемых и изготавливаемых деталей,
— входной контроль размеров поступающего ЗИПа,
— оптимизация сборочных комплектов и положений деталей относительно друг друга,
— комплектация и сборка основных сборочных единиц ротора,
— контроль замеров сопрягаемых поверхностей сборочных единиц ротора и проверка биений на них,
— динамическая балансировка основных сборочных единиц ротора с проверкой на частотах вращения близких к рабочим,
— предварительная (с целью проверки свободы вращения шнека в барабане) и окончательная сборка ротора.
Сложность сборки заключается не столько в соблюдении ее последовательности, сколько в контроле взаимного положения деталей (соблюдения зазоров и посадок, перпендикулярности и параллельности осей).
При сборке ответственных силовых резьбовых соединений особое внимание уделяется силе затяжки и предотвращению от самооткручивания. Такие болтовые соединения собираются с предварительной затяжкой. Необходимый момент затяжки и равномерная сила при этом достигается применением динамометрических ключей. Затяжка групповых резьбовых соединений выполняется в 2-3 приема в определенном порядке. Отклонения осей резьбовых соединений от перпендикулярности относительно площадки под головку болта во избежание образования изгиба при затяжке строго контролируются. Резьбовые соединения, работающие при циклических нагрузках и вибрации, стопорятся (контргайками, деформируемыми и пружинными шайбами и др.).
Все узлы, соединяемые с натягом, перед этим тщательно очищаются и промываются во избежание образования задиров. Сопрягаемые поверхности покрывают тонким слоем смазочного материала.
В ходе окончательной сборки ротора установки после проверки узлов типа “вал” на горизонтальность, перпендикулярность и соосность по индикатору контролируется биение контактных поверхностей этих элементов, которое не должно превышать 0,02 мм.
Наиболее трудоемкими в ходе сборки являются работы, связанные со сборкой резьбовых и прессованных соединений, а также пригоночные. Для соединения элементов ротора на нашем предприятии применяется ручной и механизированный инструмент по сборке резьбовых соединений, обычные и мягкие молотки, а также оправки для запрессовки деталей, различные инструменты для постановки упругих колец, шайб, и др. Кроме того работы по окончательному монтажу и пригонки шнека в барабане выполняются на специализованном под данный тип техники горизонтальном сборочном станке. Степень разработки регулировочных устройств данного станка позволяет настроить его на точную сборку роторов широкого ряда центрифуг различных типоразмеров.
В тех случаях, когда погрешности формы, относительных поворотов, расстояний и размеров поверхностей деталей, поступающих на сборку, превышают установленные допуски, их уменьшают до допустимых в ходе пригонки. Для пригонных работ наряду со стандартным инструментом используются или изготавливаются специальные шаблоны (например, для кромки винтовой плоскости шнека).
ЗАО “КАМАК” последние 5 лет активно развивает направление деятельности, связанное с капитальными ремонтами шнековых центрифуг, сепараторов и центрипрессов зарубежных и отечественных производителей. Накопленный опыт позволяет компании успешно производить ремонт не только оборудования своей основной партнерской компании ANDRITZ (торговые марки BIRD HUMBOLDT, KHD и др.), но и аналогичных агрегатов других производителей. Срок капитального ремонта варьируется от 2 до 6 месяцев после прибытия оборудования на производственную базу в С.-Петербурге. Величина этого срока главным образом определяется техническим состоянием ремонтируемого оборудования, наличием собственных запасов запасных частей у заказчика или необходимостью их поставки от производителя, а также степенью технической поддержки ремонта со стороны отдельных производителей.
Вместе с выполнением капитальных ремонтов компания значительное внимание уделяет поставкам шнековых центрифуг производства компании ANDRITZ, запасных частей и ответственных узлов к ним, а также оборудования и запасных частей других производителей, входящих в общую технологическую линию с указанными центрифугами.
Все поставки сопровождаются со стороны ЗАО “КАМАК” разработкой специальных логистических схем, направленных на снижение затрат и своевременное прохождение товара. Наличие представительства компании в ЕЭС, стабильные связи со складскими терминалами в Финляндии, возможность прямого общения всех коммерческих и инженерных специалистов на английском языке, безусловно, создают надежную основу для прохождения сделок. Лизинговые схемы, графики и условия лизинговых платежей, предлагаемые партнерскими КАМАК лизинговыми компаниями, являются достаточно гибкими и в максимальной степени строятся с учетом специфики деятельности Заказчиков, их финансовых планов и возможностей.
Все это наряду с наличием дилерской скидки от производителя на указанное специализированное оборудование позволяет ЗАО “КАМАК” предлагать своим клиентам более конкурентно-способные цены.
Как правило, при поставке шнековых центрифуг компании ANDRITZ, их роторов и планетарных редукторов в одном пакете компанией предлагаются и такие дополнительные услуги, как шефмонтаж и пусконаладочные работы, которые компания выполняет как сертифицированный производителем сервисный дилер.
Наряду с выше сказанным ЗАО “КАМАК” готово предложить своим партнерам следующие виды сервиса, связанные с использованием шнековых центрифуг любых производителей:
— инспекционные обследования состояния оборудования, эксплуатирующегося на объекте заказчика, выполняемые самостоятельно или совместно с фирмой-производителем,
— текущий ремонт ответственных узлов оборудования посредством механической обработки, наплавки/ напыления твердосплавным порошком, пайки твердосплавных пластин, динамической балансировки и других работ,
— изготовление запасных частей и ответственных узлов оборудования по соответствующим чертежам заказчика на производственной базе в Санкт-Петербурге;
— монтажные и пуско-наладочные работы на объекте заказчика, выполняемые самостоятельно или совместно с фирмой-производителем,
— работы по модернизации установок по техническому заданию и соответствующим чертежам заказчика или фирмы-производителя,
— все виды сервиса по подготовке бывшего ранее в эксплуатации оборудования к продаже,
— услуги по снижению логистических затрат, связанных с транспортировкой, таможенной очисткой и временным хранением на складе в Санкт-Петербурге шнековых центрифуг и запасных частей к ним,
— любой организационно-технический консалтинг по вопросам сопровождения проектов, связанных с использованием и ремонтом шнековых центрифуг в России.

Комментарии запрещены.