CC BY
5М.А. Карпенко
ДИАГНОСТИКА АВТОСЕРВИСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ БЕЗ РАЗБОРА НА ПРИМЕРЕ ПОРШНЕВЫХ КОМПРЕССОРОВ
В статье рассматривается способ диагностирования неисправности поршневого компрессора без разбора. Производится сравнительный анализ результатов диагностики различных неисправностей.
Ключевые слова: поршневой компрессор, неисправности компрессора, автосервисное оборудование, сжатый воздух, пневматическое оборудование.
Более 50% от всех пневматических компрессоров в промышленности приходится на поршневые компрессоры. В случае выхода из строя данного агрегата могут пострадать рабочие, находящиеся в непосредственной близости от него. Так же предприятие несомненно понесёт значительные финансовые потери за время простоя компрессора. Ведь если поломка произошла внутри поршневого блока, то исправить её самостоятельно скорее всего не получится. И придётся тратить время на вызов специалистов, которым необходимо будет произвести диагностику оборудования. Что бы произвести качественную диагностику поршневого блока потребуется его доставка в ремонтную мастерскую и последующая разборка блока. И только после осмотра и проведения специальных замеров можно будет точно установить причину неисправности, составить план и смету ремонтных работ, согласовать её с руководством (если компрессор эксплуатируется уже долгое время и износу подверглось большая часть его узлов, то дешевле и легче заменить его на новый), и только после этого бригада приступит к ремонту агрегата.
По возвращению блока на производство, его нужно будет правильно установить и закрепить на корпусе установки (в большинстве компрессорных установок эту роль выполняет ресивер). Затем потребуется подсоединить все патрубки и шланги и после данный агрегат можно будет вводить в эксплуатацию.
В целом подобный ремонт может занять всего один день. Но из-за огромного разнообразия различных фирм изготовителей, размеров компрессоров, узлов, компоновки и вариантов исполнения не всегда требуемые запасные части и материалы есть в наличие в мастерской или в ближайшем магазине запчастей. Порой случается, что требуемые детали приходится заказывать на заводе изготовителя. И в таких случаях получить такие запчасти можно лишь через несколько недель(если компрессор изготавливается за границей).
Из всего этого выходит, что владелец производства, на котором используется пневматическая установка, терпит большие убытки за время простоя рабочей линии.
Решение данной проблемы - это использование современных методов диагностики компрессорного оборудования.
Перегрев является одной из главных причин приводящих к неисправности поршневого блока. Обычно данная проблема появляется в компрессорах, к которым подсоединяется мощное оборудование с большим расходом воздух. Если расход воздуха пневмо-инструмента выше, чем производительность компрессора, то воздух из ресивера будет выходить быстрее, чем набираться. Это приводит к увеличению времени работы компрессора и сокращению времени его остывания, что в конечном итоге вызывает перегрев и приводит к появлению неисправностей элементов головки цилиндра таких как, разрушение уплот-нительной прокладки и деформация или разрушение клапанов.
Головка цилиндра состоит из крышки цилиндра, в которой расположены каналы впуска и выпуска, клапанной плиты, располагающихся на ней нагнетательного и выпускного клапанов и уплотнительных прокладок.
Что бы этого избежать нужно периодически проверять температуру компрессора во время его работы. Но во время обычной диагностики компрессора перегрев невозможно определить.
Суть метода заключается в том, чтобы с помощью специального оборудования (тепловизора) измерить температуру работы поршневого компрессора и на основе полученного результата сделать выводы о его состоянии.
Достоинствами данного метода являются:
1. Возможность проведения измерения температуры находясь непосредственно в месте, где работает и установлен компрессор. Что позволяет не терять время на доставку компрессора до мастерской, и соответственно заметно снизить время простоя линии.
2. Для установления неисправности не требуется разборка поршневого блока.
© Карпенко М.А., 2021.
Научный руководитель: Федин Алексей Павлович - кандидат технических наук, доцент, Волгоградский государственный технический университет, Россия.
3. При проведении замера во время планового ТО компрессора, можно более точно определить состояние поршневого блока и спланировать заранее, возможный ремонт компрессора.
К недостаткам можно отнести:
Высокую стоимость тепловизора. Но целесообразность покупки этого прибора для осуществления деятельности по ремонту можно оправдать тем, что компрессор не придётся разбирать для диагностики состояния клапанов, плиты и прокладок. А сразу произвести их замену или ремонт. Это позволит сократить время ремонта, и обслужить гораздо больше компрессоров за определённый отрезок времени, что приведёт к большей прибыли за отчётный период работы.
Диагностика заключается в сравнении компрессоров, находящихся в ремонте с новыми компрессорами того же типа. На основе полученных с помощью тепловизора данных сделать выводы о состоянии компрессоров и состоятельности данного метода.
В эксперименте использовались:
1. Одноцилиндровый поршневой компрессор с прямым приводом "Magnus K-270/24" 3шт. (2 сданных в мастерскую для диагностики и последующего ремонта и 1 новый).
2. Тепловизор "testo 881".
3. Компьютер с заранее установленной программой IRSoft.
В соответствии с техникой безопасности все работы проводятся в искусственно освещённом и проветриваемом помещении. Сравнение проводится путём создания теплограмм работы компрессоров до ремонта и новых компрессоров, того же типа и с той же производительностью. Перед замерами компрессора не запускались, поэтому их начальная температура была равна температуре помещения-26°С. Замеры температуры производятся при опустошенном ресивере до автоматического выключения компрессора (при давлении 0,8МПа), а также при достижении давления в 0,6 МПа.
1. Алгоритм действий:
2. Включение тепловизора
3. Запуск компрессора
4. Фотографируется головка цилиндра и цилиндр на отметке давления в 0,6МПа и 0,8МПа.
5. Теплограммы загружаются в компьютер
6. С помощью программы выстраивается гистограмма температур, подверженной наибольшему нагреву части головки цилиндра.
Таким образом проводится 5 замеров по 1-му для каждого из компрессоров, во время которых нагрев компрессора фиксируется тепловизором на отметках 0,6 и 0,8МПа. На основе полученных тепло-грамм строятся таблицы и гистограммы температур. Затем сравниваются с показателями новых компрессоров, принимающиеся за температурную норму для работы полностью исправного поршневого блока, также участвующих в замерах, и делаются выводы о состоянии неисправных компрессоров и их неисправностях.
Измерение №1. Измерение температуры работы поршневого компрессора Magnus ^270/24(далее №1) имеющего неисправности клапанной системы.
Таблица №1
Давление(МПа) 0,6 0,8
Максимальная температура(°С) 61,1 89,5
Измерение №2. Измерение температуры работы нового поршневого компрессора Magnus K-270/24(далее №2).
Рис. 5. Теплограмма компрессора №2 на отметке давления 0,6МПа.
Рис. 8. Гистограмма температур теплограммы при давлении 0,8МПа.
Таблица 2
Давление(МПа) 0,6 0,8
Максимальная температура(°С) 62,9 84,4
По полученным в ходе эксперимента данным можно сделать выводы, что все бывший в эксплуатации компрессор имеет отклонения от нормальной температуры работы и следовательно имеет неисправности.
Что бы установить характер неисправности требуется сравнить температуру работы неисправного компрессора с новым (температура которого принята за нормальную).
Максимальная температура нагрева головки цилиндра компрессора №1 при давлении 0,8МПа равна 89,5°С, что на 5,1°С больше, чем у компрессора №2(84,4°С). На основе этих значений можно сделать вывод: что в данном компрессоре изношены клапана, и их требуется заменить на новые, во избежание более серьёзных поломок.
Рассмотренный в этой статье способ диагностирования компрессора был подтвержден экспериментально, и оправдал целесообразность использования тепловизора для диагностики поршневых компрессоров.
Библиографический список
1. Страхович, К. И. Компрессорные машины : учеб. пособие / К. И. Страхович [и др.]. - Москва : Гос. изд-во торговой литературы, 1961. - 600 с.
2. Пластинин, П. И. Поршневые компрессоры. Т. 2. Основы проектирования. Конструкции : монография / П. И. Пластинин. - Москва : КолосС, 2008. - 720 ^
КАРПЕНКО МАТВЕЙ АНДРЕЕВИЧ - Магистрант, волгоградский государственный технический университет, Россия.
