Поведение пластмасс, работающих в нефтепромысловых оборудованиях Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 662.276.8.05

Гасанова Н.А. ©

Доктор философии по технике, ассистент Азербайджанский Государственный Университет Нефти и Промышленности г. Баку, Азербайджанская Республика

ПОВЕДЕНИЕ ПЛАСТМАСС, РАБОТАЮЩИХ В НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ

ОБОРУДОВАНИЯХ

Аннотация

Исследования производились с целью повышения производительности труда и замены цветных и черных металлов пластическими массами. Детали для этой цели выбраны с определенной характеристикой, чтобы в дальнейшем разработанный технологический процесс можно было применять в нефтяной и газовой промышленности.

Ключевые слова: пластические материалы, надёжность, качество, прочность, теплостойкость.

N.A. Gasanova

BEHAVIOR OF PLASTIC WORKING IN OIL-FIELD EQUIPMENT

Summary

Researches were made for the purpose of increase of labor productivity and replace of non-ferrous metals and ferrous metals by plastics. Details for this purpose are selected with a certain characteristic that further the developed technological process could be applied in the oil and gas industry.

Keywords: plastic materials, reliability, quality, durability, heat resistance.

В настоящее время пластические массы имеют широкое применение. Их используют во всех областях промышленности, как в виде прессованных изделий, так и в виде полуфабрикатов различного профиля (ленты, прутки, трубы, доски, пленки и т.д.) [1].

Высокая механическая прочность некоторых пластических материалов позволила применить их в качестве конструкционных деталей различных машин и оборудований.

Проблема применения пластмасс для изготовления деталей машин в любом предприятии, в том числе и в нефтепромысловых оборудованиях, связана с наличием синтетических материалов, удовлетворяющих экспериментальные качества при работе в нефтепромысловых оборудованиях. В связи с этим необходимо, чтобы машиностроительное предприятие проводило большую научно-исследовательскую работу по изменению конструкций деталей узлов и машин при замене их [2,3].

Применение деталей из пластмасс в различных конструкциях дает возможность снизить себестоимость и трудоемкость изготовления машин и приборов, уменьшить вес конструкций при одновременном улучшении их качества и надежности. Преимущества использования пластмасс в конструкциях полностью проявляются лишь при правильном проектировании пластмассовых деталей.

Пластические массы обладают также антикоррозионные и сравнительно высокой теплостойкостью. Благодаря указанным свойствам ряда пластмасс их применяют в нефтепромысловых оборудованиях, работающих в агрессивных средах и тяжелых климатических условиях. На основании анализа конструкций и условия эксплуатации в

© Гасанова Н.А., 2016 г.

табл.1 приведены группа деталей из пластмасс, работающих и подлежащих в перспективе замене, и практические рекомендации по наиболее рациональные методы их изготовления.

Предлагается следующая классификация деталей машин по назначению и конструктивному признаку:

К - крупногабаритные детали;

А - детали для агрессивных, высокотемпературных и жидкостных сред;

П - пары трения;

Р - резьбовые и армированные детали;

О - детали общего назначения;

Н - нагруженные детали.

Детали нефтепромыслового оборудования, аппаратов и машин общего назначения, приведенные в табл.1, работают в различных отраслях машиностроения, и относится следующим классам (такая классификация впервые проводится):

1) пары трения, т.е. зубчатые и червячные передачи, подшипники скольжения и т.п.;

2) нагруженные детали типа роликов, шкивов, статоры, турбобура, крышка редуктора, стаканы подшипников, траверс, кронштейнов, корпусные детали и т.д.;

3) резьбовые детали типа муфт, колонок, сальниковых букс и корпусов, пробок и др.;

4) детали общего назначения типа блоков, щитков, крышек, установочных колец, штурвалов, маховичков и др.

Таблица 1

Наименование оборудования Наименование деталей Условия работы Детали из пластмасс

Среда Температура, град Классы деталей Марка пластмассы Метод изготовления

1 2 3 4 5 6 7

Манифольд УМВ-250 уплотнительное нефтяная вода до 50 А полиэтилен литье под давлением

Фонтанная арматура заглушка атмосфера до 20 Н полиэтилен литье под давлением

Буровой агрегат крышка отдушины атмосфера до 40 Р фенопласт прессование

то же разбрызгиватель нефтяная вода до 40 А фенопласт то же

то же сапун // то же А фенопласт //

Дебитомер поплавок нефтяная вода // А полиэтилен литье под давлением

Установка «Азинмаш-3 7А» корпус сальника нефтяная вода // П полиэтилен //

Электропогружной насос рабочие колеса атмосфера // АН полиамид //

то же упаковочная крышка нефтяная вода до 20 А полиэтилен //

Скважинный насос противопесоч-ный фильтр нефтяная вода до 40 А полиэтилен //

то же протекторная муфта то же то же О полиэтилен //

Скважинный насос защитные колпачки атмосфера до 20 О полиэтилен //

Продолжение таблицы 1

1 2 3 4 5 6 7

Храповое крышка атмосфе- до 20 Н полиэтилен литье под

устройство подшипника ра давлением

Компрессор направляющая втулка воздух до 40 П АФГМ //

Задвижка щиток вебера водяная жидкость то же то же полиэтилен //

Вертлюг колпак защитный атмосфера до 20 О полистирол //

Трубобур статор водяная жидкость до 40 А полиэтилен //

То же крышка глухая то же то же А то же то же

То же то же щелочи и кислоты низкой концентрации до 20 А капрон первичный или вторичный литье под давлением или автоклавной метод

То же нажимная втулка то же до 20 А древесная пресс-крошка Горячее прессование

Вакуум фильтры Б=5м2, Б=10м2 полукольцо упорное то же до 100 А то же то же

То же крышка сквозная то же до 100 А то же то же

То же крышка глухая то же до 100 А то же то же

Фильтр с волокнистым подслоем крышка подшипника то же

Вакуум-фильтры Б= 3 м2, Б= 10 м2, Б= 20 м2 корпус форсунки щелочи и кислоты низкой средней концентрации до 50 А полиэтилен гранулированный прессование; литьевое прессование, литье под давлением

Фильтр с волокнистым подслоем втулка щелочи и кислоты низкой концентрации до 20 А то же то же

Фильтр гуммированный Б = 3 м2 втулка 50/40 неорганические кислоты низкой и средней концентрации до 60 А полиэтилен гранулированный прессование; литьевое прессование, литье под давлением

Фильтр с волокнистым подслоем нажимная втулка кислоты и щелочи низкой концентрации до 60 АН полиэтилен гранулированный прессование; литьевое прессование, литье под давлением

Продолжение таблицы 1

1 2 3 4 5 6 7

Фильтр с волокнистым колпачок кислоты и щелочи до 20 АН полиэтилен прессование; лить-

подслоем низкой концентрации гранулированный евое прессование, литье под давлением

То же смазочное кольцо то же до 20 АН то же то же

То же втулка дистанционная то же до 200 АН фторпласт-4 то же

Фильтр из нержавеющей стали F=3 м2 дистанционное кольцо кислоты и щелочи низкой концентрации до 100 АН эскалон прессовочный прессование; литьевое прессование, литье под давлением

Эспочичовый фильтр колпачок слабокислая среда до 60 АР асбоволок-нит прессование

То же то же то же полиэтилен гранулированный литьевое прессование, литье под давлением

То же переход для колпачка то же до 60 АР асбоволок-нит прессование

Кварцевый фильтр гайка серная кислота 12%-ная до 60 А фаолит прессовочный, эскапон горящее прессование

То же фланец то же до 60 А полиэтилен НД, порошок напыление в кипящем слое

То же шпилька то же до 60 АР то же то же

То же шайба то же до 60 А то же то же

То же шпилька то же до 60 АР то же то же

То же шайба специальный то же до 60 А фаолит прессовочный, эскапон горящее прессование, напыление в кипящем слое

То же нижняя часть подающей трубы то же до 60 А то же то же

Кварцевый фильтр средняя часть подающей трубы серная кислота 12%-ная до 60 А полиэтилен НД, порошок напыление в кипящем слое

Кварцевый фильтр верхняя часть подающей трубы серная кислота 12%-ная до 60 А полиэтилен НД, порошок напыление в кипящем слое

Нормализованные детали маховички чугунные нейтральная 18 ор волокнит прессовочный горячее прессование

Продолжение таблицы 1

1 2 3 4 5 6 7

Нормализован- ручки овальные нейтраль- 18 ОР волокнит литьевое

ные детали ная прессовоч- прессова-

ный ние

То же масленки- масло 18 АР полиамид 68 литье под

колпачки гранулированный давлением

То же ручка пуговка нейтральная до 35 ОР волокнит прессовочный литьевое прессова-ние,горячее, прессование

Нормализован- пробки масло до 40 АР капрон литье под

ные детали спускные гранулированный давлением

То же крышки торцовые то же до 35 АР волокнит прессовочный горячее прессование

То же кольцо нажимное нейтральная до 50 АОН древесная пресс-крошка то же

Резак РКР-3 маховичок нор- от -60 ОН волокнит литьевое

мальная до +30 прессовочный прессование

То же рукоятка то же от -60 до +30 ОН то же то же

То же маховичок нормальная от -60 до +30 ОН то же то же

Генератор ГВР: то же то же от -60 ОН то же то же

1,25 мм до +30

Ножницы ком- волокнит литьевое

листовые НЛ-475А маховичок воздух натная ОН прессовочный прессование

6-ярусный воздух с

сушильный шкив влаж- 20-40 ОН то же то же

передаточный стол ностью 75-80%

Гидравлический снижатель штурвал СМ-148 воздух с влажностью 65-75% 20-40 ОН Этрол НЦ гранулированный горячее прессование

Наклонный ролик атмос- нор- древесная горячее

транспортер фера маль- ОН пресс- прессова-

НТ-1 ная крошка ние

То же то же то же то же ПОН то же то же

волокнит то же

То же колпачок то же то же О прессовочный

Наклонный

транспортер НТ-1 кольцо то же то же О то же то же

То же то же то же ПОН то же то же

Продолжение таблицы 1

1 2 3 4 5 6 7

Наклонный ролик атмос- нор- древесная горячее

подъемник фера маль- ПОН пресс- прессова-

НП-1 ная крошка ние

То же ролик верхний то же то же ПОН то же то же

полиамид 68 литье под

То же накладка то же то же О гранулиро- давлением

ванный

волокнит горячее

То же ролик то же то же ПОН прессовочный прессование

Кипятильник пробка то же 10-80 РОН то же прессова-

КНД-12М ние

Кипятильник отражатель вода 100 О капрон литье под

КНД-12М кипятка гранулированный давлением

Кипятильник пробка атмос- РОН волокнит горячее

КНД-8 фера прессовочный прессование

Штабелеук- древесная горячее

ладчик само- ролик то же О пресс- прессова-

ходный ШС-1 крошка ние

волокнит горячее

То же то же то же ПОН прессовочный прессование

То же щека то же ПОН то же то же

Кипятильник пробка то же ПОН то же то же

КНД-200

Кипятильник гайка то же до 18 РОН то же то же

КНД-8 трубы

Транспортер древесная

унифициро- стакан масло от -40 ОН пресс- то же

ванный крошка

То же кольцо то же от -40 до -50 ОН асбоволок-нит прессованный то же

То же втулка то же от -40 до -50 ОН то же

То же стакан от -40 до -50 ОН то же то же

Специфические особенности пластмасс как конструкционных материалов заставляют конструктора по новому подходить к решению ряда важнейших вопросов проектирования: а) выбор материала; б) расчеты на прочность; в) выбор основных конструктивных параметров детали и технологического процесса ее изготовления; г) окончательная обработка конструкции с точки зрения ее технологичности; е) сравнительный технико-экономический анализ спроектированного изделия

В таблице 1 предлагаемые детали, подлежащие изготовлению из различных пластмасс, при эксплуатации в конструкциях нефтепромысловых оборудованиях выбраны на основании нижеследующих. Так как пластические материалы имеют сложную напряженную природу и отличаются от металлов резко выраженными отклонениями от свойства идеально упругих твердых тел. Здесь в соответствии с законом Гука напряжение всегда прямо пропорционально деформации и не зависит от ее скорости, так и от свойств идеально вязких жидкостей, для которых в соответствии с законом Ньютона напряжение всегда прямо пропорционально скорости деформации и не зависит от самой деформации. У пластмасс наблюдаются два основных типа отклонений от классических случаев:

- скорость деформации не прямо пропорционально напряжению, а связана с ним более сложной зависимостью;

- напряжение зависит от деформации и ее скорости, а также от более высоких производных деформаций по времени.)

Скорость деформации не прямо пропорционально напряжению, а связана с ним более сложной зависимостью. Напряжение зависит от деформации и ее скорости, а также от более высоких производных деформаций по времени.

Литература

1. Керимов Д. А., Курбанова С.К. Основы конструирования пластмассовых деталей и пресс-форм. Баку: Изд-во «Елм», 1997, 504 с.

2. Гасанова Н.А. Исследование качества пластмассовых деталей нефтепромыслового оборудования. Автореферат диссерт.доктора философии по технике. Баку, 2014

3. Асланов Д.Н., Байрамов Ф.Г. Исследование трения запорного узла пробковых кранов. Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. Москва 2015. № 11-1. С. 62-65.