Основные положения технического обслуживания
Причины старения. В процессе эксплуатации на холодильную установку воздействует энергия окружающей среды, включая обслуживающий и ремонтный персонал, и внутренних источников, связанных с совершением рабочего процесса, а также аккумулировавших энергию. При передаче энергии - механической, электромагнитной, внутренней, химической - в форме работы и теплоты в элементах холодильной установки возникают процессы разной природы, сопровождающиеся действием сил, которое приводит к изменению их начальных свойств. Например, к компрессору, насосу, вентилятору подводится механическая энергия для совершения рабочего процесса. В результате, действию механической силы подвержена вся кинематическая цепочка.
Потенциальная энергия, накопленная в отливках, обработанных деталях и собранных узлах, приводит к появлению напряжения в материале. Электромагнитная и механическая энергия внешних и внутренних источников вызывает электрохимические процессы, приводящие к окислению материалов. Теплота внутренних и внешних источников повышает температуру материала деталей, масла, хладагента, что ускоряет химические реакции, повышает механические нагрузки и напряжения. Обслуживающий и ремонтный персонал, ошибочно действуя или не выполняя положенные предписания, способствует развитию негативных процессов.
Под действием взаимосвязанных физико-химических процессов ухудшаются свойства объекта и его качество. Процесс ухудшения свойств объекта часто называют физическим старением (или просто старением). Внешними признаками проявления старения являются разрушение, деформация, изменение характеристик материала, коррозия, эрозия, кавитация, нагар, износ.
Разрушение материала происходит тогда, когда значения статической или динамической нагрузок превышают предельные значения, а также вследствие длительного действия переменных нагрузок, приводящих к усталостному разрушению. Разрушению подвержены такие элементы, как пластины клапанов компрессоров, поршневые кольца, подшипники качения, коленчатые валы и др.
Необратимая деформация элементов наблюдается, если нагрузка превышает допустимое значение. Например, коленчатый вал скручивается и изгибается, шатунные болты удлиняются и т. д.
Хладагенты являются веществами в основном химически стабильными. Но хладоны могут участвовать в химических реакциях и медленно разлагаться. Причем, скорость химических реакций возрастает с увеличением температуры и в присутствии воды и катализатора. Так, R12 и R22 в смеси с традиционными минеральными маслами в присутствии воды и катализатора (железа и его сплавов) разлагаются при температурах 100-150 °С. В результате образуются соляная и плавиковая кислоты и смолистые вещества, содержащие углерод, которые отлагаются на поверхности деталей. Масла на основе полиэфиров в присутствии воды (0,02 %) и металлов (железа, меди и алюминия) разлагаются на спирт и кислоту при температуре свыше 100 °С. Смазочное масло загрязняется продуктами изнашивания и коррозии, поглощает влагу, окисляется.
Старение поверхностного слоя характеризуется потерей материала или его присоединением. Например, атмосферная, химическая и электрохимическая коррозии металлов и сплавов сопровождаются потерей исходного материала. Коррозия в сочетании с действием переменного механического напряжения может привести к коррозионной усталости материала. Действие потока газа или жидкости на поверхность материала при большой скорости и, особенно, при наличии абразивных частиц может привести к эрозии (размыванию) поверхностного слоя. Такой процесс характерен для проточной части центробежных компрессоров и насосов.
Кавитация (т. е. парообразование в жидкости, обусловленное быстро изменяющимся давлением) может вызвать эрозию материала, именуемую кавитационной эрозией. Кавитационной эрозии подвержена проточная часть насосов и вентилей, находящихся в циркуляционном контуре хладагента. Эрозия и коррозия могут воздействовать на материал одновременно, что ускоряет старение. Присоединение материала к поверхности - явление также нежелательное, поскольку изменяются ее форма и свойства. Материал налипает на поверхность в результате процессов адгезии и адсорбции. Так, на деталях нагнетательного клапана может образоваться нагар, в гидравлических системах иногда происходит отложение твердых частиц на стенках каналов, так называемая облитерация.
Наиболее характерным процессом старения, протекающим при контакте поверхностей и их относительном перемещении, является изнашивание (процесс изменения размеров детали при трении, проявляющийся в отделении с поверхности трения материала и его остаточной деформации). Механическое изнашивание (только механическое взаимодействие поверхностей) имеет место в сопряжениях вал-подшипник у компрессоров, насосов и вентиляторов. Адгезионное изнашивание (результат адгезионного взаимодействия, силы которого превосходят прочность связи поверхностного слоя материала, из-за чего происходит схватывание материалов) характерно для сопряжений, работающих при высокой температуре, например для пары цилиндр-поршневое кольцо. Изнашивание в условиях избирательного переноса (в результате разрушения межатомных связей медь переносится на поверхность стали, и образующийся мягкий тонкий слой, обогащенный медью, уменьшает зазор) происходит в сопряжениях, работающих при высокой температуре в среде хладона, например в сопряжении вал- подшипник хладоновых компрессоров.
Итак, исключить нежелательное изменение свойств элементов холодильной установки нельзя. Но знание причины и сущности процессов старения позволяет использовать установку так, чтобы исправность (или только работоспособность) сохранялась в течение заданной наработки.
Процессы старения приводят к ухудшению технического состояния объекта. Но изменение свойств может носить обратимый характер, если оно связано, например, с упругой деформацией материала, отложением продуктов коррозии и разложения масла, образованием накипи, засорением фильтров и т. д. Повреждения и отказы, вызванные такими явлениями, могут быть устранены в результате выполнения комплекса относительно простых и нетрудоемких операций, называемого техническим обслуживанием.
Общие положения технического обслуживания. Существует несколько видов технического обслуживания, которые классифицируют:
по этапам существования - при использовании, ожидании, хранении, транспортировании;
по планированию - плановые и неплановые;
по регламентации выполнения - регламентированные и по техническому состоянию;
по условиям проведения - периодическое, сезонное.
Техническое обслуживание при использовании объекта по назначению подразделяют на оперативное техническое обслуживание, если его выполняют при использовании объекта по назначению перед или сразу после использования, и периодическое техническое обслуживание, если его проводят по техническому состоянию или после определенной наработки.
Сезонное техническое обслуживание проводят только для объектов, используемых при существенных изменениях окружающей среды в течение года, например для наружных теплоизоляционных ограждений.
Плановое техническое обслуживание проводят в соответствии с требованиями НТД, неплановое техническое обслуживание - без предварительного назначения.
Регламентированное техническое обслуживание предусмотрено в НТД, его выполняют с периодичностью и в объеме, указанном в НТД, независимо от технического состояния объекта в момент начала обслуживания.
Регламентированное техническое обслуживание с номенклатурой наиболее ответственных операций (разборка, регулировка и др.) называется техническим осмотром. Технические осмотры характеризуются периодичностью, т. е. интервалом времени или наработки между видами технического обслуживания, а каждый вид характеризуется продолжительностью, трудоемкостью и стоимостью. Регламентированное техническое обслуживание ввиду определенности с периодичностью проведения и видами осмотров проще в реализации и широко распространено.
Техническое обслуживание по техническому (т. е. фактическому) состоянию требует большого объема информации о техническом состоянии объекта в предшествующий период и настоящий момент, получить, обработать и использовать при принятии решения которую затруднительно без специальных технических средств и автоматизации контроля и управления. Поэтому переход к техническому обслуживанию по состоянию требует использования автоматизированных средств контроля и диагностики.
Методы выполнения технического обслуживания могут быть различными, например: обслуживания штатным эксплуатационным персоналом, специализированной организацией и фирменное, т. е. предприятием-изготовителем. Техническое обслуживание обычно включает контроль технического состояния объекта, операции профилактического характера (очистку, смазку, регулирование и др.) и замену дефектных элементов. Технический контроль, цель которого - проверка исправности (или только работоспособности) на промышленных холодильных, осуществляет штатный дежурный персонал, визуально (т. е. при помощи органов чувств) и с помощью измерительных средств следящий за состоянием установки, периодически регистрирующий в суточном журнале (при отсутствии автоматической регистрации) режим работы и на основе значений параметров и признаков функционирования принимающий решения по управлению установкой. Обнаруженные повреждения и отказы объектов устраняются и фиксируются в журнале наработок, повреждений и отказов. Содержание выполненных работ отражается в журнале учета технического обслуживания и ремонта. Администрация цеха обязана ежедневно просматривать журналы, контролируя выполнение необходимых работ.