ПОВЫШЕНИЯ РЕСУРСА И НАДЁЖНОСТИ
ТЯЖЕЛОНАГРУЖЕННЫХ ПОДШИПНИКОВЫХ УЗЛОВ
В ЭНЕРГООБОРУДОВАНИИ ТЭС.
канд. техн. наук, инженер ООО “ИНПРОМСЕРВИС ХХI век”
канд. техн. наук, , инженеры ;
Энергооборудование ТЭС характеризуется непрерывным циклом работы и поэтому, к нему предъявляются более жёсткие требования по надёжности и ресурсу подшипниковых узлов.
Практика эксплуатации подшипников в таких узлах, как кулачковые распределительные устройства (КРУ), регулирующие клапаны турбин, опоры ротора электродвигателей дымососов, вентиляторов, а также в узлах регенеративных воздухоподогревателей (РВП) и тягодутьевых механизмов, показывает, что снижение ресурса работы и преждевременные выходы подшипников из строя обусловлены следующими основными причинами:
· нестабильное исходное качество применяемых при ремонте оборудования подшипников качения;
· несоответствие применяемых подшипников к изменившимся в процессе длительной эксплуатации оборудования режимам и условиям работы (ухудшение системы смазки, нарушение герметичности узлов, наличие повышенных температур и т. д.), так называемые экстремальные условия.
Компания «Инпромсервис» как генеральный дистрибьютор ТИМКЕН работает по выбору и применению подшипников по следующим направлениям:
1) Выбор и применение подшипников во вновь проектируемом оборудовании;
2) Применение подшипников при ремонте импортного оборудования;
3) Применение подшипников при ремонте отечественного оборудования, включая замену подшипников, не удовлетворяющих требованиям установленного межремонтного цикла по ресурсу.
При выборе подшипников для узлов вновь разрабатываемого оборудования рассматривается не только место установки подшипника, но также учитывается и заданная долговечность подшипника.
При этом применяются стандартные методы расчёта. Для сложных случаев, могут быть проведены более точные расчёты с помощью разработанных ТИМКЕН компьютерных программ, учитывающие такие параметры, как степень упругости подшипников, регулировку подшипников и жёсткость корпуса, в том числе с проведением анализа по методу конечных элементов для корпуса или вала подшипников (для критических узлов).
Выбор подшипников при ремонте импортного оборудования особых сложностей не представляет, так как идёт прямая замена подшипников и решающим фактором является их цена.
Выбор подшипников при ремонте отечественного оборудования с заменой российских подшипников, обусловлен в первую очередь недостаточным сроком их службы по сравнению с установленным периодом межремонтного ресурса.
Это наиболее частая практика компании «Инпромсервис» в России и СНГ. Такая работа, как правило, проводится совместно с представителями ТИМКЕН, так как требует внимательного изучения режимов и условий работы подшипника в узле и определения причин недостаточной долговечности. После этого анализа, на основе огромного опыта ТИМКЕН, рекомендуется подшипник для замены российского аналога.
Надёжная работа подшипников ТИМКЕН базируется на 5 основных отличиях:
· Обеспечение правильного вращения за счёт высокой геометрической точности изготовления рабочих поверхностей колец и тел качения
Например, однорядные конические роликоподшипники полностью взаимозаменяемые и не боятся перепутывания колец.
· Подшипники фирмы ТИМКЕН изготавливаются из высококачественных сортов высоколегированной стали и проходят операцию поверхностной закалки, что обеспечивает подшипнику жёсткую износостойкую поверхность и вязкую сердцевину.
Это даёт возможность подшипникам легче переносить ударные нагрузки и способствует повышению долговечности. Немаловажным фактором преимущества поверхностной закалки является то, что в деталях подшипника действуют сжимающие напряжения в отличие от деталей прошедших сквозную закалку, в которых действуют растягивающие напряжения.
· В зависимости от режимов работы, ТИМКЕН разработал различные профили рабочих поверхностей колец, снижающие удельные давления от прилагаемой нагрузки.
· Улучшенное качество окончательной обработки колец и тел качения
· Соответствие действующим мировым стандартам качества.
Всё это позволяет подшипникам ТИМКЕН увеличить долговечность по сравнению с обычными подшипниками от 3-х до 5-ти раз, что и обуславливает преимущества их выбора.
Необходимо также отметить, что в силу высокого качества изготовления, подшипники ТИМКЕН имеют ряд дополнительных преимуществ, таких как, малый момент сопротивления вращению, пониженный общий уровень шума и вибрации, что соответствует современным 
требованиям к некоторым видам оборудования.
Наиболее предпочтительно применение подшипников ТИМКЕН в узлах РВП.
Применение подшипников ТИМКЕН в таких узлах характеризуется увеличенным сроком службы. Так, в частности, в узле РВП Евроазиатской Энергетической Корпорации в Республике Казахстан (Ермаковская ГРЭС), подшипник ТИМКЕН T-29488EM (ГОСТ 9039488Х) на сегодняшний день работает более 23 месяцев без замечаний по настоящее время, в то время как подшипники других производителей по наблюдениям механиков, имеют срок службы от 8 до 18 месяцев.
Что касается работы подшипников в экстремальных условиях, то здесь используется опыт работы .
В результате многолетних предварительных исследований и испытаний (металлографических, метрологических), проводимых с 1994 года, было установлено, что в энергооборудовании ТЭС многие подшипниковые узлы и подшипники работают, как правило в экстремальных условиях: при высоких контактных нагрузках, температур, недостатка смазки (масляное голодание), наличия коррозионных сред, а также конструктивных недостатков узлов (несоответствие требованиям ГОСТов по допускам, посадкам, радиальным и осевым биениям, радиальным зазорам). В результате этого, после небольшой наработки (от 3-х и более месяцев) подшипники имеют сильный износ тел и дорожек качения, разрушение сепараторов, а также наличие коррозии и следов схватывания на рабочих поверхностях, отпуск (снижение твердости) металла колец и тел качения.
Основной причиной появления перечисленных дефектов является возникновение так называемого смешанного трения в зоне нагружения тел качения. Этот вид разрушительного трения можно устранить путем создания в местах контакта гарантированного слоя смазки оптимальной толщины с высокой несущей способностью. Современные разработки ведущих зарубежных фирм по подшипниковым смазкам основываются на включение в состав смазочных композиций, сложных антифрикционных присадок полимеров и органических солей, обладающих противоизносными и демпфирующими свойствами. Технология получения таких многоцелевых смазок с высокими смазочными свойствами удорожает их стоимость и, тем самым, сдерживает серийное применение их на международном рынке сбыта.
В совместно с компанией “Инпромсервис” проблема повышения эффекта безизносности материалов при смешанном трении решается путем создания на поверхностях трения гарантированного смазочного слоя, состоящего из адгезионных олеофильных пленок покрытий (полимерных, оксидных, металлических и т. д.) и штатных серийных отечественных смазок и масел, оптимально подобранных в соответствии с условиями эксплуатации подшипников. Эффект создания гарантированной повышенной несущей способности и грузоподъёмности достигается:
· созданием адгезионных прочных олеофильных слоев на поверхностях тел качения;
· уменьшением краевого угла смачивания в покрытиях более чем в 2 раза;
· образованием в процессе обработки деталей подшипников специфического однородного микропористого рельефа поверхности металла;
· сохранением чистоты и исходных свойств рабочих смазок в процессе работы за счет уменьшения износа металла;
· уменьшением коэффициента трения смазочного слоя в 1,5 и более раз.
За период гг. было модернизировано более 300 подшипников различных типов, проведены совместные с ТЭС эксплуатационные испытания подшипниковых узлов. Испытания модернизированных подшипников показали повышение их работоспособности более чем в 2 раза, и случаев отказа в работе подшипников не наблюдалось.
Комплексная модернизация подшипников заключалась в химической обработке деталей подшипников олеофильными адгезионными покрытиями, подбором оптимальных смазок и разработкой рекомендаций по конструкторско-технологическим мероприятиям, повышающим надёжность и ресурс работы подшипников и подшипникового узла в целом. Все испытания подтверждены актами испытаний.
Так, например, внедрение на ТЭЦ-21 ОАО “Мосэнерго” разработанных мероприятий по модернизации подшипников типа 3518Л для подшипникового узла кулачкового распределительного устройства (КРУ ТГ-6), регулирующих клапанов турбины Т позволило повысить надёжность и ресурс их работы более, чем в 2 раза. Подшипники (12 штук) находятся в эксплуатации более 2,5 лет без замены и пополнения смазки, при этом, дополнительного тепловыделения и нарушения режимов работы не наблюдалось.
Ресурсные испытания модернизированных подшипников типа 3шт.), установленных на роторе электродвигателя дымососа ДА302 и вентилятора ВДН-26ПУ (Архангельская ТЭЦ) показали увеличение работоспособности подшипников более чем в 2 раза. Подшипники отработали в узле более 18 месяцев на штатной смазке и не имели дефектов, наблюдалось снижение вибрации, значительно уменьшился износ посадочных поверхностей, уменьшилось тепловыделение подшипника.
Модернизация на ТЭЦ-20 ОАО “Мосэнерго” подшипников сетевых насосов типа 46416Л, 53612К, 310АК, 313АК, 317, 318АК, 320Л, 32317М, 3 416А, в количестве 45 штук, работающих в условиях повышенной влажности, позволила увеличить срок работы подшипников до 15 месяцев и более. Коррозии и отклонений от рабочих режимов в подшипниковом узле не наблюдалось. Ресурс работы подшипников увеличился более чем в 2 раза.
Из опыта эксплуатации и исследований различных подшипников, применяемых в оборудовании ТЭС, следует, что заданная надёжность и работоспособность в наиболее ответственных подшипниковых узлах может быть обеспечена при условии внедрения мероприятий по модернизации подшипников, разработанных специалистами И ООО “ИНПРОМСЕРВИС ХХI ВЕК”:
· приведение посадочных мест под подшипники в соответствие с требованиями ГОСТ 3325-85;
· контроль посадочных мест перед сборкой с записью в журнале;
· контроль радиального и осевого (при необходимости) зазора подшипника после сборки. В технологии на сборку должны быть указаны максимальный и минимальный зазоры;
· правильный выбор масел и смазок в зависимости от режимов работы подшипников. Расчет расхода и охлаждения масел. Контроль сроков замены масел и смазок и их чистоты;
· замена подшипника на более работоспособный для данного подшипникового узла;
· модернизация применяемого подшипника путем нанесения твердосмазочных износостойких и коррозионностойких покрытий на дорожки и тела качения;
· конструкторские изменения подшипникового узла, создающие более благоприятные условия для работы подшипников, выбор оптимальных зазоров и посадок для подшипников;
· снижение нагрузки на подшипники путем уменьшения дисбаланса при балансировке вала;
· повышение культуры и качества монтажа, демонтажа, эксплуатации, обращения и хранения подшипников и т. д.
Решение данных вопросов возможно при взаимодействии «Инпромсервис» со службами главного механика ТЭС в части обеспечения определенного сервисного обслуживания поставляемых подшипников с привлечением специалистов «Инпромсервис» и ТИМКЕН при монтажных работах и обследовании подшипниковых узлов.
Следует отметить, что действующая система приобретения подшипников качения заказчиками в большинстве случаев не гарантирует их качества к существующим режимам и условиям работы.
Кроме того, даже введение входного контроля не может обеспечить полноту контроля качества подшипников.
Наиболее реальным решением, отвечающим на поставленные выше вопросы, является, как это принято в мировой практике, установление долгосрочных партнёрских отношений между «Инпромсервис» и заказчиком по наиболее проблемным подшипникам.
Такие отношения позволяют с одной стороны получать заказчику подшипники гарантированного качества и соответствующие условиям и режимам работы узла определенного оборудования, с необходимым спектром сервисных услуг, а также, позволяет «Инпромсервис» своевременного получать заявки и решать вопросы по изготовлению подшипников (особенно крупногабаритных) в соответствии со сроками проведения ремонтных работ.
Компания «Инпромсервис» имеет все возможности и несёт всю полноту ответственности за качество поставляемых подшипников и соответствие их режимам работы в различных узлах энергетического оборудования ТЭС.
(0, , .
