автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Прогнозирование долговечности рабочих колес центробежных насосных агрегатов при перекачивании тяжелых нефтепродуктов

На правах рукописи

ДЕВЯТОВ АЗАМАТ РИШАТОВИЧ

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ РАБОЧИХ КОЛЕС ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ ПРИ ПЕРЕКАЧИВАНИИ ТЯЖЕЛЫХ НЕФТЕПРОДУКТОВ

Специальность 05.02.13 - «Машины, агрегаты и процессы» (машиностроение в нефтеперерабатывающей промышленности)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 6 лен 2010

Уфа-2010

004617459

Работа выполнена на кафедре "Технологические машины и оборудование" Уфимского государственного нефтяного технического университета

Научный руководитель: доктор технических наук

Закирничная Марина Михайловна.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Кузнецов Владимир Александрович;

доктор технических наук, профессор Шанявский Андрей Андреевич.

Ведущая организация: ГУП «Институт проблем транспорта

энергоресурсов», г. Уфа.

Защита состоится 29 декабря 2010 г. в 15-30 на заседании совета по защит докторских и кандидатских диссертаций Д 212.289.05 при Уфимском государсп венном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, Республика Баш кортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Автореферат разослан 29 ноября 2010 г.

Ученый секретарь совета

Лягов А.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

На предприятиях нефтепереработки центробежные насосные агрегаты (ЦНА) являются одним из основных видов машин, предназначенных для перекачивания различного рода жидкостей. Такая ситуация обусловлена их существенными преимуществами над другими типами насосов. В первую очередь следует отметить равномерность и широкие границы регулирования расхода при относительно высоком коэффициент полезного действия, возможность непосредственного соединения с высокоскоростными электродвигателями и газовыми турбинами, небольшие габаритные размеры и вес. Как известно из работ В.В. Болотина, Д.Н. Решетова, Г.П. Иванова, И.А. Биргера, В.П. Чиркова, Р. Хевиленда и др. в области прогнозирования ресурса и надежности машин, безаварийная работа насосного агрегата в значительной степени зависит не только от правильного выбора и обеспечения основных конструкторских решений при проектировании и изготовлении, но и от условий эксплуатации. При этом нестационарный режим эксплуатации насосных агрегатов может быть связан с нестабильной загрузкой по сырью технологических установок.

Одной из основных проблем прогнозирования ресурса и надежности деталей машин, изделий и механизмов является предотвращение преждевременных разрушений вследствие действия периодически повторяющихся нагрузок, вызывающих явление усталости металла. Статистические исследования показывают, что около 90 % всех разрушений элементов конструкций и деталей машин в промышленности и на транспорте происходит в результате действия повторно-переменных нагрузок. Изучению природы усталостных разрушений и методов расчета усталостной долговечности деталей машин посвящены работы C.B. Се-ренсена, B.C. Ивановой, A.A. Шанявского, H.A. Махутова, В.Ф. Терентьева, А.П. Гусенкова, В.П. Когаева, Ю.Н. Работнова, В.Т. Трощенко, П.А. Павлова.

В процессе эксплуатации ЦНА на предприятиях нефтепереработки колебание режима работы неизбежно, что влечет за собой изменение гидродинамики потока жидкости, оказывающее интенсивное динамическое воздействие на детали его проточной части, главным образом, на рабочее колесо. Повреждения рабочих колес насосных агрегатов, как правило, выявляются во время плановых ремонтов, за исключением аварийных остановок. В существующих методиках проведения прочностных расчетов рабочих колес насосных агрегатов не учитывается влияние гидродинамических процессов проточной части, изучению которых посвящены исследования многих отечественных и зарубежных авторов: Л.Г. Колпакова, Г.М.

Башта, В.А. Зимницкого, В.М. Касьянова, Б.В. Овсянникова, Г.Ю. Степанова, В.В. Малюшенко, 3.3. Рахмилевича, В.М.Черкасского, М.Р. Сулейманова, R. Krischna, R. Knapp.

В связи с тем, что внезапное разрушение рабочего колеса может привести к аварийной остановке насосного агрегата и вызвать дополнительные повреждения связанного с ним технологического оборудования, определение времени наработки на отказ рабочих колес представляет несомненную актуальность.

Цель работы: разработка алгоритма оценки времени наработки на отказ рабочих колес ЦНА с учетом параметров режима эксплуатации и свойств перекачиваемой жидкости для условий нестационарного режима нагружения.

Задачи исследования:

1 Сбор статистических данных по причинам и количествам отказов насосных агрегатов на примере марки НК 210/200 установок первичной переработки нефти.

2 Проведение микроструктурного анализа, фрактографических исследований изломов дисков рабочих колес, определение механических свойств материала рабочих колес, в том числе предела выносливости и параметров кривой усталости стали 25JI.

3 Анализ изменения напряженного состояния и определение параметров цикла изменения напряжений рабочих колес ЦНА при нестационарном режиме нагружения в процессе эксплуатации по результатам расчетов в программном комплексе (ПК) FLOWVISION 2.3.3 и ПК ANSYS.

4 Сравнение расчетной и эксплуатационной долговечности рабочих колес.

5 Получение аналитической зависимости, позволяющей наиболее достоверно определять время наработки на отказ рабочих колес в зависимости от режима работы ЦНА и свойств перекачиваемой среды.

6 Разработка методики по оценке долговечности рабочих колес с учетом условий и режима эксплуатации ЦНА при перекачивании тяжелых нефтепродуктов.

Научная новизна

1. На основе анализа расчета долговечности и статистики отказов рабочих колес ЦНА консольного типа, предназначенных для перекачки тяжелых нефтепродуктов, установлена поправочная функция к уравнению повреждений силового типа для расчета количества циклов до разрушения. Поправочная функция учитывает коррозионное воздействие перекачиваемой среды, частоту и режим нагружения рабочих колес в процессе эксплуатации.

2. В результате моделирования напряженно-деформированного состояния рабочего колеса при нестационарном режиме нагружения ЦНА выявлен определяющий механизм накопления повреждений в области присоединения лопаток на периферии дисков, обусловленный циклическим изменением давления на выходе из рабочего колеса, максимальные напряжения от которого превышают напряжения от действия центробежных сил от 10 до 13 раз.

Практическая и теоретическая ценность работы

Разработанная методика «Оценка долговечности рабочих колес с учетом условий и режима эксплуатации центробежных насосных агрегатов» используется в ООО «НОРТЭКС», а также учебном процессе кафедры «Технологические машины и оборудование» ГОУ ВПО УГНТУ при чтении лекций по дисциплине «Машины и аппараты нефтегазопереработки» направления 150400 «Технологические машины и оборудование».

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на 56, 58-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ (г. Уфа, 2005, 2007 гг.), IV конгрессе нефтегазопромышленников России «Газ. Нефть. Технологии-2005» (г. Уфа, 2005), VII Международной конференции «Научно-технические проблемы прогнозирования надежности и долговечности конструкций и методы из решения» (г. Санкт-Петербург, 2008 г.), IV научно-практической конференции «Промышленная безопасность на взрывопожароопас-ных и химически опасных производственных объектах» (г. Уфа, 2010 г.).

Публикации

Содержание работы опубликовано в 7 научных трудах, из которых 1 включен в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, выпускаемых в Российской Федерации в соответствии с требованиями ВАК Минобразования и науки РФ.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, шести глав и основных выводов, двух приложений, списка использованных источников из 138 наименований. Работа изложена на 145 страницах машинописного текста, содержит 60 рисунков, 5 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследований.

В первой главе проведен анализ основных типов насосных агрегатов, при-

меняемых в нефтеперерабатывающей промышленности; проанализированы основные повреждения конструктивных элементов ЦНА; описаны существующие системы обеспечения безотказной работы насосных агрегатов; произведен обзор и анализ методов расчета гидродинамики и напряженного состояния рабочих колес ЦНА; изучены вопросы усталостного разрушения материалов.

В настоящее время на нефтеперерабатывающих предприятиях наиболее распространенным типом насосных агрегатов являются ЦНА (рисунок 1), различающиеся разнообразием конструктивного исполнения и технических характеристик.

Прочие;

Поршневые; 7^80%

-'» -Л. ■ цц^. т? go*

Рисунок 1 — Распределение эксплуатируемых насосных агрегатов по типам на одном из нефтеперерабатывающих заводов г. Уфы В процессе эксплуатации ЦНА колебания потока перекачиваемой жидкости оказывают интенсивное динамическое воздействие на детали его проточной части, что отражается на накоплении повреждений. Изучению гидродинамических процессов в проточной части ЦНА были посвящены работы Л.Г. Колпакова, Г.М. Башта, В.А. Зимницкого, В.М. Касьянова, Б.В. Овсянникова, Г.Ю. Степанова, В.В. Малюшенко, 3.3. Рахмилевича, В.М.Черкасского, М.Р. Сулейманова, R. Krischna, R. Knapp и др.

Проведенный анализ существующих систем обеспечения безотказной работы ЦНА выявил, что несмотря на высокий уровень технического обслуживания и методов диагностики, все же происходит их аварийный выход из строя. В то же время существующие в настоящее время методики для расчета напряженного состояния рабочих колес ЦНА, описанные в работах А.Н. Михайлова, Б.М. Елисеева, Г.А. Раера, упрощенны за счет того, что технология изготовления рабочих колес обеспечивает требуемую прочность колес. В связи с этим для оценки долговечности конструктивных элементов насосных агрегатов перспективным представляется разработка методик, основанных на численном моделировании гидродинамических процессов и напряженно-деформированного состояния конструктивных элементов, проводимых с использованием современных программных комплексов (например, ПК FLOW VISION 2.3.3 и ПК ANSYS), а также эмпирических зависимостей с учетом условий и режима эксплуатации.

Одной из важнейших деталей проточной части ЦНА является рабочее колесо, предназначенное для передачи энергии от вращающегося вала насоса к жидко-I сти, выход из строя которого может привести к аварийной ситуации. На долю отказов ЦНА по причине выхода из строя рабочего колеса приходится около 12% всех отказов (рисунок 2).

w 1% 1% »»"vV

ly!" 'Alk Ii - * №*>■<■ ГЛ«

5V ^ЧА |1 ■ Уплстнюельные кольца

1] ОЧ'орцееое уплотнение 1(,".

ЛЛ 0 Рабочее копесо

5% й^Х^! I II Защитна* втулка (!Ч

.^ ^маШ. ® Плзезющйй кольцо "<*■>

6'А — П Рубашка aoiyworo окгакденуя 2%

^S - Ж »Соединительная муфта

. S а Ганка рабочего колеса 2%

W Mir / \ ШШ^Ш □ Напраеляющий апгарат >%

ЩШ ■ '■ ЕМЗслозтбойные кольца 1%

12% црг . «улит г;

нэп. двигатель г..

16%

Рисунок 2 - Статистика по ремонту деталей и узлов насосных агрегатов марки НК 210/200 с 1994 по 2010 гг.

Анализ статистики отказов рабочих колес показал, что их повреждение в основном выглядит как трещины и сколы на периферии диска в области примыкания лопаток (рисунок 3), поэтому был сделан вывод о возможном усталостном характере разрушения. В связи с этим был проведен обзор литературы по описанию природы усталостных разрушений и методов расчета усталостной долговечности деталей машин на основе работ таких авторов, как С.В. Серенсена, B.C. Ивановой, A.A. Шанявского, H.A. Махутова, В.Ф. Терентьева, А.П. Гусенкова, В.П. Когаева, Ю.Н. Работнова, В.Т. Трощенко, П.А. Павлова. Ю.Н. Работнов, П.А. Павлов, Дж. Ф. Белл, В. Бэкофен.

в г

Рисунок 3 - Примеры повреждений рабочих колес ЦНА: сколы на периферии дисков (а, б, г) и трещина в области примыкания лопаток к дискам (в)

Вторая глава посвящена описанию конструкции исследуемого насосного агрегата; анализу его режима работы; сбору статистических данных по наработке на отказ его деталей и узлов.

В качестве объекта исследования был выбран насосный агрегат марки НК 210/200, предназначенный для откачки тяжелого нефтепродукта (гудрона) из кубовой части колонного аппарата установки первичной переработки нефти. Выбор данного ЦНА обусловлен тем, что в процессе каждого текущего ремонта требуется замена его рабочего колеса из-за повреждений в виде трещин и сколов на периферии дисков. На основе сбора статистических данных по отказам и ремонтам данного ЦНА (см. рисунок 2) было установлено, что время наработки рабочих колес на отказ находится в интервале 2094 - 5804 часов.

При анализе режимных листов установки было определено, что режим работы насосного агрегата сопровождается колебаниями подачи и температуры перекачиваемого продукта. В качестве примера на рисунке 4 представлено изменение подачи перекачиваемого гудрона исследуемого ЦНА с 28.10.2006 по 07.11.2006. Из рисунка видно, что отклонение между максимальной и минимальной подачей насоса достигало 75 %. Средняя температура перекачиваемого гудрона при этом составляла 350 °С, ее колебания в процессе эксплуатации не превышали 10 %.

Опт -71.5 М3/Ч

Время

-28.10.2006 — —29.10.2006 - 30.10.2006 - - 31.10.2006 — — 01.(1.2006 - — 02.11.2006

-----03.11.2006 — — 04.11.2006 - - 05.11.2006 - - -06.11.2006 - - 07.11.2006

Рисунок 4 - Изменение подачи исследуемого ЦНА с 28.10.2006 по 07.11.2006 В третьей главе приводятся результаты фрактографических исследований изломов дисков и оценки изменения структуры и механических свойств материала рабочего колеса в процессе эксплуатации.

Для исследований было выбрано рабочее колесо ЦНА, отбракованное в процессе внешнего осмотра при проведении текущего ремонта из-за наличия тре-

(а) НйЯНШШВ ГОДАМ

Рисунок 5 — Общий вид излома (б) после вскрытия трещины фрагмента 1 (а), морфология рельефа участка роста трещины (в) и квазистатического долома (г).

Стрелкой показано направление роста трещины С целыо изучения влияния условий эксплуатации на структуру исследуемой стали 25Л рабочего колеса, был проведен микроструктурный анализ образцов, вырезанных из переднего и заднего дисков колеса, с использованием программно-аппаратного комплекса микроскопа 81АМ8-700.

Было установлено, что структура образцов феррито-перлитная (рисунок 6а). При этом внутренняя сторона переднего диска, включая лопатки, имеет цементованный слой (рисунок 6 б, в), предусмотренный нормативно-технической документацией завода-изготовителя с целью повышения износостойкости.

щины на периферии переднего диска в области примыкания лопатки. Материал рабочего колеса - сталь 25Л, широко применяемая для изготовления рабочих колес ЦНА.

Фрактографический анализ излома диска рабочего колеса по вскрытой трещине (рисунок 5), проведенный с использованием сканирующего электронного микроскопа ,18М-840, позволил выявить характерную шероховатость и волнистость рельефа излома, указывающую на усталостный характер разрушения. Учитывая, что количество циклов до разрушения рабочих колес исследуемого насосного агрегата, определенное на основе статистических данных, составляет от 3,7-108 до 1,04-109, усталостное разрушение происходит в многоцикловой области.

фрагмент 1

НК - металл нового колеса; ЗД - задний диск; ПД - передний диск; Рисунок 7 - Механические свойства рабочего колеса ЦН А до и после эксплуатации

ст-1 сто.2 стпроч НВ

[и НК Н ЗД - внешняя И ЗД - внутренняя □ ПД - внутренняя И ПД - внешняя В Лопатка!

а б в

Рисунок 6 - Структура образца, полученного из заднего диска (а), структура переходной зоны (б) и цементированного слоя (в) образца, полученного из переднего диска рабочего колеса х200 Измерение твердости проводили методом Роквелла на твердомере ТК-2М. Для этого из рабочего колеса был вырезан сектор, который в дальнейшем был разделен на отдельные диски и лопатки. Замеры твердости проводились от периферии к центру диска рабочего колеса, а среднее значение твердости принималось по результатам шести замеров. Результаты замеров твердости, полученные в НЯВ по Роквеллу, переводились в НВ по Бриннелю (рисунок 7).

| 400 к

£ зоо

у

я I

(О

200

По результатам замеров твердости в соответствии с формулами, описанными в работе Борисова В.Г., рассчитывались предел прочности (ов), условный предел текучести (а0,г) и предел выносливости (а.]) металла рабочего колеса (см. рисунок 7).

Анализ полученных результатов показал, что изменение механических свойств металла колеса в процессе эксплуатации незначительно, поэтому оно не учитывалось в дальнейших расчетах напряженно-деформированного состояния и усталостной долговечности.

Для определения предела выносливости материала рабочего колеса и параметров кривой усталости, необходимых для расчета долговечности, были проведены усталостные испытания образцов из стали 25J1. Образцы были изготовлены по типу I в соответствии с ГОСТ 25.101-83. Предварительно образцы были подвергнуты рентгенографическому контролю с целью исключения из испытаний образцов с внутренними дефектами. На рисунке 8 представлена полученная кривая усталости в полулогарифмических координатах. По результатам испытаний на многоцикловую усталость на базе 107 циклов при симметричном цикле нагруженил было определено, что предел выносливости составляет 206 МПа, что соответствует справочным данным.

300 .......................................................

290 ---

280 --%. *-

270 ---

260 ---:

250 ---

п 240 ---

| 230 ---

220 ---

6 210--=-

200 --

190---

180---;

170---

160---

150 - -1

4.5 5 5.5 6 6.5 7 7,5 8

Lg(N)

Рисунок 8 - Кривая усталости образцов из стали 25JI

В четвертой главе представлены результаты расчета гидродинамических процессов в проточной части ЦНА с использованием ПК FLOW VISION 2.3.3.

Для расчета гидродинамических процессов в проточной части ЦНА была использована методика, разработанная в работе М.Р. Сулейманова. Необходимая для проведения исследований трехмерная твердотельная модель проточной части исследуемого насосного агрегата была выполнена на основе чертежей завода-изготовителя с использованием ПК SOLIDWORKS.

Базовыми в ПК FLOW VISION 2.3.3. являются уравнения Навье - Стокса (вместе с уравнением неразрывности). Для расчетов применялась модель «Несжимаемая жидкость», позволяющая рассчитывать потоки при больших (турбулентных) числах Рейнольдса и при малых изменениях плотности. При этом задавались следующие границы и граничные условия:

- вход в насосный агрегат - «Полное давление», Па;

- входной патрубок и улитка - «Стенка, логарифмический закон»;

- стенки колеса и лопатки - «Вращающаяся стенка, логарифмический закон»;

- выход из насосного агрегата - «Нормальная скорость», м/с;

- граница между расчетными областями «Улитка» и «Рабочее колесо» -«Скользящая поверхность».

В качестве исходных данных для расчета использовались следующие данные: скорость потока на выходе из насоса; температура перекачиваемой среды; физические свойства перекачиваемой среды в зависимости от температуры.

Расчеты проводились для режимов работы исследуемого насосного агрегата марки НК 210/200 за период времени с 01.11.2006 г. по 07.11.2006 г. в соответствии с параметрами из режимных листов установки с интервалом в 1 час. В результате расчетов гидродинамики потока были получены картины распределения давления на деталях проточной части ЦНА для всех исследуемых режимов, анализ которых показал, что давление увеличивается от центра колеса к периферии, достигает максимальных значений на периферии дисков колеса в области присоединения лопаток, далее плавно увеличивается вдоль спирали улитки и достигает максимального значения на выходном патрубке насоса. Таким образом, рабочее колесо при вращении проходит области различного давления. В зависимости от пространственного положения лопаток колеса в улитке, давление в рассматриваемой области имеет различные значения. Поэтому был исследован характер изменения давления при повороте колеса на один оборот. Для этого положения лопаток были пронумерованы, начиная с произвольного положения 1 по направлению вращения рабочего колеса (рисунок 9). В качестве результирующего принималось максимальное значение давления на периферии дисков колеса в области присоединения лопаток.

Результаты расчетов на всех исследуемых режимах показали, что макси-

мальные давления в исследуемой области возникают в положениях 7, 8, а минимальные - 1, 2, 3. Это объясняется тем, что давление по проточной части распределяется неравномерно и увеличивается вдоль спирали улитки по направлению к выходному патрубку. Резкое изменение давления в сторону уменьшения при переходе из положения 8 в положение 1 объясняется тем, что в этой области рабочее колесо проходит через язык спирали, т. е. участок наиболее близкий к улитке ЦНА. На рисунке 10 в качестве примера представлено изменение давления за три оборота колеса при подаче 44,9 м3/ч и температуре 324 °С.

1 В Выходной 1 1

|:ШНН 2.271е*00'б | 1 Ш1& гОЗе-ООб В патрубок насоса \

| 1 783в*006 |: 1549«*006 ¡1 1 зо8в*ооб ||"Т'7 " ■ 1 Ц6йе«0Ы) : 82Е000 В Спираль улитки ' 1

505000 - 345000 1:|НШ| 104000 |М 137000 ЩШЖЭДШР"

ИЩИ

■И 5 •щр , Шшт ШШмШШ

Рисунок 9 - Картина распределения давления на рабочем колесе при подаче 44,9 м3/ч и температуре 324 °С

л 2,45 ж 2.45 л 2.45

/г.гэе / 2.298 /2.298

Г 2.249 д 2,249 Г 2,249

2,193 У 2,193 7 2.193/

/ / /

1,938 Л 1.97 I 1.938 1.97 1,938 I* 1,97

\/ 1.967 У/ 1.867 V/

1.823 1,823 1,823

12345678123456781234567812 Положение лопатки

Рисунок 10 - Изменение максимального давления за три оборота колеса при подаче 44,9 м3/ч и температуре 324 °С

Таким образом, в результате гидродинамических расчетов в ПК FLOW VISION 2.3.3 было установлено, что максимальное значение давления для материальной точки в области присоединения лопатки на периферии диска рабочего колеса зависит от его пространственного положения в улитке и изменяется циклически при вращении колеса. Полученные значения давления использовались для дальнейших расчетов напряженно-деформированного состояния рабочего колеса ПК ANSYS.

В пятой главе приводится методика и результаты расчета напряженного состояния рабочего колеса насосного агрегата НК 210/200 при помощи программы ПК ANS YS.

Для расчета напряженно-деформированного состояния рабочего колеса методом конечных элементов был использован ПК ANS YS. Для решения задачи был выбран восьмиузловой структурный элемент SOLID 185. Затем задавались граничные условия и скорость вращения колеса. Ось вращения совмещена с осью OZ. Внутренняя часть колеса была закреплена по осям OX, OZ, то есть Ux=Uz=0. Далее задавалась скорость вращения колеса, равная 5,146 рад/с.

В процессе расчетов учитывалось суммарное воздействие на рабочее колесо центробежных сил, возникающих вследствие вращения колеса и воздействия давления жидкости, полученных по расчетам в ПК FLOW VISION 2.3.3.

Для материала рабочего колеса - стали 25JI задавались следующие механические свойства: модуль упругости в зависимости от температуры потока согласно ПНАЭ Г-7-002-86; коэффициент Пуассона - 0,3; плотность стали - 7850 кг/м3.

Результаты расчетов напряженного состояния на всех исследуемых режимах показали, что максимальные эквивалентные напряжения возникают в положениях 7, 8, а минимальные - 1, 2, 3. Это объясняется тем, что картина изменения напряженного состояния и значения напряжений на рабочем колесе зависит от распределения давления жидкости по рабочему колесу, так как напряжения, возникающие от действия центробежных сил, постоянны по значению и характеру распределения (рисунок 11, а). При этом напряжения от действия давления жидкости от 10 до 13 раз превышают напряжения от действия центробежных сил.

Анализ картины напряженного состояния рабочего колеса показывает (рисунок 11,6), что максимальные напряжения возникают на периферии диска колеса в об-

ласти примыкания лопаток (рисунок 12, а). Данные результаты подтверждаются местоположением трещин, возникающих в процессе эксплуатации (рисунок 12, б).

а - от действия только центробежных б - от действия центробежных сил сил; и давления;

Рисунок 11 - Распределение эквивалентных напряжений по рабочему колесу

Пример изменения эквивалентных напряжений на периферии диска рабочего колеса в области присоединения лопаток за три оборота колеса при подаче 44,9 м3/ч и температуре 324 °С представлен на рисунке 13.

а б

Рисунок 12 - Распределение эквивалентных напряжений (а) и трещина в области примыкания лопатки к дискам колеса (б) Из полученных результатов следует, что нагружение рабочего колеса происходит в области упругой деформации, так как максимальные напряжения 133 МПа не превышают предела текучести, равного 225 МПа для стали 25Л при средней температуре эксплуатации 350 °С. Данные результаты подтверждают, что ме-

талл колеса подвергается многоцикловой усталости.

В результате расчетов в ПК ANSYS были установлены характер и параметры циклов изменения максимальных напряжений в области присоединения лопаток к дискам рабочего колеса для исследованного периода эксплуатации ЦНА: максимальное напряжение цикла (сг^); минимальное напряжение цикла (ст^); амплитуда напряжений цикла (ста); среднее напряжение цикла (от); коэффициент ассиметрии цикла (R=0,7); а также теоретический коэффициент концентрации напряжений (К1Г = 2,6).

140 135 130

я 125

с

=. 120

0

S

5 115

6

| 110

w

1 105 100

95 90

12345078123456781234507812 Положение лопатки

Рисунок 13 - Изменение эквивалентных напряжений за три оборота колеса при подаче 44,9 м3/ч и температуре 324 °С.

Анализ результатов моделирования напряженного состояния рабочего колеса для различных режимов работы ЦНА и усталостного характера его разрушений, возникающих в процессе эксплуатации, позволяет предложить схему силового на-гружения рабочего колеса (рисунок 14) и направления роста трещины и сделать следующие выводы:

- зарождение усталостной трещины в области присоединения лопаток на периферии диска рабочего колеса вызывается циклическим изменением напряжений от действия давления жидкости;

- направление и траектория роста усталостной трещины в диске рабочего колеса определяется действием растягивающих напряжений, вызываемых центро-

бежными силами, так как рост трещины происходит в направлении перпендикулярном к направлению растягивающих напряжений.

Направление действия центробежных сил на поврежденную часть диска колеса

Рисунок 14 - Схема силового нагружения рабочего колеса и направления роста трещины В шестой главе приводятся результаты расчета усталостной долговечности рабочего колеса на основе уравнений повреждений силового типа, а также полученная зависимость долговечности рабочего колеса от режима работы ЦНА.

Расчет усталостной долговечности рабочего колеса производился с помощью уравнений повреждений силового типа для условий многоциклового нагружения с учетом асимметрии цикла, свойства материала, размеров, концентрации напряжений, состояния поверхности и вида напряженного состояния. Для определения приближенного аналитического числа циклов до разрушения использовалась формула, предложенная в работе П.А. Павлова:

1-

.Ъ.

<У„

(1)

где А и ш - параметры экспериментальной кривой усталости; К

К = -

£ -В

а гс

-= - коэффициент, отображающий коэффициент концентрации

напряжений, масштабный фактор и чистоту поверхности; аи - условный предел прочности;

Еа=1— коэффициент, учитывающий масштабный фактор;

Рс= 0,8 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности.

С целью оценки достоверности использования формулы (1) для расчетов долговечности была построена расчетная кривая усталости 2 (рисунок 15). При расчете долговечности уровни нагрузок задавались в соответствии с экспериментальными значениями. Предел выносливости, определенный расчетным путем, сходится с экспериментальным значением (кривая 1) и, как видно из рисунка 15, левые ветви кривых усталости имеют незначительное расхождение. Следовательно, данная формула применима для определения усталостной долговечности при эксплуатационных нагрузках.

Для определения количества циклов до разрушения рабочего колеса для диапазона подач исследованного периода работы насосного агрегата с учетом параметров цикла изменения напряжений и коэффициента концентрации напряжений была построена кривая 3 (см. рисунок 15). Однако расхождение кривой 3 и области долговечности рабочего колеса 4, определенная на основе сбора статических данных, требует введения поправочной функции к формуле (1), учитывающей такие эксплуатационные факторы как коррозионное воздействие перекачиваемой среды, частота нагружения (вращения рабочего колеса) и смена режимов нагружения и позволяющей объективно оценивать долговечность рабочего колеса в процессе эксплуатации в среде тяжелых нефтепродуктов.

Ьд (N1, циклы

1 • Экспериментальная кривая усталости при симметричном цикле нагружения

2 ■ Расчетная кривая усталости при симметричном цикле нагружения

3 * Расчетная кривая долговечности рабочего колеса

4 • Область долговечности рабочих колес в процессе эксплуатации

Рисунок 15 - Кривые усталости для стали 25Л

Определение поправочной функции осуществлялось с учетом известного факта, что чем выше уровень напряжений, тем интенсивнее воздействие коррозионной среды. Формула для определения поправочной функции имеет вид:

с^=100,05.СТтах-П,54) (2)

где атах - максимальное напряжение в МПа.

Таким образом, формула (1) для определения количества циклов до разрушения будет иметь вид

(3)

N р =ю

1 -Еж

К-аа

Однако в процессе длительной эксплуатации рабочее колесо насосного агрегата подвергается сложному режиму нагружения, т.е. последовательность значений амплитуд и средних напряжений цикла изменяется случайным образом. Для того, чтобы было возможным произвести расчет количества циклов до разрушения, необходимо произвести схематизацию эксплуатационного режима нагружения в соответствии с ГОСТ 25.101-83, например, методом «падающего дождя» и определить расчетные циклы (блоки). Далее для каждого из расчетных циклов (блоков) можно определить количество циклов до разрушения по формуле (3). После этого суммарное число циклов до разрушения можно определить, например, в соответствии с линейной гипотезой суммирования повреждений по ГОСТ 25.507-85.

В связи с тем, что частота вращения колеса составляет 2950 об/мин и происходят сильные и частые колебания параметров режима работы ЦНА, то расчет суммарного количества циклов до разрушения рабочего колеса в соответствии с характером нестационарности нагружения исследованного периода времени представляется очень трудоемким и практически достоверно не осуществимым. Поэтому, используя формулу (3), была построена кривая определения времени наработки на отказ рабочего колеса (рисунок 16) с учетом того, что каждая точка кривой соответствует стационарному режиму работы ЦНА и соответствующей ей долговечности рабочего колеса.

Из рисунка 16 видно, что в большинстве случаев рабочие колеса не дорабатывают до очередного текущего ремонта насосного агрегата, который составляет 4400 - 5460 часов. Поэтому на зависимость времени наработки на отказ рабочего

колеса от подачи ЦНА при перекачке тяжелых нефтепродуктов выделены две области эксплуатации насосного агрегата, разделенные по подачам:

- область I - область подач, недопустимых при эксплуатации насосного агрегата по причине выхода из строя рабочего колеса;

- область II - область подач, рекомендуемая к эксплуатации, в которой будет обеспечена безотказная работа колеса до текущего ремонта ЦНА.

По проделанной работе разработан алгоритм для оценки времени наработки на отказ рабочих колес ЦНА. при перекачивании тяжелых нефтепродуктов (рисунок 17). <3, м3/п сГик.МПа

160

егтах = 39,0б-(/-йЛ0'г 752-I 3716

1100

2094

4400 5460 5804

17500 время наработки, час

I - недопустимая область подач при эксплуатации насосного агрегата;

II - рекомендуемая область подач при эксплуатации насосного агрегата;

Рисунок 16- Зависимость времени наработки на отказ рабочего колеса от подачи ЦНА при перекачке тяжелых нефтепродуктов

Рисунок 17 - Алгоритм для оценки времени наработки на отказ рабочих колес ЦНА в условиях перекачки тяжелых нефтепродуктов для нестационарного режима нагружения

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Установлено, что оценку долговечности рабочих колес центробежных насосных агрегатов консольного типа, перекачивающих тяжелые нефтепродукты, следует проводить с использованием силовых уравнений для многоцикловой усталости.

2. В результате моделирования гидродинамики проточной части ЦНА в ПК FLOW VISION 2.3.3 и напряженно-деформированного состояния рабочего колеса при различных режимах работы ЦНА в ПК ANSYS выявлен определяющий механизм накопления повреждений в области присоединения лопаток на периферии дисков. Установлено, что зарождение усталостных трещин в этой области определяются циклическим изменением напряжений от действия давления, а направление и траектория роста усталостной трещины определяется растягивающими напряжениями, возникающими от действия центробежных сил. Для исследованного ЦНА марки 210/200 получено, что максимальные напряжения, возникающие от действия давления жидкости, от 10 до 13 раз превышают напряжения от действия центробежных сил. При этом для зоны примыкания лопаток к дискам исследуемого рабочего колеса значение коэффициента концентрации напряжений составляет 2.6, амплитуда напряжений 16 МПа, значение коэффициента асиммет-

рии циклического нагружения R=0,7.

3. Получена поправочная функция вида Су =io°'05<Jmax "'54 к уравнению

повреждений силового типа для расчета количества циклов до разрушения рабочих колес центробежных насосных агрегатов консольного типа, перекачивающих тяжелые нефтепродукты. Поправочная функция была определена из отношения статистических данных времени наработки до разрушения рабочих колес исследуемого насосного агрегата и данных, полученных путем расчета напряженно-деформированного состояния, и учитывает коррозионное воздействие перекачиваемой среды, частоту и режим нагружения.

4. Получена зависимость времени наработки на отказ рабочего колеса из стали 25J1 от подачи ЦНА при перекачивании тяжелых нефтепродуктов для нестационарного режима эксплуатации.

5. Разработан алгоритм для оценки времени наработки на отказ рабочих колес ЦНА. при перекачивании тяжелых нефтепродуктов для нестационарного режима нагружения.

Основное содержание диссертации изложено в следующих научных трудах:

1 Закирничная М.М. Анализ напряженно-деформированного состояния рабочих зон центробежных насосных агрегатов/ Закирничная М.М., Сулейманов М.Р., Девятое А.Р.// Газ. Нефть. Технологии-2005: материалы IV конгресса нефте-газопромышленников России - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2005- С. 299.

2 Девятое А.Р. Методика расчета напряженно-деформированного состояния рабочих зон центробежных насосных агрегатов/ Девятов А.Р., Сулейманов М.Р., Закирничная М.М.// Материалы 56-й науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2005- С. 72.

3 Devyatov A.R/ Analysis of the stressed State cyclic change of the pump unit working parts/Devyatov A.R.// International conference «Assesssment of reliability of materials and structures: problems and solutions».-SPb.: Polytechnic University Publishing, 2008/-P.94-95

4 Бурдыгина Н.И. Оценка напряженно-деформированного состояния рабочей части центробежного насосного агрегата в процессе изменения технологических параметров перекачиваемого продукта/ Бурдыгина Н. И., Девятов А. Р., Закирничная М.М.// Мировое сообщество: проблемы и пути решения: Сб. науч. Ст.-Уфа: Изд-во УГНТУ, 2007,- С. 108-114.

5 Бурдыгина Н.И. Изменение гидродинамики перекачиваемого сырья в рабочей части центробежного насосного агрегата в процессе выхода на технологический режим/ Бурдыгина Н.И. Девятое А.Р., Закирничная М.М.// Материалы 58 научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых.- Уфа: УГНТУ, 2007,- С. 48-52.

6. Закирничная М.М. Сложное циклическое нагружение деталей проточной части центробежного насосного агрегата в процессе эксплуатации/ Закирничная М.М., Девятов А.Р.// Промышленная безопасность на взрывопожаро-опасных и химически опасных производственных объектах: IV научно-практическая конференция /редкол.: Н.Х. Абдрахманов и др. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2010.-С. 282.

7 Девятов А.Р. Оценка эксплуатационной долговечности рабочих колес центробежных насосных агрегатов/ Девятов А.Р., Закирничная М.М.// Нефтегазовое дело. http://www.ogbus.ru/authors/Zakirnichnaja/Zakirnichnaja_2.pdf.

Подписано в печать 29.11.10 Бумага офсетная. Формат 60x80 1/16. Гарнитура «Тайме». Усл.печ.л.1. Тираж 60. Заказ 157 ООО «Копи» 450062,Республика Башкортастан, гУфа, Косманавтов ,5.

Введение

1 Литературный обзор

1.1 Классификация, преимущества и принцип действия центробежных насосных агрегатов

1.2 Основные повреждения конструктивных элементов и деталей центробежных насосных агрегатов в процессе эксплуатации

1.3 Анализ существующей системы обеспечения безотказной работы центробежных насосных агрегатов

1.4 Методики расчета напряженно-деформированного состояния рабочих колес центробежных насосных агрегатов

1.5 Разрушение элементов оборудования при многоцикловом нагружении

1.5.1 Полная кривая усталости

1.5.2 Многоцикловая усталость конструкционных материалов

1.5.3 Основные стадии и механические модели повреждений

1.5.4 Применение силовых уравнений к расчетам на многоцикловую усталость

2 Описание объекта исследования

2.1 Назначение и технические характеристики

2.2 Режимы работы насосного агрегата марки НК 210/

2.3 Статистика по ремонту деталей и узлов насосных агрегатов марки

НК 210/

3 Исследование механических свойств металла рабочего колеса

3.1 Фрактографический анализ излома диска рабочего колеса

3.2 Микроструктурный анализ образцов из рабочего колеса

3.3 Определение механических свойств металла рабочего колеса после эксплуатации по результатам замеров твердости

3.4 Экспериментальное определение характеристик сопротивления усталости стали 25Л

4 Гидродинамический расчет проточной части центробежного насосного агрегата в программе FLOW VISION 2.3.

4.1 Методика расчета гидродинамики проточной части центробежных насосных агрегатов в ПК FLOW VISION 2.3.

4.1.1 Состав и назначение основных моделей пакета

4.1.2 Подготовка и импорт геометрии из CAD системы на примере центробежного насосного агрегата

4.1.3 Физико-математическая постановка задачи к расчету в препроцессоре

4.1.4 Начало расчетов и моделирование с помощью солвера

4.1.5 Работа в постпроцессоре и визуализация результатов

4.2 Исходные данные для расчета

4.3 Результаты расчета

5 Анализ изменения напряженного состояния рабочего колеса насосного агрегата в ПК ANSYS

5.1 Методика расчета

5.2 Исходные данные для расчета

5 .3 Результаты расчета для стали 25Л

6 Оценка долговечности рабочих колес для различных режимов работы насосных агрегатов

6.1 Расчет долговечности на основе силовых уравнений разрушения

6.2 Определение поправочной функции к уравнению повреждений силового типа для расчета на многоцикловую усталость

6.3 Зависимость долговечности рабочего колеса от режима работы насосного агрегата 112 Основные результаты и выводы 117 Список использованных источников 119 Приложения

На предприятиях нефтепереработки центробежные насосные агрегаты (ЦНА) являются одним из основных видов машин, предназначенных для перекачивания различного рода жидкостей. Такая ситуация обусловлена их существенными преимуществами над другими типами насосов. В первую очередь следует отметить равномерность и широкие границы регулирования расхода при относительно высоком коэффициент полезного действия, возможность непосредственного соединения с высокоскоростными электродвигателями и газовыми турбинами, небольшие габаритные размеры и вес. Как известно из работ В.В. Болотина, Д.Н. Решетова, Г.П. Иванова, H.A. Биргера, В.П. Чиркова, Р. Хевиленда и др. в области прогнозирования ресурса и надежности машин, безаварийная работа насосного агрегата в значительной степени зависит не только от правильного выбора и обеспечения основных конструкторских решений при проектировании и изготовлении, но и от условий эксплуатации. При этом нестационарный режим эксплуатации насосных агрегатов может быть связан с нестабильной загрузкой по сырью технологических установок.

Одной из основных проблем прогнозирования ресурса и надежности деталей машин, изделий и механизмов является предотвращение преждевременных разрушений вследствие действия периодически повторяющихся нагрузок, вызывающих явление усталости металла. Статистические исследования показывают, что около 90 % всех разрушений элементов конструкций и деталей машин в промышленности и на транспорте происходит в результате действия повторно-переменных нагрузок. Изучению природы усталостных разрушений и методов расчета усталостной долговечности деталей машин посвящены работы C.B. Серенсена, B.C. Ивановой, A.A. Шанявского, H.A. Махутова, В.Ф. Терентьева, А.П. Гусенкова, В.П. Когаева, Ю.Н. Работнова, В.Т. Трощенко, П.А. Павлова.

В процессе эксплуатации ЦНА на предприятиях нефтепереработки 4 колебание режима работы неизбежно, что влечет за собой изменение гидродинамики потока жидкости, оказывающее интенсивное динамическое воздействие на детали его проточной части, главным образом, на рабочее колесо. Повреждения рабочих колес насосных агрегатов, как правило, выявляются во время плановых ремонтов, за исключением аварийных остановок. В существующих методиках проведения прочностных расчетов рабочих колес насосных агрегатов не учитывается влияние гидродинамических процессов проточной части, изучению которых посвящены исследования многих отечественных и зарубежных авторов: Л.Г. Колпакова, Г.М. Башта, В.А. Зимницкого, В.М. Касьянова, Б.В. Овсянникова, Г.Ю. Степанова, В.В. Малюшенко, 3.3. Рахмилевича, В.М.Черкасского, М.Р. Сулейманова, R. Krischna, R. Knapp.

В связи с тем, что внезапное разрушение рабочего колеса может привести к аварийной остановке насосного агрегата и вызвать дополнительные повреждения связанного с ним технологического оборудования, определение времени наработки на отказ рабочих колес представляет несомненную актуальность.

Цель работы: разработка алгоритма оценки времени наработки на отказ рабочих колес ЦНА с учетом параметров режима эксплуатации и свойств перекачиваемой жидкости для условий нестационарного режима нагружения.

Задачи исследования:

1 Сбор статистических данных по причинам и количествам отказов насосных агрегатов на примере марки НК 210/200 установок первичной переработки нефти.

2 Проведение микроструктурного анализа, фрактографических исследований изломов дисков рабочих колес, определение механических свойств материала рабочих колес, в том числе предела выносливости и параметров кривой усталости стали 25JT.

3 Анализ изменения напряженного состояния и определение параметров цикла изменения напряжений рабочих колес ЦНА при нестационарном режиме нагружения в процессе эксплуатации по результатам расчетов в ПК РЬСЖУШСЖ 2.3.3 и ПК АШУБ.

4 Сравнение расчетной и эксплуатационной долговечности рабочих колес.

5 Получение аналитической зависимости, позволяющей наиболее достоверно определять время наработки на отказ рабочих колес в зависимости от режима работы ЦНА и свойств перекачиваемой среды.

6 Разработка методики по оценке долговечности рабочих колес с учетом условий и режима эксплуатации ЦНА при перекачивании тяжелых нефтепродуктов.

Научная новизна

1. На основе анализа расчета долговечности и статистики отказов рабочих колес ЦНА консольного типа, предназначенных для перекачки тяжелых нефтепродуктов, установлена поправочная функция к уравнению повреждений силового типа для расчета количества циклов до разрушения. Поправочная функция учитывает коррозионное воздействие перекачиваемой среды, частоту и режим нагружения рабочих колес в процессе эксплуатации.

2. В результате моделирования напряженно-деформированного состояния рабочего колеса при нестационарном режиме нагружения ЦНА выявлен определяющий механизм накопления повреждений в области присоединения лопаток на периферии дисков, обусловленный циклическим изменением давления на выходе из рабочего колеса, максимальные напряжения от которого превышают напряжения от действия центробежных сил от 10 до 13 раз.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на 56, 58-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ (г. Уфа, 2005, 2007 гг.), IV конгрессе нефтегазопромышленников России «Газ. Нефть. Технологии-2005» (г. Уфа, 2005), VII Международной конференции «Научно-технические проблемы прогнозирования надежности и долговечности конструкций и методы из решения» (г. Санкт-Петербург, 2008 6 г.), IV научно-практической конференции «Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах» (г. Уфа, 2010 г.).

Публикации

Содержание работы опубликовано в 7 научных трудах, из которых 1 включен в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, выпускаемых в Российской Федерации в соответствии с требованиями ВАК Минобразования и науки РФ.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, шести глав и основных выводов, двух приложений, списка использованных источников из 138 наименований. Работа изложена на 145 страницах машинописного текста, содержит 60 рисунков, 5 таблиц.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Установлено, что оценку долговечности рабочих колес центробежных насосных агрегатов консольного типа, перекачивающих тяжелые нефтепродукты, следует проводить с использованием силовых уравнений для многоцикловой усталости.

2. В результате моделирования гидродинамики проточной части центробежного насосного агрегата в ПК FLOW VISION 2.3.3 и напряженно-деформированного состояния рабочего колеса при различных режимах работы насосного агрегата в ПК ANSYS выявлен определяющий механизм накопления повреждений в области присоединения лопаток на периферии дисков. Установлено, что зарождение усталостных трещин в этой области определяются циклическим изменением напряжений от действия давления, а направление и траектория роста усталостной трещины определяется растягивающими напряжениями, возникающими от действия центробежных сил. Для исследованного центробежного насосного агрегата марки НК 210/200 получено, что максимальные напряжения, возникающие от действия давления жидкости, от 10 до 13 раз превышают напряжения от действия центробежных сил. При этом для зоны примыкания лопаток к дискам исследуемого рабочего колеса значение коэффициента концентрации напряжений составляет 2.6, амплитуда напряжений 16 Мпа, значение коэффициента асимметрии циклического нагружения R=0,7.

3. Получена поправочная функция вида С j- = 100'05-СГтах11'54 к уравнению повреждений силового типа для расчета количества циклов до разрушения рабочих колес центробежных насосных агрегатов консольного типа, перекачивающих тяжелые нефтепродукты. Поправочная функция была определена из отношения статистических данных времени наработки до разрушения рабочих колес исследуемого насосного агрегата и данных, полученных путем расчета напряженно-деформированного состояния, и учитывает коррозионное воздействие перекачиваемой среды, частоту и режим нагружения.

4. Получена зависимость времени наработки на отказ рабочего колеса из стали 25Л от подачи насосного агрегата при перекачивании тяжелых нефтепродуктов для нестационарного режима эксплуатации.

5. Разработан алгоритм для оценки времени наработки на отказ рабочих колес центробежных насосных агрегатов. При перекачивании тяжелых нефтепродуктов для нестационарного режима нагружения.

1. Рахмилевич 3.3. Насосы в химической промышленности.-М.: Химия, 1990.-240 с.

2. Степанов А.И. Центробежные и осевые насосы: Теория, конструирование и применение.-М.: Машиностроение, 1960.-С. 50-80.

3. Высокооборотные лопаточные насосы. Под ред. д-ра техн. наук Овсянникова Б.В. и Чебаевского В.Ф.-М.: Машиностроение, 1975.-366 с.

4. Касьянов В.М. Гидромашины и компрессоры—М.: Недра, 1981 —297 с.

5. Михайлов А. К., Малюшенко В. В. Конструкции и расчет центробежных насосов высокого давления.-М.: Машиностроение, 1971.-256 с.

6. Елисеев Б.М. Расчет деталей центробежных насосов.-М.: Машиностроение, 1975-с. 22-25.

7. Слесаренко В.В. Насосы и тяго дутьевые машины тепловых электростанций: Учебное пособие-Владивосток: Издательство ДВГТУ, 2002.-е.

8. Поляков В.В., Скворцов JI.C. Насосы и вентиляторы: Учеб. для вузов.-М.: Стройиздат, 1990.-336 с.

9. Яременко О.В. Испытания насосов: Справочное пособие.-М.: Машиностроение, 1976.-225 с.

10. Башта Т.М., Руднев С.С. Гидравлика, гидромашины, гидроприводы-М.: Машиностроение. 1982.—423 с.

11. Михайлов А.Н. Малюшенко В.В. Лопастные насосы: Теория, расчет и конструирование.-М.: Машиностроение, 1977.-288 с.

12. Малюшенко В.В. Динамические насосы.Атлас- М.: Машиностроение, 1984.-84 с.

13. Черкасский В.М. Насосы, вентиляторы, компрессоры—М.: Энергоатомиздат, 1984.-416 с.

14. Зимницкий В.А. Лопастные насосы.-Л.: Машиностроение, 1986 —334 с.

15. Насосы. Справочное пособие (пер. с нем.).-М.: Машиностроение, 1979.-502 с.

16. Центробежные консольные насосы общего назначения типов К и КМ: Каталог.—М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1977.-18 с.

17. Степанов В.В. Некоторые вопросы теории центробежных насосов и воздуходувок.-М.: ЦНИИТМАШ, 1962.-120 с.

18. Нафиков А.Ф. Выявление дефектов подшипников качения с использованием метода фазовых портретов при вибродиагностике насосных агрегатов. Дис. на соискание ученой степени кандидата технических наук.— Уфа: 2004.

19. Сулейманов М.Р. Совершенствование методики расчета напряженно-деформированного состояния рабочей части центробежных насосных агрегатов с учетом параметров эксплуатации.: Дис. канд. техн. наук-Уфа: 2008,- 110 с.

20. Костышин B.C. Моделирование режимов работы центробежных насосов на основе электрогидравлической аналогии. Ивано-Франковск.2000-63 с.

21. Молчанов А.Г., Чичеров B.JL Нефтепромысловые машины и механизмы. Учебник для техникумов. 2-е изд., перераб. и доп.-М.: Недра, 1983.-308 с.

22. Расчет и конструирование нефтепромыслового оборудования: Учеб. пособие для вузов/Л.Г.Чичеров, Г.В.Молчанов, А.М.Рабинович, Н.Ф. Ивановский и др.-М.: Недра, 1987.-422 с.

23. Молчанов Г.В., Молчанов А.Г. Машины и оборудование для добычи нефти и газа. Учебник для вузов.-М.: Недра, 1984, 464 с.

24. Чичеров Л.Г. Нефтепромысловые машины и механизмы. Учебное пособие для вузов.-М.: Недра, 1983.-312 с.

25. Кочетков Н.В., Грешняев В.А., Акбердин A.M. и др. Повышение эффективности насосов в режимах недогрузки. Трубопроводный транспорт нефти. -2000. -№ 12.-С. 12-13.

26. Куценко В.А., Бражник В.П. Повышение надежности работы120подпорных нефтяных насосов на недогрузочных режимах. :-Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов, 1977.-№ 10.-С. 27-30.

27. Рычагов В.Р. Флоринский М.М. Насосы и насосные станции—М.: Колос, 1975.-252 с.

28. Лобачев П. В. Насосы и насосные станции.-М.: Стройиздат, 1983—191 с.

29. Степанов А.И. Центробежные и осевые насосы. Пер. с англ.-М. Мир, 1970.-302 с.

30. Дуров В. С. и др. Эксплуатация и ремонт компрессоров и насосов— М.: Химия, 1980.-272 с.

31. Берлин М. А. Ремонт и эксплуатация насосов нефтеперерабатывающих заводов.-М.: Химия, 1979.-279 с.

32. Киселев Г.Ф., Мыслицкий Е. Н., Рахмилевич 3. 3. Техническое обслуживание и ремонт центробежных компрессорных машин.-М.: Химия, 1979.- 128с.

33. Кузнецов В.Л., Кузнецов И.В., Очилов P.A. Ремонт крупных осевых и центробежных насосов. Справочник.-М.:Энергоатомиздат, 1996.-240 с.

34. Центробежные компрессорные машины/ Чистяков Ф.М., Игнатенко В.В., Романенко Н. Г., Фролов Е.С.-М.: Машиностроение, 1969.-284 с.

35. Доброхотов В.Д. и Клубничкин А.К. Влияние некоторых геометрических факторов на усилия, действующие на ротор центробежного нагнетателя.-М.: Энергомашиностроение, 1966-№ 9.-С. 26-31.

36. Татсун Юаса и Татсуо Хината. Пульсирующий поток за рабочим колесом.:Доклад № 174-7. Бюллетень, т. 22, № 174, декабрь 1979 г.

37. Думов В.И., Пешкин М.А. Исследование кавитации в колесе центробежного насоса-Теплоэнергетика, 1959.-№ 12.-С. 46-51.

38. Колпаков Л.Г., Рахматуллин Ш.И. Кавитация в центробежных насосах при перекачке нефтей и нефтепродуктов.-М.: Недра, 1980.-143 с.

39. Жукова Т.И. Некоторые вопросы всасывания центробежных насосов, перекачивающих жидкость.-ИВУЗ. Сер. нефть и газ, 1962.-№ 4.-С. 81-86.

40. Рид Р., Праустинц Дж., Шервуд т. Свойства газов и жидкостей.-Л.: Химия, 1982.-591 с.

41. Knapp R.T. Accelerated field tests of cavitation intensity. Trance. ASME, vol. 80, January, 1958.

42. Хуснияров M.X., Абызгильдина С.Ш. Обеспечение работоспособности оборудования установок нефтепереработки-Уфа, 2003 — 127с.

43. Фарамазов С. А. Ремонт и монтаж оборудования химических и нефтеперерабатывающих заводов.-М.: Химия, 1971—295 с.

44. Фармазов С.А. Оборудование нефтеперерабатывающих заводов и его эксплуатация.-М.: Химия, 1984.-328 с.

45. Рахмилевич 3.3., Радзин И.М., Фарамазов С.А. Справочник механика химических и нефтехимических производств.-М.: Химия, 1985592 с.

46. Повышение эксплуатационной надежности нефтезаводского оборудования. Сборник научных трудов.-М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1990.-145 с.

47. Фролов К.В. Проблемы надежности и ресурса изделий машиностроения / Проблемы надежности и ресурса в машиностроении. Сб. под ред. К.В. Фролова.-М.: Наука, 1986.-С. 5-35.

48. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций-М.: Машиностроение, 1984.-312 с.

49. Решетов Д.Н. Надежность машин-М.: Высшая школа, 1988.-237 с.

50. Хевиленд Р. Инженерная надежность и расчет на долговечность. Пер. с англ.-М.: Наука, 1966.-232 с.

51. Шубин B.C. Прикладная надежность химического оборудования: Учебное пособие-Калуга: Изд-во Н.Бочкаревой, 2002—296 с.

52. РД 26.260.004-91. Прогнозирование остаточного ресурса оборудования по изменению параметров его технического состояния при эксплуатации.

53. Покровский Б.В. Подобие виброшумовых характеристик центробежных насосов. Труды ВНИИГидромаша. 1974. - Вып. 45. -С. 50-63.122

54. Покровский Б.В., Рубинов В.Я. К расчету уровней вибрации центробежных насосов. Труды ВНИИГидромаша. 1971. - Вып. 42. - С. 146-151

55. Селезский А.И., Ким Я.А. Методы и средства снижения шума и вибрации судовых гидравлических систем. JL: ЛКИ, 1985. - 80 с.

56. Бейзельман Р.Д., Цыпкин Б.В. Подшипники качения. Справочник-М.: Машиностроение, 1975.-362 с.

57. Дон Э.А., Солонец Б.П. Расцентровка и вибрация валов мощных турбоагрегатов.-Теплоэнергетика. 1973.-№ 5.- С. 41-50.

58. Коллакот P.A. Диагностирование механического оборудования: Пер. с англ-Л.: Судостроение, 1980.-296 с.

59. Коллакот P.A. Диагностика повреждений. Пер. с англ.-М.: Мир, 1989.-256 с.

60. Писаревский В.М. Основы вибрационной диагностики роторных машин: Учебное пособие.-М.: ФГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2004.-120 с.

61. Гумеров А. Г., Гумеров Р. С. Диагностика оборудования нефтеперекачивающих станций.-М.: Недра, 2003.-347с.

62. Барков A.B., Баркова H.A., Азовцев Ю.А. Мониторинг и диагностика роторных машин по вибрации. Учебное пособие. СПбГМТУ, 2000.-352 с.

63. Ширман А.Р., СоловьевА.Б. Практическая вибродиагностика и мониторинг состояния механического оборудования.-М.: Машиностроение, 1996.-270 с.

64. Технические средства диагностирования: Справочник / Под общ. ред. чл.- корр. АН СССР В.В. Клюева.-М.: Машиностроение, 1989.- 672с.

65. Клюев В.В. Неразрушающий контроль и диагностика / В.В.Клюев, Ф.Р.Соснин, В.Н.Филинов и др.-М.: Машиностроение, 1995.-488 с.

66. Макаров P.A., Шолом A.M. Диагностирование объемных гидромашин термодинамическим методом. Динамические методы испытаний и диагностирования машин-автоматов и автоматических линий.-М.: Наука, 1981.-168 с.

67. Артюхов A.B., Бронштейн Б.З. Исследование статистических характеристик пульсации давления для диагностирования насосных агрегатов. ЦНИИГА. Куйбышев: КуАИ, 1987.-195 с.

68. Закирничная М.М., Зарипов P.A., Иванова Е.И., Гатин Р.Н., Гилимьянов P.M. Твердотельное моделирование при проектировании опасных производственных объектов/Мировое сообщество: проблемы и пути решения: сб. науч. ст.- Уфа: Изд-во УГНТУ, 2004,-№17.

69. Мюррей Д. SOLID WORKS. Издание 2-ое.-М.: Издательство «ЛОРИ», 2003.-252 с.

70. Система моделирования движения жидкости и газа FLOW VISION Версия 2.3. Руководство пользователя.-М.: ООО «ТЕСИС».

71. Кондранин Т.В., Ткаченко Б.К., Березникова М.В., Евдокимов A.B., Зуев А.П. Применение пакетов прикладных программ при изучении курсов механики жидкости и газа: Учебное пособие М.: МФТИ, 2005. - 104 с.

72. Каплун А.Б., Морозов Е.М., Олферьева М.А. Ansys в руках инженера: Практическое руководство.-М.: Едиториал УРСС, 2003.-272 с.

73. Басов К.A. ANSYS в примерах и задачах /Красковский Д.Г.-М.: КомпьютерПресс, 2002.-224 с.

74. Закирничная М.М., Сулейманов М.Р. Изучение напряженно-деформированного состояния рабочей части центробежных насосных124агрегатов/ Известия высших учебных заведений. Нефть и газ: научно-теоретический журнал-Тюмень ТГНГУ, 2007-№5-С. 84-88.

75. Борисов В.Г. Контроль металла в энергетике.-К.:Техника, 1980 —134 с.

76. Данилин В.И., Дрозд М.С., Славский Ю.И. Применение безобразцового метода контроля механических свойств сталей в условиях металлургического производства // Заводская лаборатория, 1972, №2.— С. 217221.

77. Смирнов Н.В., Дудин-Барковский И.В. Курс теории вероятностей и математической статистики для инженерных приложений. М.: Наука, 1969 — 512с.

78. Степнов М. Н. Статистическая обработка результатов механических испытаний. М.: Машиностроение, 1972. 232 с.

79. Пустыльник Е.И. Статические методы анализа и обработки наблюдений.-М.: Наука, 1968.-205 с.

80. Марочник сталей и сплавов/ В.Г. Сорокин, A.B. Волосникова, С.А. Вяткин и др.; под общ. ред. В.Г. Сорокина М.: Машиностроение, 1989.-640 с.

81. Демьянушко И. В., Биргер И. А. Расчет на прочность вращающихся дисков.-М.: Машиностроение, 1978.-247 с.

82. Левин A.B. Прочность и вибрация лопаток и дисков паровых турбин /А. В. Левин, К. Н. Боришанский, Е. Д. Консон.-Л.: Машиностроение, Ленингр. отделение, 1981.-710 с.

83. Биргер И. А., Шорр Б. Ф., Иосилевич Г. Б. Расчет на прочность деталей машин. Справочник.-М.: Машиностроение, 1979.-702 с.

84. Конструкционная прочность материалов и деталей газотурбинных двигателей/ Под ред. Биргера И. А. и Балашева Б. Ф.-М.: Машиностроение, 1981.-220 с.

85. Расчеты на прочность в машиностроении. Т. 34. Гл. XI/C. Пономарев С. Д., Бидерман В. Л., Лихарев К. К. и др.-М.: Машгиз, 1968 — 1118 с.

86. ГОСТ 977-88. Отливки стальные. Общие технические условия М.:125

87. Изд-во стандартов, 1988.-57 с.

88. ПНАЭ Г-7-002-86. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок / Госатомэнергонадзор СССР.-М.: Энергоатомиздат, 1989.-525 с.

89. ГОСТ 25.101-83. Методы схематизации случайных процессов нагружения элементов машин и конструкций и статистического представления результатов. — М.: Изд-во стандартов, 1983.

90. ГОСТ 23207-78. Сопротивление усталости. Основные термины, определения и обозначения.-М.: Изд-во стандартов, 1978.-48 с.

91. ГОСТ 23026-78. Металлы. Метод испытаний на многоцикловую и малоцикловую область.-М.: Изд-во стандартов, 1978.

92. Стеклов О.И. Стойкость материалов и конструкций к коррозии под напряжением.-М.: Машиностроение, 1990.-384 с.

93. Петров JI.H., Сопрунюк Н.Г. Коррозионно-механическое разрушение металлов и сплавов-Киев.: Наукова думка, 1991—216 с.

94. Гликман JI. А. Коррозионно-механическая прочность металлов. М.; Л.: Машгиз, 1955. 176 с.

95. Карпенко Г. В. Влияние среды на прчность и долговечность1 металлов. Киев: Науково Думка, 1976. 127 с.

96. Жук Н.П. Курс теории коррозии и защиты металлов-М.: Металлургия, 1976.-472 с.

97. Мустафин Ф.М., Кузнецов Н.В., Васильев Г.Г. и др. Защита от коррозии. Том 1: учебное пособие.- С-Пб: Недра, 2005.-620 с.

98. Пахмурский В. И. Коррозионно-усталостная прочность сталей и методы ее повышения. Киев.: Наукова Думка, 1974. 188 с.

99. Горицкий В.М. Терентъев В.Ф. Структура и усталостное разрушение металлов.-М.: Металлургия, 1980.-208 с.

100. Терентьев В.Ф. Усталостная прочность металлов и сплавов-М.:

101. Интермет Инжиниринг, 2002.-288 с.

102. Терентьев В.Ф., Оксогоев A.A. Циклическая прочность металлических материалов: Учеб. пособие. Новосибирск.: Изд-во НГТУ,1262001.-61 с.

103. Коллинз Дж. Повреждение металлов в конструкциях. Анализ, предсказание, предотвращение.-М.: Мир, 1984.-624 с.

104. Шанявский A.A. Моделирование усталостных разрушений металлов. Синергетика в авиации—Уфа.: Изд-во научно-технической литературы «Монография», 2007.-498 с.

105. Шанявский A.A. Безопасное усталостное разрушение элементов авиаконструкций. Синергетика в инженерных приложениях—Уфа.: Изд-во Монография, 2002.-802 с.

106. Трощенко В.Т. Циклические деформации и усталость металлов. Т. 1.-Киев.: Наукова Думка, 1985.-215 с.

107. Трощенко В.Т. Усталость и неупругость металлов-Киев.: Наукова думка», 1971.-267 с.

108. Трощенко В.Т. Прочность металлов при переменных нагрузках-Киев.: Наук, думка, 1978.-176 с.

109. Трощенко В.Т.-Деформирование и разрушение металлов при многоцикловом нагружении.-Киев.: Наук, думка, 1981.-344 с.

110. Броек Д. Основы механики разрушения.-М.: Высшая школа, 1980368 с.

111. Павлов П.А. Основы инженерных расчетов элементов машин на усталость и длительную прочность -Л.: Машиностроение, Ленингр. Отделение, 1988.-252 с.

112. Павлов П.А. Механические состояния и прочность материалов.-Л.: Изд-во ЛГУ, 1980.-176 с.

113. Вейбулл В. Усталостные испытания и анализ их результатов.-М.: Машиностроение, 1964—275 с.

114. Дульнев P.A., Котов П.И. Термическая усталость металлов.-М.: Машиностроение, 1980.-250 с.

115. Иванова B.C., Митюков А.Г. Экспериментальное изучение условий локализации пластических деформаций при плоском и объемном напряженном состоянии // Проблемы прочности, 1973.-№ 10.-С. 37-42.

116. Кеннеди А. Ф. Ползучесть и усталость в металлах.—М.: Металлургия, 1965.-312 с.

117. Мэнсон С. Температурные напряжения и малоцикловая усталость — М.: Машиностроение, 1974.-334 с.

118. Одинг И.А. Допускаемые напряжения в машиностроении и циклическая прочность металлов.-М.: Машгиз, 1962.—260 с.

119. Писаренко Г.С., Лебедев A.A. Деформирование и прочность материалов при сложном напряженном состоянии.-Киев.: Наукова Думка, 1976.-415 с.

120. Разрушение / Под ред. Либовица Г. Разрушение металлов и композитных материалов.-М.: Мир, 1976.-633 с.

121. Форрест П. Усталость металлов/ Под ред. Серенсена С.В.-М.: Машиностроение, 1968.-351 с.

122. Серенсен C.B., Когаев В.П., Шнейдерович P.M. Несущая способность и расчет деталей машин на прочность—М.: Машиностроение, 1975.-488 с.

123. Школьник И. М. Методика усталостных испытаний. Справочник — М.: Металлургия, 1987.-299 с.

124. Афанасьев H. Н. Статистическая теория усталостной прочности материалов—К., Изд-во АН УССР, 1953.- 105 с.

125. Иванова В. С, Терентьев В. Ф. Природа усталости металлов—М.: Металлургия, 1975.-455 с.

126. Коцаньда С. Усталостное рагрушение металлов—М.: «Металлургия», 1976.-455 с.

127. Рыбалко Ф.П. Неравномерность распределения пластической деформации и ориентированность упрочнения. В кн.: Исследования по физике твердого тела.-М.: 1957,-С. 128-135.

128. Рыбалко Ф.П. Распределение неоднородностей пластической деформации. Изв. вузов. Физика, 1958, № 6, с. 79-84; 1959, № 1, с. 6-14.

129. Усталость и хрупкость металлических материалов. Иванова B.C., Гуревич С.Е., Копьев И.М.-М.: Наука, 1966.-213 с.

130. Усталость и хрупкость металлических материалов/ Иванова B.C., Гуревич С.Е., Копьев И.М. и др.-М.: Металлургия, 1968.—218 с.

131. Wood W. A., Cousland S. М., Sargant К. R. Systematic microstructural changes peculiar to fatigue deformation.-Acta metall., 1963, 11, July,-p. 642-643.

132. Махутов H.A. Сопротивление элементов конструкций хрупкому разрушению.-М.: Машиностроение, 1974.-160 с.

133. Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения.-М.: Наука, 1974—640 с.

134. Когаев В. П. Расчеты на прочность при напряжениях переменных во времени.-М.: Машиностроение, 1977.-232 с.

135. Гусенков А.П., Котов П.И. Малоцикловая усталость при неизотермическом нагружении.-М.: Машиностроение, 1983.-240 с.

136. Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела—М.: Наука, 1988.-712 с.

137. Махутов Н.А. Конструкционная прочность, ресурс и техногенная безопасность: В 2 ч. / Н.А. Махутов. Новосибирск: Наука, 2005. - Ч. 1: Критерии прочности и ресурса. - 494 с.

138. Махутов Н.А. Конструкционная прочность, ресурс и техногенная безопасность: В 2 ч. / Н.А. Махутов. Новосибирск: Наука, 2005. - Ч. 2: Критерии прочности и ресурса. - 610 с.