Echipamente, Instalatii Si Utilaje In Industria Gazelor Naturale

Cuprins

Partea scrisa

Tema de proiectat

1.CARACTERISTICILE GENERALE ALE POMPELOR

2.POMPE CU PISTON

3.STATII DE POMPARE

4. DIMENSIONAREA ORGANELOR PRINCIPALE ALE POMPEI HIDRAULICE

5.MONTAREA SI INCERCAREA POMPELOR CU PISTON

5.1.MONTAREA

5.2. INCERCAREA

6. EXPLOATAREA, INTRETINEREA SI REPARAREA POMPELOR CU PISTON

6.1 EXPLOATAREA SI INTRETINEREA

6.2 REPARAREA

6.2.1 Uzuri normale si anormale. Avarii

6.2.2 Ciclul de reparatii

7. MASURI DE TEHNICA SECURITATII MUNCII LA EXPLOATAREA SI REPARAREA POMPELOR CU PISTON

7.1 Masurile de protectie la partile aflate in miscare

7.2 Masurile de protectie la partile aflate sub presiune

7.3 Masuri de protectie la partile aflate la temperaturi ridicate

7.4 Masuri de protectie in cazul pomparii lichidelor nocive

7.5 Masuri de protectie pentru evitarea avariilor in exploatarea pompelor

7.6 Masuri de protectie la executarea lucrarilor de reparatii

Partea desenata

Anexa 1- Biela

Anexa 2- Tija

Anexa 3- Supapa si scaun

pagini 43

=== proiect ===

Cuprins

Partea scrisa

Tema de proiectat

1.CARACTERISTICILE GENERALE ALE POMPELOR

2.POMPE CU PISTON

3.STATII DE POMPARE

4. DIMENSIONAREA ORGANELOR PRINCIPALE ALE POMPEI HIDRAULICE

5.MONTAREA SI INCERCAREA POMPELOR CU PISTON

5.1.MONTAREA

5.2. INCERCAREA

6. EXPLOATAREA, INTRETINEREA SI REPARAREA POMPELOR CU PISTON

6.1 EXPLOATAREA SI INTRETINEREA

6.2 REPARAREA

6.2.1 Uzuri normale si anormale. Avarii

6.2.2 Ciclul de reparatii

7. MASURI DE TEHNICA SECURITATII MUNCII LA EXPLOATAREA SI REPARAREA POMPELOR CU PISTON

7.1 Masurile de protectie la partile aflate in miscare

7.2 Masurile de protectie la partile aflate sub presiune

7.3 Masuri de protectie la partile aflate la temperaturi ridicate

7.4 Masuri de protectie in cazul pomparii lichidelor nocive

7.5 Masuri de protectie pentru evitarea avariilor in exploatarea pompelor

7.6 Masuri de protectie la executarea lucrarilor de reparatii

Partea desenata

Anexa 1- Biela

Anexa 2- Tija

Anexa 3- Supapa si scaun

1.CARACTERISTICILE GENERALE ALE POMPELOR

In transportul lichidelor se deosebesc mai multe cazuri caracteristice:

— lichidul trebuie transportat de la un nivel superior la un nivel inferior;

— lichidul trebuie transportat de la un nivel inferior la un nivel superior;

— lichidul trebuie transportat pe orizontala si introdus intr-un vas in care exista o presiune superioara presiunii atmosferice;

— lichidul trebuie ridicat la un nivel superior si introdus intr-un vas cu presiune.

De obicei, se cere ca la transportul unui lichid sa se asigure un anumit debit Q, adica sa se transporte o anumita cantitate de lichid in unitatea de timp.

Pentru transportarea unei anumite cantitati de lichid, este necesara o anumita cantitate de energie pentru:

— imprimarea unei viteze lichidului in conducta;

— transmiterea de energie potentiala lichidului care trebuie ridicat la un nivel superior;

— transmiterea de energie de presiune lichidului care trebuie introdus intr-un recipient sub presiune;

invingerea frecarilor de-a lungul conductei si in diferitele puncte caracteristice ale acesteia: curbe, coturi, micsorari si mariri de diametre, organe de reglare si de inchidere etc.

Energia necesara transportarii lichidelor poate fi luata de la diverse surse de energie. Orice lichid poate acumula in el energie sub forma de energie potentiala. Aceasta poate fi folosita in cazul cind lichidul trebuie transportat de la un nivel superior la unul inferior.

Cu ajutorul energiei potentiale se transporta, de exemplu, apa de la un rezervor, situat pe o inaltime in punctul A pina la instalatii de utilizare in B (fig. 1), intre care exista diferenta de nivel H.

Fig. Transportul apei prin cadere:

1 — rezervor;

2 — robinete;

3 — conducte.

Alteori, in spatiul in care se afla un lichid exista energie acumulata sub forma de energie de presiune. Aceasta poate fi folosita atit pentru transportul lichidului de la un nivel inferior la unul superior, cit si pentru introducerea lui intr-un recipient aflat sub presiune mai mica decit presiunea lichidului.

Un exemplu de transport al unui lichid cu ajutorul energiei de presiune este extragerea titeiului din scoarta pamintului prin eruptie. Titeiul se gaseste in interiorul scoartei imbibat in porii unor roci permeabile, situate intre straturi impermeabile. In acest zacamint subteran exista o presiune, care depinde de conditiile in care s-a format zacamintul. Titeiul din zacamint contine insa si o cantitate insemnata de gaze, dizolvate in titei din cauza presiunii.

Miiscarea lichidului este provocata de presiunea din zacamintul subteran, sau mai exact de diferenta dintre aceasta presiune si cea de la suprafata. Aceasta diferenta de presiune trebuie sa fie suficienta pentru invingerea frecarilor pe tot drumul parcurs de lichid si pentru crearea energiei cinetice corespunzatoare vitezei acestuia.

Cind lichidul are energie potentiala sau energie de presiune pentru transportul lui se foloseste energie mecanica, care este transformata in energie hidraulica (cinematica).

Aceasta transformare se obtine cu pompele. Energia mecanica este data de motoarele care actioneaza pompele.

CLASIFICAREA POMPELOR

Pompele se clasifica dupa modul lor de functionare in doua mari categorii:

— pompe cu debit intermitent (pulsatoriu),

— pompe cu debit continuu.

La pompele cu debit intermitent, aspiratia si refularea nu sint simultane, ci succesive, astfel incit ele nu debiteaza continuu, ci intermitent (pulsatoriu).

La pompele cu debit continuu, aspiratia si refularea au loc simultan si continuu.

a. Pompe cu debit intermitent

Din categoria pompelor cu debit intermitent fac parte:

Pompele cu piston, la care aspiratia si refularea se realizeaza prin miscarea etansata a unui piston intr-un cilindru.

Pompele cu clape cu miscare oscilatorie, la care pistonul este inlocuit cu un rotor cu palete.

Pompele cu clape cu miscare rotativa oscilatorie, la care pistonul este inlocuit cu un rotor cu palete. Prin miscarea rotativa alternativa a acestui rotor se realizeaza aspiratia si refularea.

Pompele cu membrana, la care aspiratia si refularea se realizeaza prin miscarea alternativa a unei membrane.

Pompele cu fluid motor, la care se foloseste pentru pompare energia unui alt fluid, numit fluid motor, si care actioneaza in mod intermitent.

b. Pompe cu debit continuu

Din categoria pompelor cu debit continuu fac parte:

Pompele centrifuge, la care aspiratia si refularea sint realizate cu ajutorul unui rotor cu palete care are o miscare de rotatie uniforma continua. Prin rotirea cu o turatie anumita a acestui rotor se aplica lichidului, antrenat si el in miscarea de rotatie, o forta centrifuga care si impinge de la centru spre periferia pompei. Aspiratia se produce axial prin centrul pompei, iar refularea tangential pe la periferie.

Pompele cu inel lichid, la care aspiratia si refularea se realizeaza cu ajutorul unui inel de lichid antrenat in miscare de rotatie.

Pompele elicoidale, la care miscarea lichidului este produsa de un rotor in forma de surub sau de elice, care se roteste intr-o carcasa etansa.

Pompele cu angrenaj, care sint prevazute cu doua roti dintate ce se rotesc intr-o carcasa in sens contrar.

Pompele cu fluid motor, care actioneaza in mod continuu.

2.POMPE CU PISTON

PRINCIPIUL DE FUNCTIONARE AL POMPEI CU PISTON

O pompa cu piston se compune din organe fixe si din organe mobile. Organele fixe ale unei pompe sint: batiul, cilindrii, casetele supapelor etc. Organele mobile ale pompei sunt: organele de antrenare, mecanismul biela-manivela, pistonul, supapele etc.

In figura este reprezentata schematic o pompa cu piston. Miscarea se transmite de la motorul 9, prin intermediul angrenajului 10, la arborele cotit 1. De la manetonul 2 al arborelui cotit miscarea se transmite, prin intermediul bielei 3, la capul de cruce 4 si de la acesta, prin tija 5, la pistonul 6.

Arborele cotit, biela si capul de cruce formeaza mecanismul biela-manivela.

Acest mecanism transforma miscarea de rotatie a arborelui cotit, primita de la motor, intr-o miscare rectilinie alternativa, a pistonului.

Pistonul se deplaseaza intre doua pozitii extreme. Distanta dintre aceste doua pozitii se numeste cursa pistonului si se noteaza cu c. Aceasta cursa este egala cu diametral cercului descris de manetonul 2 al arborelui cotit:

c=d=2r

Cand pistonul se afla in pozitiile extreme a si b, manetonul 2 se afla in punctul numit punctul mort exterior (notat PME) respectiv punctul mort interior (notat PMI).

Partile mecanismului care au o miscare de rotate sunt arborele cotit si piciorul bielei, iar cele care au o miscare rectilinie sint capul bielei, capul de cruce, tija pistonului si pistonul.

Viteza miscarii rectilinii este egala cu zero cind pistonul se afla la cap de cursa (la punctul mort interior sau la punctul mort exterior) si este maxima cind pistonul se afla aproximativ la mijlocul cursei.

Cind pistonul se deplaseaza de la punctul mort interior catre punctul mort exterior, se deschide supapa de aspirate 7 (are loc cursa de aspiratie); la deplasarea lui invers, de la punctul mort inferior, se inchide supapa de aspirate si se deschide supapa de refulare 8 (are loc cursa de refulare).

La aspiratie, lichidul intra in cilindrul 11 si ocupa spatiul generat de piston, iar la refulare el este impins afara din cilindru de pistonul care micsoreaza progresiv volumul acestuia.

a. Aspiratia

Aspiratia lichidului din bazinul inferior are loc sub actiunea diferentei de presiune dintre presiunea atmosferica pa si presiunea p0 din cilindrul pompei.

Aceasta diferenta de presiune, Pa—Po, serveste la ridicarea lichidului pe diferenta de nivel Ha dintre nivelul inferior si axa cilin-drului pompei, cum si la invingerea rezistentelor hidraulice de frecare, pe care le intimpina lichidul in drumul sau. Aceste rezistente se produc la intrarea lichidului in sorb, la trecerea lui prin supapa de aspirate, cum si din cauza frecarii lichidului in miscare pe peretii conductei. In cazul cind conducta de aspirate are curbe, coturi, gituiri, supape etc., se produc rezistente suplimentare in toate aceste locuri. Rezistentele hidraulice sunt, dupa cum se stie, proportionale cu patratul vitezei lichidului.

Deoarece deplasarea pistonului, deci si a lichidului, nu este o miscare uniforma, ci variata, o parte a energiei disponibile se consuma pentru accelerarea coloanei de lichid care umple conducta de aspiratie.

b. Refularea

Refularea este efectuata de piston in cursa lui de la punctul mort exterior catre punctul mort interior. In timpul acestei curse, in cilindrul pompei se produce o suprapresiune, adica presiunea devine mai mare decit cea atmosferica.

Din cauza acestei suprapresiuni, supapa de aspirate 1 se inchide, cea de refulare 2 se deschide si coloana de lichid impinsa de piston se deplaseaza catre bazinul superior.

Refularea lichidului se produce sub actiunea diferentei de presiune dintre presiunea p, din corpul de pompa, in timpul cursei de refulare, si presiunea atmosferica pa.

Diferenta de presiune pr—pa serveste la ridicarea lichidului cu diferenta de nivel H, dintre axa corpului de pompa si nivelul bazinului superior, cum si pentru invingerea rezistentelor hidraulice din conducta de refulare.

Aceste rezistente se produc la trecerea lichidului prin supapa de refulare si prin frecarea lichidului de peretii conductei. Se mai produc rezistente in ramificatii, curbe etc.

La refulare, ca si la aspiratie, o parte din energia disponibila serveste la accelerarea coloanei de lichid.

CLASIFICAREA SI DESCRIEREA POMPELOR CU PISTON

Pompele cu piston fac parte din categoria pompelor cu debit pulsatoriu. Aspiratia si refularea la aceste pompe nu se produc concomitent, ci succesiv, iar in timpul unei curse viteza pistonului variaza sinusoidal. Din aceasta cauza, debitul acestor pompe nu este constant, ci pulsatoriu. La capatul conductei de refulare se poate observa refularea lichiduiui in rafale.

Pompele cu piston se clasifica dupa diferite criterii, si anume: dupa modul de actiune; felul transmisiei; felul pistonului; numarul de cilindri; pozitia cilindrilor; viteza pistonului; natura lichiduiui pompat; felul motorului de antrenare.

Clasificarea pompelor dupa modul de actiune

Dupa modul de actiune, pompele cu piston se clasifica in trei categorii:

— pompe cu simplu efect, la care este activa o singura fata a pistonului;

— pompe cu dublu efect, la care sint active ambele fete ale pistonului;

— pompe diferentiale, care sint o combinatie intre primele doua cate-gorii de pompe.

Pompele cu simplu efect sint pompe la care pistonul 1 are o singura fata activa f, care vine in contact cu lichidul, fata opusa f fiind in contact cu aerul.

Modul de lucru al pompei cu simplu efect este urmatorul: la cursa pistonului de la punctul mort interior catre cel exterior are loc aspiratia. In timpul acestei curse, volumul cilindrului 2 se mareste prin retragerea pistonului si astfel se produce o depresiune. Din cauza acestei

Pompa cu simplu efect:

1— piston; 2 — cilindru; 3 — caseta supapei de aspiratie; 4 — supapa de aspiratie; 5 — caseta. supapei de refulare; 6 — supapa de refulare; 7 — tija pistonului; 8 — presgarnitura.

depresiuni, supapa de aspiratie 4 se deschide si lichidul patrunde in cilindru, impins de presiunea atmosferica. In acest timp, supapa de refulare 6 este inchisa din cauza presiunii din conducta de refulare.

La cursa pistonului de la punctul mort exterior catre punctul mort interior are loc refularea. La aceasta cursa, volumul cilindrului se micsoreaza si se produce o suprapresiune. Aceasta suprapresiune inchide supapa de aspiratie, deschide pe cea de refulare si face ca lichidul sa patrunda in conducta de refulare, prin care este impins apoi mai departe.

Pompele cu simplu efect au o constructie simpla, insa prezinta dezavantajul ca au debitul intermitent, refularea pompei avind loc din doua in doua curse. Un exemplu de pompa cu simplu efect, la care se poate urmari vizual intermitenta debitului, este pompa de apa de baut actionata manual, instalata in localitatile lipsite de conducta de apa.

Pompa cu dublu efect:

1 — piston; 2 — cilindru; 3 — caseta supapei de

aspiratie; 4, 4' — supape de aspiratie; 5 — caseta

supapelor de refulare; 6, 6' — supape de refulare;

7 — tija pistonului; 8 — presgarnituri.

Pompele cu dublu efect sint pompele la care lucreaza ambele fete ale pistonului.

Pistonul 1, care se deplaseaza in cilindrul 2, are ambele fete in interiorul cilindrului. Cele doua fete sunt amandoua active, si anume cind una aspira, cealalta refuleaza.

Cind pistonul se deplaseaza de la stinga la dreapta, fata din stinga a pistonului aspira si cea din dreapta refuleaza. Cind pistonul se deplaseaza de la dreapta la stinga, fata din dreapta aspira si cea din stinga refuleaza.

Pompa are doua supape de aspiratie si doua de refulare, cite o pereche pentru fiecare fata activa a pistonului.

Pompele diferenfiale sint o combinatie intre pompele cu simplu efect si cele cu dublu efect. La pompa diferentiala aspiratia se face pe o singura fata a pistonului, insa refularea se face pe ambele fete ale acestuia. Spre deosebire de pompele cu dublu efect, pompele diferentiale au numai doua supape, una de aspirate si cealalta de refulare.

Pompa diferentiala are doi cilindri, unul principal 2 si altul secundar 2', in care se deplaseaza pistonul 1.

La cilindrul principal sint montate casetele 3 si 5 cu supapele de aspirate 4 si de refulare 6. Caseta de refulare 5 este in legatura cu cilindrul secundar printr-o conducta 7.

La aceasta pompa, aspiratia se face numai pe fata din stinga a pistonului, cind acesta se deplaseaza de la stinga spre dreapta si supapa de refulare 6 se inchide, iar supapa de aspirate 4 se deschide, lichidul patrunzind in cilindru.

La pompa diferentiala refularea se imparte in doua etape:

Cind pistonul se deplaseaza de la dreapta la stinga supapa de aspiratie 4 se inchide, cea de refulare 6 se deschide si lichidul este impins de piston prin conducta de legatura 7 in cilindrul secundar 2'. Din cilindrul secundar lichidul trece mai departe in conducta de refulare, insa nu in intregime, deoarece cind pistonul se deplaseaza spre stinga volumul cilindrului secundar se mareste. Astfel, o parte a lichidului refulat de fata din stinga a pistonului este impins prin conducta de refulare si o parte se acumuleaza in cilindrul secundar 2'.

La cursa de aspirate, cind pistonul se deplaseaza de la stinga la dreapta si supapa de refulare 6 este inchisa, volumul cilindrului secundar se micsoreaza, iar cantitatea de lichid care se acumulase in el la cursa precedenta este impinsa prin conducta de refulare.

Rezulta ca lichidul este aspirat de pompa numai cu o singura fata a pistonului, din doua in doua curse, si refulat cu ambele fete ale acestuia, la fiecare cursa.

Clasificarea pompelor dupa felul pistonului

Dupa felul pistonului se deosebesc pompe cu piston disc si pompe cu piston plonjor.

Pompe cu piston disc. La aceste pompe pistonul este scurt, avind forma unui disc care se sprijina pe peretii cilindrului. Etanseitatea intre piston si peretii cilindrului se realizeaza cu ajutorul unor segmenti asezati pe piston. Acesta este, in special, cazul pompelor cu dublu efect.

Pompe cu piston plonjor. Pistonul acestor pompe este lung si nu se sprijina pe peretii cilindrului, ci numai in presgarnituri, care realizeaza singure etanseitatea pistonului. Acesta este, in special, cazul pompelor cu simplu efect si al celor diferen^iale.

Clasificarea pompelor dupa numarul de cilindri

Pompele cu piston pot avea unui sau mai multi cilindri. Dupa numarul de cilindri pompele se numesc:

— simplex sau monocilindrice; cele cu un cilindru;

— duplex, cele cu doi cilindri;

— triplex, cele cu trei cilindri.

Cilindrii 1, 2 ai pompelor cu doi cilindri sunt asezati paralel, pistoanele lor fiind antrenate de un arbore cotit comun 3.

Pompele cu mai multi cilindri prezinta avantajul fata de cele cu un singur cilindru ca au un debit mult mai uniform.

O pompa cu doi cilindri cu simplu efect este echivalenta, din punctul de vedere al uniformitatii debitului, cu o pompa cu un singur cilindru cu dublu efect. O pompa cu doi cilindri cu dublu efect are un debit si mai uniform decit cele precedente.

Clasificarea pompelor dupa pozitia cilindrilor

Cilindrii pompelor cu piston pot fi asezati orizontal sau vertical.

Cele mai raspindite pompe sint cele cu cilindrii orizontali. Pompele cu cilindri verticali sint mai putin raspindite; ele prezinta avantajul ca ocupa o suprafata mai mica decit cele cu cilindrii orizontali, insa dezavantajul fiind ca operatiile de intretinere sunt mai dificile.

Clasificarea pompelor dupa viteza pistonului

Dupa viteza pistonului sau dupa turatie, pompele se clasifica in trei categorii: pompe incete, pompe normale, pompe rapide.

Pompele incete au turatia arborelui cotit de 40—60 rot/min, respectiv o viteza medie a pistonului de 0,25—0,60 m/s.

Pompele normale au turatia arborelui cotit de 60—100 rot/min, respectiv o viteza a pistonului de 0,5—1 m/s.

Pompele rapide au turatia arborelui cotit de 100—150 rot/min, respectiv o viteza a pistonului de 1—2 m/s.

Pompele incete se folosesc la pomparea lichidelor foarte viscoase (asfalt, pacura, uleiuri), cele normale la pomparea lichidelor de viscozitate medie (titeiuri, uleiuri usoare), iar cele rapide la pomparea lichidelor foarte fluide (produse albe, apa).

Clasificarea pompelor dupa natura lichidului pompat

Natura lichidului pompat are o importanta foarte mare asupra constructiei pompei, din punctul de vedere al materialelor folosite, al sistemelor de etansare etc.

Cele mai importante categorii de pompe, clasificate dupa natura lichidului pompat, sunt:

— pompe pentru apa;

— pompe pentru noroi de foraj;

— pompe pentru titei;

— pompe pentru benzina;

— pompe pentru gazolina;

— pompe pentru lichide fierbinti.

Clasificarea pompelor dupa felul motorului de antrenare

Dupa modul lor de antrenare pompele se pot clasifica in:

— pompe antrenate cu motoare electrice;

— pompe antrenate cu motoare termice (cu benzina sau Diesel);

— pompe antrenate cu masini cu abur.

Pentru actionarea pompelor se folosesc toate felurile de motoare, dupa sursele de energie disponibile pe teren.

Energia electrica se gaseste in aproape toate santierele petroliere, in afara de cele noi, izolate.

Antrenarea cu abur se poate face in toate santierele care au sonde in productie si care pot sa furnizeze combustibilul necesar cazanelor de abur.

Motoarele termice se folosesc, de obicei, in santierele in care nu exista nici energie electrica, nici combustibil pentru cazane. Ele s-au introdus insa si in santierele in care se gaseste abur sau electricitate, datorita independentei lor fata de reteaua electrica sau de conducte de abur.

3.STATII DE POMPARE

Pompele cu piston se folosesc in diferite instalatii tehnologice sau auxiliare, in toate ramurile industriei petrolului si chimiei.

Pompele cu piston reprezinta utilaje de important capitala in instalatiile de foraj. Ele realizeaza circulatia noroiului de foraj la put si de buna lor functionare depinde saparea sondei. Oprirea circulatei se poate solda cu darimarea peretilor sondei si chiar cu pierderea ei.

Pentru ca pompele sa poata functiona fiecare separat sau impreuna, in paralel sau chiar in serie, si pentru a putea trage fluidul din diferite habe, conductele de tragere si cele de impingere sint prevazute cu mai multe robinete. Prin inchiderea unora si deschiderea altora se realizeaza, de fiecare data, linia de circulatie necesara.

O operatie importanta la sonde, care nu se poate executa fara pompe, este cimentarea. In acest caz, pompele au drept scop sa impinga o cantitate determinata de lapte de ciment in sonda, pentru a captusi peretii acesteia.

Pompele pentru cimentare sunt, de obicei, montate pe camioane speciale, numite agregate de cementare putand fi astfel transportate, rapid si usor, la sondele care trebuie cimentate.

Instalatii asemanatoare cu cele de cimentare sint instalatiile de fisurare. Acestea au scopul sa pompeze un lichid special in sonda, care sa fisureze stratul productiv pentru marirea afluxului de titei in sonda.

Pentru ca operatia sa reuseasca, sint necesare debite si presiuni foarte mari de lichid, astfel incit la aceasta operatie se folosesc cele mai puternice pompe (5 l/s—1 000 kgf/cm2). Ca si la cimentare, la fisurare se folosesc mai multe pompe deodata.

Pompele agregatelor pot lucra in paralel, putindu-se folosi toate pompele, sau numai o parte, dupa cum este necesar in decursul operatiei de fisurare.

Alimentarea cu apa a schelelor petrolifere se face, de multe ori, tot cu pompe cu piston. Statiile de pompe de apa cuprind pompe automate, cu motoare electrice sau termice, si mai rar cu abur.

Apa este aspirata din puturi si impinsa in rezervoare situate pe inaltimi, de unde este distribuita la punctele de consum.

Asemanatoare cu statiile de alimentare cu apa sint si statiile de pompe pentru injectie. Acestea au scopul sa injecteze apa prin anumite sonde in stratul petrolifer, si anume la periferia acestuia, pentru ca titeiul aflat in strat sa fie impins spre centrul zacamintului, de unde este extras prin sondele de exploatare.

Statiile de pomparea titeiului in schele sint asemanatoare cu cele de apa. Titeiul este colectat in schele printr-o retea de conducte, care il conduc de la sonde la parcurile de separatoare, unde din titei se separa gazele cu care acesta a iesit din sonde.

Pe conductele de transport lungi, sint necesare si statii de pompare intermediare, cind statia de la inceputul conductei nu poate asigura presiunea necesara pomparii titeiului pina la destinatie.

Pompele cu piston se folosesc in numeroase instalatii de prelucrare a titeiului si in instalatii tehnologice ale industriei chimice.

Un procedeu foarte raspindit de prelucrare a titeiului este distilarea, prin care titeiul este separat in fractiunile componente: benzina, petrol lampant, motorina, ulei, prin incalzire si distilare fractionata. In timpul incalzirii, produsele distileaza si se separa in ordinea temperaturilor de vaporizare.

Un alt procedeu de prelucrare a titeiului este cracarea. In acest caz pentru obtinerea produselor petroliere albe, usoare, se foloseste pacura evacuata de la instalatiile de distilare. Pacura este supusa la temperaturi si presiuni inalte, astfel incit se descompune in produse usoare, prin ruperea moleculelor grele. Pentru vehicularea materiei prime si a diferitelor produse se folosesc, de asemenea, pompe cu piston.

Instalatiile tehnologice din industria chimica sint, intr-o oarecare masura, asemanatoare cu cele din prelucrare.

Pompele cu piston se folosesc in industria frigului la pomparea agentului frigorigen. In stabile de filtrare se folosesc pompe de vid pentru alimentarea filtrelor-prese. Pentru pomparea lichidelor care nu contin substante corosive, sau suspensii abrazive se folosesc pompe cu piston plonjor din fonta sau din bronz. Pentru acizi se folosesc pompe de ebonita sau captusite cu ebonita. Pentru lichidele cu suspensii in cantitate mica se folosesc pompe cu piston plonjor, iar pentru cele cu suspensii numeroase pompe cu membrana.

Pompele cu piston pentru alimentarea filtrelor-prese sunt pompe aspiratoare-respingatoare, astfel ca rezervorul suspensiei care trebuie filtrata se poate afla sub nivelul pompei.

In unele industrii, se folosesc pompe de inalta presiune, necesare in procesul tehnologic de presare, pentru realizarea deformarilor plastice, in cazul prelucrarii maselor plastice, materialelor solide topite (metale, sticla), materialelor pulverizate (praf de carbune, pulberi ceramice) etc.

4. DIMENSIONAREA ORGANELOR PRINCIPALE ALE POMPEI HIDRAULICE

4.1 DETERMINAREA DIAMETRULUI MAXIM SI MINIM AL PISTONULUI

Debitul teoretic: Qmax-teoretic=42,2 l/s;

Puterea efectiva: Nef=800 CP;

Presiunea maxima de refulare: Pmax=120 kgf/cm2;

Randamentul mecanic: ηm=0,85

Randamentul volumetric: ηv=0,94

Numarul de curse: n=65 curse/minut.

Debitul real maxim:

Qreal max=Qmax.ηv=42,20,94=39,668l/s

Debitul teoretic maxim:

Qmax=[ ]

dt=0,35Dmax

s/Dmax=2

unde:

Qmax-debitul maxim theoretic, in m3/s;

j=2 -numarul cilindrilor;

Dmax-diametrul maxim al pistonului, in m;

dt-diametrul tijei pistonului, in m;

s-cursa pistonului, in m;

n-numarul curselor duble ale pistonului.

Qmax=2(2-0,352) 2 Dmax

Dmax===0,1838m.

Alegem din STAS: Dmax=190,5 mm (7,5 inch)

dt=0,35*190,5=66.67 mm

Se allege tija cu diametrul tipizat dt=70 mm

s=2*190,5=381mm

Qmax==0,0441 m3/s

Nef ηm=

→Pmin===115,64 kgf/cm2

→Q'min===25,5 l/s (Q teoretic)

Q'min=

→D'min==0,148 m

alegem din STAS: Dmin=152,4 mm. (6 inch) cu ajutorul caruia se calculeaza Qmin si Pmax reale

l/s

kgf/cm2.

4.2 DIMENSIONAREA SCAUNULUI SUPAPEI SI LOCASUL ACESTEIA

fig. 4-2-1. Scaunul supapei

λAsvs=Arω sin ωt,

in care:

As-sectiunea minima de trecere a fluidului prin scaunul supapei, in m;

vs=2,5-4,5 m/s -viteza fluidului la debitul momentan maxim, in m/s;

A-suprafata pistonului cu diametru maxim;

r=s/2 -cursa pistonului, in m;

λ=coeficient de viteza care tine seama de variatia de sectiune dintre A si As

λ=0,9

D1-diametrul minim de trecere prin scaunul supapei;

→= m;

Scaunul supapei se fixeaza in corpul pompei pe un locas conic , cu conicitatea de 1:6.

Cand supapa este pe scaun, asupra ei actioneaza presiunea maxima.

Daca intr-o prima aproximatie se considera diametrul supapei:

-D2=1,6D1=1,6114=182,4 mm

→forta care actioneaza asupra supapei, respectiv a scaunului,este:

P=πD22/4Pmax=π18,22/4200=52031 kgf

Presiunea specifica medie ce ia nastere in scaunul supapei si corpul pompei se poate lua ca fiind egala cu:ps=1800 kgf/cm2.

C= mm.

Asimiland scaunul supapei cu un tub cu pereti grosi, dupa formula Lamee, presiunea critica are valoarea:

=cm.

→ kgf/cm2

Diametrul maxim al locasului A in corpul pompei este:

→= mm.

Considerand suprainaltarea scaunului supapei peste corpul pompei h=12 mm diametrul maxim al scaunului supapei este:

mm.

Inaltimea scaunului supapei este deci:

H=C+h=60,9+12=72,9 mm.

Diametrul maxim al talerului supapei D’, in contact cu scaunul este:

= cm

Inaltimea cuprinsa intre fata superioara a scaunului si sectiunea unde se termina partea tronconica,este h:

h=(D2-D1)/2=(182,4-114)/2=34,2 mm.

Grosimea talerului in contact cu scaunul supapei este:

h’=(D’-D1)/2=(145-114)/2=15,5 mm.

4.3 DIMENSIONAREA SUPAPEI PROPRIU-ZISE

Pentru pompa de 800 CP se ia inaltimea maxima de deschidere a supapei hmax =25 mm.

A=πD2max /4 in care A este suprafata pistonului cu diametrul maxim[m2 ];

A=πD2max =π0,19052 /4=0,0285 m2

Viteza lichidului vm in mijlocul sectiunii de trecere , se determina cu ajutorul ecuatiei de continuitate:

Arω=νπDmvmhmaxsin β

→

in care:

A-suprafata pistonului ;

r-raza manivelei egala cu jumatate din cursa pistonului;

r=s/2=0,1905 m;

ω-viteza unghiulara ;

β-unghiul pe care il face suprafata de contact a supapei cu scaunul,fata de verticala;

β=450;

Dm-diametrul mediu al sectiunii de trecere;

Dm=(D2+D1)/2=(0,1824+0,114)/2=0,148 m;

ν-coeficient de viteza care tine seama de variatia de sectiune;

ν=0,65-0,85;

Coeficientul de viteza se determina in functie de valoarea x:

Din figura de mai jos, pentru x=0,288 corespunde v=0,68.

vm=6,61 m/s

Variatia ridicarii supapei in functie de unghiul rotirii manivelei,α=ωt, este data de relatia:

h=

Semnul minus se ia pentru deschiderea si semnul plus pentru inchiderea supapei.Dand diferite valorii unghiului α, intre 0 si π, se determina variatia ridicarii supapei.

fig.4-3-2 Ridicarea supapei in functie de unghiul α.

fig.4-3-3 Supapa si scaunul

Curba 1 reprezinta variatia ridicarii supapei in Curba 1 reprezinta variatia ridicarii supapei in cazul primului termen din membrul al doilea , adica atunci cand nu se considera volumul deplasat de supapa.

Curba 2 arata influenta acestuia (termenului al doilea) iar curba 3 este rezultanta acestora.

Pentru α=π/2: hmax =0,00367 =0,025 m.

Pentru α=π: h0=0,003670,0192ω2=0,000076,8 2=0,00325 m.

Grosimea garniturii:

hc=2(h-h’)+c

hc=2(34,2-15,5)+4=41,4 mm.

Presiunea de deschidere a supapei :

unde:

Gs=8,5 kgf -greutatea supapei;

Gl=Hγ=11,3=3,38 kgf

As-suprafata de sub supapa asezata pe scaun in contact cu lichidul;

As===1,02 dm2.

m H2O

Tensiunea din resort in momentul deschiderii supapei este:

R=γAshs-Gs-Gl

R=1,31,0248,1-8,5-3,38= 51,09 kgf.

Considerand un resort cu diametrul D=80 mm;d=6 mm si i=6 spire active, rezulta sageata:

f1=

cm.

La ridicarea maxima a supapei , sageata si tensiunea in resort sunt:

f2=f1+hmax=12,11+2,5=14,61 cm;

R2=(f2/f1)R=(14,61/12,11)51,09=61,63 kgf.

La sagetiile f1,f2 , rezistentele tangentiale sunt:

τ1== kgf/cm2;

τ2=τ1 ==6393,8 kgf/cm2.

Lungimea resortului destins este:

Lmax=LR+f1=114+121,1=235 mm.

4.4 DETERMINAREA INALTIMII CAMEREI SUPAPEI

Viteza pentru debitul momentan maxim are valoarea:

m/s

unde:

A-suprafata pistonului maxim(Dmax=0,1905 m);

s-cursa pistonului;

n-numarul de curse;

Dc-diametrul canaluiui de trecere,100 mm.

Inaltimea camerei supapei:

unde:

h-suprainaltimea scaunului supapei;h=34,2 mm

r-raza de racordare a canalului;r20 mm.

mm.

fig4-4-1. Inclinarea canalului de refulare

Diametrul D’ se stabileste prin posibilitatea de a introduce scaunul supapei in locasul lui si pentru posibilitatea de prelucrare pe masinile unelte a locasului acestui scaun.

D’=198 mm.

4.5 DIMENSIONAREA CAMASILOR SI A SISTEMULUI DE ETANSARE A ACESTORA

Formula Lame’ are valabilitate in domeniul:

Daca luam Dc=Dmax:

mm.

Presiunea critica are expresia:

Pentru OLC 45:

σc =3800 kgf/cm2

t=10mm;t=15mm.

Pentru t=10 mm:

kgf/cm2

mm.

De –diametrul exterior al camasii .

Pentru t=15 mm:

kgf/cm2

mm.

Lungimea camasii:

mm.

in care:

s-cursa pompei;

lp-latimea pistoanelor standardizata; lp=150 mm.

Consideram :

mm.

fig. 4-5-1.Sectiune prin corpul cilindrului

Forta ce apasa pe garnituriile 3, este:

in care:

Pf-forta de frecare a pistonului pe camasa ;

Dp=98 mm, este diametrul partii metalice a butucului pistonului;

-inclinarea fetei garniturii;

-coeficientul de frecare intre cauciuc si metal;

kgf.

kgf

Presiunea specifica ce ia nastere pe garnitura are valoarea:

kgf/cm2

Presiunea specifica care se naste, este:

kgf/cm2

In cazul pistoanelor cu diametru maxim se poate scrie:

;

kgf.

kgf/cm2.

4.6 DETERMINAREA GROSIMII PERETELUI CILINDRULUI

mm.

g-grosimea de perete la o prima aproximare, 45 mm

kgf/cm2

kgf/cm2

4.7 DIMENSIONAREA TIJEI PISTONULUI SI A CUTIEI DE ETANSARE

Pentru a asigura curatirea, ungerea si racirea tijei, cutia de etansare este unsa prin recirculatie de ulei.

Numarul garniturilor se determina din presiunea specifica admisa pentru cauciuc, din experimentari s-a constatat ca prima garniture preia 60-70% din presiunea maxima. Pentru calcul se considera o cadere de presiune liniarade la presiunea maxima la presiunea atmosferica.

Numarul ng garniturilor rezulta din relatia:

Luand intr-o prima aproximatie dt=75 mm si d1=85 mm avem:

Pt psmed=8 kgf/cm:

Pachetul de garnituri are lungimea:

unde l1 este latimea unui element de etansare, format din latimea garniturii lg=10 mm, latimea inelului interior de 6 mm si latimea inelului exterior de 3 mm

Lungimea cutiei de etansare se poate aproxima:

Tija pistonului:

Unde: -lungimea partii tronconice, 265 mm

– lungimea partii randalinate, 40 mm

– lungimea partii filetate in tija prelungitoare, 150 mm

– lungimea partii cilindrice, 700 mm

fig. 4-7-1. Tija pistonului

Lungimea de flambaj:

Forta din tija:

Momentul de inertie:

Coeficientul de zveltete:

4665009

Tija are lungimea:

4.8 DETERMINAREA EFORTURILOR UNITARE DIN BIELA POMPEI

Din caracteristicile pompei se cunosc:

-puterea pompei N=Ptgβ=18527*0,1555=2880 kgf

-numarul de curse pe minut n=65 curse/minut

-lungimea cursei s=381 mm

-raza manivelei r=s/2=190,5 mm

-presiunea maxima admisibila pentru pistonul maxim d=7 ½ inch=190,5 mm, p=65 kgf/cm2

fig.4-8-1. Biela pompei

Forta maxima normala care apasa pe glisiera capului de cruce este:

fig. 4-8-2. Descompunerea fortelor din mecanismul biela-manivela

Forta din biela:

Forta tangentiala are expresia:

si este maxima pentru

Biela este solicitata la tensiune si compresiune si deci la flambaj si la incovoiere datorita fortelor centrifuge.

Sectiunea minima:

Efortul unitar la tensiune si compresiune:

Pentru verificare l;a flambaj, forta la care poate rezista biela este:

kgf

In care cm4

Coeficientul de siguranta la flambaj este:

Forta centriguga ce ia nastere este data de relatia:

,in care rad/s

G=133 kgf

kgf

Puterea dezvoltata la pistoanele pompei in aceasta pozitie este:

CP

Puterea data pentru pompa este N=800 CP, rezulta randamentul mechanic:

5.MONTAREA SI INCERCAREA POMPELOR CU PISTON

5.1.MONTAREA

Instalatiile de pompe din industria petroliera pot avea un caracter temporar, semitemporar sau definitiv.

Instalatiile de foraj au un caracter net temporar, cele de productie au caracter semitemporar, iar cele de prelucrare un caracter definitiv.

Avind in vedere aceste lucruri, pompele de foraj si productie sunt montate, din fabrici, pe sanii, ceea ce le face usor transportabile de la un loc la altul. Astfel, aceste pompe nu necesita la instalarea lor decit montarea pe fundatia respective, urmata de instalarea conductelor de legatura si a armaturilor.

Fundatia pompelor de foraj si de productie poate fi de beton, in cazul pompelor mari, sau o rama de busteni, in cazul pompelor mici. Conditia pe care trebuie sa o indeplineasca fundatia este sa nu se afunde in pamint sub actiunea greutatii pompei si sa nu se deplaseze sub actiunea fortelor care se dezvolta in timpul functionarii acesteia.

La montarea pompei pe fundatie, axele cilindrilor trebuie sa fie perfect verticale, respectiv orizontale, dupa tipul pompei. Acest lucru se verifica cu nivele cu bula de aer sau cu firul cu plumb.

Suruburile de fundatie trebuie bine cimentate, in cazul fundatiilor de beton. Dupa intarirea cimentului, ele nu trebuie sa prezinte nici un joc. Piulitele suruburilor de fundatie trebuie bine strinse.

In cazul pompelor cu transmisie, in afara de pompa propriu-zisa trebuie montat si motorul de antrenare.

In unele cazuri, sania pompei are o prelungire pe care se monteaza motorul. Gaurile necesare fixarii motorului pe sanie fiind date de uzina constructoare, centrarea motorului se face usor si sigur.

Astfel, pompa 1 este montata cu motorul 4 pe o sanie co-muna 8. Curelele trapezoidale 3 transmit miscarea de la roata de antrenare 5 a motorului la roata antrenata 2 a pompei. Pentru a se putea intinde curelele de transmisie, motorul nu este montat direct pe sania 8, ci pe o glisiera 6 (v. detaliul A). Glisiera este fixata pe sanie cu suruburile 9, iar motorul pe glisiera cu suruburile 10.

Cind curelele trebuie intinse, se slabesc piulitele suruburilor 9 si 10 si contrapiulitele 11 ale suruburilor de intindere 7. Stringind suruburile 7

Fig. 5-1-1 Pompa si motor montate pe sanie comuna.

acestea imping motorul spre dreapta, intinzind curelele, dupa care se string la loc piulitele suruburilor de fixare 9 si 10 si contrapiulitele 11.

In cazul curelelor late, intinderea se face cu ajutorul unei role de intindere.

Din cauza mersului alternativ al pistoanelor, pompele cu piston sint supuse la trepidatii, de aceea la acestea toate piulitele trebuie sa fie asigurate contra desurubarii cu rondele elastice.

Cind motorul de antrenare nu se monteaza pe o sanie comuna cu pompa la montare trebuie avut grija ca:

— axul transmisiei pompei si axul motorului sa fie perfect paralele;

— rotile de curea ale motorului si pompei sa fie perfect aliniate.

Daca aceste doua conditii nu sint indeplinite, curelele vor freca uzindu-se inainte de vreme, iar randamentul mecanic al transmisiei va fi scazut.

Dupa montarea si centrarea definitiva a pompei si a motorului, se trece la montarea legaturilor pompei, adica a conductelor si armaturilor de la aspiratie si refulare.

Conductele trebuie sa fie astfel montate incit sa intre liber la locul lor. Flansele conductelor si ale pompei trebuie sa fie paralele si coaxiale, iar intre ele sa ramina numai distanta corespunzatoare grosimii garniturii de etansare. Dupa introducerea garniturilor de etansare, flansele se string puternic cu suruburile lor.

Fig.5-1-2 Schema claviaturii pentru pompele de noroi.

Strangerea suruburilor atit la capacele pompelor cit si la flanse, trebuie efectuata in cruce, nu la rind. Stringerea trebuie sa se efectueze progresiv, nu dintr-o data, trecindu-se pe la fiecare surub de mai multe ori. Acest procedeu evita adunarea garniturii intr-o parte si asigura deci stringerea ei uniforma.

Ansamblul conductelor de aspirate si de refulare ale unei instalatii de pompe se numeste claviatura.

Claviatura pompelor de noroi pentru foraj este formata din conductele de aspirate si de refulare a celor doua pompe ale unei instalatii de foraj si permite functionarea acestor pompe cite una sau cite doua in paralel si in serie.

Claviatura de tragere, formata din conducte si armaturi de 200 sau 250 mm diametru, permite tragerea din oricare din cele doua batale prin sorburile 1, filtrele 2, robinetele 3 si racordurile 4. Pompele mai pot trage apa de la retea prin teul 8, conducta 10 si robinetele 9 sau din subsol prin teul 11. Prin teul 18, pompa 11 poate sa traga de la refularea pompei 1 la functionarea in serie.

Claviatura de impingere formata din conducte si armaturi de 100 mm diametru permite impingerea noroiului de la oricare pompa prin curbele 5, robinetele 6 si amortizorul 7, la capul hidraulic. Pompele mai pot impinge prin conductele 12 la batal, prin robinetul 14 la conducta 15 si robinetul 16, la scurgere, prin robinetul 13 la sonda si prin robinetul 17 la amestecator.

5.2. INCERCAREA

Dupa montare si inainte de punerea in exploatare, pompele trebuie incercate.

In general, pompele se supun la urmatoarele incercari:

— incercarea la presiune, atit la partea de lichid cat si la cea de abur (in cazul pompelor cu actiune directa);

— incercarea de functionare in gol si in sarcina.

Prima incercare se executa numai in cazul cind pompa nu este insotita de un certificat constatator ca s-a executat de catre uzina constructoare sau de catre uzina care a reparat pompa.

Incercarea de presiune la partea de abur si la cea de lichid se efectueaza cu apa, la presiunile indicate de normele pompelor respective.

Inainte de incercare, toate capacele pompelor prevazute cu garnituri se vor stringe cu grija. Presiunea se realizeaza cu ajutorul unei pompe de presiune actionata manual. Legatura conductei de presiune se face fie la unul din orificiile de scurgere ale corpului de pompa, fie la un orificiu special al unui capac.

Dupa ridicarea presiunii la valoarea presiunii de incercare se asteapta 15 min, in care timp nici una dintre piesele pompei (corpul de pompa, casetele supapelor, coturile si camerele pneumatice) nu trebuie sa prezinte scurgeri, nici sub forma de picaturi.

Incercarea de functionare. Este recomandabil ca aceasta incercare sa se execute si in cazul cind a fost efectuata de uzina constructoare sau cea de reparatie.

Inainte de a se efectua incercarea de functionare a pompei, se face o verificare amanuntita a acesteia si anume:

— se sufla pompa cu aer, in scopul indepartarii impuritatilor si a corpurilor straine;

— se verifica, miscind pompa cu mina, daca merge usor si daca poate efectua cursa intreaga;

— se curata si se sufla cu aer canalele de ungere;

se alimenteaza dispozitivele de ungere.

Incercarea de functionare se efectueaza in trei etape:

— incercarea de functionare cu apa in gol (fara presiune) timp de trei ore;

— incercarea de functionare timp de trei ore cu camasa cea mai mare in diametru, la presiunea corespunzatoare la 3/4 (75%)din puterea nominala a pompei;

— incercarea de functionare timp de 5 min cu camasa cea mai mica in diametru, la presiunea maxima de lucru pentru partea de lichid prevazuta de normele pompei.

Incercarea de functionare in gol se executa fie prin deschiderea robinetului de legatura intre conducta de aspiratie si cea de refulare, fie prin refularea lichidului in atmosfera, cu robinetul de refulare complet deschis.

Incercarea de functionare cu presiune se executa prin inchiderea partiala a robinetului de refulare, pina cind se obtine la manometrul de la refulare presiunea prescrisa pentru incercare.

In timpul incercarilor de functionare se verifica:

— etanseitatea tuturor locurilor de imbinare ale organelor pompei care lucreaza sub presiune;

— etanseitatea presgarniturilor;

— functionarea corecta a supapelor;

— functionarea corecta a mecanismelor partii de abur la pompele cu actionare directa (lipsa loviturilor, smuciturilor, zgomotorului si a incalzirii anormale a pieselor in miscare, rectilinitatea tijei de abur si de lichid);

— functionarea corecta fara trepidatii a angrenajului, la pompele cu transmisie (lipsa trepidatiilor si a incalzirii peste 60°C a lagarelor cu rulmenti);

— functionarea corecta a sistemului de ungere.

In timpul incercarilor de functionare se masoara debitul, presiunea, turatia si puterea motorului de antrenare si se stabileste randamentul pompei.

Debitul se masoara cu aparate speciale numite debitmetre sau contoare, presiunea se masoara cu vacuumetre la aspiratie si cu manometre la refulare, iar turatia cu tahometre. La pompele cu actiune directa, se determina numarul de curse duble pe minut cu un cronometru.

Puterea motoarelor se masoara la motoarele electrice cu wattmetre, iar la motoarele termice se deduce din diagrama ridicata cu un indicator.

Randamentul pompei se deduce din puterea utila a pompei si din puterea motoarelor, tinind seama si de randamentul acestora.

6. EXPLOATAREA, INTRETINEREA SI REPARAREA POMPELOR CU PISTON

Exploatarea rationala, intretinerea in bune conditii si repararea la timp a unui utilaj determina durata lui de functionare, nerespectarea acestora ducind la scaderea randamentului si la degradarea utilajului respectiv.

6.1 EXPLOATAREA SI INTRETINEREA

Pornirea. Pentru ca sa poata fi pornite usor, atit pompele cit si conducta de aspirate trebuie sa fie pline cu lichid.

Pentru punerea usoara in functiune, pompele trebuie prevazute cu dispozitive de umplere a conductei de aspirate si cu dispozitive de evacuare a aerului. Corpul de pompa si conducta de aspirate pot fi umplute cu lichid din conducta de refulare, prin deschiderea robinetului conductei de legatura.

Un alt dispozitiv care usureaza punerea in functiune a pompelor este o supapa de legatura cu atmosfera, care se monteaza in punctul cel mai inalt al corpului de pompa, sub supapa de refulare .

La punerea in functiune a pompei se ridica ventilul 1 al supapei de aerisire, prin desurubarea surubului 2 cu roata de mina 3.

Desurubarea se va opri insa inainte ca ventilul sa fie ridicat de pe scaunul lui de catre gheara surubului 2.

Dupa eliminarea aerului, cind prin supapa incepe sa tasneasca apa, se blocheaza supapa de aerisire prin stringerea surubului 2.

La pornirea unei pompe, personalul de exploatare trebuie sa respecte urmatoarele reguli:

— sa verifice starea de stringere a suruburilor de fundatie, a suruburilor capacelor, a presgarniturilor etc.

— sa verifice daca piesele in miscare nu sint slabite;

— sa verifice starea dispozitivelor de ungere si sa adauge unsoarea necesara;

— sa verifice starea de curatenie a pompei, in special a tijelor pistoanelor;

— sa aranjeze linia de pompare, deschizind robinetele necesare;

— sa umple cu lichid pompa cind este cazul.

Functionarea pompelor cu piston in stagiile de pompare depinde de caracteristicile pompelor si ale motoarelor de antrenare.

In cazul antrenarii pompelor cu motoare asincrone, sau sincrone, sau cu motoare termice, turatia lor este practic constants si functionarea este

rigida, neelastica. Daca la o astfel de pompa, dintr-un motiv oarecare, se include robinetul de refulare, presiunea la refulare creste brusc la valori periculoase si se poate produce spargerea corpului de pompa sau instalatiei la partea de refulare.

In figura este reprezentata caracteristica pompelor cu piston cu turatie constanta. Punctul N reprezinta punctul de functionare normala a pompei, cu debitul Qn si inaltimea de refulare Hn. La o micsorare relativ neinsemnata a debitului, prin strangularea robinetului de refulare, inaltimea de refulare creste foarte mult. Functionarea pompei incepind dintr-un punct P devine periculoasa din cauza presiunii prea mari la refulare. Pentru evitarea accidentelor in acest caz se prevede pe conducta de refulare a pompei o supapa de siguranta, care asigura descarcarea suprapresiunilor ce eventual s-ar produce.

Functionarea pompelor cu piston antrenate cu masini cu abur este mai elastica.

La aceste pompe cind se stranguleaza robinetul de refulare nu creste presiunea la refulare, ci are loc o micsorare a vitezei pompei, iar la inchiderea totala pompa se opreste.

Supravegherea functionarii. In timpul functionarii unei pompe, personalul de exploatare trebuie sa urmareasca continuu:

— functionarea linistita a pompei, care trebuie sa fie fara batai, zgomot, incalzire anormala etc.;

— presiunea la refulare, care, trebuie sa fie cea normala;

— acele manometrelor; acestea nu trebuie sa stea fixe, ci sa vibreze usor; in caz contrar, ele sint intepenite si indicativele manometrelor sunt gresite; .

— sa nu se produca scurgeri de lichid la garniturile capacelor, flanselor sau la presgarnituri;

— tijele pistoanelor, la pompele de noroi, trebuie sa fie continuu spalate cu apa, pentru a evita uzura anormala a acestora;

— curelele de transmisie sa fie bine si egal intinse.

Urmarirea stiintifica a functionarii pompelor cu piston se face cu ajutorul diagramei indicate. Aceasta diagrama se ridica la pompa in timpul functionarii cu ajutorul aparatului numit indicator.

Orice neregularitati in functionarea pompei se recunosc prin modificari ale diagramei indicate.

Reglarea debituiui pompelor cu piston se poate obtine in mai multe f eluri:

— prin variatia turatiei motorului. La motoarele electrice, variatia turatiei se poate obtine prin dispozitive speciale, care regleaza intensitatea curentului de alimentare. La motoarele termice si la cele cu abur, variatia turatiei se obtine cu ajutorul unor regulatoare speciale centrifuge, care inchid sau deschid alimentarea cu combustibil, respectiv cu abur;

— prin variatia cursei pistonului;

— prin variatia rezistentei hidraulice in conducta de refulare, la pompele cu abur realizata prin inchiderea mai mult sau mai putin completa a robinetului de refulare sau a unui dispozitiv special cu ac. Acest sistem de reglare nu este insa economic, deoarece desi pompa debiteaza mai putin, puterea absorbita de ea ramine aceeasi.

Oprirea. In general, la oprirea unei pompe, in vederea unei reparatii la supape, presgarnituri etc., se inchide robinetul de la conducta de refulare si aceasta ramine plina cu lichid. Conducta de aspiratie a pompei nu poate ramine pentru mai mult timp plina cu lichid, chiar daca este prevazuta si ea cu un robinet la pompa, daca nu este prevazuta si cu o supapa de retinere la capatul de jos.

Uneori, este necesar ca fara a o opri din mers, pompa sa nu mai debiteze. Acest lucru se poate obtine pe 2 cai:

— daca pompa este prevazuta cu o conducta de legatura intre partea de refulare si cea de aspiratie, deschizind robinetul acestei conducte, pompa, in loc sa mai refuleze in conducta de refulare, va impinge lichidul la fiecare cursa inapoi in conducta de aspiratie;

— daca pompa este prevazuta cu o supapa de aerisire, se desurubeaza surubul 2 pina cind ventilul este ridicat de pe scaunul lui si ramine suspendat. In acest fel, corpul de pompa este pus in comunicatie continua cu atmosfera si pompa aspira si refuleaza aer prin supapa de aerisire, pomparea lichidului fiind astfel intrerupta.

Unele instalatii de pompe sint prevazute cu dispozitive care permit oprirea din mers a pompei, fara a se opri si motorul. Aceste dispozitive se folosesc in special, la pompele cu transmisie antrenate prin curea lata. In acest caz, pompele sint prevazute cu doua roti de curea, una fixata cu pana pe ax si cealalta libera. Printr-un dispozitiv special se poate trece cureaua ‘[pe roata libera, in care caz pompa nu functioneaza, sau pe roata fixa, in care caz pompa intra in functiune.

La unele instalatii de pompe este necesar sa se opreasca pompa din functiune in mod automat la un anumit moment. Astfel este cazul unei pompe care impinge apa intr-un bazin, din care aceasta se scurge intr-o retea de distribute.

Cind apa din bazin atinge un anumit nivel superior, pompa trebuie sa se opreasca din mers, iar cind apa atinge un anumit nivel inferior, pompa trebuie sa intre automat in functiune.

Acest lucru se realizeaza cu ajutorul unui plutitor, care se ridica si se coboara o data cu nivelul lichidului si care transmite miscarea sa orga-nului care comanda mersul pompei. La o pompa cu abur, miscarea este transmisa la robinetul de abur, care este astfel inchis sau deschis. La un motor electric, miscarea este transmisa intrerupatorului de pornire, care intrerupe sau stabileste curentul electric ce alimenteaza motorul. In cazul unui motor termic, miscarea poate fi transmisa la schimbatorul de curea sau la un ambreiaj.

La oprirea din functiune a unei pompe trebuie luate urmatoarele masuri:

— sa se inchida robinetele necesare ale liniei;

— sa se scurga, cind este cazul, lichidul din pompa (iarna);

— sa se inlature defectele ivite in timpul functionarii. In timpul opririlor mai indelungate, personalul de exploatare trebuie sa controleze:

— garniturile presgarniturilor, inlocuind garniturile uzate;

— starea supapelor, inlocuind garniturile si arcurile uzate;

— starea pistoanelor, inlocuind garniturile uzate;

— dispozitivele de ungere;

— curelele, inlocuindu-le sau intinzindu-le;

— filtrele, curatindu-le sau inlocuindu-le.

In timpul opririlor pentru perioade mari de timp, se executa ajustarea lagarelor, inlocuirea camasilor si a pistoanelor, inlocuirea tijelor uzate, inlocuirea scaunelor de supape uzate etc.

In tot timpul exploatarii trebuie sa se mentina in instalatia de pompare o perfecta stare de curatenie si ordine.

6.2.1 Uzuri normale si anormale. Avarii

Uzurile normale se datoreaza frecarii, coroziunii si abraziunii prin lichidele pompate in timpul exploatarii normale.

Anumite organe ale pompelor cu piston sint supuse uzurii si dupa un timp de functionare, ele trebuie deci inlocuite. Aceste organe sint: garniturile de etansare de la tija pistonului, garniturile de etansare de la pistoane si supape, tijele pistoanelor, cilindrii, respectiv camasile cilindrilor, scaunele de supapa, ventilele supapelor, arcurile lor si pistoanele insasi.

Uzurile acestor organe se datoresc frecarilor, iar la supape si scaune socurilor. In afara de aceasta, la pompele de noroi pentru foraj se mai produc uzuri importante datorita actiunii de eroziune a lichidului, care contine de cele mai multe ori materiale abrazive. La aceste pompe se produc uzuri chiar si la corpul de pompa, la casetele de supape, la coturile de legatura etc.

Pentru inlocuirea pieselor uzate, trebuie sa se gaseasca totdeauna in magazia instalatiei de pompare un stoc de piese de rezerva sau de schimb. Cantitatea de piese de schimb se stabileste prin experienta, in functie de uzurile normale constatate la instalatia respectiva sau la instalatii similare.

Momentul cind trebuie inlocuite piesele uzate se stabileste in functie de mersul pompei si anume:

— garniturile, tijele de piston, se inlocuiesc cind se constata ca nu se mai pot stringe capacele presgarniturilor sau cind stringerea lor a devenit fara efect;

— garniturile la pistoane si la supape se inlocuiesc cand se constata o scadere de debit sau de presiune la pompa si dupa ce s-a stabilit, pe toaza de diagrama sau prin demontare, care este organul uzat;

— tijele pistoanelor se inlocuiesc cind se constata, prin masurari, ca au depasit uzura normals indicata de uzina constructoare;

— camasile cilindrilor se inlocuiesc cind se constata ca in urma uzurii lor nu se mai poate obtine etanseitatea, chiar daca pistoanele au garnituri noi;

— scaunele de supapa se inlocuiesc, de asemenea, cind se constata ca in urma uzurii lor nu se mai poate obtine etanseitatea supapelor chiar cu garnituri noi;

— arcurile supapelor se inlocuiesc cind se constata ca din cauza slabirii lor supapele nu se mai inchid bine sau se inchid cu intirziere;

— supapele si pistoanele insasi se inlocuiesc cand, in urma deselor schimbari de garnituri de etansare, locasurile respective s-au decalibrat si nu mai asigura aceste garnituri.

Uzurile anormale se datoreaza unei rele intretineri sau lipsei de supraveghere.

In general, se poate spune ca ori de cite ori consumul unei piese de schimb creste fata de cel obisnuit, adica daca ea se uzeaza mai repede decit de obicei, a intervenit o cauza care produce uzuri anormale. Aceasta cauza trebuie neintirziat descoperita si inlaturata.

Daca, de exemplu, se constata ca de la un moment dat, garniturile de cauciuc ale unei pompe de noroi pentru foraj se uzeaza anormal de repede, trebuie sa se controleze in primul rand rectilinitatea tijei pistonului, care se poate deforma in timpul exploatarii, datorita unei lovituri de berbec sau altei cauze.

Loviturile de berbec sunt provocate de valuri mari de presiune care se produc intr-un curent de lichid cind acesta este oprit brusc din mers, prin inchiderea gresita a unui robinet etc. Lovituri de berbec se mai pot produce la cilindrii partii de abur a pompelor cu actiune directa, in cazul cand, la pornire, in acesti cilindri se afla o cantitate de apa rezultata din condensari de abur.

Consumul anormal de curele poate fi datorit unei descentrari a pompei fata de motor sau invers.

Avariile sint deteriorari mai mici sau mai mari care se produc in urma unui accident. Cauzele avariilor sint:

— slabirea unor suruburi;

— slabirea unor pene;

— lipsa de ungere;

— slabirea unor capace de lagare;

— loviturile de berbec;

— montare gresita dupa o reparatie;

— depasirea presiunii prescrise;

— inghetarea lichidului in pompa etc.

Pentru evitarea avariilor este necesar ca orice defectiune de felul celor precedente sa fie inlaturata imediat ce se produce. Orice neglijenta, cit de mica, in exploatare si orice aminare de remediere se soldeaza inevitabil cu avarii mai mici sau mai mari si nu de putine ori cauzele cele mai marunte si in aparenta neinsemnate duc la avarii grave.

Printre avariile grave care se pot produce la pompe se enumera:

— deformarea tijei pistonului;

— deformarea sau ruperea unei biele;

— deformarea sau ruperea arborelui cotit;

— griparea unui cilindru;

griparea unui cap cruce;

spargerea unui piston;

— topirea unui lagar;

— griparea unui rulment;

— spargerea unui capac;

spargerea corpului de pompa etc.

6.2.2 Ciclul de reparatii

La o exploatare rationala a pompelor, ca de altfel a oricarui utilaj este necesar ca la anumite perioade de timp acestea sa fie scoase din functiune pentru a fi revizuite si reparate.

Oricat de bine ar fi intretinuta o pompa, dupa un timp se produc uzuri, decalibrari si deformari, care trebuie inlaturate, pentru a nu avea ca urmare degradari mai grave.

Astfel de uzuri, decalibrari si deformari se produc la locasurile scaunelor de supape dupa un numar de inlocuiri de scaune; in interiorul corpului de pompa, prin eroziune; la canalele de segment ale pistoanelor; la suprafetele de etansare ale capacelor si flanselor; la organele mecanismului biela-manivela etc.

Ciclul de reparatii al pompelor se stabileste pe baza experientei, in functie de conditiile de functionare si de intensitatea exploatarii.

O instalatie de pompare trebuie sa cuprinda un numar suficient de pompe, pentru ca sa fie posibila trecerea lor in revizie; in reparatii medii si capitale, pe rand, fara a stinjeni mersul instalatiei.

Reviziile periodice se efectueaza in scopul constatarii starii pompei si ele constau in demontare, control si reparatii curente, inlocuiri de garnituri si piese de uzura normala.

Reparatiile medii constau in reparatii si inlocuiri de organe mobile, care prezinta uzuri anormale, decalibrari si deformari cum si de organe fixe uzate, ca scaune de supape, glisiere, lagare etc.

Reparatiile capitale (generale) se efectueaza in scopul inlaturarii avariilor, cum si pentru repararea sau inlocuirea pieselor importante ale pompei, de exemplu, corp de pompa, batiu, casete de supape etc.

Reviziile periodice ale pompelor cu piston se executa in statia de pompe.

Reparatiile medii se pot executa in stabile de pompe cand se dispune de sculele si utilajul necesar, insa este recomandabil sa se execute in atelierele de schela sau in ateliere centrale.

Reparatiile capitale nu trebuie executate decit in mod cu totul exceptional in atelierele de schela. Ele trebuie executate in atelierele centrale, care pot asigura procesul tehnologic necesar unor astfel de reparatii.

7. MASURI DE TEHNICA SECURITATII MUNCII LA EXPLOATAREA SI REPARAREA POMPELOR CU PISTON

Normele de tehnica securitatii au ca scop evitarea accidentelor tehnice si umane in munca si a imbolnavirilor profesionale.

Prin accident tehnic se intelege o avarie care se produce la o instalatie, prin accident uman o lezare a corpului omenesc, iar prin imbolnavire profesionala contractarea unor boli datorita unor conditii specifice de munca.

Pentru evitarea accidentelor, fiecare proces tehnologic trebuie sa fie bine studiat si hotarite masurile specifice de protectie.

Masurile de protectie .trebuie sa fie bine cunoscute si intelese de muncitori. O simpla memorare a regulilor de protectia muncii fara intelegerea adinca a lor poate fi tot atit de periculoasa ca si necunoasterea lor.

Fiecare instalatie si fiecare proces tehnologic are un specific din care rezulta si masurile de protectie specifice.

Sursele principale de accidente la pompe sunt:

— parole aflate in miscare;

— partile aflate sub presiune;

— pariile aflate la temperaturi ridicate;

— substantele nocive.

7.1 Masurile de protectie la partile aflate in miscare

Piesele pompelor aflate in miscare prezinta pericolul de a prinde partile corpului care le ating, in special membrele si parul, de a le rupe, zdrobi, sau de a apuca intreg corpul si a-l tari intre partile in miscare. Astfel de accidente, nu se pot evita decit prin respectarea masurilor de protectia muncii, si anume:

— toate partile exterioare ale instalatiei pompei aflate in miscare trebuie sa fie prevazute cu dispozitive de protectie care sa impiedice atingerea lor in timpul functionarii;

— la transmisiile cu roti dintate, lanturi si curele trebuie prevazute aparatoare speciale.

Indiferent de masurile de protectie ce se iau la partile in miscare ale instalatiilor, personalul de deservire trebuie sa respecte unele reguli de protectie:

— imbracamintea sa fie strinsa pe corp si lipsita de pulpane, cordoane, cravate, fulare sau alte accesorii care ar putea fi apucate de organele in miscare ale instalatiilor. Imbracamintea cea mai indicata este combinezonul;

— parul femeilor sa fie strins si bine legat;

— sa nu se execute nici un fel de operatic de reparatie, reglaj, un-gere etc. la organele in miscare. Aceste lucrari se pot executa numai cind organele respective se afla in stare de repaus sau numai cind utilajele sint prevazute cu dispozitive speciale pentru executarea lor in timpul miscarii;

— sa nu se agate obiecte de imbracaminte sau de alt uz deasupra organelor in miscare ale instalatiilor.

7.2 Masurile de protectie la partile aflate sub presiune

Partile instalatiilor aflate sub presiune, ca: recipiente, tuburi, corpuri de pompa etc., prezinta pericolul ca in cazul depasirii presiunii pentru care au fost dimensionate sa se crape sau chiar sa explodeze, producindu-se astfel accidente tehnice si umane.

Pentru evitarea acestora este necesar sa se respecte anumite reguli:

— toate partile instalatiei aflate sub presiune sa nu fie folosite la o presiune mai mare decit cea nominala;

— pentru cazurile de depasire accidentala a presiunii nominale, instalatiile sa fie prevazute cu supape de siguranta;

— instalaljiile care lucreaza sub presiune sa nu fie date in exploatare decit dupa executarea probei de presiune si etanseitate;

— instalatiile care lucreaza sub presiune sa fie prevazute cu mano-metre asezate la locuri vizibile, avind marcata cu rosu presiunea nominala;

– nu este admisa executarea unor lucrari de reparatii prin sudura, batere cu ciocanul etc. la instalatiile aflate sub presiune.

7.3 Masuri de protectie la partile aflate la temperaturi ridicate

Partile instalatiilor aflate la temperaturi ridicate prezinta pericolul provocarii de arsuri in caz de atingere cu corpul si chiar pericolul provocarii de incendii in caz de atingere cu substante inflamabile.

Pentru evitarea acestor accidente este necesar sa se respecte anumite reguli:

— toate partile instalatiei aflate la temperaturi ridicate si care ar pu-tea fi atinse de personalul de serviciu sa fie izolate termic;

— instalatiile pentru pomparea lichidelor incalzite sa fie prevazute cu termometre pentru controlul temperaturilor;

— pompele cu abur vor fi prevazute cu esapamente individuale, con-duse fiecare separat la soneta de esapare;

— este interzisa uscarea hainelor pe partile instalatiei aflate la temperaturi ridicate.

7.4 Masuri de protectie pentru evitarea avariilor in exploatarea pompelor

Pentru evitarea avariilor la exploatarea pompelor cu piston se vor respecta urmatoarele norme de tehnica securitatii:

— in cazul aparitiei unor zgomote sau batai in timpul functionarii pompelor se va anunta seful ierarhic, care, dupa luarea masurilor de asigurare a procesului tehnologic, va putea hotari oprirea pompelor pentru control;

— pompele si motoarele lor de antrenare vor fi unse in timpul func-tionarii conform prescriptiunilor tehnice respective;

— este interzisa inchiderea brusca a robinetelor de refulare in timpul functionarii pompelor. In timpul manevrarii robinetelor se va observa presiunea la refulare, care nu trebuie sa depaseasca limita stabilita;

— toate parole de la refulare ale instalatiilor de pompare sa fie bine ancorate de constructie. pentru a iraniedica miscarea lor in timpul pomparii.

7.5 Masuri de protectie la executarea lucrarilor de reparatii

Lucrarile de reparatii au fost intotdeauna surse de accidente din cauza lipsei de prevedere, respectiv a minimalizarii pericolelor.

Inainte de a se incepe o lucrare de reparable trebuie sa se examineze cu atentie toate posibilitatile, respectiv toate sursele de accidente, si sa se ia masurile corespunzatoare de evitare a lor.

In cele ce urmeaza se arata o parte a acestor masuri, dar lista nu este limitativa si pentru fiecare caz concret ea trebuie completata cu masurile de protectie specif ice:

la pompele cu abur nu se va proceda la demontari la partea de lichid decit dupa ce robinetul principal de abur a fost inchis, robinetele de scurgere de la cilindrii de abur au fost deschise si aburul din interior scos. Robinetele de scurgere ramin deschise pina la terminarea operatiei de remontare;

— la executarea lucrarilor de reparatii la instalatiile de pompare de substante inflamabile se vor folosi scule care nu pot provoca prin lovire scintei: ciocane, dalti, chei etc. de bronz;

— este interzisa executarea de lucrari de demontari, reparatii si re-montari simultan la doua niveluri diferite;

— in timpul lucrului la inaltime este interzisa stationarea altor persoane dedesubt;

— este interzisa extragerea camasilor de pompe prin punerea in miscare a pompei. Extragerea se va face numai cu dispozitive speciale de extragere;

— este interzisa folosirea ciocanelor, dornurilor, daltilor etc. cu floare si in general a sculelor defecte;

— este interzisa aruncarea bumbacului de sters, uzat, la intimplare. Bumbacul intrebuintat se va depozita numai in recipiente metalice cu capac si se va evacua la timp;

— pentru manipularea si deplasarea partilor de instalatie care se repara se vor folosi numai dispozitive de ridicare si transport verificate;

— legarea sarcinilor care se ridica sau transports se va face numai cu funii, cabluri si lanturi verificate.