2 Ремонтно-механічна частина

2.1 Вибір конструкційних матеріалів апарату.

^{Обираю матеріал контактуючий з} бутиловим спиртом – сталь 12Х18Н10Т (ДСТУ 9029:2020) - конструкційна, легована сталь, яка складається: з 0,12% вуглецю; 0,8% кремнію; 2,0% марганцю; 17% хрому; 9% нікелю; 0,8% титану; 0,035% фосфору; 0,020% сірки; приблизно 66% заліза; аустенітна, високоякісна.

Сталь добре піддається гарячій та холодній штамповці, добре обробляється різанням, добре зварюється усіма видами зварки та має здатність до глибокої витяжці. Сталь використовуються для виготовлення систем теплообміну та деталей хімічної апаратури працюючої в агресивних середовищах при температурах до 600ºС, робочих лопаток, дисків, валів, втулок, фланців, кріпильних та інших деталей. Крім цього - зварні апарати і посудини, що працюють в розведених розчинах азотної, оцтової, фосфорної кислот, розчинах лугів і солей та інші деталі, що працюють під тиском при температурі від -196 до +600°С, а при наявності агресивних середовищ до +350 ° С.

Матеріалом сорочки обираємо сталь 16ГС (ДСТУ 8804:2018). конструкційна низьколегована сталь для зварних конструкцій, що відповідає вимогам стандарту. Зі сталі 16ГС виробляють високоміцні металоконструкції, що мають зварні, болтові чи клепані з'єднання, а також деталі і частини парових котлів та посудин, що працюють під тиском, в т.ч. при підвищених температурах.

Матеріал зовнішнього оснащення, арматури, кріпильних елементів і т.д., що не мають контакту із середовищем, що переробляється, приймаємо конструкційну сталь Ст3кп (ДСТУ 2651-2005). Конструкційна нелегована сталь Ст3кп вуглецева звичайної якості має низку переваг: сплав не має схильності при нагріванні до розвитку відпускної крихкості і до всього цього має високу зварюваність без обмежень. Основні властивості Ст3кп залежать від елементного складу сплаву і особливостей його виробництва, зокрема ступеня розкислення розплаву.

Обираємо прокладочний матеріал - пароніт (ДСТУ 481 80).

Пароніт - листовий матеріал, призначений для виготовлення герметизуючих прокладок у різноманітних апаратах хімічної промисловості. Пароніт являє собою пресова­ну гумову суміш, в яку вводять азбестове волокно. Використовується для гермети­зації апаратів з підвищеним тиском.

Пароніт застосовують у хімічній і нафтохіміч­ній промисловості, в металообробці, машинобудуванні та металургії, електроенер­гетиці та електротехніки для ущільнення і забезпечення необхідної герметичності

з'єднань різного типу в умовах впливу агресивних середовищ, високих температур і тиску.

2.2 Механічний розрахунок апарату, його вузлів, деталей.

2.2.1 Вибір початкових даних.

Внутрішній тиск в апараті Р_ап = 0,2 МПа

Внутрішній тиск в сорочці Р_сор = 0,3 МПа

Температура в сорочці t_сор =110ºС

Температура в апараті t_ап =90ºС

Матеріал корпусу 12Х18Н10Т

Матеріал сорочки 16ГС

Матеріал зовнішнього оснащення Ст3кп

2.2.1.1 Розрахунковий тиск

2.2.1.1.1 Розрахунковий тиск у корпусі апарату

В апараті спирту та вода:

Р_ап = 0,2 МПа

Р_сор = 0,3 МПа

Розрахункова температура

Приймаємо на 20ºС більш температури середовища,

t_розр = t_сер + 20 ºС (2.1)

t_розр = 110 + 20ºС=130 ºС

2.2.1.3 Допустиме напруження

Залежить від умов роботи, матеріалу і температури

[σ] = η∙σ* (2.2)

де η - виправний коефіцієнт враховуючий умови роботи апарату ;

σ* - нормалізоване допустиме напруження, залежить, від матеріалу і розрахун­кової температури.

Для матеріалу корпуса апарату

η = 0,95 - перша категорія небезпеки хімічних продуктів [8,с.37 ]

σ*= 152 МПа. [8,с.37]

- модуль пружності, Е=1,93∙10⁵ МПа[10, с.101]

[σ] =0,95∙146=138 МПа

Для матеріала сорочки =1 - третя категорія небезпеки хімічних продуктів

*_сор=142 МПа[8, с.37]

модуль пружності Е=1,81∙10⁵

[σ] =1∙154=154 МПа

2.2.1.4 Коефіцієнт міцності зварювального шва [8,с.38]

Для корпусу =1

Для сорочки =1

2.2.1.5 Визначаємо додаток на корозію, мм

С = С₁ + С₂ (2.3)

де С₁ - конструктивний додаток на корозію, мм; [8,с.39]

С₂ - конструктивний додаток, враховуючий мінусове відхилення товщини ли­ста від його товщини, мм. [10,с.102]

С₁ = ν∙τ (2.4)

де ν - швидкість корозії, мм/рік;

τ - строк служби апарату, рік .

2.2.1.5.1 Для корпусу

Приймаємо τ =10років; ν = 0,15 мм/рік.; С₂ = 0,8 мм;

С₁= 0,1 ∙ 10 = 1 мм

С = 1 + 0,8 = 1,8 мм

2.2.1.5.2 Для сорочки Приймаємо τ =10років, ν =0,1мм/рік; С₂=0,6

С₁= 0,15∙ 10 = 1,5 мм

С =1,5+ 0,6 = 2,1 мм

2.2.2 Розрахунок корпусу на міцність

2.2.2.1 Визначити товщину стінки корпусу з розрахунку на міцність при дії внутрішнього та зовнішнього тиску.

2.2.2.1.1 Розрахунок товщини стінки корпусу

2.2.2.1.1.1 Розрахунок обичайки

2.2.2.1.1.1.1 Розрахунок обичайки на внутрішній тиск

(2.5)

де D - внутрішній діаметр апарату, мм;

P_ВН – внутрішній тиск, МПа;

[σ] - допустиме напруження, МПа;

φ - коефіцієнт зварювального шва;

С - додаток на корозію, мм.

2.2.2.1.1.2 Розрахунок обичайки на зовнішній тиск

(2.6)

де L - розрахункова довжина оболонки, мм;

Е-модуль пружності матеріалу обичайки при розрахунковій температурі, МПа [8,с.41].

Приймаємо Е=1,93∙10⁵ МПа

Формула (6) застосовується, якщо виконується умова

. (2.7)

.

0,05 ≤ 1,11 ≤ 7,05 – умова виконується

Тоді

2.2.2.1.1.3 Розрахунок кришки та днища.

2.2.2.1.1.3.1 Розрахунок на внутрішній тиск кришки та днища.

(2.8)

R - радіус кривизни у вершині еліптичного днища з умов стійкості форми.

R = D = 1,8 м

2.2.2.1.1.3.2 Визначаємо товщину стінки днища з умов стійкості форми

. (2.9)

де К_Э - коефіцієнт визначений в залежності від величин Н/D та R/(S-C);

Н/D=2000/1800=1,1;

R/(S-C) = 1800/(7,89-1.8)=295,5;

К_Э = 1,0 [8,с.47].

Визначаємо товщину стінки днища з умов міцності

(2.10)

Визначимо коефіцієнт β₁, за формулою:

. (2.11)

де σ_Т – межа текучості матеріалу корпусу, МПа;

σ_Т = 216 МПа;

[σ] – допустиме напруження, МПа;

Р_сор – внутрішній тиск, МПа.

Приймаємо для виготовлення корпусу апарату лист товщиною S = 14 мм.

2.2.2.1.1.3.2 Розраховуємо обичайку сорочки на внутрішній тиск

(2.12)

2.2.2.1.1.3.3 Розраховуємо днище сорочки на внутрішній тиск (по формулі 8),

Для забезпечення жорсткості приймаємо товщину листа для виготовлення сорочки S=8 мм

2.2.3 Розрахунок фланцевого з’єднання.

2.2.3.1 Вибір фланцевого з’єднання

Конструкція фланцевого з'єднання застосовується в залежності від робочих параметрів апарату. Фланцеве з'єднання повинно бути міцним, жорстким, герметичним та доступним для збірки, розбирання та огляду. Приймаємо фланець стальний плоский приварний.

Рисунок 2.1- До розрахунку фланцевого з'єднання

Внутрішній діаметр фланця D=1800 мм [10,с.557]

Зовнішній діаметр прокладки D _з=1850 мм

Діаметр болтового кола D _б=1900 мм

Зовнішній діаметр фланця D _Ф=1940 мм

Діаметр болтового отвору d=23 мм

Товщина фланця h^´=48 мм

Товщина стінки апарату S_о=14 мм

Кількість отворів для болтів Z=68 шт

Приймаємо болти М20

Матеріал болтів Сталь35

Матеріал фланця 12Х18Н10Т

Площа поперечного перетину болта f_б=220 мм² [10, с.538]

2.2.3.2 Визначаємо допустиме напруження для фланця та болтів При температурі монтажу

t=20ºС []_ф²⁰=160 МПа []_б²⁰=147 МПа [8, с.37]

При розрахунковій температурі

t=130ºС []_ф^t=146 МПа []_б^t=139 МПа[8, с.37]

2.2.3.2.1 Вибираємо плоску паронітову прокладку.

При діаметрах прокладки 1000 < D < 2000 мм [8, с.58] ширина b=25мм.

2.2.3.2.1.1 Розрахункова ширина прокладки

(2.13)

2.2.3.2.2 Визначаємо середній діаметр прокладки

.. (2.14)

Коефіцієнт для матеріалу прокладки m =2,5 [8, с.58]

Допустимий питомий тиск на прокладку [q] = 130 МПа [8, с.58]

Мінімальний питомий тиск q =20,2 МПа [8, с.58]

2.2.3.2.3 Рівнодіюча сил внутрішнього тиску

(2.15)

2.2.3.2.4 Реакція прокладки в робочих умовах

R_П =D _сер.прb₀mР_вн (2.16)

R_П =3,1418259,52,50,2=2,72∙10⁴ Н

Визначаємо осьові навантаження на болти

2.2.3.2.5 В умовах монтажу

Приймаємо найбільше з двох значень

(2.17)

(2.18)

де М - додатковий виникаючий момент.

У даному випадку величина М =0.

Коефіцієнт φ, сприймаємо як найменший з двох значень

(2.19)

2.2.3.2.6 Коефіцієнт жорсткості фланцевого з'єднання α =1,1 [8,с.60]

Приймаємо Р_б1 = H

2.2.3.2.7 Визначаємо осьове навантаження при робочих умовах

(2.20)

2.2.3.2.8 Температурні зусилля

(2.21)

^{де V - коефіцієнт, який дорівнює 0,09 [8,с.59]}

t_б = 0,95∙ t_ф = 0,95∙130 =123,5 ºC

Коефіцієнт лінійного розширення матеріалу фланця і болта

α_ф =12,1∙10^-6 1/ºC [ 10,с.102]

α_б = 10,3∙10^-6 1/ºC [ 10,с.102]

Перевіряємо надійність роботи болтів

2.2.3.2.9 Напруження у болтах при робочих умовах

(2.22)

[σ]^т_Б = 142МПа[8,с.37]

Напруження у болтах в умовах монтажу

(2.23)

[σ]^т_Б = 147 МПа

Висновок: умова міцності болтів виконується.

2.2.3.2.10 Перевіряємо міцність прокладки

(24)

[q] = 130 МПа [8,с.58]

(2.24)

q = 20,02МПа < [q] = 130 МПа

Висновок: умова міцності прокладки виконується

^2.2.3.2.11 Перевіряємо фланець на міцність.

Приймаємо приведений вигинаючий момент найбільший з двох значень

(2.25)

(2.26)

Приймаємо М₀=4,08∙10⁷ Н∙мм

2.2.3.2.12 Еквівалентна товщина втулки

S_Э = f  S₀

де f- визначаємо [8, 61] в залежності від величин:

S_о / D = 14/1800=0,007

f = 1,1

Тоді

S_Э =1,1 ·14 = 15,4 мм

^{Оточуюче напруження в кільці фланця}

^(2.27)

^2.2.3.2.13 Визначаємо коефіцієнти

Для знаходження ψ₁ та ψ₂ визначимо відношення:

К = D_З/ D = 1940/1800=1,07

Тоді ψ₁ = 1,04 [8,с.63]

ψ₂ = 18[8,с.64]

2.2.3.2.14 Перевіряємо герметичність фланцевого з'єднання по формулі

(2.28)

^{Визначаємо допустимий коефіцієнт жорсткості [φ] = 9∙10-3 для D ≤ 2000 мм}

^{φ =} 2,57∙10^{-5 < [φ] = 9∙10-3}

Висновок: Умова виконується, герметичність забезпечується.

Загальний висновок: фланець до експлуатування придатний.

2.2.4 Розрахунок перемішуючого пристрою.

В якості перемішуючого пристрою застосовується якірна мішалка з зовнішнім виглядом зображеним на рисунку 2.2.

Рисунок 2.2- Перемішуючий пристрій.

2.2.4.1 Визначаємо розміри перемішуючого пристрою за наступними даними:

Густина бутанолу ρ = 810 кг/м³

В'язкість бутанолу при +100ºС _с= 0,03379 Па∙с [11. 1044]

Висота стовпа рідини в апараті Н_р=1,8 м

Внутрішній діаметр апарату D_вн=1,8 м

2.2.4.1.1 Визначаємо потужність електродвигуна.

(2.29)

де N_м' - розрахункова потужність на перемішування, Вт.

η - коефіцієнт корисної дії електродвигуна.

2.2.4.1.2 Визначаємо потужність, яку споживає перемішуючий

пристрій на перемішування, при висоті стовпа рідини в апараті Н_р приблизно рівної внутрішньому діаметру D_вн.

N_M =K_N  _cn³ d⁵_M (2.30)

де К_N - критерій потужності;

_с - густина середовища, яке перемішується, кг/м³;

n - частота обертання мішалки, сек^-1;

d_м - діаметр мішалки, м.

2.2.4.1.3 Визначаємо діаметр мішалки.

Приймаємо

Приймаємо стандартну мішалку діаметром 1500 мм. [10, с.705]

2.2.4.1.5 Розраховуємо частоту обертання мішалки

(2.31)

де  - окружна швидкість мішалки, м/с.

При = 810 кг/м³ ; _с=0,03379 Па∙с -  = 1,54 м/с. [10, с.705]

Приймаємо n = 0,33 с^-1 [10,с.705]

2.2.4.1.6 Визначаємо центробіжний критерій Рейнольдса.

(2.32)

Критерій потужності К_N = 0,4 [10, с.707]

N_M =0,4·810·0,33³·1,5 ⁵ =88,4 Вт

2.2.4.1.7 Визначаємо кінцеву розрахункову потужність на перемішування.

(2.33)

де k_i - коефіцієнт, враховуючий вплив внутрішніх пристроїв

при визначенні потужності.

k_і =1,2 так як в апараті є труба передавлювання [10,с.709]

Приймаємо стандартну потужність електродвигуна N_ел = 0,06 кВт [10, с.705]

2.2.4.2 Розрахунок вала на вібростійкість.

Вибираємо тип привода за розрахунковою потужністю та швидкістю обертання вала [10, с.725].

Приймаємо привод типу з одной проміжной опорой, мотор-редуктором

типу ВО та електродвигуном серії А02.

-потужність електродвигуна N_ел = 0,06 кВт

-окружна швидкість мішалки,  = 2.1 рад/с n = 0,33 с^-1. [10, с.728].

2.2.4.2.1 Кутова швидкість вала при ρ < 1500 кГ/м³ та μ ≤ 0,3 Па∙с, повинна задовольняти умові:

 < 0,7₀₁ (2.34)

де  - дійсна швидкість вала, рад/сек;

₀₁ - перша критична швидкість вала, рад/сек.

2.2.4.2.2 Визначаємо першу критичну швидкість.

(2.35)

де  - корінь рівняння критичної швидкості;

L - довжина вала, м;

m_в - маса одного погонного метра вала, кг/м;

Е - модуль пружності матеріалу вала, Па;

І - момент інерції поперечного розтину вала, м².

2.2.4.2.3 Визначаємо діаметр вала з умов міцності

(2.36)

[] - допустиме напруження на кручення матеріалу вала для 1Х17Н2,

[] = 44 МПа[5,с.524]

Приймаємо діаметр вала d_в = 65 мм [10, с.714]

2.2.4.2.4 Визначаємо корінь рівняння критичної швидкості

2.2.4.2.4.1 Визначаємо коефіцієнт 

2.2.4.2.4.2 Визначаємо коефіцієнт k

. (2.37)

де m_в - маса одного погонного метра вала, кг.

2.2.4.2.4.3 Визначаємо масу одного погонного метра вала

(2.38)

де _в - густина матеріалу вала, кг/м³; _в = 7900 кг/м³

1 - мотор-редуктор; 2 - перехідник; 3 - муфта; 4 - проміжний вал; 5 - стійка;

6 - стійка, 7- муфта; 8 - ущільнення; 9 - вал перемішуючого пристрою;

10 - проміжний підшипник; 11 - проміжний підшипник.

Рисунок 2.3 - Розрахункова схема вала

Необхідні дані для розрахунку:

Довжина вала L=2,2 м

Відстань між муфтою та ущільненням 1=40 мм [10,с.728]

Виліт вала 1₁=1.9 м[10, с.734].

Маса мішалки m_м=115 кг

Дійсна швидкість вала =2,1 рад/с [10,с.734].

Потужність на перемішування N_м'= Вт

Допустиме напруження на кручення матеріалу вала []= 44 МПа

2.2.4.2.2 Визначаємо першу критичну швидкість.

По графіку [8, с.123] вибираємо коефіцієнт  в залежності від розрахункової

схеми вала, а також від коефіцієнтів a і k,  = 1,2.

Модуль пружності матеріалу вала Е = 1,93 · 10¹¹ Па [10, с.101]

2.2.4.2.3 Визначаємо момент інерції поперечного розтину вала.

(2.39)

Тоді

2.2.4.2.4 Перевіряємо вібростійкість вала

 < 0,7₀₁ (2.40)

2,1 < 0,7∙23,88 = 16,7

За умовою вібростійкості вала (34), міцність та жорсткість вала забезпечується.

2.2.4.3. Розрахунок розмірів мішалки

Рисунок 2.4 – Розміри мішалки

2.2.4.3.1 Визначимо ширину лопаті

(2.41)

де dм – діаметр мішалки,мм; dм=1500 мм;

2.2.4.3.2 Визначимо розрахунковий згинальний момент лопаті в місці з’єднання її зі ступицею

(2.42)

2.2.4.3.3 Визначимо розрахунковий крутний момент

(2.43)

Визначимо значення a за формулою

2.2.4.3.4 Розрахунковий згинаючий момент у визначеному місті лопаті визначаємо за формулою

(2.44)

2.2.4.3.5 Визначаємо номінальну розрахункову товщину лопаті

(2.45)

З урахуванням двостороннього надбавлення на корозію приймаємо

2.2.5 Розрахунок бічних опор.

Визначаємо вагу апарату по каталогу

G_min =4290кг=42084 Н

2.2.5.1 Визначаємо вагу води при гідроіспиті

G_в =V_ап ·_в (2.46)

де V_ап - об'єм апарату, м³;

_в - питома вага води, Н/м³. = 0,9982∙10³кг/м³, при 20ºС [12,с.605].

G_в =3,2∙ 998,2∙9,81 = 31335 Н

2.2.5.2 Визначаємо максимальну вагу апарату

G_max = G_min G_в, (2.47)

де G_тіп - вага пустого апарату;

G_в - вага води при гідроіспиті.

G_max = 42084+ 31335 = 73419 Н

2.2.5.3 Визначаємо навантаження на опору

Приймаємо кількість опор n = 4

(2.48)

де G_тах - максимальна вага апарату, Н;

n - кількість опор.

Н

2.2.5.4 Визначаємо міцність фундаменту

(2.49)

де F - площа підошви, мм;

Q - навантаження на лапу, Н;

q - питомий тиск на фундамент, МПа;

[q] - допустимий питомий тиск на фундамент, МПа.

2.2.5.4.1 Вибираємо розміри опори типа 2, тому що апарат з теплоізоляцією. [7,с.275].

Основні розміри опори зображені на рисунку 8.

F= a₂ · b₂ - 2 · 0,785 · d² (2.50)

Основні розміри вибраних опор.

а=125мм, b=255мм, с=45мм, а₁=155мм, а₂=100мм, b₁=120мм, b₂=115мм, с₁=90мм, К=25мм, S₁= 8мм, h=310мм, К₁=65мм, f_мах=140мм, h₁=16мм, d=24мм, d_Б = М20

Рисунок 2.5– Основні розміри опор

Площа підошви

F= 100 · 115 - 2 · 0,785 ·24² =10595 мм²

2.2.5.4.2 Визначаємо питомий тиск на фундамент

(2.51)

Тиск складає

Приймаємо для встановлення апарату цегляний фундамент

q = 1,47МПа ≤ [q] =3 МПа

Умова виконується

2.2.5.5 Визначаємо напруження в ребрі опори

(2.52)

де К- коефіцієнт визначений в залежності від гнучкості ребра;

m - число ребер в опорі;

S₁ - товщина ребра, мм;

b - виліт ребра, мм;

[] - допустиме напруження для матеріалу опори, МПа.

4.5.5.1 Визначаємо гіпотенузу ребра

(2.53)

де h - висота ребра опори , мм.

2.2.5.5.2 Визначаємо гнучкість ребра

(2.54)

2.2.5.5.3 Визначаємо коефіцієнт К, який залежить від гнучкості ребра [8,с.74]:

К= 0,23

Для матеріалу опори зі сталі Ст3; [] = 380 МПа[10, с.95]

 = 43,81 МПа < [] = 380 МПа

Умова виконується.

2.2.5.6 Перевіряємо на зріз бічні шви

(2.55)

де L_зв - довжина зварювального шва, мм;

Q - навантаження на лапу, Н;

∆ - катет зварювального шва, мм;

[]- допустиме напруження на зріз, МПа.

∆ = 0,875·8 = 7 мм

Приймаємо L_зв =4 · h

L_зв = 4 · 310 = 1240 мм

Приймаємо [] = 75 МПа[11]

 = 3,02 МПа < [] = 75 МПа

Умова виконується.

2.3 Вибір вантажопідйомних механізмів, вимірювальних приладів, слюсарного інструменту, пристосувань та обладнання для проведення технологічного процесу ремонтних робіт.

2.3.1 Вибір вантажопідйомних механізмів.

В якості вантажопідйомного обладнання для підйому та переміщення вантажів, використовуємо кран-балку. Так як маса ємнісного апарату 4290кг., то обираємо стандартну цехову кран-балку вантажопідйомністю 5тонн. Загальний вигляд цехової кран-балки зображений на рисунку 2.6, а на рисунку 2.7, монтажні траверси для строповки ємнісного апарату.

Пересування кран-балки здійснюється за рахунок електродвигуна, укріпленого на приводному візку. Швидкохідний вал редуктора з'єднаний з валом двигуна за допомогою втулочно-пальцевої муфти. При включенні електродвигуна приводяться в обертання колеса, напрямок руху крана змінюють шляхом реверсування електродвигуна. На швидкохідному валу редуктора встановлено гальмо, призначено для плавного регулювання швидкості руху кран-балки. Управління краном здійснюється за допомогою кнопкового пульта.

Рисунок 2.6 – Кран-балка

а - загального призначення; б - уніфікована;

1 - балка; 2 - вузол кріплення стропа; 3,4 - стропи;

5 - тяга; 6 - обладнання; 7 - шпилька

Рисунок 2.7 - Монтажні траверси для строп у ємнісного апарату

2.3.2 Розрахунок та вибір сталевого канату підіймального механізму.

Вихідні дані:

вантажопідйомність Q = 5т;

швидкість підйому вантажу V_п =0,277м/с(16м/хв);

висота підйому Н_П = 4...8 м;

група класифікації (режим роботи) - М6,

підвіска крюка-тип І, Q = 5т:

режим роботи-важкий, однорогий крюк 17Б (ДСТУ 2651-94), G_п =198кг

m – маса обладнання яке демонтується.

вага апарату по каталогу G_min =3890кг

Кінематична схема механізму підйому вантажу вантажопідіймального механізму зображена на рисунку 2.8.

1 – електродвигун; 2, 3 – зубчасті муфти; 4 – проміжний вал; 5 – швидкохідний вал; 6 – канатний барабан; 7 – ролик; 8 – канат; 9 – поліспаст

Рисунок 2.8 - Кінематична схема механізму підйому вантажу

Електродвигун 1 за допомогою зубчастих муфт 2, 3 і проміжного валу передає обертальний момент, на швидкохідний вал редуктора 5. Тихохідний (вихідний) вал редуктора з’єднаний з канатним барабаном 6.

У відповідності з правилами «Держнагляду з охорони праці», канат вибирають за розривним зусиллям, по формулі:

Fрозр.=К·Fmax.≤[Fрозр.]

де К-коефіцієнт запасу міцності канату. Приймаємо для канату типу Р,К=4.

Визначаємо максимальне навантаження в гілці каната, що йде до барабана

де Q =5000кг

G_п =198кг

η_п = к.к.д. поліспасту =0,98

m=4290кг

= 1,23Н

Визначаємо необхідне розривне зусилля каната в цілому:

=4,92Н

По ДСТУ 3077 80 вибираємо канат ЛК-Р , діаметром d_К = 4,1 мм, площею перерізу усіх проволок каната F_k=6,55 мм², з розривним зусиллям каната в цілому F^факт_розр =10кН (маркувальна група 1764 (180) МПа).

Розривне зусилля вибраного каната перевищує розрахункове розривне зусилля.

˃Fроз.=4,92Н

Вибраний канат задовольняє умові.

2.3.3 Вибір вимірювальних приладів, слюсарного інструменту, пристосувань та обладнання для проведення технологічного процесу ремонтних робіт.

Для ремонту і обслуговування були вибрані наступні інструменти та пристосування. Матеріально-технічними засобами для ремонту і монтажу обладнання є вимірювальні і ремонтно-монтажні інструменти, монтажні і ремонтні засоби, відповідне обладнання і матеріали.

2.3.3.1 Вимірювальний інструмент призначений для визначення геометричних параметрів зображений на рисунку 2.9.

1 2

3

1 – Штангенциркуль; 2 – Мікрометр; 3 – Нутромір

Рисунок 2.9 - Інструменти для зняття та перенесення розмірів

2.3.3.2 Слюсарний інструмент.

Ремонтно-монтажний інструмент призначений для виконання різних виглядів слюсарно-ремонтних робіт. З цих інструментів найбільше застосування мають : молотки слюсарні, молотки з м'яких металів, кувалди, інструмент для збирання та розбирання різьбових з’єднань, інструмент для нарізання різьби та інші.

1 2

1 – Молоток слюсарний 2 – Кувалда

Рисунок 2.10 - Ударний інструмент

1 2

3

1 – Набір ріжково-накидних ключів; 2 – Зубило; 3 – Щітка по металу

Рисунок 2.11 - Інструмент для збирання та розбирання різьбових з’єднань

1 2

1 – мітчики; 2 – плашки

Р исунок 2.12 - Інструмент для нарізання різьби

1 2 3

1 – Скоба монтажна; 2 – Рим болт; 3 – Монтажна лопатка

Рисунок 2.13 - Набір монтажного інструменту

2.3.3.3 Пристосування та обладнання для проведення технологічного процесу ремонтних робіт

Для проведення ремонтних робіт використовуємо пристосування у вигляді знімачів, зварювального обладнання, обладнання для обробки металу, які зображені на рисунках.

Рисунок 2.14 – Знімач трьохгаковий

Рисунок 2.15 – Зварювальний апарат

Рисунок 2.16 – Кутова шліфувальна машина

2.4 Організація проведення ремонту та монтажу апарату

2.4.1 Технічне обслуговування апарату

Технічне обслуговування (ТО) – це комплекс робіт для підтримки працездатності устаткування між ремонтами. Технічне обслуговування здійснюється експлуатаційним і обслуговуючим за діючими на підприємстві правилами технічної експлуатації й безпечного обслуговування. До обсягу технічного обслуговування входять: експлуатаційне обслуговування – обтирання, чищення, зовнішній огляд, змащення, перевірка стану систем охолодження підшипників, спостереження за станом кріпильних деталей, перевірка справності заземлення; усі виявлені несправності повинні бути зафіксовані експлуатаційним персоналом у змінному журналі й усунуті в можливо короткий строк силами експлуатаційного й обслуговуючого персоналу; дрібний ремонт устаткування – підтяжка кріплень і контактів, часткове регулювання, заміна запобіжників, контактів, виявлення загального стану ізоляції; обслуговуючий персонал повинен регулярно переглядати записи експлуатаційного персоналу у змінному журналі й вживати заходів щодо усунення зазначених у ньому несправностей.

Технічне обслуговування ДСТУ 9050:2020 поділяється на періодичне, сезонне, регламентоване, з періодичним контролем, з безперервним контролем), які можуть бути застосовані у різних галузях хімічної та нафтопереробної промисловості. Найбільш поширені періодичне та регламентоване технічне обслуговування. У першому випадку мають на увазі обслуговування, яке проводиться через встановлені в експлуатаційній документації значення напрацювання або інтервали часу, другом обслуговуванні, передбачене в нормативно-технічній документації та виконуване з періодичністю та в обсязі, встановленими в ній незалежно від технічного стану обладнання в момент початку технічного обслуговування.

Регламентоване технічне обслуговування деякими галузевими стандартами поділяється на щозмінне та проведене в день ремонту.

Щозмінне технічне обслуговування проводиться протягом робочої зміни технічним та цеховим персоналом (операторами, машиністами, слюсарями та ін.). Воно полягає у дотриманні всіх умов, наведених у технологічній карті, та виробничої інструкції, що передбачають вміст обладнання у чистоті, контроль за його станом шляхом зовнішнього огляду, перевірку систем змащення та охолодження, контрольно-вимірювальних приладів та автоматики, натягування ременів, ланцюгів і тросів, захисних огорож, гальм, роз'ємних з'єднань, пристроїв для аварійного зупинки, ущільнень, а також виконання найпростіших регулювань, заміну фільтрів тощо. Технічне обслуговування в ремонтний день виконує ремонтний персонал, зайнятий ремонтом, в дані терміни, встановлені наказом по підприємству, під керівництвом особи, відповідальної за проведення робіт. Обсяг технічного обслуговування, яке проводиться під час планових поточних ремонтів, входить до складу цих ремонтів. З методів технічного обслуговування, передбачених ДСТУ, на хімічних та нафтопереробних заводах переважно застосовують такі: централізований, при якому технічне обслуговування виконується персоналом та засобами одного підрозділу підприємства; децентралізований, при якому обслуговуванням зайнято кілька підрозділів підприємства; метод обслуговування експлуатаційним персоналом. Складне обладнання у необхідних випадках обслуговується персоналом, спеціалізованим на виконанні операцій технічного обслуговування, спеціалізованими організаціями або виробником-підприємцем.

Розбирання апарату з мішалкою проводиться у такому порядку. На фланці корпусу, кришці апарату та прокладці робляться мітки, потім знімаються болти. Кришка за допомогою вантажопідіймального механізму піднімається і встановлюється на козли так, щоб мішалка опинилась у підвішеному стані. Потім розбираються привід, муфта та мішалка. Далі апарат чистять м'якими щітками чи дерев'яними скребками та промивають гарячою водою. Ремонт починається із зовнішнього огляду. Результати огляду відображаються в протоколі та схемі розташування дефектів та пошкоджень. За відсутності видимих ​​дефектів та пошкоджень здійснюється магнітний та ультразвуковий контроль. Випучини та вм'ятини на корпусі та сорочці виправляються ударами кувалди по мідній підкладці. Якщо дефекти неможливо усунути ударами, пошкоджені частини ремонтують зварюванням.

При наявності несправності апарат необхідно зупинити, знеструмити електродвигун, встановити причину несправності і усунути її.

Апарат повинний бути зупинений через :

- підвищення тиску вище дозволеного;

- несправності запобіжних клапанів;

-виявлення в основних елементах апарата тріщин, зменшення товщини стінок нижче за розрахункову величину, пропусків чи потіння в зварних швах, течії в болтових з'єднаннях, розриви прокладок;

- виникнення пожежі;

- несправності манометра і неможливість визначити тиск по інших приладах;

- несправності чи неповної кількості кріпильних деталей кришок і люків;

- несправні (відсутності) передбачені прилади і засоби автоматики.

2.4.2 Вибір методів ремонту

Ремонт – це комплекс операцій по відновленню справності або працездатності обладнання і відновленню ресурсів обладнання.

Методи проведення ремонтних робіт. В залежності від розмірів, маси і конструктивної складності обладнання практикуються наступні методи проведення ремонтних робіт: поагрегатний метод, великовузловий та індивідуальний.

Поагрегатний метод є найбільш ефективним. Він полягає в тому, що обладнання, яке підлягає ремонту демонтується і відправляється в РМЦ. Цей метод повинен лягти в основу індустріалізації ремонту, створити передумови для зниження його собівартості а також різко скоротити простій технологічних установок в ремонті.

Великовузловий метод ремонту використовується для проведення ремонтних робіт крупно габаритного обладнання. Зношені вузли заміняють на нові або заздалегідь відремонтовані. Використання даного способу можливо тільки при дотриманні принципу взаємозамінності.

Індивідуальний ремонт проводять для унікального обладнання або коли неможливо виконати ремонт за двома попередніми методами. Його сутність полягає в тому, що після розбирання ділянок обладнання, що підлягають ремонту, зношені вузли відновлюють за технологією найбільш доцільною в даному випадку. Широке використання запасних частин при цьому є надійною основою для скорочення термінів ремонту.

Існують наступні типи ремонту: капітальний ремонт (КР); поточний ремонт (ПР); регламентований ремонт та ремонт за технічним станом.

Капітальний ремонт виконують для відновлення справності і повного (або близького до повного) відновлення ресурсу обладнання с заміною або відновленням будь яких його частин, включаючи базові.

Поточний ремонт є найбільш часто виконуваним видом ремонту: він призваний забезпечити відновити працездатність обладнання шляхом заміни або відновлення окремих його частин. При кожному ПР повинен бути виконаний комплекс ремонтних робіт, що забезпечує працездатність обладнання до наступного планового ремонту (КР, ПР)

Плановий ремонт є найбільш розповсюдженим на хімічних та нафто-газопереробних підприємствах. Ремонт вважається плановим, якщо він виконується згідно з вимогами нормативно-технічної документації.

Регламентований ремонт виконується з перервами і в обсязі, встановленому в експлуатаційній документації, незалежно від технічного стану виробу в момент початку ремонту. Цей вид ремонту носить примусовий характер, передбачає зупинку обладнання в заздалегідь заплановані термін і ремонт суворо по інструкції.

Ремонт за технічним станом передбачає контроль технічного стану обладнання з перервами і об´ємом, встановленим в нормативно-технічній документації: об´єм іі момент початку ремонту визначається по технічному стану обладнання та вузла.

Для свого апарату ємністю 5м³ з сорочкою та пропелерною мішалкою обираю капітальний ремонт.

2.4.3 Ремонтні документи.

ДСТУ В-П 15.601:2018 встановлює комплектність і правила складання ремонтних документів на вироби серійного або масового виробництва всіх галузей промисловості. Ремонтні документи для індивідуального обладнання складаються розробником. Ремонтні документи розробляються на основі конструкторської, експлуатаційної і технологічної документації, а також досвіду експлуатації, в процесі якого визначають інтенсивність зносу та інші показники. В цих документах повинні бути відображені способи ремонту: при способи, інструмент та прилади, необхідні для проведення ремонту; технічні вимоги до відремонтованого обладнання; норми витрат запасних частин і матеріалів.

Ремонтні креслення. Для організованого проведення ремонтів велике значення має наявність якісно складених ремонтних креслень, тобто креслень для ремонту складальних одиниць, збірки і контролю відремонтованих деталей і вузлів. Вони повинні бути складені згідно з ДСТУ Б А.2.4-4:2009.

Ремонтними розмірами називають розміри, встановлені для виготовлення нової деталі на заміну зношеній. Вони можуть бути категорійними (кінцевими) і пригоночними (розрахованими на пригонку деталі «за місцем). На ремонтних кресленнях вказують тільки ті розміри, граничні відхилення, зазори та інші дані, котрі перевіряють в процесі ремонту. При цьому повинні бути збережені клас точності і посадка, передбачені в робочих кресленнях.

Графіки ремонтів. Основними вихідними документами при складанні загального плану ремонту є річні плани і графіки ремонтів виробництв, цехів, технологічних установок або окремого обладнання. Плани та графіки складають, виходячи з виробничого плану і діючих нормативів на ремонт. При цьому враховують реальні можливості, сили і засоби ремонтної служби, а в деяких випадках ще й сезонність. Структура міжремонтного циклу, міжремонтний період і тривалість простою обладнання в ремонті повинні відповідати ремонтним нормативам. В річних графіках встановлюють місяці, протягом яких дана технологічна установка (або обладнання) повинно буті відремонтована. На основі річних графіків складають місячні графіки ремонтів; в них вказують календарні дні простою кожного об'єкта в ремонті того виду, котрий передбачено річним планом. Згідно з місячного графіку об'єкт в конкретно призначений час зупиняють для ремонту. Відхилення від графіку повинні носити характер виключення. Вони допустимі тільки після ретельної перевірки стану об'єкта спеціальною комісією із керівних робітників підприємства.

Відомості ремонтних робіт. Підготовка до ремонту і його успішне проведення в стислі терміни можливє, коли виконавці ремонту точно і по детально знають, що їм потрібно зробити і в якому обсязі. Тому перед кожним ремонтом повинно складати відомості, в котрих детально перераховані всі роботи, які потрібно виконувати згідно з даним плановим ремонтом. Форми цих відомостей можуть бути різними, але всі повинні мати дані, достатні для правильного визначення потрібної робочої сили, необхідних матеріалів і запасних частин, а також вартість як всього ремонту так і окремих його елементів. Окрім ремонтних робіт в відомості можуть бути відображені роботи, зумовлені виробничою необхідністю (малі переключення комунікацій, конструктивні зміни та ін..), направлені на покращення умов праці (номенклатурні роботи з техніки безпеки), а також роботи по частковій модернізації технологічної установки або щільної модернізації конкретного обладнання (заміна старого обладнання новим, більш сучасним). Складання відомостей ремонтних робіт – дуже відповідальне діло, що потребує високої кваліфікації виконавців. Останні повинні добре знати стан всього обладнання ремонтую чого об'єкту, передбачити характер і розміри зносів до моменту зупинки обладнання на ремонт, знати способи ліквідації дефектів, приблизну технологію виробництва ремонтних робіт і т.д. Складачі відомостей керуються дослідними даними, візуальними спостереженнями, результатами аналізу показників роботи за весь міжремонтний період, від бракувальними нормами, діючими на підприємстві, та ін..

Відомість складають керівники експлуатації дільниці: начальник і механік дільниці, старший механік і начальник цеху. Щоб забезпечити високу якість складеної відомості, варто враховувати думку всього обслуговуючого персоналу (операторів, апаратників, машиністів, чергових слюсарів і т.д.).

Відомість узгоджується з головним механіком і затверджується головним інженером підприємства. На основі відомостей ремонтних робіт (відомостей дефектів) складаються зведені заявки на необхідні для ремонту матеріали та запасні частини, котрі повинні бути підготовлені до призначеного терміну ремонту службами забезпечення підприємства або виконавця. С урахуванням витратних матеріалів і запасних частин по відомостям складають кошторис на ремонт, визначаючий поелементну і загальну вартість всього ремонту. Керуванням для складання кошторисів слугують затверджені цінники або – у випадку їх відсутності, оформлені відповідним чином калькуляції.

Для своєчасного проведення ремонту виконавці повинні завчасно отримати затверджені відомості ремонтних робіт. Чим більший об'єм робіт, тим раніше повинні бути підготовлені відомості та інші документи, що потрібні при проведенні ремонту (креслення, технологічні карти, графіки робіт та ін.).

Відомість ремонтних робіт (відомість дефектів) не можна вважати документом, потребуючим неухильного пунктуального виконання. При відкритті, розборці і ретельному технічному огляді ремонтованого обладнання можуть бути виявлені нові, непередбачені відомістю дефекти або, навпаки, ймовірні дефекти можуть бути відсутні. Тому в ході ремонту відомість доповнюється новими пунктами або скорочується. Відкоригована відомість, що відображає перелік і об'єм фактично виконаних робіт, називається виконавчою і разом з попередньою відомістю слугує звітним документом при оформленні здачі об'єкта після ремонту. Розходження між попередньою і виконавчою відомостями повинні бути пояснені в графі «Примітки» або с спеціальному акті.

Особиста карточка. Особиста карточка з ремонту заводиться на кожну одиницю обладнання і є доповненням до паспорту. В особисту карточку потрібно записувати всі заходи, виконувані за планово-попереджувальним ремонтом так як вона в подальшому документом, котрий використовується при складанні дефектної відомості.

Журнал обладнання цеху.

В кожному цеху повинен бути журнал обладнання, в якому відмічають всі недоліки в роботі обладнання за кожну зміну, а також побажання по покращенню роботи обладнання.

Альбоми креслень на скорозношувані деталі. Всі креслення на скоро- зношувані деталі повинні бути зібрані в альбому по кожному виду обладнання окремо. Такі альбоми слугують основними вихідними документами, на котрих базується система ППР. Наявність її на підприємстві вносить певний порядок в організацію ремонтної служби підприємства.

2.4.4 Вибір об’єму робіт і норм часу на поточний, капітальний ремонт та технічне обслуговування. Розрахунок групи ремонтної складності.

Об’єм робіт і норми часу на поточний, капітальний ремонт та технічне обслуговування зведені в таблицю 1.

Таблиця 1- Норми часу на поточний, капітальний ремонт та технічне обслуговування.

Обладна-ння та коротка технічна характеристика	Періодичність ТО і ремонту, год			Час простою, год				Трудомісткість ТО і Р, чол./год
Апарат сталевий, V=5 м3, з сорочкою та якірною мішалкою	ТО	ПР	КР	ТО	ПР	КР	ТО		ПР	КР
	360	1440	17280	1	6	48	1		10	64

2.4.5 Розрахунок групи ремонтної складності.

Визначаємо тривалість міжремонтного циклу:

М_ц = =2

Визначаємо кількість ремонтів в циклі.

Кількість капітальних ремонтів в циклі.

;

де Ц – тривалість ремонтного циклу, год.;

Ц_к.р.- час роботи обладнання між капітальними ремонтами

Кількість поточних ремонтів в циклі

де Ц_п.р. - час роботи між ПР год;

1 – враховує збіг ПР та КР.

1. Кількість технічних обслуговувань в циклі

де Ц_т.о. – час роботи між Т.О, год;

Σ_п.р. – 1 - враховує збіг ПР та КР з ТО

Визначаємо загальні витрати в циклі

Визначаємо групу ремонтної складності

де 60 – за одиницю ремонтної складності хімічного обладнання прийняти витрати праці в 60 чол./год., які віднесені до 4 розряду робітників ремонтно-механічних цехів.

За результатами розрахунку отримали, що: КР=1; ПР=11;ТО=36

2 .5 Складання графіку ППР.

Загальна кількість робочих годин обладнання за рік прийнято за нормативами 8640 годин, а за місяць 720 годин.

Визначаємо скільки років від КР до КР

= 2 роки

Тобто ремонтнтий цикл складає 2 роки.

Складаємо лінійну структуру циклу та розподіляємо за місяцями

ТО₁ – ТО₂ – ТО₃ – ПР₁ – ТО₄ – ТО₅ – ТО₆ – ПР₂ – ТО₇ – ТО₈ – ТО₉ – ПР₃ –ТО₁₀ – ТО₁₁ – ТО₁₂ – ПР₄ – ТО₁₃ – ТО₁₄ – ТО₁₅ – ПР₅ – ТО₁₆ – ТО₁₇ – ТО₁₈ – ПР₆ – ТО₁₉ – ТО₂₀ – ТО₂₁ – ПР₇ – ТО₂₂ – ТО₂₃ – ТО₂₄ – ПР₈ – ТО₂₅ – ТО₂₆ – ТО₂₇ – ПР₉ – ТО₂₈ – ТО₂₉ – ТО₃₀ – ПР₁₀ – ТО₃₁ – ТО₃₂ – ТО₃₃ – ПР₁₁ – ТО₃₄ – ТО₃₅ – ТО₃₆ – КР

Графік виконання ремонтних робіт та ТО зведено в таблицю 2

Таблиця 2- Графік виконання ремонтних робіт та ТО.

2024 рік

2025 рік

січень

лютий

березень

квітень

травень

червень

липень

серпень

вересень

жовтень

листопад

грудень

січень

лютий

березень

квітень

травень

червень

липень

серпень

вересень

жовтень

листопад

грудень

ТО1 ТО2

ТО3 ПР1

ТО4 ТО5

ТО6 ПР2

ТО7 ТО8

ТО9 ПР3

ТО10 ТО11

ТО12 ПР4

ТО13 ТО14

ТО15 ПР5

ТО16 ТО17

ТО18 ПР6

ТО19 ТО20

ТО21 ПР7

ТО22 ТО23

ТО24 ПР8

ТО25 ТО26

ТО27 ПР9

ТО28 ТО29

ТО30 ПР10

ТО31 ТО32

ТО33 ПР11

ТО34 ТО35

ТО36 КР

2.6 Написання дефектної відомості.

Результати контролю і сортування деталей заносять в спеціальну, так звану дефектну відомість. Дефектна відомість складається під час розбраковки деталей для того, як вказано раніш, об визначити об´єм і характер робіт по ремонту обладнання і записати, які деталі потрібно замінити або відремонтувати, які матеріали потрібні для ремонту і яка вартість ремонту обладнання. Разом з тим дефектна відомість дозволяє вивчити причини, що викликають ненормальний знос деталей.

В дефектній відомості необхідно детально вказати характер пошкодження або зносу деталей і об´єм необхідного їх ремонту з вказівкою

заново виготовлених і ремонтованих деталей, а також вказати деталі, що підлягають демонтажу, монтажу та ревізії. Крім того, в кінці відомості послідовно вказують всі роботи, пов´язані з капітальним ремонтом: розбирання, транспортування і промивка деталей; роботи, котрими закінчується ремонт: підгонка, шабрування, збирання, перевірка на міцність; випробовування і здача обладнання в експлуатацію.

Дефектна відомість складається майстром разом зі слюсарем, що керує розбиранням обладнання. Розбраковку деталей і внесення необхідних записів в дефектну відомість в тій же послідовності, в якій деталі збирають в вузли. Деталі, що заміняють варто зберігати до закінчення ремонту обладнання, так як вони можуть знадобитися при виготовленні нових деталей по кресленням, а також при збиранні обладнання. При складанні дефектної відомості вкрай важливо врахувати зауваження та побажання робітників, обслуговуючих обладнання, майстра та начальника цеху, а також цехового або дільничного слюсаря і механіка. Зауваження і побажання, направлені на покращення обладнання і ремонту, повинні бути враховані і виконанні при проведенні ремонту.

Назва обладнання: ємнісний аппарат з сорочкою і якірною мішалкою. Всі деталі та вузли ємнісного апарату, які підлягають ремонту та операції які при цьому виконуються зведену в таблицю 3.

Таблиця 3-Дефектна відомість

«Затверджую»

Головний механік

_________________(п.і.б.)

«____» ________ 2025 р.

ДЕФЕКТНА ВІДОМІСТЬ

на капітальний ремонт

Назва обладнання Ємнісний аппарат з сорочкою і якірною мішалкою

Инв №___

Встановлена в цеху _____№_____ Група ремонтної складності _____2___

Ремонт призначений на _________________________________________ Цех виконавець ____________________РМЦ___________________________

№	Найменування робіт	Одиниці виміру	Кількість	Примітка
1	Підготовка апарата до ремонту	чол.	2	Слюсар 3 розряду
2	Очищення та мийка апарату	чол.	2	Слюсар 3 розряду
3	Розбирання апарату на вузли та деталі	чол.	4	Слюсар 4-5 розряду
4	Очистка та мийка вузлів та деталей	чол.	1	Слюсар 4 розряду
5	Ремонт ступиці мішалки	чол.	2	Слюсар 5 розряду Токар 5 розряду
6	Ремонт вала мішалки	чол.	3	Слюсар 4 розряду Токар 5 розряду Зварювальник 4 розряду
7	Ремонт редуктора приводу	чол.	1	Слюсар 3 розряду
8	Заміна сальникового ущільнення валу	чол.	2	Слюсар 4 розряду
9	Зборка апарату	чол.	4	Слюсар 4-5 розряду
10	Іспит та наладка	чол.	2	Слюсар 4-5 розряду
Витратні матеріали:
	Масло І-30	л.	2	Склад
	Підшипник	шт.	2	Склад
	Електроди	кг.	1	Склад
	Літол	кг.	1	Склад
	Прокладки	шт.	10	Склад
	Ганчір’я	кг.	2	Склад
	Болти	кг.	10	Склад
	Гайки	кг.	8	Склад
	Шайби	кг.	2	Склад
	Сальникова набивка	шт.	1	Склад
	Сальникові ущільнення	шт.	2	Склад
	Втулка	м	0,2	Склад

2.4.2 Технологія ремонту деталі вузла.

Апарати з механічною (мішалкою) перемішуванням відрізняються один від одного головним чином формою і конструкцією мішалок. Поширені: лопатеві, рамні, турбінні, пропелерні і якірні мішалки. При монтажі - забезпечити строгу вертикальність валу (осі) і виключити можливість помітного дисбалансу зібраної мішалки що до осі обертання. Перевірку стійкості і збалансованості проводять за допомогою рейсмуса в процесі пробного пуску ротора. Мішалки ремонтують внаслідок зношування або поломок деталей та вузлів. Для ремонту вдаються до зварювання, наплавлення, заміни шпонок та кріпильних деталей тощо. Якщо наплавляються поверхні, що сполучаються з валом (ступиці, пази під шпонки), їх до складання піддають механічній обробці. Приводи мішалок при кожному ремонті піддаються ревізії: перевіряють люфти в зачепленнях та підшипниках, а також центрування двигуна з редуктором. Особливу увагу звертають на справність системи подачі мастила. Виявлені дефекти виправляють.

Вали ремонтують внаслідок зношування посадкових місць шийок валів, шпонкових канавок, появи вигину валу. Спосіб ремонту зношеного валу вибирають залежно від характеру та розмірів дефекту, а також технічної оснащеності ремонтної бази. Шийки валів, що мають невеликі подряпини, ризики, овальність до 0,1 мм, ремонтують шліфуванням.

Мішалки встановлюють на валу на шпонках, тому втулки їх повинні бути ретельно підібрані по валу. Часто вали виготовляють складеними, з'єднання валів за допомогою муфт - дуже відповідальні, особливо - підвісних валів. Точнішого монтажу вимагають турбінні та лопатеві мішалки. Мішалки великих діаметрів збирають з окремих елементів усередині апарату. Турбінні колеса перед монтажем повинні добре відбалансувати. Ремонт: зварка, наплавлення, заміна шпонок і кріпильних деталей, муфти пази під шпонки.

Корпуси апаратів забезпечені сорочкою або трубними змійовиками. Наявність сорочки ускладнює можливість швидко визначити дефект, тому після кожного ремонту простір між сорочкою і корпусом перевіряють опресовуванням.

2.4.3 Методи відновлення та їх обґрунтування.

Ремонт з’єднання валу з мішалкою.

Підготовка до ремонту.

Перед тим як почати ремонт необхідно вимкнути апарат від електромережі, злити рідини з ємності. Трубопроводи, від’єднані від апарату закрити заглушками. Промити гарячою водою або паром внутрішні частини апарату. Перевірити гранично допустиму концентрацію (ГДК) та отримати допуск до роботи з апаратом. Необхідно ретельно очистити всі поверхні від залишків продуктів та забруднень. Також потрібно перевірити апарат на наявність видимих пошкоджень, корозії, витоків рідини тощо.

Демонтаж перемішуючого пристрою.

Для демонтажу перемішуючого пристрою потрібно підготувати інструменти, які необхідні для розбирання апарата. Щоб зняти мішалку, спочатку потрібно демонтувати кришку. Для цього потрібно розкрутити фланцеве з’єднання корпуса і кришки. Після цього послабити болти або гайки муфти, за допомогою якої мішалка кріпиться до валу. Після демонтажу кришки обережно вийняти мішалку, уникаючи пошкоджень. Оглянути мішалку на наявність зношень або пошкоджень, щоб вирішити, чи потрібен ремонт або заміна.

Ремонт вала в місці з'єднання з мішалкою.

Для початку ремонту вала потрібно перевірити шийку вала на наявність тріщин, зносу та деформацій. Виміряти діаметр шийки, щоб визначити обсяг наплавлення. Необхідно вибрати відповідний матеріал для наплавлення. Обробити поверхню на металоріжучих верстатах на таку глибину, щоб вся поверхня, що наплавляється, виявилася обробленою. Це дозволяє забезпечити хороші умови для зварювання та наплавлення, та витримати однакову товщину наплавленого шару. Для відновлення шийки валу будемо використовувати наплавлення в середі захисних газів, які не вступають у взаємодію з розплавленим металом. Схема наплавлення зображена на рисунку 20. При наплавлення особливо відповідальних деталей як захисний газ використовують аргон. Виконуємо наплавлення, заповнюючи зношене місце до необхідного діаметра. Залишаємо шов охолоджуватися поступово, щоб уникнути термічного шоку. Після охолодження обробляємо наплавлену поверхню, щоб відновити геометрію вала.

1 – електродний дріт; 2 – мунштук; 3 – горілка; 4 – наконечник; 5 – сопло горілки; 6 – зварювальна ванна; 7 – шов.

Рисунок 2.17 – Схема наплавлення у середовищі аргону

Ремонт ступиці мішалки.

Для відновлення отвору ступиці мішалки будемо використовувати метод завтулювання. Попередньо розточуємо ступицю під втулку. На токарному верстаті виготовляємо втулку з толщиною стінки 2 мм посадкою з натягом. Запресовуємо втулку в ступицю мішалки, використовуючи прес гідравлічний. Відновлену поверхню обробляємо під шпонковий паз.

Збірка перемішуючого пристрою.

Перед початком збірки необхідно переконатися, що всі деталі чисті та без пошкоджень та перевірити наявність всіх кріпильних елементів. На вал мішалки встановлюємо шпонку в шпоночний паз, напресовуємо мішалку якірну з відновленою ступицею. Закріпляємо її за допомогою різьбового з’єднання. З’єднуємо вал мішалки з мотор-редуктором за допомогою муфти. Переконуємося, що мішалка розташована правильно і надійно закріплена. Встановлюємо прокладку, щоб запобігти витоку рідини. Закриваємо корпус ємності, встановивши кришку та закріпивши її за допомогою болтів або різьбового з’єднання.

2.4.4 Іспит апарату на міцність і щільність.

Змонтоване обладнання повинно бути випробувано:

- на щільність і міцність (ємності і апарати );

- в холосту (машини, механізми і апарати з приводами);

- під навантаженням (машини, механізми з приводами).

Індивідуальний іспит під навантаженням являє собою закінчення робіт з монтажу обладнання. В тих випадках, коли індивідуальний іспит під навантаженням неможливо провести без відриву від суміжного обладнання або за технологією виробництва, закінченням монтажних робіт вважається індивідуальний іспит змонтованого обладнання в холосту. Види і тривалість індивідуальних іспитів встановлюються технічними умовами або відповідними главами ДСТУ.

Основними видами випробувань апаратів на міцність і щільність є гідравлічний та пневматичний іспит. Величина тиску, за якого відбувається гідравлічний іспит апаратів дивляться по таблиці 1.

Таблиця 4 - Величина тиску при гідроиспиті.

Апарати	Тиск в ати
Зварні	Від 0,7 до 5 5 та більше	1,5Рр ,але не менше 2 ати 1,25 Рр , але не менше Рр +3ати
Литі - емальовані	Будь які	1,5Рр ,але не менше 2 ати Зазначено в паспортв, але не менше ніж робоче

Під пробним тиском апарат повинен знаходитися протягом 5 хв., після чого тиск знижують до робочого, за якого сосуд піддають огляду, а в зварних апаратах обстукують зварні шви молотком вагою від 0,5 до 1,5 кг в залежності від товщини стінки.

Підвищення тиску до пробного і зниження його до робочого повинні проводити поступово. Тиск, рівний робочому підтримують весь час, що необхідний для огляду сосуду.

При гідравлічному іспиті тиску в апараті слід вимірювати контрольним

манометром. За відсутності його допускається використовувати одночасно два перевірених манометри.

В тих випадках, коли проведення гідравлічного іспиту неможливе (великі напруги від ваги води на фундамент, в міжповерхових перекриттях або в самому апараті, складність видалення води), дозволяється замінити гідравлічний іспит пневматичним (стисненим повітрям або іншим інертним газом) на такий же самий пробний іспит, як і при гідравлічному іспиті. Цей вид випробування допустимий тільки при умові позитивних результатів ретельного внутрішнього огляду і перевірки міцності апарата розрахунком. Під пробним пневматичним тиском апарат повинен знаходитися протягом 5 хв., після чого тиск поступово знижують до робочого, за якого апарат піддають огляду і перевіряють міцність його зварних швів і роз'ємних з’єднань мильним розчином або іншим способом. Обстукувати апарат, що знаходиться під тиском при пневматичному іспиті забороняється.

Установки, призначені для роботи з горючими, легкозаймистими, вибухонебезпечними, токсичними продуктами, додатково випробовують на щільність з визначенням швидкості падіння тиску. В цих випадках апарати випробовують разом з трубопроводами. Падіння тиску визначають за манометром з урахуванням температури навколишнього середовища на початку і в кінці іспиту.

Підготовку апарата до пуску, пуск і випробування виконують згідно з вимогами креслень і інструкцій з монтажу і експлуатації заводів виробників.

Результати іспиту апарату в холосту і під навантаженням вважаються позитивними, якщо досягнута спокійна і плавна робота апарата без різких ударів, шуму і стуків, відсутні течі мастила з корпусів підшипників і редукторів, немає протікань змащувальних, охолоджувальних і ущільнюючих рідин в місцях з’єднань деталей і вузлів, немає просочувань води або повітря через сальники і змазки по валу через сальник у внутрішню порожнину апарата.

Випробування мішалки на холостому ходу.

Перевіряємо всі з'єднання на надійність та правильність. Переконавшись, що немає люфтів або зайвих зазорів, перевіряємо правильність зборки мішалки та закріплення всіх з'єднань. Переконавшись, що всі електричні з'єднання надійні та ізольовані. Вмикаємо мішалку на холостому ходу, поступово збільшуючи швидкість. Спостерігаємо за роботою мішалки, звертаючи увагу на вібрації та шум. Перевіряємо підшипники на перегрів та сторонні звуки. Якщо виявлено будь-які несправності, зупиняємо мішалку і проводимо діагностику. Якщо перевірка пройшла успішно, мішалку можна підготувати до роботи з матеріалом.

До акту здачі апарата повинна бути прикладена наступна технічна документація: акт прийомки фундаменту - основи під апарат, акт випробування апарата в холосту і під навантаженням; акт готовності апарата до комплексного випробування; комплект робочих креслень на монтаж апарата, підписаних відповідальними особами монтажної організації про відповідність виконаних з натури робіт цим кресленням і про внесення в них змін, зроблених в процесі монтажу.

Для даного апарату вибираємо спосіб перевірки на міцність і щільність – опресування водою.

2.4.5 Захист поверхні апарату.

Завдання захисту від корозії основного виробничого обладнання й до сьогодні лишається однією з найбільш актуальних з погляду забезпечення безпеки як на виробництві, так і навколишнього середовища в цілому. Проблема протикорозійного захисту полягає у тому, що сучасна промисловість базується на використанні обладнання, виготовленого в переважно зі сталей та сплавів на основі заліза, незважаючи на значне поширення композиційних, полімерних та інших неметалевих матеріалів з високим хімічним опором. Навіть для сплавів підвищеної корозійної стійкості існує корозійна небезпека у будь–якому природному (повітря, природні водойми, природні ґрунти) чи технологічному середовищах. Тому розробка, експлуатація і обслуговування активних систем і пасивних заходів захисту від корозії вимагає регулярного заповнення численних робочих місць спеціалістами відповідної кваліфікації.

Деталі апарату які виготовленні з нержавіючої сталі 12Х18Н10Т не потребує захисту. Інші деталі виготовлени з вуглецевої сталі і потребують захисту поверхні від корозії.

Фарби – це суміш нерозчинних частинок пігменту, що зважені в однорідному органічному зв’язуючому. Пігменти зазвичай складаються з оксидів металів, наприклад TiO2, Pb3O4, Fe2O3, або інших сполук, таких як ZnCrO4, PbCO3, BaSO4. Зв’язуючим можуть бути природні олії, включаючи лляну і тунгову олію. Ці олії на повітрі окислюються і полімеризуються до твердого стану, причому цей процес можна пришвидшити за допомогою невеликих кількостей каталізаторів, таких як свинцеве, марганцеве чи кобальтового мила. Сьогодні для роботи в умовах постійного контакту з водою, часто використовують синтетичні смоли. Ці смоли висихають або внаслідок випаровування розчинників, в яких вони розчинені, або у результаті полімеризації при нагріванні чи додаванні відповідних каталізаторів. Масляні лаки зазвичай складаються із суміші олії, що швидко висихає, розчинених смол і леткого розбавника. Лаки складаються з розчинених смол і леткого розбавника. У деяких випадках вони також вміщують пігменти. Прикладом синтетичних смол, що застосовуються в покриттях можуть слугувати фенол–формальдегідні смоли, які витримують дію води при температурах кипіння і навіть дещо вище. Ці смоли використовують в хімічній промисловості у вигляді багатошарових покриттів гарячого сушіння, стійких в багатьох агресивних середовищах. При підвищених температурах застосовують також силіконові смоли.

Для досягнення хорошої адгезії ґрунтовний шар слід наносити на суху поверхню металу можливо швидше після його очищення. Ще краще спочатку захистити метал фосфатним покриттям; у цьому випадку за 139 необхідності може бути допущене деяке зволікання з нанесенням ґрунтовного шару. Фосфатні покриття покращують зчеплення фарби з металом і запобігають «підриванню» плівки у подряпинах та інших місцях дефектів фарби, де утворюється іржа, яка поширюється під шаром органічного покриття.

Вимоги до лакофарбових покриттів:

1. Стійкість фарби до даного корозійного середовища.

2. Можливість використання методу нанесення, який характерний для даної групи лакофарбових матеріалів.

3. Затрати праці на нанесення і порівняльна оцінка вартості різних методів нанесення.

4. При виборі захисного покриття слід надавати перевагу покриттям, які наносяться безпосередньо при виготовленні конструкційних матеріалів перед покриттями, що наносяться після часткового або повного збирання об’єкта.

5. По можливості слід використовувати покриття пластиками або поєднання покриття пластиків і металізації.

В данному проєкті для зажисту поверхні будемо використовувати кислотостійку фарбу ХВ-1110.

Рисунок 2.18 - Фарба полівінілхлорідна ХВ-1110