Основные этапы проектирования устройств контроля герметичности запорной и распределительной газовой арматуры - Магистерская работа

В магистерской диссертации проведена разработка и исследование автоматизированных систем испытания на герметичность манометрическим методом запорной и распределительной газовой аппаратуры. Проведен обзор и анализ методов контроля герметичности запорной и распределительной газовой аппаратурыПри изготовлении аппаратуры (запорная арматура, пневмоклапаны, краны и т.п.), в которой рабочей средой является сжатый воздух или другой газ, существующими стандартами и техническими условиями регламентируется стопроцентный контроль параметра «герметичность». Это объясняется тем, что основным узлом - рабочим элементом такой аппаратуры является подвижная трудно уплотняемая пара: золотник-корпус; сопло - заслонка; шаровой, седельчатый и конусный клапаны, а также неподвижные герметизирующие элементы, которые часто работают в условиях высокого давления. Негерметичность этой аппаратуры, т.е. наличие утечки, превышающей допустимую, может привести к серьезным авариям, поломкам и другим отрицательным результатам в работе сложного дорогостоящего оборудования, в котором она применяется. Широкое использование этого вида контроля обусловило развитие разнообразных методов и средств контроля, обладающих различной чувствительностью и областью рационального использования. В частности, возникают проблемы разработки рациональных методик контроля объектов с использованием нескольких способов течеискания, создания промышленного вспомогательного оборудования, позволяющего экономически выгодно использовать в производственных условиях хорошо известные методы контроля герметичности.В соответствии с требованиями и рекомендациями, приведенными в научно-технической литературе и нормативной документации для изделий и конструкций, работающих или контролируемых под избыточным давлением газа, в настоящем исследовании приняты следующие термины и определения. Неплотность - сквозной дефект в стенке изделия или в местах соединений его элементов, через которые может пройти газ. Поток через неплотность - количество газа в объемных единицах, проходящее через неплотность в единицу времени при действующем перепаде давления. Герметичность Г конструкций, работающих под избыточным давлением, - величина, пропорциональная объему и обратно пропорциональная утечке, что соответствует зависимости Контроль герметичности - для изделий, работающих под давлением - это вид неразрушающего испытания, состоящий в измерении или оценке суммарной утечки пробного вещества проникающего через неплотности, для сравнения с допустимой величиной утечки.Под газовой арматурой, рассматриваемой в настоящей работе, понимаются устройства, предназначенные для применения в различных системах, в которых рабочей средой является газ или смесь газов под давлением (например, природный газ, воздух и т. п.), для осуществления функций отсечки, распределения и др. К газовой арматуре относятся: клапаны, распределители, вентили и другие средства промышленной пневмоавтоматики высокого (до 1,0 МПА) и среднего давления (до 0,2…0,25 МПА), запорные краны бытовых газовых плит, работающие на низком давлении (до 3000 Па). Испытанию на герметичность подвергаются как готовые изделия, так и их составные элементы, отдельные узлы и т. п. Под герметичностью газовой арматуры понимается ее способность не пропускать через стенки, соединения и уплотнения рабочую среду, подводимую под избыточным давлением. Наличие утечки объясняется тем, что основным узлом - рабочим элементом таких устройств является подвижная, трудно уплотняемая пара: золотник-корпус, сопло-заслонка, шаровой, конусный или седельчатый клапаны и т. п.Гидравлическое (пневматическое) испытания как основная форма контроля изделий запорной арматуры представляют собой экспериментальное определение количественных и качественных показателей свойств изделия как результата воздействия на него при его функционировании, а также при моделировании объекта [5]. Так, контроль герметичности люминесцентным методом и испытания на прочность целесообразно проводить на одном и том же оборудовании. Выбор метода испытаний определяется стоимостью их проведения, требуемой точностью измерения, размером экономического ущерба от пропущенного брака и другими факторами. Испытания служат эффективным средством повышения качества, так как позволяют выявить: - недостатки конструкции и технологии изготовления запорной арматуры, приводящие к срыву выполнения заданных функций в условиях эксплуатации; Гидравлическое испытание запорной арматуры, за исключением литых, должно проводиться пробным давлением Рпр, МПА, определяемым по формуле: , (1.3 ) где Р - проектное давление запорной арматуры, МПА (кгс/см2);К первой группе отнесены все способы и средства определяющие утечку через несплошность созданием в контролируемом объеме избыточного давления рабочей опрессовочной среды с содержанием и без содержания пробного газа.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

ГЛАВА 1. Обзор и анализ методов контроля герметичности запорной и распределительной газовой аппаратуры

1.1 Основные термины и определения

1.2 Особенности контроля герметичности распределительной и запорной газовой арматуры

1.3 Принципы проектирования операций пневматических и гидравлических испытаний

1.4 Методы и способы контроля герметичности

1.5 Автоматизация контроля герметичности

ГЛАВА 2. Основные этапы проектирования устройств контроля герметичности запорной и распределительной газовой арматуры

2.1 Алгоритм проектирования автоматизированного оборудования для контроля герметичности

2.2 Схемы и принцип работы устройств по контролю герметичности манометрическим методом

2.3 Моделирование манометрического метода контроля герметичности газовой запорной и распределительной арматуры

ГЛАВА 3. Разработка конструкции стенда по проведению испытаний на герметичность запорной и распределительной арматуры

3.1 Компоновка и техническая характеристика стенда

3.2 Принцип работы стенда по испытанию на герметичность газовой запорной и распределительной арматуры

3.2.1 Предварительная продувка

3.2.2 Зажим - фиксация изделия

3.2.2.1 Расчет схемы зажима, фиксации и уплотнения крана

3.2.2.2 Разработка блока зажима, фиксации и уплотнения крана

3.3.3 Вращение

3.2.4. Позиционирование

3.2.5 Испытание на герметичность

3.2.6 Регулирование

3.2.7 Разжим - расфиксация

3.2.8 Управление и индикация

3.3 Разработка автоматизированного технологического процесса контроля герметичности

Заключение

Список использованной литературы