Обоснование экономической эффективности упрочняющих технологий в ремонтном производстве



Дата09.08.2019
Размер0.85 Mb.
#128467
ТипРешение

Обоснование экономической эффективности упрочняющих технологий в ремонтном производстве
Крылова О.В., Крылова С.Е., канд. техн. наук, доцент,

Оренбургский государственный университет

Оплеснин С.П., соискатель ученой степени, канд. техн. наук, директор ООО «Технология», Оренбург,

Губенко В.М., студент группы 18Маш(м)ПИ,

Оренбургский государственный университет

Крылова С.Е., канд. техн. наук, доцент

Оренбургский государственный университет
Работа направлена на решение актуальной проблемы нефтегазодобывающей отрасли – упрочнение длинномерных деталей компрессорного оборудования, отражает целесообразность и экономическую эффективность ремонтных технологий восстановления служебных свойств готового изделия.

Цель работы – обоснование восстановительного ремонта компрессорного оборудования за счет оптимизации технологии упрочнения длинномерных деталей с применением ионного азотирования.

Стоимость ремонта компрессорных машин складывается из стоимости постоянных работ, объем которых не зависит от состояния изделия (разборка, сборка, испытание и др.), и стоимости переменных работ, объем которых зависит от состояния отдельных частей рабочих деталей. Очевидно, что со временем эксплуатации изделия, увеличивается число деталей, ресурс которых уже исчерпан, в результате стоимость переменных работ от ремонта к ремонту со временем возрастает. Кроме того, стоимость новых компрессоров со временем снижается в связи с совершенствованием технологии производства, повышением производительности труда в результате унификации, стандартизации деталей и узлов и изготовления их на специализированных заводах, а также в связи с моральным износом. Это часто приводит к тому, что стоимость ремонтных работ оказывается намного выше стоимости изготовления нового изделия.

В ближайшее время трудно обеспечить значительное увеличение выпуска компрессоров и замену старого станочного оборудования новым, поэтому удовлетворение потребности производства в компрессорном оборудовании должно быть обеспечено за счет продления службы уже выпущенных компрессорных агрегатов. Это возможно в результате оптимального сочетания выпуска новых и ремонта эксплуатируемых компрессоров. Для выявления целесообразности ремонта следует сопоставить стоимости изготовления нового изделия и его ремонта.

Разные типы производства обусловливают и различие в стоимости и качестве ремонта по отношению к стоимости новых машин. Так, капитальный ремонт машин в условиях единичного и мелкосерийного производства обходится дешевле, чем стоимость новых. При этом эксплуатационные показатели не ухудшаются, а порой даже улучшаются, что объясняется одинаковой технологией изготовления отдельных деталей в условиях производства ремонта. Снижения стоимости ремонта можно добиться путем организации централизованного обеспечения потребителя запасными частями. Сейчас многие заводы-потребители изготовляют запасные части сами, их качество значительно хуже, чем у завода-изготовителя. Трудоемкость изготовления запасных частей, например, на предприятиях-потребителях 4–5 раз выше, чем на заводах-изготовителях.

Для предприятий, эксплуатирующих компрессорное оборудование, характерны следующие основные методы проведения ремонта:

- обезличенный метод;

- метод ремонта специализированной организацией;

- метод ремонта заводом-изготовителем.

При решении вопроса о целесообразности ремонта следует также учитывать, что основными показателями, определяющими эффективность ремонта, являются не только его стоимость, которая характеризуется уровнем затрат на ремонт оборудования по сравнению со стоимостью нового, но и качество, которое характеризуется соотношением эксплуатационных показателей отремонтированной и новой машин. Чем выше качество ремонта, тем ниже уровень и темпы наращивания эксплуатационных затрат после него.

Основной причиной дефектов, возникающих в процессе эксплуатации, является потеря работоспособности составных частей компрессора при превышении предельного износа. Изнашивание сопряженных деталей является причиной 85 отказов компрессорного оборудования. Свыше 70 затрат на ремонт поршневых компрессоров связано с износом. Определены основные виды износа в деталях поршневого компрессора, связанные с характером движения и действующими нагрузками:

- изменение формы и размеров шатунных и коренных шеек коленчатого вала, трещины в местах перехода шеек к щекам, прогиб;

- износ баббитовой заливки коренных подшипников, коробление вкладышей;

- износ штока в месте прохода через сальник, изгиб, срыв резьбы;

- износ отверстий для установки поршневых колец, износ колец.

В данной работе рассматривается шток компрессорной установки 331К01, 382К01 производства Worthington Creyssensac (Франция) поршневых компрессоров DIXAIR ® -DECIBAIR ®, PIXAIR ®, BLOCAIR ®. 1985г. выпуска.


Рисунок 1 – Фото компрессорной установки с размещенным в ней штоком компрессора


Актуальность данной идеи подтверждается приказом от 31 марта 2015 г. №654 «Об утверждении плана мероприятий по импортозамещению в отрасли тяжелого машиностроения Российской Федерации». Разработан и утвержден отраслевой план мероприятий по импортозамещению в энергетической и нефтедобывающей отраслях промышленности Российской Федерации, согласно которому доля импорта данного сегмента должна снизиться с 70% (2015 – 2016г.) до 35% (к 2020 г.) за счет разработки и внедрения проектов, направленных на выпуск импортозамещающей продукции.

Шток выполняет соединительную функцию поршня с крейцкопфом в крейцкопфных компрессорах. В современных конструкциях компрессоров применяются в основном штоки, представляющие собой цилиндрическую деталь с участками различного диаметра. На переднем штоке (со стороны крейцкопфа) выполнена резьба, с помощью которой он закрепляется в крейцкопфе. Для фиксации поршня на штоке предусмотрен упорный цилиндрический бурт и специальная гайка, которая навинчивается на задний конец штока (со стороны поршня).



Рисунок 2 – Эскиз штока компрессора
Шток, имеющий конусность и эллипсность 0,8 мм, протачивается и шлифуется. Проточка штока допустима, если его диаметр уменьшится не более, чем на 2,5 мм от первоначального размера. Шток выбраковывается при наличии изломов, трещин и срывов резьбы, превышающих 10% длины резьбы. При изгибе или дефектах резьбы шток подлежит замене. Изменение формы (овальность, конусность) поверхности штока в местах ее соприкосновения с уплотняющими элементами (кольцами, набивкой) сальника устраняется шлифовкой. При значительном износе возможно восстановление номинального диаметра штока хромированием и наплавкой с последующей проточкой и шлифовкой.

Рабочим материалом для изготовления детали «Шток компрессора является сталь 38Х2МЮА, конструкционная, перлитного класса, высококачественная хромоалюминиевая с молибденом, применяется для азотируемых деталей машиностроения. Основные требования, предъявляемые к стали 38Х2МЮА следующие: сталь должна быть износоустойчивой, хорошо обрабатываться резанием (получение чистой поверхности), должна обладать наименьшей деформацией при закалке. После азотирования данная сталь обладает высокой твёрдостью (до НRС = 68-70 ед.), кроме того она достаточно технологична, флокеночувствительна, не склонна к отпускной хрупкости, упрочняется термической и химико-термической обработкой.

Основываясь на технологичности и универсальности данного материала, сталь 38Х2МЮА представляет определенный интерес для специалистов машиностроительной отрасли в части отработки технологических режимов термической и последующей химико-термической обработки.

По сравнению с цементацией азотирование имеет несколько веских преимуществ, благодаря чему является основным способом улучшения рабочих показателей стали. Азотированный слой обладает высокой твердостью без дополнительной термообработки. Кроме того, после азотирования размер обрабатываемой детали остается практически неизменным. В отличие от цементационного процесса, его можно применить к готовым изделиям, которые прошли термическую закалку с высоким отпуском и отшлифованы до окончательных форм.

Ионное азотирование по сравнению с азотированием в печах имеет следующие преимущества:

1) сокращение общей продолжительности процесса в 1,5—2 раза;

2) возможность регулирования процесса с целью получения азотированного слоя с заданными свойствами;

3) меньшую деформацию деталей благодаря равномерному нагреву; 4) возможность азотирования коррозионностойких сталей и сплавов без дополнительной депассивирующей обработки.


Рисунок 3 – Установка ионного азотирования

Технологический процесс осуществляется при 500-600 °С в установке ионного азотирования, рис. 3. В камеру непрерывно под определенным давлением запускается аммиак, под действием температуры начинает диссоциацию (разложение) по следующей формуле:

 , (1)

полученный в результате этого разложения атомарный азот проникает в металл путем диффузии. Это приводит к образованию твердых нитридов на поверхности изделия. По окончании процедуры установка плавно охлаждается вместе с потоком аммиака. Такой подход закрепляет эффект по твердости слоя, не давая поверхности окислиться. Толщина нитридного слоя варьируется в пределах 0,3 - 0,6 мм. Таким образом, отпадает надобность в последующей термической обработке с целью повышения прочностных характеристик.

 Данные технологии восстановления применимы в условиях предприятия ООО «Технология» при изготовлении штоков компрессора. Опыт внедрения показал, что при изготовлении партии штоков заказчику в результате последующей эксплуатации штоков выяснилось, что при гарантированном сроке работы в 10 000 часов, по факту данные изделия отработали: 860 – 1446 часов.

В результате малой эксплуатации у штоков появилась деформация (гофра) упрочненного слоя в рабочей зоне сопряжения с сальником, рис. 4.








Рисунок 4 – Дефектный шток компрессора

Основной причиной такой деформации является нарушение процесса предварительной термообработки при подготовке материала к азотированию. Поскольку штока находятся в пригодных для ремонта размерах, а именно предельное занижение диаметра 2,5% от номинального диаметра, то целесообразнее произвести доработку штока в ремонтный размер с обеспечением работоспособности. Т.е. произвести дополнительную термообработку с упрочнением методом ионного азотирования. Очевидно, что мероприятия по оптимизации технологического процесса восстановления не связаны с серьезными материальными затратами, однако необходимо определить экономический эффект от восстановления детали шток компрессора.


Расчет экономического эффекта

Технологический процесс восстановления включает в себя:




№ операции

Вид обработки

Нормы времени

Разряд

1

Токарная обработка – устранение дефектных мест до получения цилиндра

240 мин.

5

2

Слесарная обработка – защита резьбы термопастой

15 мин.

3

3

Термическая обработка

120 мин.

5

4

Слесарная обработка – удаление окалины

15 мин.

3

5

Шлифовальная обработка – в заданный ремонтный размер

1 600 мин.

6

6

Обработка методом азотирования по кооперации

78 000 руб.

-

7

Контроль

60 мин.

4

8

Полировка (доводка)

180 мин

5

9

Контроль

10 мин.

4


Наименования материала/энергоносителя

Потребность на одну деталь

Стоимость Цм

Электроэнергия

1786 кВт

5 р/ч

Защитная термопаста

1 кг

6 900 р/кг

Транспортные расходы

146 л

42 р/л


Рабочие

Часовые тарифные ставки по разрядам, р/час

1

2

3

4

5

6

Основные

45

60

75

90

105

120

Вспомогательные

30

39

48

60

70

77


Показатели

Единица измерения

Значение

  1. Объем выпуска

б) по стоимости

ед.

р./год


1

  1. Численность основных рабочих

чел.

6

6. Фонд заработной платы всех работающих

р./ед.

4 252,5

9. Цеховая себестоимость

р./шт.

104 214,5

11. Стоимость новой детали

р./шт.

365 000

12. Эффект от восстановления детали

%

3,5

260 785,5



Расчет экономической эффективности показал, что затраты на восстановительные операции в 3,5 раза меньше, чем затраты на изготовление нового изделия взамен дефектного, что предопределяет эффективное использование технологии ионного азотирования, как с точки зрения достижения комплекса служебных свойств при выпуске новой продукции, так и в условиях ремонтного восстановительного производства.

Список литературы

1 Бабин, М. Г. Технико-экономическое обоснование участка: методические указания к курсовой работе по экономике, организации и планированию производства / М.Г. Бабин, О.Г. Гореликова-Китаева. – Оренбург: ООО Агентство «ПРЕССА», 2005. - 75 с.

2 СТО 02069024.101 – 2014. Работы студенческие. Общие требования и правила оформления. Оренбург: ОГУ, 2014. – 86 с.

3 Френкель, М.И. Поршневые компрессоры / М.И. Френкель - Ленинград, изд. «Машиностроение», 1969.- 744с.

4 Ястребова, Н.А. Техническое обслуживание и ремонт компрессоров / Н.А. Ястребова, А.И. Кондаков, Б.А. Спектор – Москва, изд. «Машиностроение», 1991.- 240с.

5 Библиотека технической литературы [электронный ресурс]: Библиотека технической литературы - Режим доступа: http://delta-grup.ru/bibliot/100/55.htm




Каталог: assets -> files -> conf reports -> conf15
conf reports -> Влияние наночастиц серебра на спектральные характеристики полимерных пленок окрашенных органическими красителями
conf15 -> Термическая обработка деталей с покрытиями
conf reports -> Влияние наночастиц серебра на спектральные характеристики полимерных пленок окрашенных органическими красителями
conf reports -> Санация трубопроводов
conf15 -> Исследование характеристик датчиков системы воздухоподачи бензиновых двс
conf15 -> Направления переработки отработанных автомобильных шин и каучуксодержащего сырья в РФ и ес


Поделитесь с Вашими друзьями:




База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2022
обратиться к администрации

    Главная страница