Заклинивание плунжера в цилиндре (3 видео)

Одним из часто встречающихся видов повреждений ТНВД как клапанного, так и золотникового типа является кавитационно-эрозионное разрушение деталей плунжерных пар, которое может привести к задирам, схватыванию (прихватыванию) и заклиниванию плунжерных пар.

Натир характеризуется скоплением мелких рисок, наблюдаемых визуально и ощущаемых на поверхности трения, ориентированных в направлении скольжения. Натир, как отмечалось выше, может быть устранен притиркой прецизионных пар.

Задир является более сложным понятием, он проявляется как следствие молекулярно-механического взаимодействия поверхностей. Характерными признаками его явления являются схватывания (задиры), а также перенос частичек металла с одной из сопряженных поверхностей на другую. Задир характеризуется повреждением поверхности трения в виде широких и глубоких борозд в направлении скольжения. Повышение температуры интенсифицируют явления схватывания и изнашивания. При этих условиях износ называют тепловым. Задир является одной из причин заклинивания плунжерных пар.

Когда плунжер «прихватывает», то он лишь периодически зависает во втулке; при заклинивании — силы пружины не хватает для возвращения плунжера в нижнее положение. При такой неполадке нормальный ритм топливоподачи нарушается, стрелка тахометра начинает колебаться. Трогая поочередно форсуночные топливопроводы, можно определить, в каком из них ощущается нерегулярность пульсации. Далее следует проверить температуру выпускных газов по цилиндрам и, наконец, при возможности посмотреть на пружины привода: во время прихватов пружина будет «дрожать»; при заклинивании плунжера она окажется сжатой.

Технологической причиной такой неполадки, как показывают исследования, является нестабильность структуры металла, возникающая в процессе термообработки. В результате, со временем происходит изменение геометрических размеров (рост) или коробление пары, и насосный элемент, даже новый, может стать непригодным к работе, так как плунжер в нем оказывается в заклиненном состоянии. Это может произойти при достижении температуры около 230°С, так как происходит превращение аустенита в мартенсит, имеющий больший объем, и диаметр плунжера может увеличиваться на 0,006-0,010 мм.

Конструктивная причина заключается в большой длине уплотняющей поверхности плунжера и отсутствии на его теле проточек, аккумулирующих смазку (топливо). В этом смысле у клапанных ТНВД, имеющих гладкие плунжеры, вероятность зависания больше, чем у золотниковых, у которых головка плунжера всегда имеет выточки. Правда, у радиально неуравновешенных золотниковых пар (одна кромка на плунжере и одно рабочее окно во втулке) вероятность заклинивания возрастает, так как в период активной подачи возникает сильный удар плунжера о втулку, при котором более твердые частицы механических примесей, попавших в ТНВД с топливом, врезаются в тело пары.

Обобщенный опыт эксплуатации ТА позволяет заключить, что главной причиной зависания плунжеров является тот комплекс физических условий, который определяет чистоту и смазывающие качества топлива. Здесь, в первую очередь имеет значение качество подготовки топлива: подогрев, отстой, сепарирование, фильтрация в грубых и тонких фильтрах. Очень важна монтажная чистота и чистота емкостей, особенно расходных цистерн, так как при качке продукты отстоя всплывают. Чем меньше топлива в расходной цистерне, тем больше продуктов отстоя попадает в фильтры, а при их неполадках

в ТНВД и форсунки. Такое положение особенно неприятно перед маневрами с последующей остановкой судна: зависание плунжеров или рабочих клапанов ТНВД может быть массовым.

В ТНВД современных форсированных судовых дизелей имеется еще одна весьма существенная причина прихватов и заклинивания плунжеров — эрозионный износ поверхностей, обтекаемых потоком перепуска до

Читайте также: Порядок работы цилиндров м54 бмв

или после активного хода плунжера. Эрозия является следствием кавитационных явлений и гидроудара, возникающих во время перепуска топлива.

На рис. 4.11 показано возникновение указанных условий в клапанном ТНВД, регулируемом началом подачи (НП), и в золотниковом ТНВД, регулируемом концом подачи (КП).

При перепуске через опускающийся клапан 1 топливо вначале течет сплошным потоком (рис. 4.11, а, слева). Непосредственно перед посадкой клапана (там же, справа) происходит разрыв потока, так как клапан 1 отсекает массу топлива, движущуюся по инерции. Под седлом клапана появляется кольцевое пространство К, давление в котором резко падает, вызывая появление пузырьков пара и воздуха, растворенного в топливе. Такие паровоздушные каверны в дальнейшем разрушаются волнами давления, возникающими при ударах потока в каналах направляющей 2 клапана и корпуса ТНВД. Смыкание каверн сопровождается точечными ударами огромной силы (*-1000 МПа), что и вызывает разрушения поверхности металла — эрозию. Более всего в этом случае разрушается тарелка и седло клапана.

В золотниковом ТНВД при перетекании топлива через открывающееся окно (рис. 4.11,6) поток в начале перепуска имеет очень большой запас энергии, так как ркпи = рт^х= рвпр. Поэтому возникновение условий кавитации вызвано здесь эжектируюшим действием массы потока, ось которого после открытия плунжером 3 окна 4, поворачиваясь, занимает положения Slf S2, S3.

В итоге, в глухом углу К-, образуются каверны, последующее замыкание которых, приводит к разрушению плунжера на участке его рабочей поверхности. В свою очередь, удар потока о корпус 5 ТНВД и его поворот по стрелке N, приводят к сильной эрозии корпуса, а в некоторых случаях и поверхности 4 окна втулки 6.

Продукты эрозионного износа элементов ТНВД в виде металлических частиц разносятся потоками топлива по всей системе — от рабочей полости ТНВД до форсунки, вызывая заклинивание плунжеров и игл, неплотную посадку клапанов и закупорку сопловых отверстий форсунки.

Задиры трущихся поверхностей плунжерных пар и заклинивание плунжеров ТНВД могут являться следствием недостаточного прогрева тяжелого топлива или водотопливной эмульсии, а также несоответствия выбранных или выполненных зазоров между плунжером и втулкой, недостаточной чистоты топлива и попадания в него воды. Вода и загрязнители топлива в большинстве случаев не приводят к зависанию плунжеров, если в зазор плунжерной пары они попадают в период работы. Заклинивание плунжерной пары обычно происходит после стоянки, во время которой в зазор попадают загрязнители и вода, вызывающая коррозию.

Диаметр втулки плунжера в момент подачи тяжелого топлива, из-за его повышенного давления, увеличивается от 4 до 30 мкм, в зависимости от давления впрыска и диаметра D плунжера, а при отсечке топлива -происходит уменьшение диаметра втулки и защемление попавших частиц. Ориентировочные зазоры At между плунжером и втулкой можно выбирать в соответствии с рис. 4.12.

Монтажные деформации, особенно при неравномерном обжатии, приводят также к увеличению зазора в прецизионной паре, и суммарный зазор становится в 3-4 раза больше исходного технологического. Определенного снижения прироста рабочего зазора в плунжерной паре и, следовательно, повышения ее ресурса можно добиться максимально возможным утолщением втулки, применением более жесткого в радиальном направлении корпуса нагнетательного клапана и направленного изменения протекания и значения монтажных дефор-маций.

Таким образом, приведенный пример непосредственно подтверждает наличие в прецизионных парах переменного зазора по длине направляющей поверхности и времени в период впрыска топлива. Поэтому, абразивные частицы с размером, меньшим или равным указанному зазору, свободно (особенно в период впрыска) проникают в прецизионный зазор и при последующем уменьшении зазора, после окончания впрыска обязательно защемляются и абразивно изнашивают трущиеся поверхно-сти. Наиболее интенсивному абразивному износу подвергаются участки с отрицательными монтажными деформациями, на которых могут защемляться частицы даже самых малых размеров.

Читайте также: Лейкоцитарные цилиндры встречаются при каких заболеваниях

Содержание

Ликвидация заклинивания плунжера
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Заклинивание — плунжер
📹 Видео

Видео:Заклинивание шестерён насосов смазкиСкачать

Ликвидация заклинивания плунжера

Работам по ликвидации заклинивания предшествует подготовка устья скважины, аналогичная подготовке перед подъемом колонны штанг.

Захватив колонну штанг элеватором, его плавно поднимают, подтягивают, чередуя уменьшение и увеличение нагрузки. Если удается извлечь плунжер из цилиндра трубного насоса, то многократно повторяют посадку его в цилиндр и полный выход. При этом пластовая жидкость, заполняющая трубы, устремляется вниз, промывая плунжер и цилиндр насоса. Для обеспечения перетока жидкости при использовании трехклапанного насоса всасывающий клапан предварительно «ловят».

После выполнения этих операций убеждаются в свободном без заедания перемещении плунжера в цилиндре. Затем его опускают до нижнего положения.

После заполнения скважины водой повторяют процессы промывки плунжера и цилиндра, периодически полностью извлекая его из цилиндра.

Завершив промывку, сажают всасывающий клапан в гнездо, заливают насосные трубы водой, собирают устьевое оборудование скважины, включают станок-качалку и убеждаются в нормальной подаче насоса.

Если плунжер не удается извлечь из цилиндра путем расха-живания, приходится поднимать колонну труб, как было описано выше.

Для предотвращения заклинивания плунжера необходимо использовать правильно подобранные трубы для каждого условного размера, не допускать загрязнения штанг перед спуском их в скважину: при использовании остеклованных труб — применять защитные приспособления, не позволяющие попадать в зазор «плунжер-цилиндр» осколкам стекла.

При заклинивании плунжера вставного насоса в том случае, если расхаживание его не удается произвести с усилием меньше того, при котором он выходит из замковой пружины, насос вместе с колонной извлекают на поверхность. В скважину производят спуск новый насос, а заклинивший насос отправляют в ремонтные мастерские.

Ликвидация обрыва или отвинчивания штанг.

Ключи штанговые

Свинчивание и развинчивание насосных штанг и муфт при ремонте скважин осуществляют при помощи штанговых ключей, изготовляемых для проведения работ вручную и с автоматами.

Ключ KШ (рис. 5.24, а) предназначен для ручной работы.

Рис. 5.24. Ключи штанговые: а — КШ; б — дуговой КШК; в — КШШ 16. 25; 1 — головка; 2 — рукоятка

Круговой штанговый ключ КШК (рис. 5.24, б) с регулируемыми зажимными плашками применяют для отвинчивания штанг при закрепленном плунжере скважинного насоса. Во время подземного ремонта скважин при заедании плунжера скважинного насоса приходится поднимать трубы вместе со штангами.

Муфтовые соединения труб не совпадают с соединениями штанг.

Поэтому после отвинчивания очередной трубы над муфтой, установленной на элеваторе, будет находиться гладкое тело штанги, захват которого штанговым ключом невозможен. Отвинчивать штанги цепным ключом опасно, так как вследствие пружинящего действия штанги ключ может вырваться из рук и нанести травму.

В круговом ключе штанги захватывают плашками, имеющими угловые вырезы с зубьями. Одна из плашек, неподвижная, закреплена двумя штифтами внутренней части ключа, а вторая, подвижная, прикреплена к внутреннему концу зажимного стержня.

Взамен штангового ключа КШ разработан ключ штанговый шарнирный КШШ 16. 25, который заменяет ключ КШ трех типоразмеров.

Ключ КШШ 16. 25 (рис. 5.24, в) состоит из рукоятки 2 и шарнирной головки 1, прижимаемой пружиной к головке рукоятки.

Читайте также: Напряженность между коаксиальными цилиндрами

Обрыв колонны штанг определяют по изменению режима работы станка-качалки. По его динамограмме можно ориентировочно определить глубину, на которой произошел обрыв. Для его ликвидации устье скважины готовят так же, как для проведения подземного ремонта.

Вначале извлекают верхнюю часть оборванной колонны, после этого в насосные трубы спускают шлипс — ловильный инструмент для захвата тела оборванной штанги. После подъема колонны оборванную штангу отвинчивают и на ее место ставят штангу того же диаметра и той же марки стали, что используется в колонне. Обычно эту штангу берут из запаса (2—3 штанги), который должен находиться на мостках у скважины.

При отвинчивании штанги предварительно извлекают верхнюю часть колонны, после чего в насосные трубы спускают штанговый ловитель для захвата штанги и извлекают нижнюю часть колонны на поверхность. Если отвинчивание произошло в нижней части колонны, то ее извлекают на поверхность всю.

Если резьба отвинтившихся штанг имеет дефекты, то обе они заменяются новыми.

Видео:Замена плунжераСкачать

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Видео:Устройство и сборка плунжера ТНВД НД -21.2 🛠 НД -21,4 🦽В домашних условиях 🛠Скачать

Заклинивание — плунжер

В случае заклинивания плунжера глубинного насоса приходится поднимать из скважины колонну насосных труб вместе с жидкостью или вместе с жидкостью и штангами. При выборе типа подъемника для данного промысла, а также талевого каната и типа оснастки талей следует учитывать указанные аварийные случаи подъема труб, в особенности при эксплуатации скважин с большим выделением песка. [31]

В случае заклинивания плунжера глубинного насоса насосные штанги следует отвинчивать только безопасным круговым ключом. [32]

Среди них преобладает заклинивание плунжера в цилиндре, коррозионный износ клапанов. [33]

Для уменьшения возможности заклинивания плунжеров при работе на загрязненной жидкости проточки на плунжере и окна гильзы выполняют с острыми кромками, что способствует перерезанию неметаллических частиц грязи. [34]

С целью недопущения заклинивания плунжеров в цилиндрах насосов, для обеспечения нормальной эксплуатации скважин с песком в откачиваемой жидкости металлические плунжеры по предложению П. Н. Лаврушке делают с кольцевыми канавками на наружной поверхности ( фиг. [35]

Для уменьшения возможности заклинивания плунжеров проточки на плунжере и окна гильзы выполняют с острыми кромками, что способствует перерезанию загрязняющих жидкость неметаллических частиц. [36]

С целью предупреждения заклинивания плунжера насоса применяются полые штанги — НКТ диаметром 33, 42, 48 мм. Жидкость из насоса непосредственно направляется в полые штанги, не соприкасаясь с трущимися поверхностями насоса, что полностью исключает заклинивание плунжера. [38]

ШГН происходит по причине заклинивания плунжера в цилиндре из-за запарафинивания последнего. [40]

Это может привести к заклиниванию плунжера в цилиндре. Поэтому для откачки легких бензинистых нефтей нужно применять насосы с более свободной пригонкой, а лучше с плунжерами, на поверхности которых нарезаны канавки. [41]

Алиевым, применяют для предупреждения заклинивания плунжеров . [42]

При большом скопления песка в зазорах часто происходит заклинивание плунжера в цилиндре, вследствие чего приходится поднимать насо. [43]

В скважинах с большим выделением песка для предупреждения заклинивания плунжера и выноса песка на поверхность применяются полые ( трубчатые) штанги — насосно-компрессорные трубы диаметром 33, 42, 48, 60 мм. Жидкость из насоса ( типа НГН2Т) непосредственно направляется в полые штанги, не соприкасаясь с трущимися поверхностями плунжера и цилиндра, что полностью исключает заклинивание плунжера. [45]