ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ И НАДЕЖНОСТИ НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ Штырев О.О., Протасов В.Н. РГУ нефти и газа. - презентация

1 ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ И НАДЕЖНОСТИ НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ Штырев О.О., Протасов В.Н. РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина

2 ФУНКЦИИ ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ В ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА

3 1. Уменьшение шероховатости поверхностей проточных каналов для снижения гидравлического сопротивления и, как результат этого, уменьшения энергозатрат на перекачку транспортируемой среды

4 Шероховатость покрытия, обеспечивающая гидравлически гладкое течение жидкости в проточных каналах рабочих ступеней насоса с покрытием Δ ПК δ п.л., где Δ ПК шероховатость покрытия; δ п.л. толщина ламинарного подслоя ; N - коэффициент; для воды N = l l,6; υ 0 - скорость набегающего потока; = 0,8 Q- подача; n- частота вращения; - коэффициент сопротивления

5 Для приближенного расчета наименьшей толщины покрытия в проточных каналах гидравлической части насоса может быть использовано уравнение где R z параметр шероховатости поверхности.,

6 2. Защита деталей гидравлической части насоса от коррозионного разрушения

7 Норма на максимально допустимую скорость коррозии металла с покрытием в эксплуатационной среде в течение регламентированного ресурса насоса где - допустимое уменьшение толщины металла или допустимая глубина питтинга; - регламентированный ресурс насоса ПК М М р

8 3. Защита неподвижных разъемных соединений в гидравлической части насоса, подвергающихся действию циклических нагрузок вибрации, от фреттинг-коррозии

9 4. Предотвращение образования значительных отложений смолопарафинов и минеральных солей на поверхностях проточных каналов

10 Норма на удельное усилие сдвига твердых отложений, при котором обеспечивается их срыв потоком перекачиваемой жидкости где [q сд ] -удельное усилие сдвига; а-наименьший поперечный размер канала; L – длина канала; (Р 1 -Р 2 ) – перепад давления

11 5. Защита поверхностей проточных каналов от коррозионно- эрозионного и коррозионно-гидроабразивного износа

12 Норма на максимально допустимую скорость изменения толщины покрытия при эрозионном и гидроабразивном изнашивании где - скорость изменения толщины покрытия; - допустимое изменение толщины покрытия – регламентированный ресурс насоса пк доп из р

13 Применение покрытия позволяет также существенно снизить затраты на производство и ремонт деталей рабочей ступени насоса за счет замены нержавеющей стали на углеродистую с защитным покрытием.

14 РЕКОМЕНДУЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ И КОНСТРУКЦИИ ПОКРЫТИЯ НА ИХ ОСНОВЕ ДЛЯ ДЕТАЛЕЙ РАБОЧИХ СТУПЕНЕЙ

15 Двухслойные покрытия с подслоем из жидкой эпоксидно-фенольной грунтовки и покрывным слоем их эпоксидных или полиамидных порошковых материалов

16 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ФОРМИРОВАНИЯ ДВУХСЛОЙНОГО ПОКРЫТИЯ ИЗ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

17 1.Нанесение подслоя из низковязкой жидкой грунтовки методом пневматического напыления с последующим нагревом изделия для частичной полимеризации грунтовочного слоя и нагрева под покрывной слой из порошкового материала 2. Нанесение покрывного слоя из порошкового материала методом пневматического напыления с последующим нагревом для отверждения покрытия

18 Схема установки для напыления порошковых материалов на детали насосов: 1 порошковый материал; 2, 7 эжектор; 3, 5 штуцеры для подачи воздуха; 4 пористая перегородка; 6 пневмокамера; 8 шланг; 9 распылитель; 10 камера для напыления; 11 окрашиваемое изделие; 12 подвеска для изделий; 13 вращающаяся оправка; 14 рукавный фильтр; 15 вентилятор; 10 сборник порошка; 17 редуктор; 18 электродвигатель, 19 поворотный стол; 20 ванна с псевдоожиженным слоем порошка.

19 ОПЫТ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ С ПОЛИМЕРНЫМ ПОКРЫТИЕМ РАБОЧИХ СТУПЕНЕЙ НА НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ ПОДДЕРЖАНИЯ ПЛАСТОВОГО ДАВЛЕНИЯ

20 Повышение К.П.Д. насоса типа ЦНС-180 на 6-8%

21 Технические характеристики центробежного насоса без покрытия (кривые I", 2", 3"), с покрытием дисковых поверхностей рабочих колес (кривые 1', 2', 3') и всех поверхностей рабочих ступеней (кривые 1, 2, 3): 1, 1', 1" напор Н, создаваемый насосом; 2, 2', 2" мощность насоса N; 3, 3', 3" к. п. д насоса.

22 Повышение ресурса насоса в 2-3 раза при перекачке высокоминера- лизованной сероводородсодержащей сточной воды с твердыми механическими примесями до 90 мг/л и скорости течения потока до м/c

23 Схема установки для испытания покрытий на гидроабразивный износ 1 – образец с покрытием; 2 –столик, вращающийся с постоянным магнитом для крепления образца; 3 – шарнирное устройство для изменения угла наклона оси столика к оси сопла; 4 – державка столика для его перемещения относительно оси сопла; 5 – винт стопорный; 6 – бак; 7 – модельная абразивная жидкость; 8 – насос; 9 – трубопровод всасывающий; 10 – задвижка; 11 – гибкий вал; 12 – электродвигатель; 13 – сопло; 14 – трубопровод нагнетательный; 15 – байпасная линия; 16 - манометр

24 Схема установки для определения усилия сдвига АСПО относительно покрытия 1 – образец с покрытием, 2 – форма для формирования АСПО, 3 – АСПО, 4 – динамометр, 5 – электродвигатель с регулируемой частотой вращения, 6 – трос, 7 – опорная плита.

25 Методика назначения нормы на адгезионную прочность покрытия при регламентированном сроке его службы К0,92 при τ ст.ад =2 года, τ 1 =70 сут., τ 2 =100 сут.