Дәріс 3. Материал бөлшектерін және коррозия қарсы материалдарын таңдау
Дәріс 2. Жабдықты жасау поцессінің жалпы сипаттамасы.
1. Жабдықты жасау немесе жетілдіру этаптары.
2. Бұйым түрлері және негізгі өндірістің бұйымдарын жасау стадиясы.
3. Жетілдіру базасында өндірістік машиналарды жасау әдістері.
4. Параметрлік қатарларды құру.
Жабдықтарды құрастыру немесеоларды жетілдіру есептеуден ұйымның графикалық сызбасына және оларды жасаудан тұрады. Бұл процесс келесі этаптардан тұрады.
Жабдық мәліметі, функциясы оның қажетті санымен, оны пайдалану шартымен, қызмет көрсету және жөндеу мүмкіндігімен жан-жақты таныстыру.
Танысу материалытнегізінде жабдықты құрастыруға тапсырма дайындау.
Жабдықтардың функционалдық қызметі негізінде оның структуралық конструкциялық шешім варианттар, алдын-ала тексеру және түйіндерді жинақтау.
Қажетті зерттеулерді жүргізу жабдықтардың жеклеген бөлшектердің графикалық кескіндеу жабдықтарды жасау және жан-жақты сынау.
Жабдықтарды жасау үшін техникалық құжаттамаларды дайындау.
Жабдықтарды жасау.
Жабдықтарды сынау және оны қабылдаудың актісін дайындау.
Техникалық құжаттардың соңғы нақтылау.
Жабдықтарды тиімді қолдануды ұйымдастыру.
Тәжірибелік және серияның жабдықтарды дайындау барысында 5-6-7 этаптар бірнеше рет тексеріледі және қайталанылады.
Процестің барлық этаптары мемлекеттік стандарт бойынша белгіленеді, онда жұмыстың статиясы және әр этаптың мақсаты көрсетіледі. Жабдықтардың күрделілігіне байланысты оларды дайындау, жұмыстарының құрамы және көлемі өзгеріп отырады. Кейбір этаптар жоқ болуы мүмкін немесе бірнеше рет қайталануы мүмкін. Машиналарды жобалау автоматтандырылған болуы мүмкін яғни, адам мен электронды есептегіш машина көмегімен жүзеге асады.
Машиналарды жобалау-бастапқы мәліметтер негізінде дүниеге келмеген бұйымды белгілі шартта құрастыруға қажетті жан-жақты процесті айтамыз.
Автоматты жобалау жүйесі. (САПР)Бұл автоматты жобалауды орындайтын жобалау ұйымының қажетті бөлімшелерінің өзара байланысы арқылы автоматты жобалаудың жиынтық құрамы болып табылады.
Барлық бұйымдар негізгі және көмекші өндірістік бұйымдар болып бөлінеді.
Негізгі бұйымдар- тұтынушының қажетіне арналған.
Көмекші бұйымдар-негізгі бұйымды жасайтын кәсіпорынның қажеттілігіне арналған бұйымдар.
Бұйымдар құрамы және күрделілігіне байланысты бөлшектерге (деталь), бөлшек бір тұтас материалдан дайындайды.Құрама бірлік заводтан қосылатын бірнеше бөлшектерден тұрады.
Жиынтық (комплекс)-заводта бір-бірімен қосылатын немесе қосылмайтын жалпы пайдалану қызметтері бірдей бұйымдарды атаймыз.
Комплексті-көмекші сипаттағы жалпы пайдалану қызметтері бірдей бұйымдарды (кілттер,құрал-жабдықтар және қосалқы бөлшектер) атаймыз.
Жабдықтарды жасау стадиясы.
Негізгі өндірістік бұйымды Мемлекеттік стандартта белгіленген стадия бойынша белгіленген тәртіпте дайындалады. Тұтынушы кәсіпорын және конструктор алдымен жобалау үшін, бұйымды дайындауға сұраныс бастапқы құжатын дайындайды.Мұнда жабдықтың параметрлері оған қойылатын талаптар және сандық сипаттамасы беріледі.
Техникалық тапсырма Т3 негізінде құрастырушы техникалық ұсыныс дайындайды.Онда бұйымның негізгі қызметі техникалық сипаттамасы сапалық көрсеткіштігі өндірістік және мемлекеттік бағалары анықталады.
Т3 негізінде құраушы техникалық ұрыныс дайындайды (П), онда жабдықтарды құрастырудың қажеттілігін техника - экономикалық негіздемесі және салыстырма бағасы беріледі. Т3 және ұсыныс бойынша эскиздік жоба (Н) дайындайды. Онда бұйымның конструкциясының принциптік шешімдері,бұйымның жұмысының принципі, оның негізгі параметрі, габориттері, патенттік ұсыныстар,техникалық деңгей картасы беріледі. Эскиздік жоба негізінде техникалық жоба дайындайды. Мұнда соңғы конструктивтік шешімдер бұйымның құрамы бойынша толық ұсыныс жекелеген құрама бірліктің аралығы байланыс көрсетеді.
Дәріс 3. Материал бөлшектерін және коррозия қарсы материалдарын таңдау
1. Мұнайкәсіпшілік жабдықтарды пайдалану шарттары.
2. Мұнайкәсіпшілік жабдықтарды жасауға арналған коррозияға қарсы материалдар.
1. Жабдықтардың жұмыс істеу шартына материал бөлшектерін таңдауға және жабдықтарды қоршаған ортаның зиянды әсерлерінен сақтау үшін шараларды іздестіруге қолданатын талаптар тәуелді.
Жабдықтарды пайдалану шартын бағалау үшін негізінен келесі факторлар қарастырылады:
- жабдықтарды қолдануға бекітілген ауданның климаттық сипаттамасы;
- жабдық жұмыс жасайтын ортаның агрессивтілігі;
- жабдықтың және оның бөлшетерінің жұмысының жылулық режимі.
Климаттық шарт бірнеше жағдайларда материалдарды таңдауға көтеген әсерін тигізеді. Қоршаған ортаның өте төмен температураларында (минус 40 – 60 0С) болаттарды таңдау қиынға түседі, яғни пластмасса және резина деформацияға түспейтін сынғыш болып келеді.
Ортаның агрессивтілігі жабдық бөлшектеріне химиялық, электр химиялық және механикалық әсерлерімен анықталады. Бірінші екі түрі металдың коррозияға ұшырауын тудырады – металл бетінің бұзылуы, механикалық әсер ортада қатты заттардың болуынан туындайды, мысалы мұнай өндіруде кварцті құмның болуы. Жабдықтардың сенімділігіне коррозияның және мехеникалық қоспалардың зиянды әсерін сәйкесті материал бөлшектерін және қорғау қаптамаларын таңдау және конструциялық шаралар есебінде азайтуға болады.
Жылулық режим технологиялық процесстерге негізделген жабдықтардың температурасының өзгеруімен анықталады. Мысалы қабатқа жылумен әсер етуде 150–3500С-қа дейін скважинаның сағалық жабдықтарының, шегендеуші құбырлардың және скважина жабдықтарының жоғарылаған температурасы байқалады. Сырғанау тіректерінде үйкелісетін бөлшектердің жергілікті қызуы байқалады, яғни салқындату жүйесімен бірге жақсы жылу өткізгіштікті жылуға төзімді материалдар қолдануды қажет етеді.
2. Мұнай кәсіпшілік жабдықтарды құрастыру барысында металдар, олардың қорытпалары, металл керамика, қатты қорытпалар және металл емес материалдар қолданады.
Металдар және олардың қорытпалары негізгі құрастыру материалдарына жатады. Олардың ішінде көбінесе болат, шойын, алюмин, титан, қорғасын, мыс қорытпалары (латунь, қола, мысникель қорытпалары), алюмин қорытпалары (марганецпен, магнимен, мыс және магнимен), титан қорытпалары (алюминмен және басқада элементтермен)
Мыс және темір металл керамикалары кремнимен, әктаспен қосылады, олар фрикциялық бөлшектерге арналған.
Мұнайкәсіпшілік жабдықтарына арналған қатты қорытпалар едәуір көп қолданады (кесу құралдарына). Бұлар негізінен вольфрамды, титан-вольфрамды, карбитті және басқада қорытпалар.
Металл емес материалдар – пластмасса, резина, цемент және бетон жабдықтарды жасауда кеңінен қолданады. Пластмасса көбіне металды ауыстыруға немесе коррозиядан қорғау үшін, нығыздағыш, антифрикциалық бөлшектер жасауға қолданады.
Бөлшектерді жеңілдеті үшін жеңіл қорытпалар қолданады.
Жабдықтардың бөлшектері үшін болаттарды таңдау үшін бәрінен бұрын кеңінен таралған қарапайым сапалы көміртекті құрылысты (болат маркасы Ст2, Ст3, Ст4, Ст5) немесе сапалы көміртекті (болат маркасы 08КП, 10, 20, 30, 35, 40, 45, 50) болаттардың қолдану мүмкіндігін тексеру қажет.
Қорытпада хромның көп болуы (12% жоғары, 1Х13, 3Х13 және т.б. маркалы болаттар) болаттың коррозиялық төзімділігін жоғарылатады. Болатқа никельді қосу оның коррозиялық қасиетін жоғарылатады.
Материалдарды таңдау барысында негізгі фактор мүмкін коррозиялық бұзылу болып табылады. Ең қауіптісі күкірт сутекті және көмір қышқыл коррозиясы.
Коррозияның пайда болуы және ұлғаюы шартына келесілер жатады: әртүрлі металдардың байланысуы (байланыс коррозиясы); құрылыстарда жарықшақтардың және тесіртердің болуы (жарықшақты коррозия); металға электролиттің және механикалық күштің бір уақытта әсер етуі (коррозиялық созылу, коррозиялық шаршау, коррозиялық эрозия); күкірт сутегі бар электролиттердің болуы (сутекті бұзылу, сульфитті созылу).
Болат бөлшектер мыспен және мыс қорытпаларымен, желінбейтін болатпен, никельмен және никель қорытпалымен жанасқанда коррозияға ұшырайды.
Жарықшалы коррозия негізінен желінбейтін болаттарда және алюмин қорытпаларында байқалады.
Коррозиялық ортаға байланысты барлық металдар үшін шекті кернеу болады. Болатқа никельді қосу оның коррозиялық созылуға төзімділігін арттырады. Никельдің құрамы 45% болғанда болатта коррозияның бұл түрі байқалмайды.
Коррозиялық шаршау аргессияылық ортаның және циклды кернеудің бір уақытта әсер ету кезінде байқалады (Кесте 3.1).
Кесте 3.1. Металдардың шыдамдылық шегі (МПа) 5*107 цикл күште
| Металл | Беріктік шегі , МПа | Орта | ||
| Ауа | Тұшы су | Теңіз суы | ||
| Көміртекті болат (0,14% С) Мысты болат (0,98% Сu, 0,14% C) Хромникельді болат (0,15% Ni, 0,73% Cr, 0,28% C) Коррозияға төзімді болат (12,9% Cr, 0,11% C) Дюралюмин |
Сутекті бұзылу металдың ұзақ беріктігі төмендегенде байқалады және агрессивті ортада статикалық күш түскенде әсер етеді. Ст 20, ВМС Ст 3, С75, 18Х1Г1МФ төмен көміртекті болаттар статикалық сутекті шаршауға жоғары төзімділікті көрсетеді. Осы коррозияға металдың төзімділігін жоғарылату үшін олардың қаттылығы 22 HRC жоғары болмау керектігін ұсынады.
Коррозиялық ортада айнымалы күшті қабылдайтын бөлшектердің жұмысы үшін кесте 4.2. мәліметтеріне сүйенеді.
Кесте 3.2. Агрессивті ортада жұмыс жасауда болаттардың сәйкесті шекті шаршаулары
| Болат | Агрессивті орта | |
| Күкірт сутегі аз құрамды | Күкірт сутегі көп құрамды | |
| Көміртекті Марганцті Хромникельді Никель-молибденді Хроммолибденді | 1,0 1,2 1,3 1,2 – 1,35 1,1 | 1,0 1,15 1,5 1,6 – 2,1 1,35 |