Анализ повреждений взрывонепроницаемых соединений взрывозащищенного электрооборудования

Анализ повреждений взрывонепроницаемых соединений взрывозащищенного электрооборудования

Несмотря на высокие взрывобезопасные свойства взрывонепроницаемой оболочки, опыт ее изготовления, эксплуатации и ремонта свидетельствует о необходимости совершенствования и повышения надежности взрывозащиты, так как в нашей стране и в зарубежной практике имеются отдельные случаи взрывов на предприятиях, причиной которых послужило нарушение взрывонепроницаемости оболочек взрывозащищенного электрооборудования.

Эти нарушения возможны как при изготовлении электрооборудования, так и в процессе его эксплуатации.

Взрывобезопасность, закладываемая при конструировании, подвергается технической экспертизе документации и экспериментальной проверке в испытательных организациях головных образцов. Порядок рас­смотрения и согласования технической документации на взрывозащищенное электрооборудование и испытания опыт­ных образцов проводятся по специально разработанным методикам государственных стандартов, что практически исключает ухудшение взрывозащиты на данной стадии.

При производстве взрывозащищенного электрооборудования на заводах-изготовителях необходимо строгое соблюдение параметров взрывозащиты, заложенных в технической документации, которое заключается в пооперационном контроле при изготовлении сборочных единиц взрывонепроницаемой оболочки. Довольно часто изготовление сборочных единиц осуществляется на различных участках, цехах или корпусах, откуда производится их транспортировка к месту сборки. При транспортировке возможны механические повреждения поверхности «взрыв», которые не всегда выявляются при сборке.

Для повышения надежности взрывозащиты асинхронных электродвигателей необходимо иметь стабильные гарантированные взрывонепроницаемые зазоры между вращающимися и неподвижными частями машины. На стабильность зазоров влияют жесткость вала, станины, подшипниковых щитов и других элементов конструкции.

На взрывозащитные свойства влияют отклонения от идеальной формы при изготовлении сборочных единиц:

  • Несоосность;
  • Неконцентричность;
  • Неперпендикулярность;
  • Остальные факторы относящиеся к технологии машиностроения.

В результате влияния перечисленных факторов при сборке возможны нарушения взрывозащиты.

Особое место для сохранения оболочкой электродвигателя взрывонепроницаемых свойств занимают так же:

  • Качество транспортировки оборудования;
  • Правильность монтажа;
  • Техническое обслуживание;
  • Условия эксплуатации.

В свою очередь наличие агрессивных сред и присутствие воды или высокой влажности в условиях эксплуатации приводят к коррозии поверхностей взрывонепроницаемых соединений.

В условиях транспортирования и монтажа возможны механические повреждения, приводящие к образованию трещин в отдельных элементах конструкции или вскрытию дефектов сварных соединений.

Исследованиями [1-3] установлено, что при эксплуатации в нормальных и аварийных режимах работы электрооборудования во взрывонепроницаемых оболочках зазоры могут быть больше, чем в изготовляемом на заводе.

Так, при эксплуатации электрооборудования на угольных предприятиях получается следующая статистика:

  • Более 40% корпусов и крышек коробок выводов имеет повреждения, нарушающие взрывозащиту;
  • Около 70% имеет задиры на взрывонепроницаемых поверхностях, практически на всех поверхностях взрывонепроницаемых соединений имеются следы коррозии;
  • Около 10% об­следованных коробок выводов имеет прожоги;
  • 20% электродвигателей имеют недопустимую по взрывозащите ширину щели.

При обследовании состояния взрывозащиты на химических предприятиях [1] было установлено что из 1576 обследованных электродвигателей типа КО, МА и BAG у 208 взрывонепроницаемые зазоры па вводных коробках были выше нормы, а взрывонепроницаемые поверхности в большинстве случаев имели следы коррозии.

Из 70 выборочно открытых коробок выводов было выявлено:

  • У 36-ти отсутствовали резиновые кольца уплотнения ввода кабеля;
  • У 43 крышек коробок выводов поверхности покрыты ржавчиной, подтеками краски, старой смазкой;
  • Отсутствие полного комплекта крепежных болтов на взрывонепроницаемых соединениях отмечено у 11 электродвигателей.

Исследованиями [3] фактического состояния взрывозащиты оболочек при эксплуатации и ремонте было установлено, что процент повреждения оболочек, поступивших в ремонт, составляет:

  • 30-100% коррозия;
  • 48-83% механические повреждения (царапины, задиры, порубы);
  • Отсутствие резиновых прокладок наблюдалось у 12-60 %.

Приведенное выше свидетельствует о низком качестве контроля за состоянием взрывозащиты электрооборудования в условиях эксплуатации.

К основным причинам повреждения оболочек при эксплуатации следует отнести:

  • Наличие агрессивных сред;
  • Низкую механическую прочность конструкционных материалов;
  • Нерациональность и сложность форм;
  • Размеров и размещения коробок выводов и кабельных муфт;
  • Плохое техническое обслуживание.

В конце 80-х годов нами было проведено обследование взрывозащитных свойств 1152 электродвигателей, поступивших в ремонт на предприятие «Сибхимпромэнерго» с различных заводов химической промышленности г. Кемерово. Из этого числа 757 электродвигателей ВАО после ремонта направлено в эксплуатацию как невзрывозащищенные.

Основной причиной непригодности к установке во взрывоопасных помещениях данные электродвигателей послужило отсутствие взрывонепроницаемой коробки выводов или такие ее дефекты, которые не подле­ жат ремонту. Дефекты коробок выводов в данном случае обусловлены низким уровнем эксплуатации или небрежной транспортировкой от места эксплуатации до ремонтного пред­ приятия.

Из 394 электродвигателей, отремонтированных в «Сибхимпромэнерго» это составляет 34,2% электродвигателей, поступивших в ремонт и направленных на предприятия как взрывозащищенные.

На взрывонепроницаемых поверхностях оболочки статора обнаружено 448 повреждений взрывозащиты, 98% которых приходятся на места сопряжения станины с подшипниковыми щитами.

В одном случае обнаружена неплоскостность взрывонепроницаемой поверхности патрубка, свидетельствующая о заводском браке.

Значительная доля повреждений 99% приходится на коробку выводов в частности:

  • 82% составляют трещины;
  • 9% коррозия до недопустимых размеров;
  • 9% приходится на прочие повреждения взрывозащиты.

Данный факт свидетельствует о слабом контроле при эксплуатации.

Из 10 повреждений взрывозащиты «вал ротора — подшипниковый шит» 8 приходится на диаметры поверхности «взрыв», которые меньше допустимых размеров, установленных рабочими чертежами, и имеют следы задиров, что может быть объяснено заводским браком.

Значительное число повреждений имеет узел взрывозащиты «крышка подшипника — подшипниковый щит». Таких повреждений обнаружено 48, из которых 83% наблюдается в виде сколов, рисок, задиров и царапин.

Наименьшее количество (всего 11 из 688) повреждений взрывозащиты обнаружено на подшипниковых щитах.

В декабре 2004 года было завершено проведенное нами обследование средств взрывозащиты электродвигателей на КАО «Азот», поступавших в ремонтный цех с 1977 по 2004 год. Нарушений взрывозащиты было установлено 153 из 1179 обследованных электродвигателей. Всего обнаружено 223 на­ рушения взрывонепроницаемых соединений. Из них 25% нарушений взрывонепроницаемого соединения «вал двигателя — втулка» со следами задиров, нарушением шероховатости больше допустимых стандартом и невозможностью восстановления взрывозащиты этого взрывонепроницаемого соединения. Эти нарушения связаны с уменьшением зазоров меньше, чем указано в рабочих чертежах (заводской брак), перегревом двигателей и износом подшипников.

Увеличение зазоров более допустимого во взрывонепроницаемом соединении втулка проходного изолятора — основание коробки выводов составило 10,3%, а увеличение зазоров между втулкой проходного изолятора и токоведущей шпиль­ кой — 8,5%. Нарушение взрывозащиты узла проходного изолятора связано с усадкой пресс-материала, из которого изготовлена втулка проходного изолятора.

В работе [4] были проведены замеры втулок проходных изоляторов, изготовленных из пресс-материала МФВ-1 и ПСК-5РМ по схеме «холодная пресс-форма» — «нормализован­ная втулка» «термообработанная втулка» для семи партий пресс-материала, изготовленного в разное время и хранившегося разные сроки.

По итогу исследований работы [4] следует следующая статистика:

  • Максимальный процент усадки для различных партий достигал 2%;
  • При разных видах термообработки доходил до 2,8%;
  • Шесть процентов нарушения взрывозащиты составили трещины в подшипниковых щитах, разбиты втулки изоляторов раковины и трещины на взрывонепроницаемых поверхностях и не подлежат ремонту;
  • Оставшиеся 50,2% нарушений взрывозащиты (забоины, задиры, коррозия и т.д.) были устранены в результате ремонта.

Следовательно, нарушение взрывозащиты этого взрывонепроницаемого соединение относится к заводскому браку.

Проведенные исследования позволяют сделать вывод о том, что наряду с нарушениями взрывозащиты электродвигателей при эксплуатации наблюдаются нарушения при изготовлении на заводах-изготовителях.

Это свидетельствует о том, что существующий подход к обеспечению взрывозащиты на основе применения взрывонепроницаемой оболочки в силу большого числа сопряжений, обеспечивающих взрывонепроницаемость, и высокой вероятности повреждений каждого из них, не обеспечивает в достаточной мере взрывобезопасность производств.

Список литературы

  1. Бойков Н.А., Колендовский А. С., Кудин В.В. Недостатки эксплуатации взрывозащищенного электрооборудования. — Промышленная энергетика, 1975, №7, с. 7-9.
  2. Трунов В.Б, Соломатин В.М. Повреждения и эксплуатационная надежность оболочек рудничного электрооборудования. — Промышленная энергетика, 1980, №10, с. 32-35.
  3. Трунов В.Б., Сараев СП. Влияние возмущающих факторов на взрывобезопасность электрооборудования. — В кн.: Взрывозащищенное и рудничное электрооборудование. Сб.науч.тр. / НИИ ПО «Кузбассэлектромотор», вып. 10, Кемерово, 1983, с. 86-92.
  4. Баранов С.Д., Горбенко В.М., Захаренко И.А. Технологические особенности изготовления проходных изоляторов взрывозащищенного электрооборудования. — В кн.: Взрывозащищенное и рудничное электрооборудование. Труды института НИИ ПО «Кузбассэлектромотор», вып. 12, Кемерово, 1987, с. 124-128.

Источник: Анализ повреждений взрывонепроницаемых соединений взрывозащищенного электрооборудования / Г.И. Разгильдеев, С.Д. Баранов, О.А. Конончук // Вестник КузГТУ. – 205. — №4.1. – С.13-15.

Добавить комментарий

Gekoms LLC

Коллектив экспертов большая часть опыта и знаний которых востребованы в области промышленной автоматизации, разработке технически сложного оборудования, программировании АСУТП, управлении электроприводом. Телефон: +7(812) 317-00-87 Email: info@gekoms.com Сайт: https://gekoms.org