1

Capitolul I: Descrierea navei si rolul instalatiei la bord

CMA CGM La Traviata este o nava de tip port-container cu o capacitate maxima de 8500 teus. Este inregistrata in Marseille, Franta, cu numarul IMO 9299795. Chila a fost lasata la apa pe 24-10-2005 si predata companiei in data de 24-03-2006 de catre HYUNDAI SAMHO HEAVY INDUSTRIES CO., LTD., Korea.

Are un tonaj maxim de 91410 UMS si un deplasament maxim de 135161.8 mt.Nava este propulsata de un singur motor principal in doi timpi, , MAN B&W

12K98MC cu o putere maxima de 93360 BHP / 68640 kW la 94 rpm.La bordul navei instalatia de aer comprimat este foarte importanta intrucat deserveste

lansarea motorului principal, ale generatoarelor si generatorului de urgenta in primul rand, dar si alte instalatii cheie in buna functionare a navei.

Generalităţi:

Aerul

În antichitate, aerul era considerat o substanţă pura. Primele indicaţii asupra complexităţii compoziţiei aerului se găsesc în lucrările alchimiştilor chinezi. Dintre acestea Mao-Hoa (secolul VII) da chiar metode de obţinere a oxigenului şi dezvoltă noţiunea de ardere, foarte asemănătoare în esenţă cu concepţiile moderne. În Europa, primul care s-a pronunţat asupra compoziţiei aerului a fost Leonardo da Vinci, la sfârşitul secolului XV; confirmările experimentale datează din secolul XVIII.Aerul pe care-l inspiram este parte din atmosfera, amestecul de gaze ce acoperă globul pământesc. Acest amestec de gaze asigură viaţa pe pământ şi ne protejează de razele dăunătoare ale solului.Pământul este înconjurat de un strat de gaze, numit atmosfera. Acesta este aerul pe care-l inspiram si care ne apăra de efectul dăunător al razelor solare.Ce este atmosfera?Atmosfera este formată dintr-un amestec de circa 10 gaze diferite, în mare parte din azot (78%) şi oxigen (21%). Acel 1% rămas este format din argon, dioxid de carbon, heliu şi neon. Toate acestea sunt gaze neutre, adică nu intra în reacţie cu alte substanţe. Mai exista urme de dioxid de sulf, amoniac, monoxid de carbon şi ozon, precum si vapori de apa. Conţine si poluanţi, cum ar fi gaze nocive, fum, sare, praf şi cenuşă vulcanică.

Compoziţia aerului

După volum, aerul conţine:

78.084% Azot (N2) 20.947% Oxigen (O2)

0.934% Argon (Ar)

Urme de:

Neon (Ne) Heliu (He)

Kripton (Kr)

Urme de:

Oxid azotic (N2O) Xenon (Xe)

Ozon (O3)

2

0.033% Dioxid de carbon (CO2)

Dioxid de sulf (SO2)

Metan (CH4)

Hidrogen (H2)

Dioxid de azot (NO2)

Iod (I2)

Monoxid de carbon (CO)

Amoniac (NH3)

Proprietăţile aerlui:-masa moleculară relativă: 28.98 °/mol-greutate aer: 1 dm3=1.293 gr-densitate aer uscat la temperaturile:

[°C] [kg/m³]-25 1.4240 1.292920 1.2047225 0.7083

-densitatea aerului lichid (la -192°C): 960 kg/m³ -temperatura de fierbere: -192°C-aer lichid: Aer obţinut la -140.7°C si 38,4 at-Căldura specifică cp în intervalul de temperatură (0-100)°C la presiune normală (1 at=101325 Pa) : 1.011 kJ/(kg K)-Căldura specifică cv .... : 0.8382 kJ/(kg K)-Coeficient de dilatare termică pentru intervalul (0-100)°C : 3.67∙10-3 K-1 -Masa moleculară a aerului este aproximativ de 28,96443 g/mol (masa moleculara a aerului standard - CRC, 1983).

Compresoarele sunt maşini termice generatoare care comprimă gazele sau vaporii consumând energie mecanică. După principiul de funcţionare se împart în două grupe:- Compresoare cu comprimare volumică la care comprimarea se realizează prin micşorarea volumului ocupat de gaz cu ajutorul unui organ mobil cu mişcare rectilinie alternativă, la cele cu piston, sau mişcare rotativă la cele rotative.- Compresoare cu comprimare cinetică la care un rotor transferă gazului energie mecanică sub formă de energie cinetică, transformată ulterior în energie potenţială de presiune. Curgerea este radială la compresoarele centrifuge şi axială la compresoarele axiale.Compresoarele, indiferent de principiul de funcţionare, natura şi starea iniţială agazului, pot fi caracterizate prin două mărimi principale:- raportul de comprimare πc = p/pa , pr şi pa fiind presiunile de refulare şi aspiraţie ale gazului;- debitul volumic aspirat l', raportat la presiunea şi temperatura de aspiraţie pa şi ta .

Utilizarea la bordul navei

3

Instalaţia de aer comprimat permite alimentarea cu aer comprimat a următoarelorcompartimente:- compartimentul maşini;- atelierul mecanic;- atelierul electric;- chesoane de apă de mare;- filtre de - apă de mare;- combustibil;- ulei;- separatoare;- tifon.

Instalaţia de aer comprimat este astfel organizată încât fiecare din compresoarele principale poate încărca oricare din buteliile principale. Buteliile principale sunt montate cu o înclinare de 3°.Purjarea buteliilor se face prin partea inferioară prin ambele extremităţi, manual sau automat. Butelia pentru lansarea motoarelor auxiliare poate fi umplută de la oricare din buteliile principale, de către oricare compresor principal sau de la compresorul de avarie. Buteliile sunt prevăzute cu manometre montate la locuri vizibile.

Întrucât compresoarele pot fi de principii constructive diferite, pentru întreţinerea acestora se vor respecta instrucţiunile de exploatare date de furnizor.

Personalul de cart (CM) - personalul de exploatare are în grijă efectuarea în mod regulat a operaţiilor de verificare, curăţire şi, după caz, revizie sau schimbare a filtrelor de aspiraţie, a instalaţiei de ungere şi a instalaţiei de răcire.

Durata ciclului de curăţire a filtrului de aspiraţie este în funcţie de gradul de puritate al mediului înconjurător. Schimbarea uleiului la compresoare se va face după numărul de ore de funcţionare indicat de firmă.

Compresoarele de aer navale sunt prevăzute cu protecţii pe instalaţia de ungere şi pe instalaţia de răcire.

Construcţia compresoarelor cu pistonConstructiv aceste compresoare au, în general, aceleaşi părţi ca ale unui motor cu ardere

internă, în fιg.1 este redată o secţiune printr-un compresor vertical, unde se pot distinge toate părţile lui componente.

4

Fig. 1. Construcţia unui compresor de aer cu piston

1- carterul compresorului; 2- baia de ulei; 3- dispozitiv de aerisire a carterului: 4- sondă de ulei(jojă); 5- supapă de refulare; 6- coloana de refulare; 7- chiuloasa compresorului; 8-

supapade siguranţa; 9- dispozitiv de blocare a supapei de aspiraţie; 10- filtru de aer, cu amortizor de

zgomot; 11- coloană de aspiraţie; 12- supapă de aspiraţie; 13- cilindrul compresorului (bucşa);

14- segmenţi de compresie; 15- pistonul compresorului; 16- biela; 17- manivela; l8- şuruburide bielă; 19- arborele cotit; 20- dispozitiv(lingură) de ungere prin blocaj.

5

Fig. 2. Clasificarea compresoarelor de aer, după dispunerea cilindrilor:a - raonocilindrice; b - cu cilindrii în linie; c - cu cilindrii în W; d - cu cilindrii în V la 90°; e -

cu cilindrii opuşi.

Clasificarea compresoarelor cu piston se poate face după mai multe criterii:a) după dispunerea cilindrilor (fιg.4.3);b) după numărul de cilindri (monocilindrice şi policilindrice):c) după numărul de etaje de comprimare ( de la l până la 5 etaje);d) după debitul de comprimare:

- cu debite mici. Q< 500 l/min;- cu debite mijlocii, Q= 0,5-10 m3/ min;- cu debite mari, Q= 10-50 m3/ min:

e) după presiunea maximă de refulare:- cu presiune joasă, p ≤ 10 daN/cπr;- cu presiune medie, p = 10-100 daN/cπr:- cu presiune înaltă, p = 100-1000 daN/cπrProcesele de lucru ale compresoarelor cu piston. Pentru explicarea funcţionării proceselor

de lucru dintr-un compresor cu piston se va reprezenta diagrama teoretică şi reală a ciclului de funcţionare pentru un compresor cu o singură treaptă de comprimare şi pentru un compresor cu două trepte de comprimare, în fig.3. se prezintă procesele teoretice şi reale din compresor. La compresorul cu piston procesele de aspiraţie, compresie şi refulare au loc pe parcursul unei rotaţii complete a arborelui cotit, în cadrul ciclului teoretic s-au admis următoarele ipoteze:

- nu există schimb de căldură între piesele compresorului şi fluidul care se comprimă;- nu se produc pierderi de aer prin neetanşeităţi:- aerul este un gaz perfect.Rezultă că fazele procesului teoretic se succed, urmărind fιg. 3. astfel: aspiraţia (1-2);

comprimarea (2-3); refularea (3-4). Transformarea cuprinsă pe porţiunea (4-1) reprezintă destinderea aerului rămas în spaţiul mort (volumul vătămător), de la presiunea de refulare până la presiunea de aspiraţie.Diagrama reală reprezentată în fig.3 ia în considerare procesele reale din cilindrul compresor. Diferenţele dintre cele două diagrame se explică astfel: presiunea de aspiraţie pentru procesul

6

real este mai mică decât presiunea mediului ambiant, ceea ce permite de fapt încărcarea cilindrului cu aer, iar presiunea de refulare este mai mare decât presiunea din conducta de refulare, fiind necesară pentru învingerea rezistenţelor aerodinamice din clapeţii de refulare şi conducta de refulare. Pentru a mări presiunea de refulare a aerului, fără a ridica prea mult temperatura s-a recurs la soluţia utilizării unui compresor în două sau mai multe trepte de comprimare cu răciri intermediare precum şi răcire finală.

Fig. 3. Diagramele proceselor de lucru ale compresoarelor cu piston într-o treapta de comprimare.

a- diagrama teoretică; b- diagrama reală; 1-2 aspiraţia; 2-3 comprimarea; 3-4 refularea; 4-1 destinderea

Fig.4. Secţiune prin compresoare în două trepte de comprimare

7

a- compresor în doi cilindri; b- compresor cu cilindru şi piston diferenţial.

Compresorul în două trepte de comprimare este prezentat în fig. 4.Prin comparaţie s-au redat şi diagramele ciclului de funcţionare pentru un compresor în

două trepte fig. 5.Diagrama teoretică la un compresor în două trepte fig. 5a. are următoarele faze: aspiraţia

aerului la presiune atmosferică (1-2) şi comprimarea (2-3) ultima fiind considerată o transformare adiabată. Aerul este apoi răcit în răcitorul intermediar 8, la presiune constantă pi reducându-se volumul de la V3 la V4 şi apoi este introdus în treapta a doua de comprimare unde presiunea creşte până la valoarea prII punctul 5: refularea aerului (transformare izobară) (5-6): destinderea aerului rămas în spaţiul vătămător (6-1).

In fig. 5b. sunt reprezentate diagramele reale ale celor două trepte de comprimare a aerului. Se observă că presiunea de aspiraţie în treapta a doua punctul 5 este mai mică decât presiunea de refulare din treapta I (punctul 4), ca urmare a pierderilor de presiune şi răcirii intermediare. În fig. 5c. este redată diagrama indicată la ciclul real a compresorului de aer.

Fig. 5. Diagramele proceselor de lucru ale compresoarelor cu piston în doua trepte de comprimare

a- diagrama teoretică; 1-2 aspiraţia; 2-3 compresia aerului în treapta I; 3-4 răcirea intermediară a aerului; 4-5 comprimarea în treapta a II; 5-6 refularea aerului din compresor. 6-1 destinderea aerului din spaţiul mort; pr presiune intermediară între cele două trepte; b- diagrama reală; 1-2 aspiraţia aerului în treapta I; 2-3 compresia aerului în treapta I; 3-4

refularea aerului în treapta I spre aspiraţia treptei a III-a; 4-5 răcirea intermediară a aerului; 5-6 aspiraţia ia treapta a II-a; 6-7 compresia în treapta a II a; 7-5 refularea aerului în treapta a II

8

a; 8-5-l destinderea aerului în spaţiul mort; c- diagrama combinată a ciclului real; 1-2 aspiraţia; 2-3 compresia; 3-4 refularea; 4-1 destinderea aerului din spaţiul mort.

Dimensiunile principale si debitul compresoruluiDimensiunile principale sunt:D[m] - diametrul cilindrului: c[m] - cursa pistonului: Ap = π • D2 /4 [m2] – suprafaţa

pistonului; Vc = Ap • c [m3] - cilindreea unui spaţiu activ.Debitul volumic V [m3/s] este volumul de gaz refulat în unitatea de timp de către ultima

treaptă, raportată la starea de aspiraţie.V= λ∙i∙n∙Vc [m3/s]

unde: λ este coeficientul global de debit: i - numărul de spaţii de lucru: n[s-1] - turaţia.Debilul masic m [kg/s] este cantitatea de gaz refulat în unitatea de timp de ultima treaptă:

m= V∙pa=λ∙i∙n∙Vc∙pa [kg/s]unde: ρa[kg/m3] este cantitatea de gaz în starea de aspiraţie.Calculul coeficientului global de debitÎn figura 6 se prezintă ciclul teoretic şi real al compresorului raonoetajat cu spaţiu mort

având volumul VM în calcule preliminare, λ se poate estima pe baza datelor experimentale, din figura 7 sau cu relaţia:

λ≈λM (1,001 ….0,022πc)

Fig. 6. Ciclul teoretic şi real al compresoruluimonoetajat.

Fig. 7. Coeficientul de debit λ:9

a.b - pentru o treaptă; c – limita inferioară pentru mai multe trepte

unde λM = VM/Vc este gradul de umplere teoretic:λM=1-εM(πc

1/n2-1)în care εM= VM/ Vc = 0,03 ... 0,12 este spaţiul mort relativ.Pentru calcule mai exacte :

λ = λa –λM –λc -λφ;λa = Va/Vc este gradul de umplere real; λa =λM -(l + εM) δa /n1 – εM ∙δr πc

1/n2/n2

unde: n1 este exponentul politropic mediu la comprimare (pentru aer n1 = 1,3 ... 1,4); n2: este coeficientul politropic mediul la destindere (pentru aer n2: = 1,1 ... 1,4): n1 şi n2 cresc cu creşterea turaţiei şi scad cu îmbunătăţirea răcirii; δa , δr sunt căderile relative de presiune la aspiraţie şi refulare. Obişnuit, δa ≈δr= 0,02 ... 0,10, în funcţie de rezistenţa hidraulică a supapelor şi de viteza de curgere prin supape; λW este coeficientul de reducere al debitului datorită încălzirii gazului de aspiraţie (λW s 0,94...0,98);

λ, este coeficientul de reducere al debitului datorită pierderilor prin neetanşietăţi:λe = 0,95-0,97 ;λW şi λe sunt cu atât mai mici cu cât πc este mai mare.În figura 8 se dau valorile orientative ale lui λW şi ale produsului λW ∙λe în funcţie de πc ; λφ

este coeficientul de reducere al debitului datorită umidităţii conţinute în aerul aspirat; când umiditatea se condensează:

λφ ≥l-φa –ps/pa =0,97... 0,99, (4-8)φ2 fiind umiditatea relativă a gazului aspirat, iar pS - presiunea parţială a vaporilor de apă

la saturaţie; semnul egal corespunde condensării totale.

Fig. 8. Valori orientative ale lui λW şi λe

Calculul dimensiunilor principale la compresoarele monoetajateDatele iniţiale pentru calcul sunt V, pa, ta şi pr.Pentru un compresor raonoetajat cu i spaţii de lucru, acţionat la turaţia n şi având un

coeficient de debit λ, diametrul cilindrului este:

[m]

unde c/D =0,6 ... 1,2: valori mici duc la dimensiuni mari ale compresorului şi la viteze medii reduse ale pistonului cu avantajul micşorării pierderilor de presiune în supape: valori mari duc la efecte contrarii. Dacă n şi i nu se impun, se calculează mai multe variante cu turaţiile sincrone.

Soluţiile se analizează cu următorii parametrii de control:

10

- viteza medie a pistonului:cm =2cn [m /s]

cm = 1,8 ... 3,5 (max. 4) la compresoare orizontale cu dublă acţiune şi cm = 2,5 ... 5 (max 6) la compresoare verticale:

- parametrul de acceleraţie:μa = cn2 [m/s]

μa = 2,5 ... 6 m/s2, pentru compresoarele lente orizontale şi μa = 4,5 … 20 (max50) m/s; pentru compresoarele verticale rapide:

- parametrul de încălzire:μi = Fmaxn2 [kN/s2]

Fmax fiind forţa maximă exercitată asupra pistonului. Pentru lagăre de alunecare μi≤(5,5...23)∙102 kN/s2 , iar pentru lagăre cu rulmenţi μi ≤ (l37...275) ∙102 kN/s2.Puteri si randamente• Puterea teoretică:

P= n∙Vc∙lv = nVc∙lm∙pa [W]unde l, [J/m3] şi lm [J/kg] sunt lucrurile mecanice specifice volumic şi masic. Puterea teoretică poate fi izotermică Piz, adiabatică Pad sau politropică Ppol, după cum se consideră procesul de comprimare teoretic:

lviz = pa ∙ lnπc [J/m3]

[J/m3]

[J/m3]

unde N şi n1 sunt exponenţii, adiabatic şi respectiv politropic.• Puterea indicată:

Pi=V∙lv/ηi

unde ηi este randamentul indicat, în funcţie de procesul teoretic de referinţă, se disting: randamentul indicat izotermic ηliz. , adiabatic ηlad şi politropic ηlpol.

La compresoarele pentru aer şi gaze procesul teoretic este cel izotermic, iar la compresoarele frigorifice, cel adiabatic. Ca valori, la compresorul monoetajat ηliz: = 0,62 ... 0,76, funcţie de πc. iar ηlad = 0,90 ... 0,97.

Dacă se dispune de diagrama indicată:Pi=npiVc

pi [N/m3] fiind presiunea medie indicată il fiind numărul de spaţii de lucru la prima treaptă, iar λ - coeficientul global de debit al compresorului, calculat cu relaţia :

λ1 fiind coeficientul global de debit al primei trepte.Cilindreea treptelor următoare se calculează cu relaţia:

[m3]

Pentru aceeaşi cursă la toate spaţiile de lucru, diametrele cilindrilor de comprimare la treptele următoare se calculează cu relaţia:

11

[m3]

Răcirea compresoarelorLa compresoarele cu piston se face atât răcirea cilindrilor, cât şi răcirea intermediară, şi

finală a gazului. Răcirea cilindrilor se impune pentru micşorarea solicitărilor termice, îmbunătăţirea ungerii şi reducerea consumului de ulei, iar cea intermediară, pentru răcirea gazului până aproape de temperatura iniţială.

Cilindrii se nervurează în exterior în cazul răcirii cu aer (la unităţi mici), sau sunt prevăzuţi cu cămăşi în cazul răcirii cu apă. Fluxul de căldură evacuat prin cilindru poate fi calculat orientativ pentru treptele de joasă şi medie presiune cu relaţia:

Qcil≈(045 ...0,20) Pi [W]iar pentru treptele de înaltă presiune:

Qcil s (045 ...0,20) Pi [W]Răcirea intermediară şi finală se face în răcitoare cu aer, la unităţile mici, sau cu apă, la

cele mari. Răcitoarele cu apă se realizează cel mai frecvent cu fascicule de ţevi în manta. Fluxul de căldură realizat se estimează cu relaţia:

QPI = (0,8 ... 0,9) P Δt/Δtmax [W]PI fiind puterea indicată a treptei din amonte: Δt - căderea de temperatură efectivă; Δt -

căderea de temperatură corespunzătoare readucerii gazului la temperatura de aspiraţie din prima treaptă. Pentru evitarea depunerii de piatră se recomandă ca temperatura apei de răcire la ieşirea din sistemul de răcire să nu depăşească 40° C.

Distribuţia compresoarelor cu pistonObişnuit, pentru distribuţie se utilizează supape automate, cel mai adesea cu plăci inelare

(fig.9). La pompele cu vid cu piston, se folosesc, uneori, sertare comandate la aspiraţie. Din motive tehnologice, supapele de aspiraţie şi de refulare sunt, adesea, identice.

Secţiunea necesară de trecere prin scaunul supapei:As = Ap ∙ cm/cs [m2]

unde c, este viteza medie prin scaun. Pentru compresoarele cu aer, c, se dă în tabelul 1.

Tabelul l Viteza admisibilă în supape:

12

Pmax [bar] 10 30 100cs [m/s] 35-25 25-20 20-15

Fig. 9. Supape cu plăci inelare:a - supapă de refulare cu resoarte mari: b – supapă de aspiraţie cu resoarte mici;

Înălţimea de ridicare a plăcilor inelare sau bandă:hmax =(0.10...0.25)bs, [mm]

bs [ram] fiind lăţimea canalului: obişnuit b = 3 ... 15 mm şi hmax = 1,5 ... 3,5 mm. În figura 10. se dă hmax recomandată, în funcţie de viteza unghiulară ω [rad s-1] pentru diverse presiuni.

Forţa în resort la ridicarea maximă a plăcii, raportată la As, se admite 10 - 30 kN/nr, iar la aşezarea plăcii pe scaun 0,6 - 0,8 din valorile de mai sus. Viteza de aşezare a plăcii pe scaun cp≤0,2 m/s.

Fig. 10. Înălţimea maximă de ridicarea plăcii supapei.

Reglarea debitului.

• Metode de debit nul: a) opriri periodice (max. 15 … 30 pe oră): se aplică numai în cazul unităţilor mici, acţionate electric: b) mers în gol. Se realizează prin: deschiderea supappei de aspiraţie: conectarea unui spaţiu mort suplimentar; descărcarea printr-un ventil aşezat între supapa de refulare şi un ventil de reţinere montat pe conducta de refulare: închiderea completă a conductei de aspiraţie.

• Metode de debit redus în trepte: a) trecerea la mers în gol a unui număr variabil de spatii de lucru; b) variaţia turaţiei în trepte; c) conectarea succesivă a unor spaţii moarte suplimentare; d) ventile de descărcare plasate de-a lungul cursei pistonului.

• Metode de debit redus, continuu: a) variaţia turaţiei; b) deschiderea comandată a supapei de aspiraţie prin fracţiuni variabile ale cursei de comprimare şi refulare: c) variaţia mărimii spaţiului mort suplimentar: variaţia momentului conectării spaţiului mort suplimentar: e) variaţia secţiunii orificiului de conectare al spaţiului mort suplimentar: f) strangularea parţială a aspiraţiei.

Procedeele cele mai economice sunt: oprirea periodică, variaţia turaţiei, conectarea unor spaţii moarte suplimentare, ridicarea supapei de aspiraţie.

Acţionarea compresoarelor

13

Alegerea motorului de acţionare depinde de situaţia energetică a locului unde se va utiliza compresorul. Se folosesc: a) motoare termice la compresoarele de avarie: b) motoare electrice de curent continuu pentru compresoarele unor vehicule: b) motoare electrice de curent alternativ pentru compresoarele principale şi compresoarele auxiliare. Pentru puteri până la 100 kW, se folosesc motoarele asincrone în scurtcircuit sau bobinat, înaintea pornirii, compresorul se descarcă prin unul din procedeele de trecere la mers în gol şi se pune în funcţiune sistemul de răcire şi de ungere (dacă este acţionat independent). Pentru unele nave sunt prevăzute şi corapresoare de avarie acţionate manual care sunt astfel dimensionate încât să permită umplerea buteliei de aer lansare motoare auxiliare în 45 rain.

CapII Elemente componente ale instalatieiCompresoare, suflante şi pompe de vid volumice rotativeGeneralităţiCuprind o gamă de construcţii la care, prin mişcarea de rotaţie a unui rotor sau a doi rotori

cu o anumită geometrie, se realizează spaţii de lucru (camere, celule) având volume ce variază în timpul rotaţiei. Creşterea volumului permite realizarea aspiraţiei, iar micşorarea lui asigură comprimarea şi refularea. La camerele de volum constant, comprimarea se produce practic izocor în timpul refulării (comprimare exterioară). Se pot realiza astfel de spaţii de lucru prin următoarele sisteme:

- cu un singur motor excentric cu palete sau placă culisantă: compresoare si pompe de vid multicelulare, cu piston rostogolitor, cu inel de lichid etc,

- cu doi sau mai mulţi rotori cu profile identice ce se rostogolesc în sens contrar. suflanta Roots etc.

- cu doi sau mai mulţi rotori cu profile diferite, conjugate: suflanta Jaeger (cu rotor de distribuţie), compresorul Lisholra (elicoidal) etc.

Circulaţia gazului are loc într-un singur sens, ceea ce permite înlocuirea supapelor cu ferestre. Faţă de maşinile cu piston prezintă şi avantajul eliminării forţelor de inerţie, la masele cu mişcare de translaţie ceea ce permite turaţii mai ridicate cu reducerea dimensiunilor de gabarit şi micşorarea fundaţiilor. La maşinile fără atingere între rotori (cu interstiţii), nu este necesară ungerea interioară, deci se obţin gaze curate.

Reglarea debitului: se face prin conducte şi robinete de ocolire, prin strangularea aspiraţiei sau variaţia turaţiei.

Compresoare Roots

Sunt compresoare de aer cu pistoane rotative montate pe două axe denumite şi corapresoare cu pinioane (compresoare de tip Roots). Acest tip de compresoare sunt compuse dintr-o carcasă 7 în care se găsesc două rotoare profilate 2, sub forma unor lobi. Rotoarele sunt acţionate sincron de o pereche de roţi dinţate prin intermediul axelor 4.

14

Fig. 11. Secţiune printr-un compresor cu lobi şi diagrama teoreticăA- compresorul cu lobi; B- diagrama teoretica; 1- carcasă; 2- roior profilat; 3- axele de

acţionare; 4- cantitate de aer supuşi comprimării; .6.7.5- capetele rotoarelor; 9.10.11.12- muchiile carcasei: 13 - racord de aspiraţie; 14- racord de refulare;15- suport compresor, pa -

presiune de aspiraţie; pt- presiune de refulare

La acest tip de compresoare nu se realizează de fapt o comprimare a aerului, neexistând spaţiul de compresie, ci doar o împingere a aerului dintr-o parte in alta. Când unul dintre rotoare efectuează umplerea cu aer atmosferic, celălalt realizează pomparea la presiunea finală, în fig. 11. este prezentat principiul de funcţionare al acestor compresoare. Astfel în zona haşurată 4. de sub rotorul inferior. reprezintă o cantitate de aer care se consideră aspirată de rotorul inferior. Pomparea aerului (refularea) începe când capul 6 trece de muchia 10 a carcasei. Refularea aerului se termină când capul 5 ajunge în dreptul muchiei 10. Un proces similar poate fi explicat şi pentru rotorul superior.

Profilele retorilor constau din arce de cerc în partea convexă şi din epicicloide, aproximate prin arce de cerc. Necesită o precizie ridicată de execuţie. Pentru mărirea uniformităţii refulării şi pentru reducerea zgomotului, rotorii cu trei lobi se realizează cu profile răsucite de 60°.

Avantaje: construcţie simplă, gabarit mic, întreţinere uşoară.Dezavantaje: debitare pulsatorie, funcţionare cu zgomot, randament redus datorită

comprimării practic izocore.Utilizări: comprimarea aerului pentru spălarea sau supraalimentarea motoarelor:transporturi pneumatice: pompe de vid pentru depresiuni reduse (max 40 - 50° vid) etc.Caracteristici: K =0,008 ... 12 m/s; πc= 1,05 ... 1,2; n = 3 ... 200 rot/s; u2=π∙D∙n = 8 ... 40

m/s; ca = Cr = 30 m/s.Calculul debitului:

V=2λ(πD2/4-Ap)Ln=1/2λKπD2Ln [m/s]

15

unde D [m] este diametrul rotorului: Ap [m2] - aria profilului rotorului: L [m] – lungimea axială a rotorilor: n [rot/s] - turaţia: λ - coeficientul de debit: K =1 - 4Ap/π∙D3 - coeficientul de utilizare al volumului carcasei.

Compresoare elicoidale

Compresoarele cu şurub au pistoane rotative montate pe doua axe paralele. Sunt întâlnite şi sub denumirea de compresoare cu pistoane axiale. Aceste compresoare fig.12 sunt formate dintro carcasă1 şi două rotoare sub forma unor şuruburi care sunt rotite în sensuri contrare de două roţi dinţate de angrenare prin intermediul axelor 2. Rotoarele nu se ating între ele. Un rotor are profilul convex şi un număr de patru dinţi iar celălalt rotor şase dinţi. Aerul pătrunde în compresor prin racordul 5 în spaţiul de lucru 6, format din cavitatea dintelui rotorului 4, peretele carcasei 1 şi proeminenţa dintelui rotorului 3. Prin rotire aerul este împins în direcţie axială producându-se comprimarea până la capătul rotoarelor, după care se va evacua prin racordul 7.

Fig. 12. Compresor elicoidal, principiul de funcţionare.l- carcasa compresorului; 2- axe de antrenare; 3- rotor principal cu profil

convex; 4- rotor secundar cu profil concav; 5- racord de aspiraţie; 6- spaţiude lucru; 7- racord de evacuare.

16

Numărul lobilor este cuprins intre 2 şi 8, crescând cu raportul de comprimare, egal sau neegal la cei doi rotori. Adesea, z1 = 4 şi z2 = 6. cei doi rotori se rotesc cu turaţii invers proporţionale cu z, prin intermediul unui angrenaj de sincronizare.

Profilele utilizate mai frecvent sunt: cicloidal simetric, cicloidal asimetric şi mai ales, circular simetric (din motive tehnologice). Aspiraţia şi refularea se fac prin ferestrele practicate în pereţii frontali sau laterali. Presiunea de comprimare interioară depinde de geometria rotorilor şi amplasarea ferestrei de refulare. Funcţionarea pe o reţea cu presiune diferită duce la salturi de presiune izocore, cu consum energetic suplimentar.

La raporturi mari de comprimare, carcasa este prevăzută cu cămăşi se răcire cu apă, iar la unele construcţii rotorii sunt încălziţi în interior cu ulei. Se practică şi răcirea gazului prin injectarea de ulei sau de apă în spaţiul de lucru.

Avantaje: păstrează puritatea gazului (la mers uscat); siguranţă mare în funcţionare: dimensiuni de gabarit şi mase foarte mici, comparabile cu cele ale turbocompresoarelor, având, însă, faţă de acestea avantajul unor caracteristici stabile (fără zonă de pompaj) faţă de suflantele Roots, la aceeaşi turaţie, dimensiunile sunt ceva mai mari. dar compresoarele elicoidale permit turaţii de 2 - 3 ori mai mari şi pentru πc > 1,1 ... 1.3 au randamente adiabatice mai mari.

Dezavantaje: tehnologie complicată: zgomot în funcţionare, care la turaţii înalte se atenuează prin filtre acustice şi amortizoare.

Utilizări: comprimarea aerului: transporturi pneumatice; supraalimentarea motoarelor.Caracteristici: f =0,007 ... 12 m3/s: n = 25 ... 250 rot/s şi chiar 500 rot/s la debite foarte

mici: πmax =4 pentru o treaptă, la mers uscat si πmax = 8 cu injectare de ulei. Pentru πc>6 se trece la două trepte: ca pompă de vid realizează vid de 90%: ηcad = 0,5 ... 0,82; ηl=π∙d∙n =75... 125 m/s.

Compresoare şi suflante centrifuge

Antrenarea şi comprimarea gazului are loc sub acţiunea forţei centrifuge, dezvoltată de către un rotor paletat. La comprimarea gazului contribuie şi transformarea în stator a energiei cinetice a gazului în energie potenţială de presiune.

Suflantele se construiesc pentru πg = 1,06 ... 3 (max. 4), pentru V = 0,15 ... 90 m3/s la turaţii n=50 ... 1000 rot/s. Se construiesc fără răcire, cu l - 4 trepte. Se utilizează pentru supraalimentarea motoarelor cu ardere internă: alimentarea cu aer a camerelor de ardere ale turbinelor cu gaze staţionare sau mobile, transporturi pneumatice, în instalaţii de ventilaţie.

Compresoarele centrifitge se construiesc pentru πg = 3 ... 15 (max. 35), la V= 0,5 ...55 m3/s şi n = 50 ... 350 rot/s, cu un număr corespunzător de trepte, aşezate într-un singur corp (max. 15), în două sau chiar în trei corpuri (fιg.13.). Pot fi: a) cu răcire exterioară în răcitori intermediari, după grupe de 2 - 4 trepte: b) cu răcire interioară realizată cu cămăşi de răcire în jurul canalelor din stator; sau c) cu răcire combinată.

Utilizări: în instalaţii de ventilaţie compartimente maşini, supraalimentarea motoarelor în general aceleaşi ca şi în cazul compresoarelor volumice, la debite mari şi foarte mari şi presiuni moderate, domeniu în care sunt net superioare.

Avantaje: datorită lipsei forţelor de inerţie şi a supapelor, turaţiile de lucru pot fi foarte mari, rezultând dimensiuni de gabarit mici, fundaţii reduse, număr mic de repere. Nefiind necesară ungerea interioară, temperaturile de lucru sunt limitate numai din considerente de rezistenţa materialelor.

Dezavantaje: randament redus la debite mici, variaţia presiunii de refulare cu debitul, fenomenul de pompaj, număr mare de trepte.

17

Fig. 13. Compresoare centrifugale

Analiza defecţiunilor compresoarelor, constatate în diagrama indicată

O diagramă reală a funcţionării unui compresor într-o singură treaptă de funcţionare se poate obţine cu ajutorul unui aparat indicator de luat diagrame: aparatul indicator va avea montajul cerut de parametrii de funcţionare ai compresoarelor. După alegerea corectă a pistonaşului, a resortului şi a riglei de măsurare, aparatul poate fi montat pe compresor.

O diagramă reală, ridicată corect, arată că în figura 14, în care sunt prezentate toate fazele ce au loc în procesul de lucru ai compresorului: a-b faza de compresie: b-c refularea: c-d destinderea: d-a aspiraţia. Defecţiunile observate pe diagrama ridicată cu ajutorul indicatorului pot fi defecţiuni datorate procesului de lucru din compresor sau defecţiuni

18

datorate aparatului indicator . în cele ce urmează vor fi analizate doar defecţiunile datorate procesului de lucru.

Pentru interpretarea diagramelor prezentate, diagramele cu defecţiuni au fost trasate cu linii continue, iar diagramele indicate normale au fost trasate cu linii întrerupte. In figura 15. este reprezentată o diagramă indicată cu spaţiul mort mărit. Datorită acestui volum mărit aerul comprimat se destinde în acest spaţiu, iar aspiraţia începe mai târziu ducând la reducerea debitului.

Când supapa de refulare se blochează, diagrama ridicată arată ca în figura 16. Punctul b care indică sfârşitul compresiei se situează deasupra începutului refulării normale, rezultând o presiune mai mare la începutul refulării. Cursa de aspiraţie este mai redusă din cauza pătrunderii aerului comprimat din conducta de refulare în cilindru ceea ce duce la mărirea lucrului mecanic consumat şi reducerea debitului de aer comprimat. Dacă supapa de aspiraţie se blochează, diagrama indicată arată ca în figura 17 în acest caz atât supapa de aspiraţie cât şi cea de refulare se deschid cu întârziere fapt care face ca la începutul cursei de comprimare o parte din aerul aspirat sa fie evacuat din cilindru înapoi în conducta de aspiraţie ( deoarece supapa de aspiraţie este încă deschisă, punctul a se deplasează în punctul b). iar depresiunea la începutul aspiraţiei se măreşte: în consecinţă debitul de aer comprimat se reduce, iar temperatura aerului se măreşte, în figura 18 este prezentată o diagramă indicată a unui compresor la care supapa de refulare este neetanşă. Aerul comprimat care se găseşte în conducta de refulare pătrunde în cilindru, ceea ce are ca efect mărirea suprafeţei diagramei prin curbarea liniei de comprimare în sus şi reducerea cantităţii de aer aspirat.

În cazul când în coloana de aspiraţie a compresorului apare o anumită rezistenţă, diagrama arată ca în fig.19. Cauzele apariţiei acestei rezistente pot fi:deschidere incompletă a supapei de aspiraţie: murdărirea filtrelor înfundarea răcitoarelor intermediare sau înfundarea parţială a conductelor de apă. în acest caz diagrama indică o depresiune mai mare.

Fig. 14. Fig.15

19

Fig. 16. Fig. 17

Fig. 18. Fig. 19.

Dacă rezistenţa apare pe coloana de refulare diagrama indicată arată ca în figura 20 unde apare mărită porţiunea de refulare. Cauzele apariţiei acestei rezistenţe pot fi: deschiderea incompletă a supapei de refulare sau înfundarea răcitoarelor intermediare, în figura 21 este prezentată o diagramă indicată în cazul când resortul supapei de refulare este prea rigid, necesitând o forţă prea mare pentru deschiderea supapelor.

Fig. 20. Fig.21.

In diagramă, valoarea presiunii de refulare creşte peste valoarea normală. O diagramă aparte este redată în figura 22 în care atât arcurile supapelor de aspiraţie şi de refulare nu sunt

20

corespunzătoare sau sunt prea moi. în acest caz curbele de aspiraţie şi de refulare prezintă forme ondulatorii care reprezintă variaţii de presiune însoţite de vibraţii ale organului de etanşare. Specific acestor defecţiuni este faptul că suprafaţa diagramei este mărită rezultând un consum sporit de lucru mecanic.

Fig. 22.

21

22

Cap III Elemente de Managementul riscului

Fiabilitatea reprezinta totalitatea calitatilor unui sistem tehnic care determina capacitatea acestuia de a functiona fara defectiuni intr-un interval de timp in anumite conditii date. Fiabilitatea caracterizeaza siguranta in functionare a unui sistem mai simplu sau mai complex in raport cu parametrii de exploatare.Tinind cont de etimologia cuvintului, fiabilitatea sugereaza ideia de siguranta si incredere. Notiunea de fiabilitate poate fi privita sub doua aspecte:calitativ si cantitativ,respectiv capacitatea unei intreprinderi sau instalatii (produs) de a-si indplini functia/functiile specifice pe operioada de timp impusa, si caracteristica intreprinderii/instalatiei exprimata prin probabilitatea indeplinirii functiei impuse pe o perioada data in conditii de functionare specifice.

Anomaniile in functionare sistemelor tehnice/tehnologice sau disfunctiile sunt determinate au cauze dintre cele mai variate, dar cel mai des acestea sunt determinate de nerespectarea parametrilor de exploatare.Acestea determina intreruperi in functionarea sistemelor caracterizate drept accidente tehnice.Factorii care pot determina disfunctiuni in functionarea sistemelor se pot clasifica dupa cum urmeaza:

a) materiali de conceptie,realizare si operareb) externi aleatori(conditii climatice)c) factorul uman (incompetenta neatentie lipsa de

informatie/inf.gresita)d) mentenanta si exploatare tehnologica defectoasa

Prin accident tehnic se intelege un eveniment intimplator si neprevazut intervenit in timpul fuctionarii sistemului si detemina o cadere sau o avarie a acestuia.In urma caderii (cedarii, defectarii) unui sistem, acesta inceteaza sa-si exercite corect functiile pentru care a fost conceput.

Gradul avariilor posibile intr-o instalatie/ echipament este apreciat in raport cu consecintele ce le poate aduce acestea.Odata cunoscute consecintele avariilor

23

acestea sunt ierarhizate tinind cont de anumite criterii stabilite de comun acord cu toti factorii interesati(consructor, proiectant,beneficiar, autoritati locale etc.).Avaria fie ea majora sau minora in raport cu consecintele rezultate are un caracter aleator dat find casi accidentul care o produce este aleator.

Pornind de la aceste considerente riscul tehnic asemenea securitatii tehnice poate fi definit atit din punct calitativ cit si cantitativ.

- calitativ-exista posibilitatea producerii- cantitativ-posibilitatea producerii lui este data de valoarea

probabilitatii( )Operatiunea de evaluare a riscurilor principale numite si riscuri de

proximitate presupune :

a) estimarea consecintelor producerii acestor accidente pe baza scenariilor de proximitate analizate anterior;

b) aprecierea calitativa a posibilitatilor de producere a acestor scenarii.Datele de intrare cu care se rezolva aceasta problema sunt evident arborii

pre-logici pe baza carora s-au intocmit insiruirile de evenimente rezultind scenariile de proximitate.In urma evaluarii riscurilor principale rezulta o analiza amanuntita a tuturor evenimentelor care i-au parte la scenarii si totodata si a tintelor posibile. In cazul modului A sunt analizate drept tinte ale evenimentelor si scenariilor de proximitate ; subsistemele materiale din alcatuirea ST/T analizat (cladiri, echipamente tehnologice, cai de acces, mijloace de transport, etc.),subsisteme marteriale aferente mediului inconjurator, personalul angajat al ST/T si a sistemelor adiacente, populatia si ecosistemul.

Evaluarea riscurilor principale prin estimarea consecintelor asupra subsistemelor mentionate este o problema de baza a menagementului riscului in itreprinderi industriale si tot deodebit de complexa prin cunostiitele tehnice interdisciplinare care le reclama. Astfel, riscuri de natura mecanica sau termodinamica reclama utilizarea metodelor, procedelor si algoritmilor de calcul specifice Rezistentei materialelor, Organelor de Masini respectitiv proceselor termodinamicii si termocineticii. In urma acestei analize rezulta dimensionarea sau redimensionarea corecta a echipamentelor reducindu-se probabilitatea aparitiei accidentelor de proximitate. In cazul unei actiuni violente similare unor explozii trebuie avute in vedere prognoze si studii de balistica , de proagarea undelor de soc cu consecinte asupra subsistemelor mentionate.Situatia este des intilnita la distrugerea recipientelor sub presiune. Trebuie deasemeni amintit de unele scenarii posibile ca urmare a desfasurarii unor reactii chimice cu viteze de reactii la limita de explozie sau chiar mai

24

mare, situatie in care evaluarea riscurilor se face pe baza cunostntelor chimiei analitice, termochimiei etc.

Esimarea probabilitatilor de producere a accidentelor tehnice presupune cunoasterea, cel putin in mod orientativ a probabilitatilor de producere a evenimentelor din scenariile de proximitate. In general pentru aceasta se utilizeaza cazuistica anterioara, respectiv valorificarea arborilor pre-logici, care exprimaprobabilitatea producerii accidentelor de proximitate in numar de accidente in unitatea de timp( ).

In absenta unei cazuistici aprecierea cantitativa de producerea accidentelor se face prin calificativele:

1. 1.improbabil;2. extrem de rar;3. rar;4. probabil;5. frecvent.6. Datele de iesire furnizate de acesta etapa a analizei producerii

accidentelor permit pe de o parte stabilirea efectelor ce apar in urma aplicarii unui scenariu si pe de alta parte probabilitatea producerii accidentelor de proximitate.

Eliminarea riscurilor de proximitate este posibila daca sunt prevenite scenariile care pot produce aceste scenarii. Metodele de prevenire au in vedere creierea unor bariere de prevenirea producerii accidentelor de proximitate.Creiera acestor bariere este scopul ultimei etape de analiza.

Metodele, mijloacele si procedeele de prevenirea producerii accidentelor de proximitate inacceptabile se stabilesc inca din faza de conceptie a sistemului tehnic/tehnologic si au in vedere urmatoarele obiective:

a) Prevenirea aparitiei evenimentelor primare initiatoare a accidentelor principale

inacceptabile, se urmareste neutralizarea sau eliminarea surselor de pericol; b) Prevenirea aparitiei evenimentelor intermediare, care pot duce la aparitia accidentelor sau amplificarea consecintelor acestora;

25

c) Creierea mijloacelor de protectie a sistemelor tinta astfel incit evenimentele finale unui accident sa nu mai aiba loc sau consecintele lui sa fie mult diminuate.

Toate aceste obiective au un singur scop, respectiv eliminarea posibilitatilor de producerea accidentelor sau cel mult transformarea unui eveniment inacceptabil intr-unul acceptabil.

26

Cap IV Mentenanta instalatiei, cazuri de avarie

         

           Notiuni generale de mentenanta

          Defintia mentenantei

          Conform normelor AFNOR-NF X60-010, mentenanta reprezinta ansamblul de actiuni premise pentru mentinerea sau restabilirea unei stari specifice, sau pentru asigurarea unui service determinat.

          Structura mentenatei

1.     Mentenata preventiva   :

·        Este o mentenata « programata », destinata a diminua posibilitatile de aparitie a defectelor.

·        Este o mententa pe termen mediu.

2.     Mentenanta corectiva   :

·        Este o mentenanta « ocazionala »destinata a reremedia defectele care apar in functionare.

·        Este o mentenanta pe termen scurt.

3.     Mentenanta de conceptie:

·        Este o mentenanta pe termen lung, prevazuta la conceperea unui echipament nou.

13.1.1 Mentenanata preventiva

Ea trebuie sa permita evitarea defectelor la materialele sau intr-o instalatie in curs de functionare.

Distingem:

27

·        Mentenanta preventiva sistematica: ea presupune amplasarea intr-o zona curata a pieselor sau a organelor supuse uzurii sau degradarii, pentru a limita riscurile.

·         Mentenanta preventiva conditionala :

-         ea presupune limitarea riscurilor de pana, prin intervenirea suficient de rapid, gratie unei supravegheri permanente ;

-         o mai buna pregatire a perioadelor de interventie, astfel incat acestea sa nu perturbe activitatea de productie ;

-         evitarea unor pene grave.

Nota:           Alegerea periodicitatii depinde de:

·        constrangerile date de constructori;

·        de normele AFNOR ;

·        de utilizator.

13.1.2 Mentenanata corectiva

Distingem doua tipuri de pane :

·        Pana evidenta , care presupune o interventie.

Avantaje: rapiditate;

Dezavantaje: restrictiva.

·        Pana neevidenta, care presupune derularea unei metodologii de diagnosticare, urmata de realizarea interventiei.

Avantaje : fiabila si nerestrictiva

Dezavantaje : poate pune probleme de rezolvare rapida si necesita o formare prealabila.

28

In cazul unei pane, se va incepe prin a determina si a studia toti factorii care apar, pentru a determina exact unde este pana . Apoi, se va verifica diagnosticul pus printr-un control si abia dupa aceea se va trece la inlocuirea pieselor defecte.

Depanarea tuturor defectelor aparute se va face numai dupa o analiza riguroasa si logica.

13.2 Intretinerea preventiva pentru instalatiile pneumatice

A.   Zilnica   :

·        Se va goli condensul din filtre, daca umiditatea este semnificativa si daca nu a fost prevazut un purjor automat.

·        Marile rezervoare se vor prevedea, in general, cu un separator de condens cu golire automata.

·        Se va verifica nivelul de ulei din ungator si se va regla corect ungerea (in general se recomanda o picatura / min, maxim).

B.    Saptamanala :

·        Se vor verifica captorii de murdarie si aschii.

·        Se vor cotrola manometrele.

·        Se va verifica functionarea ungatoarelor.

C.   Trimestriala:

·        Se va controla etanseitatea garniturilor de la racorduri.

·        Se vor inlocui racordurile acolo unde este nevoie.

·        Se va inlocui tubulatura obosita ( veche).

·        Se va controla etanseitatea racordurilor de refularea a distribuitoarelor.

29

·        Se vor curata cartusele filtrante cu apa cu sapun ( nu se vor utiliza solventi!)si se vor sufla purjele in sens invers de curgere.

·        Se va verifica functionarea purjarii automate.

D.   Semestriala :

·        Se va controla uzura tijei cilindrului si se va inlocui daca este nevoie.

·        Se vor inlocui, de asemenea, garniturile racloare.

13.3 Dereglari si defecte

Eventualele dereglari si defecte care apar in instalatiiile pneumatice pot fi cauzate de :

·        Uzura naturala a componentelor si a tubulaturii ;

·        Uzura naturala datorata factorilor externi si interni care depind, in pneumatica , in mod esential, de natura aerului comprimat;

·        Uzura se poate manifesta la aparate prin rupturi, gripaje ale componentelor, defecte in functionare, scurgeri, etc.

·        Aerul comprimat poluat poate fi la originea defectelor unor componente prin obstructie, colmatare, uzura, etc.

·        Obstructia, ruptura, flambajul tubulaturii depind de influente externe ;

·        Depunerile creeaza o rezistenta la curgere in interiorul conductelor si a componentelor, ceea ce poate avea consecinte in ceea ce priveste caderile de presiune, ceea ce poate duce la defecte in functionare ;

·        Erori in functionare pot apare si datorita caderilor de presiune datorate scurgerilor sau a variatiei presiunii de intrare. Cartusele

30

filtrante prost intretinute sunt, in egala masura, cauzele caderilor de presiune.

·        Montajul inadecvat a cilindrilor poate duce la o uzura prematura a acestora.

·        Fixarea incorecta a captorilor de final de cursa sau lungimea prea mare a cablurilor caretransmit semnalul sunt alte 2 cauze ale defectelor in functionare.

 

13.3.1 Defecte datorate unei alimentari cu aer comprimat

          intr-o retea subdimensionata

In situatia alimentarii insuficiente cu aer comprimat, apar urmatoarele probleme :

·        Cadenta cilindrilor nu este respectata intotdeauna datorita unei caderi bruste de presiune, datorata actionarii simultane a altor elemente de putere.

·        In timpul caderii de presiune o parte din incarcarea momentana se produce lan nivelul cilindrului.

Aceleasi simptome pot apare in cazul modificarii sectiunii de trecere a fluidului sau in cazul scurgerilor la nivelul racordurulor.

O micsorare a diametrului cu 20% duce la dublarea pierderilor la incarcare.

13.3.2 Defecte datorate condensarii apei

Daca facem abstractie de coroziunea superficiala datorata apei condensate existenta in aerul comprimat, riscurile de gripare a pieselor din interiorul distribuitoarelor sunt foarte importante.

31

Lubrefiantii, sub actiunea apei au tendinta de a se transforma in emulsii, ceea ce prezinta un nou risc pentru toate ajustajele de inalta precizie a sertarului distribuitorului.

13.3.3 Defecte datorate murdariei

Instalatiile pneumatice sunt dotate, in general, cu un filtru de intrare, in amonte.

Daca conducta de alimentare a distribuitorului nu a fost bine curatata prin suflare, inainte de a fi racordata, toate impuritatile existente vor patrunde direct in distribuitor.

          De asemenea, in instalatia care exista de atata timp, particulele de rugina apar in tubulatura (tevi), daca acestea nu sunt protejate contra coroziunii si aerul comprimat contine mult condens.

Muradria din tubulatura poate avea urmatoarele consecinte :

·        « Taierea » partii vulcanizate a scaunului supapei, rezultand astefel scurgeri permanente ;

·        Regulatoarele de debit sunt foarte sensibile la murdarie. Timpii de alimentare sau de refulare sunt modificati, iar miscarea pistoanelor cilindrilor devine mult prea lenta.

13.4 Localizarea defectelor pe componente pneumatice

13.4.1 Defecte  la un temporizator pneumatic

a) Defect :   Nu apare semnal de iesire ca raspuns a semnalului de comanda.

    Cauza : Scurgerile la nivelul pistonului de comanda (3) sunt egale sau superioare debitului la nivelul droselului.

Control   :  se desurubeza complet surubul de strangere al droselului, iar daca zgomotul de aer care refuleaza nu este clar perceptibil si distribuitorul nu comuta, rezulta ca pistonul de comanda al distribuitorului este blocat.

32

b) Defect : Dupa oprirea prelungita a instalatiei (in week-end) temporizarea este net superioara (importanta) decat in serviciu continuu.

Cauza:      Dupa o oprire prelungita, pistoanele de comanda au tendinta de a se bloca, ceea ce inseamna ca aderenta si deci presiunea de comutare necesara sunt net mai mari. Defectul va disparea dupa cateva secunde.

13.4.2 Defecte  la partea de putere

                                                      

                                                                  Fig.1 

a) Defect :   Aerul refuleaza continuu in R sau in S.

    Cauze :             - garnitura tip manseta a cilindrului (1) nu este etansa;

- distribuitorul (4) nu este etans ;33

- pentru distribuitorul cu 3 pozitii, acesta este blocat in pozitia mediana (centrala).

b) Defect :   Nu poate fi reglata viteza psitonului.

     Cauze:                - Regulatorul de debit (3) este plin cu murdarie;

- Clapeta anti-retur nu este etansa.

c) Defect :   Pistonul nu revine in pozitia initiala, dupa intreruperea semnalului de comanda.

    Cauze :             - Distribuitorul (4) nu comuta ;

- Ruperea arcului de revenire sau griparea pistonului ;

- Pilotarea (5) este defectuasa. De exemplu: scaunul supapei nu etanseaza, deci rezulta trecerea permanenta a aerului de la P la pistonul de comanda Z.

- Refularea pilotului este blocata.

d) Defect :   In prezenta unui semnal de comanda pistonul nu avanseaza.

     Cauze :               - Pe partea electrica bobina este defecta ;

- Pe partea pneumatica   :

·                             Canalul in derivatie de la P la pilot este blocat

·                             Pistonul de comanda din capul distribuitorului este gripat ;

·                             Garnitura dintre pilot si capul distribuitorului este defecta. Scurgerea de aer de comanda este cu atat mai importanta cu cat presiunea nu este suficienta pentru comutare.

34

13.4.3 Defecte  la electrodistributor

a) Defect :       Bobina este sub tensiune, iar miezul nu este atras.

Cauze :       Defectarea boinei datorita :

-  Miezul este gripat;

-  Tensiunea este prea cresuta;

-  Temperatura ambianta este prea cresuta;

-  Tensiunea este prea slaba.

b) Defect :       Zgomot (sforait) la pilot.

Cauze:             Aparatul este alimlentat la curent alternativ. Miezul nu sta pe suprafata plata a inelului de scurt circuit. Pilotul se incalzeste usor, dar ramane si in acest caz in stare de miscare. Se poate remedia, daca este cazul, prin infasurarea unui fir in jurul pilotului.

 

13.4.4 Defecte  la un distributor pneumatic

a) Defect :   Distribuitorul nu comuta complet, semnal continuu la iesiri (A si B) si refulare continua (R si S) sau pasaj de loc.

     Cauze :            a) La scunul supapei   :

·        Perturbare mecanica de comutare printr-o frecare excesiva sau un resort rupt ;

·        Scaunul supapei este acoperit de impuritati ;

·        Clapeta este poroasa ( deci utilzarea unui ulei neadecvat) sau foarte moale ; cursa de

35

putere nu este destul de mare pentru a deschide distribuitorul.

b) La distribuitorul cu sertar   :

·        Perturbare mecanica datorita frecarilor excesive sau datorita unui resort rupt.

·        Orificiul de refulare a camerei de comanda este blocat (compartimentul dintre pistonul de comanda si sertar). Distribuitorul ramane pe pozitia centrala.

·        La sertarele unde etansarea este metal pe metal, rugina produsa sta la baza impuritatilor care duc la scurgeri permanente.

·        Scurgerile de la sertar ne pot semnaliza ruptura unui resort.

13.5 Exemple de defectiuni pentru diferite componente

          pneumatice si modul lor de remediere

13.5.1 Cilindrul cu simplu efect

a)                             Defect : 

Aerul refuleaza in permanenta prin orificiile de refulare ale distribuitorului cu care este racordat.

Cauza posibila:   

Garnitura tip manseta nu este etansa sau nu este bine ajustata pe tija pistonului.

Remediu :

Schimbarea mansetei.36

b)                            Defect:

Tija pistonului nu se reintoarce la final de cursa.

·                    Cauza posibila 1 :

Resortul de revenire in pozitia initiala este deteriorat.

Remediu 1 :

Montarea unui nou resort.

·                    Cauza posibila 2 :

Amortizorul de zgomot este defect.

Remediu 2 :

Se inlocuieste amortizorul de zgomot.

c)                            Defect :

Aerul refuleaza la nivelul gulerului flansei.

·                    Cauza posibila 1 :

Garnitura manseta nu etanseaza.

Remediu 1 :

Se inlocuieste manseta.

·                    Cauza posibila 2 :

Garnitura manseta este montata invers.

Remediu 2 :

Se schimba manseta in pozitia corecta.

13.5.2 Cilindrul cu dublu  efect

37

a)                                         Defect : 

Aerul refuleaza la nivelu tijei pistonului.

Cauza posibila:   

Garnitura cu buza este defecta.

Remediu :

Schimbarea garniturii defecte cu una buna.

b)                                        Defect : 

Aerul refuleaza in permanenta la orificiul R a distribuitorului racordat.

Cauza posibila:   

Garnitura de pe piston si inelul de reglaj sunt deteriorate.

Remediu :

Se vor schimba cele doua garnituri.

c)                                        Defect : 

Pistonul percuteaza la cele doua capete de cursa.

Cauza posibila:   

Cele doua inele de amortizare sunt deteriorate.

Remediu :

Schimbarea celor doua inele de amortizare.

13.5.3 Supapa de descarcare rapida

a)                                         Defect :

Aerul refuleaza in permanenta pe la orificiul R al supapei.

38

·        Cauza posibila 1 :

Eroare de racordare a conductei de alimentare.

Remediu 1 :

Inversarea racordarii conductelor in P si A.

·        Cauza posibila 2 :

Garnitura manseta nu este etansa.

Remediu 2 :

Se schimba garnitura manseta.

b)                                        Defect :      

Surgeri de aer intre partea superioara si cea inferioara a corpului supapei.

Cauza posibila:   

Garnitura torica este deteriorata.

Remediu :

Se va inlocui aceasata garnitura.

13.5.4 Clapeta anti-retur si droselul cu supapa de sens

a)                                         Defect :

Exista refulare de aer chair si atunci cand surubul de reglare al clapetei este inchis.

·        Cauza posibila 1 :

Resortul de presiune este gripat sau prost montat.

Remediu 1 :

39

Montarea unui nou resort sau montarea corecta a acestuia.

·        Cauza posibila 2 :

Surubul de reglaj este murdar.

Remediu 2 :

Se schimba surubul de reglaj.

·        Cauza posibila 3 :

Garnitura de la clapeta este defecta.

Remediu 3 :

Se schimba aceasta garnitura.

b)                                        Defect :      

Droselul este zgomotos.

Cauza posibila:   

Garnitura de la clapeta este defecta.

Remediu :

Se schimba aceasta garnitura.

13.5.5 Captor de final de cursa pneumatic

a)                                         Defect :

Exista refulare de aer permanenta prin orificiul R, atata timp cat distribuitorul este in repaus.

·        Cauza posibila 1 :

Garnitura de la buton este stricata.

40

Remediu 1 :

Se va inlocui aceasta garnitura.

·        Cauza posibila 2 :

Racordurile P si A sunt inversate.

Remediu 2 :

Se schimba racordurile in pozitia corecta.

b)                                        Defect :

Exista refulare de aer permanenta la orificiul A al distribuitorului.

·        Cauza posibila 1 :

Garnitura este defecta.

Remediu 1 :

Montarea unei noi garnituri.

·        Cauza posibila 2 :

Racordurile P si R sunt inversate.

Remediu 2 :

Se pun racordurile in pozitia corecta.

c)                                        Defect :      

Refulare permanenta de aer la orificiul de refulare al membranei.

Cauza posibila:   

-                                                        Presiunea de comanda este prea slaba ;

-                                                        Pilotul este murdar ;

41

-                                                        Membrana este defecta.

Remediu :

-                                                        Reglarea corecta a presiunii ;

-                                                        Mentinerea presiunii minime.

13.5.6 Electrodistribuitor

a)                                         Defect :

Pistonul de comanda nu comuta.

·        Cauza posibila 1 :

Pistonul de comanda este gripat.

Remediu 1 :

Schimbarea garniturii cu buza.

·        Cauza posibila 2 :

Bobina nu raspunde si nu deschide conductele de comanda.

Remediu 2 :

Se schimba bobina.

·        Cauza posibila 3 :

Presiunea nu este suficienta pentru a comuta.

Remediu 3 :

Verificarea nivelului presiunii.

b)                                        Defect :

Zgomote la nivelul pilotului.

42

·        Cauza posibila 1 :

Bobina foarte murdara.

Remediu 1 :

Se va efectua curatirea pilotului.

·        Cauza posibila 2 :

Joc foarte mare intre miez si tub la bobina.

Remediu 2 :

Se va face schimbarea completa a pilotului.

c)                                        Defect :

Aerul refuleaza din tubul miezului.

·        Cauza posibila 1 :

Garnitura de cauciuc a miezului este foarte murdara.

Remediu 1 :

Se va trece la schimbarea miezului.

·        Cauza posibila 2 :

Corpul bobinei este foarte murdar

Remediu 2 :

Se schimba corpul bobinei.

13.5.7 Filtrul de aer comprimat si regulatorul de presiune

         

a)                                         Defect :

43

Filtrul nu curata aerul de impuritati si de apa.

·                    Cauza posibila 1 :

Filtrul a fost montat invers.

Remediu 1 :

Montarea filtrului in sensul correct de trecere a fluidului.

·                    Cauza posibila 2 :

Nivelul condensului depaseste linia de reper.

Remediu 2 :

Evacuarea condensului si montarea, eventual, a unui purjor automat.

b)                                        Defect :

Aerul refuleaza la nivelul regulatorului de presiune.

·                    Cauza posibila :

Regulatorul de presiune a fost montat invers.

Remediu :

Montarea regulatorului de presiune in sensul corect de trecere a fluidului.

13.5.8 Ungatorul

         

a)                                         Defect :

Depuneri reziduale in ungator.

·                    Cauza posibila :

Utilizarea unui ulei nu prea curat.

44

Remediu :

Curatirea ungatorului.

b)                                        Defect :

Ungatorul nu functioneaza cum trebuie.

·                    Cauza posibila :

Ungatorul este prost montat.

Remediu :

Montarea ungatorului in sensul corect de trecere a fluidului.

c)                                        Defect :

Ungerea excesiva in instalatie.

·                    Cauza posibila 1 :

Ungatorul este prost reglat.

Remediu 1 :

Se regleaza corect ungatorul.

·                    Cauza posibila 2 :

Nivelul de ulei depaseste linia de reper.

Remediu 2 :

Se evacueaza uleiul excedentar.

d)                                        Defect :

Nivelul de ulei scade foarte repede.

·                    Cauza posibila 1 :

45

Garnitura torica nu este etansa.

Remediu 1 :

Schimbarea garniturii torice.

·                    Cauza posibila 2 :

Ungatorul este prost reglat.

Remediu 2 :

Se va regla corect ungatorul.

46