ГОСТ 31303-2006
Группа Т58
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Чистота промышленная
МЕТОД ОЧИСТКИ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ГАЗОВЫХ
И ЖИДКОСТНЫХ СИСТЕМ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ ОТ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ
Industrial cleanliness. Hydrodynamic method of cleaning from contaminations
in gas and fluid systems of machines and mechanisms
МКС 23.040.10
ОКП 41 4000
41 5000
75 5000
Дата введения 2008-03-01
Предисловие
Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-97 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Порядок разработки, принятия, применения, обновления и отмены"
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием "Научно-исследовательский институт стандартизации и унификации" (ФГУП НИИСУ), ОАО "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (ОАО НИЦ КД), Самарским научным центром Российской академии наук (СНЦ РАН)
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 29 от 24 июня 2006 г.)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97 | Код страны | Сокращенное наименование национального органа по стандартизации |
Азербайджан | AZ | Азстандарт |
Армения | AM | Минторгэкономразвития |
Беларусь | BY | Госстандарт Республики Беларусь |
Казахстан | KZ | Госстандарт Республики Казахстан |
Кыргызстан | KG | Кыргызстандарт |
Молдова | MD | Молдова-Стандарт |
Российская Федерация | RU | Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии |
Таджикистан | TJ | Таджикстандарт |
Узбекистан | UZ | Узстандарт |
Украина | UA | Госпотребстандарт Украины |
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 июня 2007 г. N 152-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 31303-2006 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 марта 2008 г.
Информация о введении в действие (прекращение действия) настоящего стандарта публикуется в указателе "Национальные стандарты".
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в указателе "Национальные стандарты", а текст изменений - в информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в информационном указателе "Национальные стандарты"
ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 6, 2010 год
Поправка внесена изготовителем базы данных
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает гидродинамический метод очистки от технологических и эксплуатационных загрязнителей (далее - гидродинамическая очистка) газовых и жидкостных систем машин и механизмов, их комплектующих устройств (далее - агрегаты) и магистралей к ним, требования к режимам и параметрам процесса гидродинамической очистки, стендовому оборудованию для гидродинамической очистки.
Стандарт предназначен для применения при разработке технологических процессов производства и ремонте газовых и жидкостных систем машин и механизмов, агрегатов и магистралей к ним в части очистки их от технологических и эксплуатационных загрязнителей.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 16516-80 Гидроприводы объемные, пневмоприводы и смазочные системы. Условные проходы
ГОСТ 17216-2001 Чистота промышленная. Классы чистоты жидкостей
ГОСТ 21971-76 Соединения трубопроводов резьбовые. Проходы условные (размеры номинальные). Ряды
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов на территории государства по соответствующему указателю стандартов, составленному на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 гидродинамический метод очистки: Метод очистки, заключающийся в использовании пульсирующего потока моющей жидкости с гармоническими колебаниями давления и расхода.
3.2 параметры процесса гидродинамической очистки: Параметры потока моющей жидкости, определяемые постоянной (статической) и переменной (амплитудной) составляющими давления и расхода моющей жидкости и частотой гармонических колебаний давления и расхода, возбуждаемых генератором колебаний жидкости.
3.3 импеданс: Комплексное сопротивление, связывающее амплитуду гармонических колебаний давления и расхода жидкости при сдвиге фазы между ними.
3.4 магистрали газовых и жидкостных систем: Трубопроводы, по которым рабочая среда подается к гидролиниям (пневмолиниям), агрегатам.
3.5 генератор колебаний жидкости: Устройство дроссельного типа, изменяющее с заданной частотой проходное сечение гидролинии и создающее гармонические колебания давления и расхода моющей жидкости.
3.6 блок акустической развязки: Устройство, исключающее воздействие колебательных процессов на магистраль нагнетания насосной станции и усиливающее, при необходимости, уровень колебаний на входе в объект очистки.
3.7 блок граничных условий: Устройство, обеспечивающее устойчивость процессов очистки в стендовой системе и объекте очистки.
3.8 объект очистки: Внутренние полости магистралей газовых и жидкостных систем и агрегатов.
4 Процесс гидродинамической очистки газовых и жидкостных систем, агрегатов и магистралей к ним
4.1 Расчет параметров потока моющей жидкости
Параметры потока моющей жидкости рассчитывают индивидуально для каждого условного прохода очищаемого трубопровода или условного прохода гидролинии (пневмолинии), очищаемого агрегата.
4.1.1 Параметры потока моющей жидкости
Параметры потока моющей жидкости для очистки трубопроводов в состоянии поставки длиной до 6,0 м и трубопроводов, смонтированных на машинах и механизмах, длиной до 140,0 м приведены в таблице 1.
Таблица 1
Условный проход трубопровода | Расход жидкости для очистки, дм | Трубопроводы в состоянии поставки | Магистрали трубопроводов | ||
Рабочее давление (постоянная составляющая), МПа [кг/(м·с | Частота колебаний, с | Рабочее давление (постоянная составляющая), МПа [кг/(м·с | Частота колебаний, с | ||
4; 5; 6 | От 15 до 20 включ. | От 0,5 | От 20 до 40 включ. | От 0,7 | От 50 до 70 включ. |
8; 10 | От 25 до 35 включ. | ||||
12; 16 | От 40 до 60 включ. | ||||
20; 25 | От 70 до 90 включ. | ||||
32; 40 | От 110 до 140 включ. | ||||
* |
Параметры потока моющей жидкости для очистки проточных и непроточных агрегатов приведены в таблице 2.
Таблица 2
Условный проход агрегатов (по ГОСТ 16516), мм | Расход жидкости для очистки, дм | Проточные агрегаты | Непроточные агрегаты | ||
Рабочее | Частота колебаний жидкости | Рабочее давление (постоянная составляющая), МПа [кг/(м·с | Частота колебаний жидкости | ||
6; 8; 10 | От 30 до 40 включ. | От 0,7 | От 100 до 350 включ. | От 0,7 | От 60 до 250 включ. |
12; 16 | От 50 до 70 включ. | ||||
20; 25 | От 80 до 100 включ. | ||||
* |
4.1.2 Переменные (амплитудные) составляющие давления и расхода потока моющей жидкости при гидродинамической очистке рассчитывают:
- для трубопроводов в состоянии поставки в соответствии с разделом А.1 (приложение А);
- для очистки магистралей трубопроводов, смонтированных на машинах и механизмах, в соответствии с разделом А.2 (приложение А);
- для очистки проточных и непроточных агрегатов в соответствии с разделом А.3 (приложение А).
4.2 Требования к режимам нагрузки объекта очистки
Предельные режимы нагрузки объекта очистки при гармонических колебаниях моющей жидкости в условиях гидродинамической очистки устанавливают в соответствии с допустимым уровнем усталостных напряжений конструкции объекта очистки и классом чистоты моющей жидкости по ГОСТ 17216.
Порядок определения предельных режимов нагрузки объекта очистки устанавливают в соответствии с приложением Б.
5 Стендовое оборудование для гидродинамической очистки
5.1 Функции стендового оборудования
Стендовое оборудование должно обеспечивать:
- расход жидкости в зависимости от условного прохода очищаемых трубопроводов и гидролиний (пневмолиний), агрегатов (см. таблицы 1 и 2);
- рабочее давление моющей жидкости для очистки (см. таблицы 1 и 2);
- плавное и независимое регулирование параметров потока моющей жидкости в течение всего процесса очистки;
- исключение влияния пульсирующего течения моющей жидкости в объекте очистки на работу насосной станции;
- исключение влияния работы насосной станции на параметры потока в объекте очистки;
- стабильность параметров генератора колебаний жидкости. Параметры генератора колебаний жидкости для гидродинамической очистки рассчитывают в соответствии с приложением В.
5.2 Стенд для гидродинамической очистки
Стенд для гидродинамической очистки представляет собой отдельные блоки, включающие насосную станцию и пульт гидродинамической очистки.
5.2.1 В качестве насосной станции используют готовое устройство, обеспечивающее расход и рабочее давление моющей жидкости в соответствии с таблицами 1 и 2 для конкретных объектов очистки.
Насосная станция должна быть укомплектована источником давления, гидробаком, регулятором давления, предохранительным устройством, охладителем моющей жидкости, фильтрующими устройствами номинальной тонкостью фильтрации не более 5 мкм, средствами контроля давления, расхода и температуры моющей жидкости и электрическими устройствами.
5.2.2 Пульт для гидродинамической очистки в зависимости от объекта очистки состоит из блоков акустической развязки, блоков граничных условий и генератора колебаний жидкости, соединенных трубопроводными магистралями.
В качестве блока граничных условий используют баллоны высокого давления объемами, рассчитанными по формулам (Г.5) и (Г.8) (приложение Г).
В качестве блока граничных условий используют гасители колебаний давления жидкости в соответствии с Г.2.3 (приложение Г).
5.3 Схемы пультов для гидродинамической очистки
5.3.1 Схема пульта для гидродинамической очистки трубопроводов в состоянии поставки приведена на рисунке 1.
1 - магистраль нагнетания жидкости от насосной станции; 2 - баллон блока акустической развязки;
3 - генератор колебаний жидкости; 4 - очищаемый трубопровод; 5 - пробоотборник;
6 - сливная емкость; 7 - магистраль слива в насосную станцию
Рисунок 1 - Схема пульта для гидродинамической очистки трубопроводов в состоянии поставки
Параметры стендового оборудования для гидродинамической очистки трубопроводов в состоянии поставки рассчитывают в соответствии с Г.1 (приложение Г).
5.3.2 Схемы пультов для гидродинамической очистки магистралей трубопроводов, смонтированных на машинах и механизмах, приведены на рисунках 2 и 3.
1 - магистраль нагнетания жидкости от насосной станции; 2, 5 - гаситель колебаний давления жидкости;
3 - очищаемая магистраль трубопровода; 4 - пробоотборник; 6, 7 - магистраль слива в насосную станцию;
8 - регулирующий вентиль; 9 - баллон блока акустической развязки; 10 - генератор колебаний жидкости
Рисунок 2 - Схема пульта для гидродинамической очистки магистралей трубопроводов
с одним блоком акустической развязки
1 - магистраль нагнетания жидкости от насосной станции; 2, 10 - баллон блока акустической развязки;
3 - трубопровод с зауженным диаметром проходного сечения; 4 - очищаемая магистраль трубопровода;
5 - пробоотборник; 6 - гаситель колебаний давления жидкости; 7, 9 - регулирующий вентиль;
8 - магистраль слива в насосную станцию; 11 - генератор колебаний жидкости
Рисунок 3 - Схема пульта для гидродинамической очистки трубопроводов
с двумя блоками акустической развязки
Параметры основных узлов пульта для гидродинамической очистки магистралей трубопроводов рассчитывают в соответствии с Г.2 (приложение Г).
5.3.3 Схемы пультов для очистки проточных и непроточных агрегатов приведены на рисунках 4 и 5.
1 - магистраль нагнетания жидкости от насосной станции; 2, 7 - гаситель колебаний давления жидкости;
3 - очищаемый агрегат; 4 - трубопровод с зауженным диаметром проходного сечения; 5, 12 - баллон блока
акустической развязки; 6 - пробоотборник; 8, 11 - регулирующий вентиль; 9, 10 - магистраль слива
в насосную станцию; 13 - генератор колебаний жидкости
Рисунок 4 - Схема пульта для гидродинамической очистки проточных агрегатов
1 - магистраль нагнетания жидкости от насосной станции; 2, 8 - баллон блока акустической развязки;
3 - трубопровод с зауженным диаметром проходного сечения; 4 - очищаемый агрегат; 5 - генератор
колебаний жидкости; 6 - магистраль слива в насосную станцию; 7 - регулирующий вентиль;
9 - пробоотборник
Рисунок 5 - Схема пульта для гидродинамической очистки непроточных агрегатов
Параметры основных узлов пульта для гидродинамической очистки непроточных агрегатов рассчитывают в соответствии с Г.3 (приложение Г).
5.3.4 Частоту колебаний жидкости генератора регулируют изменением частоты вращения приводного электродвигателя.
Давление потока жидкости регулируют вентилями.
Приложение А
(рекомендуемое)
Параметры потока моющей жидкости при гидродинамической очистке
А.1 Очистка трубопроводов в состоянии поставки
А.1.1 При очистке трубопроводов расход моющей жидкости
где
А.1.2 Постоянную (статическую) составляющую расхода моющей жидкости определяют опытным путем при условии переноса наиболее тяжелых частиц загрязнителей из промываемого трубопровода в процессе отбора проб жидкости по [1].
А.1.3 Переменную (амплитудную) составляющую расхода моющей жидкости на входе в очищаемый трубопровод
где
Переменную (амплитудную) составляющую давления потока моющей жидкости определяют с учетом действующих напряжений в материале трубопровода (см. приложение Б).
А.1.4 Входной импеданс
где
Импеданс присоединенной системы
где
А.2 Очистка магистралей трубопроводов, смонтированных на машинах и механизмах
А.2.1 При очистке магистралей трубопроводов, смонтированных на машинах и механизмах, определяют и рассчитывают режимы очистки в следующей последовательности:
- опытным путем определяют
- по значению
где
- определяют переменную (амплитудную) составляющую давления потока моющей жидкости при условии ограничения значения действующих напряжений в материале трубопроводов (см. приложение Б).
А.2.2 Время гидродинамической очистки трубопровода определяют по достижению в нем установленного класса чистоты моющей жидкости по ГОСТ 17216.
А.3 Очистка проточных и непроточных агрегатов
А.3.1 Рассчитывают переменную (амплитудную) составляющую давления потока жидкости
где
Импеданс очищаемого агрегата рассчитывают по формуле
где
А.3.2 При очистке непроточных агрегатов увеличение давления в полости очищаемого агрегата
где
Переменную (амплитудную) составляющую давления потока моющей жидкости
Приложение Б
(рекомендуемое)
Предельные режимы нагрузки объекта очистки
при гармонических колебаниях давления жидкости
Б.1 Общие положения
Максимальные амплитуды колебаний давления жидкости определяют исходя из условия эквивалентности физических процессов накопления усталостных напряжений в эксплуатации. При гидродинамической очистке используют:
- эксплуатационно-технические характеристики объекта очистки, указанные в технических условиях;
- справочные данные по режимам работы материала объекта очистки в условиях циклической нагрузки.
Режимы колебаний давления жидкости рассчитывают для элементов и узлов, техническое состояние которых влияет на работоспособность объекта в эксплуатации.
Б.2 Гидродинамическая очистка агрегатов
Б.2.1 Максимально допустимые уровни напряжений рассчитывают исходя из условия сохранения усталостной прочности для элементов, имеющих наименьший запас усталостной прочности.
Нормальное и касательное (амплитудные) эквивалентные напряжения при гидродинамической очистке пульсирующим потоком в опасном сечении элемента
где
Значения коэффициентов
Таблица Б.1
Предел прочности, МПа | Коэффициенты чувствительности асимметрии цикла нагрузки | |
Растяжение, сжатие, изгиб, | Кручение, | |
От 3,2 до 5,0 включ. | 0 | 0 |
Св. 5,0 " 7,5 " | 0,05 | 0,03 |
" 7,5 " 10,5 " | 0,10 | 0,05 |
" 10,5 " 12,5 " | 0,20 | 0,10 |
" 12,5 " 14,5 " | 0,25 | 0,10 |
Значения
Таблица Б.2
Циклическая долговечность | Коэффициент |
10 | 0,65 |
10 | 0,65 |
10 | 0,45 |
10 | 0,35 |
Эффективные коэффициенты концентрации напряжений
где
Коэффициенты
Средние нормальные и касательные напряжения цикла нагрузки
- при асимметричной нагрузке
- при пульсирующей нагрузке
где
Нормальные и касательные (амплитудные) напряжения рассчитывают по формулам:
- при асимметричной нагрузке
- при пульсирующей нагрузке
Б.2.2 Нормальные и касательные (амплитудные) эквивалентные напряжения
где
Для объектов очистки с ресурсом менее 3000 ч предельные напряжения принимают:
где
Для объектов очистки с ресурсом более 3000 ч предельные напряжения принимают равными эксплуатационным напряжениям:
где
Б.2.3 Предельный режим нагрузки объекта очистки при гармонических колебаниях давления моющей жидкости определяют в следующей последовательности:
- выбирают несколько опасных сечений объекта очистки;
- рассчитывают предельные нормальные и касательные напряжения;
- рассчитывают эквивалентные напряжения по формулам (Б.1) и (Б.2);
- рассчитывают нормальные и касательные (амплитудные) напряжения цикла по формулам:
- рассчитывают максимально допустимые амплитуды колебаний давления жидкости при очистке и среднее значение амплитуды колебания давления исходя из установленных значений по формулам (Б.13, Б.14).
Б.2.4 Максимальное время очистки
где
Б.3 Очистка трубопроводов в состоянии поставки
Предельные режимы нагрузки трубопроводов при гидродинамической очистке определяют в следующей последовательности:
- рассчитывают максимальные и минимальные напряжения по формулам:
где
- определяют эквивалентные (амплитудные) напряжения в соответствии с Б.2.1;
- предельные эквивалентные напряжения рассчитывают исходя из условий:
где
Б.4 Очистка магистралей трубопроводов, смонтированных на машинах и механизмах
Предельные режимы нагрузки трубопроводов при гидродинамической очистке определяют в следующей последовательности:
- определяют тензометрированием наиболее напряженные участки трубопроводов и предельные напряжения в соответствии с Б.1;
- предельные напряжения рассчитывают по формулам:
где
- предельные режимы нагрузки и время очистки трубопроводов определяют в соответствии с Б.2.3 и Б.2.4.
Приложение В
(рекомендуемое)
Параметры генератора колебаний жидкости для гидродинамической очистки
В.1 Схема генератора
Расчетная схема гидравлической цепи с генератором колебаний жидкости приведена на рисунке В.1.
Рисунок В.1 - Схема гидравлической цепи с генератором колебаний жидкости
В.2 Параметры генератора колебаний жидкости
Параметры генератора колебаний жидкости определяют в следующей последовательности:
- рассчитывают расход моющей жидкости
где
- рассчитывают переменные (амплитудные) составляющие давления потока моющей жидкости на входе и выходе генератора колебаний жидкости и сдвиги фаз по формулам:
где
- стабилизируют параметры генератора колебаний жидкости исходя из условия:
В.3 Проходы для потока моющей жидкости через генератор колебаний жидкости являются прямоугольными отверстиями. Максимальную площадь проходного сечения
где
График зависимости площади проходного сечения для потока моющей жидкости от времени при работе генератора колебаний жидкости приведен на рисунке В.2.
Рисунок В.2 - График зависимости площади проходного сечения для потока моющей жидкости
от времени при работе генератора колебаний жидкости
Приложение Г
(рекомендуемое)
Параметры стендового оборудования для гидродинамической очистки
Г.1 Гидродинамическая очистка трубопроводов в состоянии поставки
Г.1.1 При гидродинамической очистке трубопроводов скорость течения моющей жидкости не должна превышать 20 м/с, перепад давления на генераторе колебаний жидкости - не более 15 МПа.
Параметры стендового оборудования рассчитывают в следующей последовательности:
- площадь проходного сечения для потока моющей жидкости через генератор колебаний жидкости
- переменную (амплитудную) составляющую расхода моющей жидкости
- импеданс промываемого трубопровода
где
- переменную (амплитудную) составляющую давления
Г.1.2 Расход жидкости насосной станции корректируют в соответствии с таблицей 1.
Давление в магистрали нагнетания насосной станции
где
При условии:
где
Г.2 Очистка магистралей трубопроводов, смонтированных на машинах и механизмах
Г.2.1 Переменную (амплитудную) составляющую давления потока жидкости и параметры насосной станции рассчитывают по формулам (Г.2)-(Г.4).
Г.2.2 Объем баллона блока акустической развязки
где
Диаметр проходного сечения зауженного трубопровода
где
Г.2.3 В качестве блока граничных условий применяют гаситель колебаний давления моющей жидкости, схема которого приведена на рисунке Г.1.
1 - входной канал; 2 - кольцевая полость; 3 - дроссельные устройства
(пористые вставки или отверстия малого диаметра)
Рисунок Г.1 - Схема гасителя колебаний давления жидкости
Г.3 Очистка агрегатов
Г.3.1 Параметры основных узлов стенда для гидродинамической очистки проточных агрегатов определяют в соответствии с приложением В и Г.2.2, Г.2.3 (приложение Г).
Длину зауженного трубопровода
Г.3.2 Для очистки непроточных агрегатов определяют параметры основных узлов стендового оборудования:
- объем баллона блока акустической развязки
где
- внутренний диаметр зауженного трубопровода - по таблице Г.1.
Таблица Г.1
Объем внутренней полости агрегата, м | Внутренний диаметр зауженного трубопровода, м |
До 0,0005 | От 0,01 до 0,012 включ. |
От 0,0005 до 0,001 включ. | От 0,016 до 0,018 включ. |
От 0,001 до 0,003 включ. | От 0,02 до 0,22 включ. |
Г.3.3 Очистку гидравлических цилиндров объемом внутренней полости до 0,0005 м
Переменную (амплитудную) составляющую давления потока моющей жидкости в очищаемой полости
где
Длину трубопровода между генератором колебаний моющей жидкости и гидроцилиндром
где
Г.3.4 Очистку гидравлических цилиндров объемом внутренней полости более 0,0005 м
Порцию жидкости для подачи в полость промываемого гидроцилиндра
где
Объем жидкости от генератора колебаний жидкости до гидравлического цилиндра составляет от 10% до 20% значения
Библиография
[1] | ГОСТ Р 50556-93 (ИСО 4021-77) | Гидропривод объемный. Анализ загрязненности частицами. Отбор проб жидкости из трубопроводов работающих систем |
Электронный текст документа
и сверен по:
, 2007
Редакция документа с учетом
изменений и дополнений подготовлена