Приложение С (обязательное). Оценка функциональных характеристик

Приложение С
(обязательное)

Оценка функциональных характеристик

С.1 Общие положения

Настоящее приложение отражает требования к проведению процедуры оценки функциональных характеристик, подтверждающей способность насоса или его компонентов соответствовать специфическим эксплуатационным требованиям при характерных условиях применения, определяемых потребителем/заказчиком. Для каждого изделия потребителям/заказчикам необходима информация, позволяющая им:

a) убедиться в функциональных свойствах насоса, поставляемого поставщиками/изготовителями;

b) определить соответствие каждого насоса определенному использованию.

Примечание - Ввиду нескольких факторов сложно установить одну процедуру, которая отвечала бы вторичной цели. Эти факторы включают влияние взаимодействия жидкости с эластомером при посадке ротора и статора, а также влияние свойств (вязкости, газа и др.) жидкости на работу насоса. Из-за химического набухания и температурного расширения эластомера в момент помещения насоса в скважину фактические показатели работы насоса в части объемного КПД и фактического объема за один оборот может отличаться от результатов функционального испытания. Для более подробной информации см. приложение G.

Процедуры проверки функциональных характеристик организованы двумя уровнями.

- F1: Функциональное гидравлическое испытание;

- F2: Функциональная оценка без проведения стендовых испытаний.

Все испытания должны проводиться в соответствии с документированными процедурами поставщика/изготовителя, которые удовлетворяют или превышают требования настоящего стандарта.

Поставщик/изготовитель должен задокументировать процедуры и результаты испытаний функциональных свойств в данные об отражении функциональных характеристик. Четко изложенные и доступные для просмотра данные с результатами испытаний подлежат проверке и одобрению компетентным лицом.

С.2 Уровень F2 - Функциональное испытание без проведения стендовых испытаний

С.2.1 Общие положения

Функциональное испытание второго этапа F2 состоит из измерения размеров ротора и статора в соответствии с документированными и согласованными компетентным лицом процедурами, которые включают, как минимум:

a) измерение профиля статора в соответствии с 7.9.11;

b) измерение профиля ротора в соответствии с 7.9.11.

У поставщика/изготовителя должны быть в наличии документальные методы измерения ротора и статора для определения рабочих характеристик насоса.

С.2.2 Требования к документации

В отчете по испытанию функциональных характеристик насоса должны содержаться, как минимум, следующие сведения:

a) место проведения испытания;

b) дата испытания;

c) компетентное лицо, осуществлявшее испытание;

d) потребитель/заказчик, если необходимо;

e) описание ВН:

- модель насоса, индивидуальное обозначение статора, индивидуальное обозначение ротора и код эластомера;

- статор насоса, длина статора, наибольший и наименьший диаметры ротора (в соответствии с разделом С.2);

f) температура окружающей среды;

g) предполагаемые рабочие характеристики насоса в соответствии с 6.5.

С.3 Уровень F1 - Функциональное гидравлическое испытание

С.3.1 Общие положения

Следующая процедура применяется как к насосу в сборе (комбинации статора и ротора), так и к отдельному статору. Во втором случае будет применяться ротор с соответствующими размерами, согласованными между потребителем/заказчиком и поставщиком/изготовителем.

Целью гидравлического испытания является измерение количества жидкости в единицу времени и крутящего момента при специфических условиях частоты вращения, температуры и перепадов давления для жидкости с известными характеристиками.

Для определения оптимального варианта проведения гидравлического испытания учитывают условия применения и их параметры. Стандарт не устанавливает единой процедуры для всех случаев, а обеспечивает набор требований для процедуры.

Испытание проводится в контролируемой среде, где ключевые входные параметры (подача насоса, давление насоса, свойства жидкости и температура) контролируют, а параметры на выходе (объем жидкости в единицу времени, показатели крутящего момента и энергопотребления) измеряют до определенной степени точности.

Испытательное оборудование и процедуры должны обеспечивать документальное отражение повторных результатов в пределах 10% от требуемого уровня подачи и крутящего момента при заданной температуре жидкости и частоте вращения.

С.3.2 Требования к стендовым испытаниям

Рисунок С.1 показывает схему испытательного стенда с минимальным набором обозначенных компонентов.

"Рисунок С.1 - Схема испытательного стенда"

С.3.3 Исправность контрольно-измерительных приборов

Контрольно-измерительное оборудование должен размещать, устанавливать и им управлять квалифицированный персонал. Оборудование, используемое для проведения испытаний, должно отвечать требованиям 7.8 и задокументированным процедурам поставщика/изготовителя.

Поставщик/изготовитель должен гарантировать достаточный уровень исправности оборудования согласно требованиям таблицы С.1 для испытываемого насоса.

Примечание - При испытании небольшого насоса на большом испытательном стенде рекомендуется принять дополнительные меры предосторожности с целью обеспечения достаточного уровня точности разрешения и контроля всех тестовых параметров.

Таблица С.1 - Точность измерения, необходимая для проведения испытания

Измеряемый параметр	Отклонение, % максимальной предполагаемой величины	Измеряемый параметр	Отклонение, % максимальной предполагаемой величины
Давление	5	Расход	5
Температура	5	Крутящий момент	5
Частота вращения	3	Энергопотребление	5

С.3.4 Процедура стендового испытания винтового насоса

Поставщик/изготовитель разрабатывает и документально оформляет процедуры для каждого этапа проведения стендового испытания насоса, включая, как минимум, требования, представленные в таблице С.2. Алгоритм проведения испытаний должен соответствовать всем требованиям, включенным в функциональные требования, предоставляемые потребителем/заказчиком.

Таблица С.2 - Действия, необходимые для подготовки и проведения лабораторного испытания

Действие	Требования
1 Осмотр испытательного стенда и жидкости для испытаний	Как минимум, ежемесячно визуально проверять уровень загрязнения жидкости. Подготовить порядок выполнения операционного контроля испытательного стенда
2 Осмотр и измерения	Подтвердить модель, а также уникальные идентификаторы ротора и статора. Выполнить базовый визуальный осмотр ротора и статора в соответствии с 7.9.8. Измерить ротор: внутренний и внешний диаметр, общую длину
3 Установка	Установить ВН в соответствии с документально подтвержденной процедурой поставщика/изготовителя
4 Пуск и разогрев	Разогревать насос жидкостью при температуре испытаний до тех пор, пока внешняя температура трубы статора колеблется не более чем на 5°С за 5 мин.
5 Анализ	Начать каждое испытание при самом низком дифференциальном давлении. Повысить дифференциальное давление, поддерживая при этом постоянную скорость. Стабилизировать все переменные на каждой точке давления в соответствии с таблицей С.3. Зарегистрировать расход, как минимум, в пяти точках дифференциального давления на кривой скорости. Повторить испытание при других скоростях, как необходимо
6 Одобрение/отклонение данных	Сопоставить собранные данные с критериями в таблицах С.2 и С.3 и обеспечить их одобрение квалифицированным лицом
7 Анализ насоса исходя из производительности	Сопоставить результаты с технической спецификацией и получить одобрение квалифицированного лица. Необходимо, как минимум, чтобы: - результаты испытания были в пределах 10% от заданных величин фактической емкости за 1 об/мин и крутящего момента при минимальном давлении и температуре испытания; - допустимые отклонения от необходимого объемного КПД при заданном дифференциальном давлении насоса и диаметре входного патрубка были согласованы с потребителем/заказчиком и поставщиком/изготовителем, согласно 5.8
8 Осмотр насоса после испытания	Провести визуальный осмотр ротора и статора в соответствии с 7.9.8

Требования и рекомендуемые значения для параметров испытания приведены в таблице С.3.

Таблица С.3 - Требования к параметрам стендового испытания насоса

Параметр	Требования	Рекомендуемые значения
Частота вращения ротора, об/мин	Максимальные допустимые отклонения +2%(а)	100, 150, 200, 250, 300, 500
Тип жидкости	Испытательная жидкость соответствует эксплуатационным требованиям. Испытательная жидкость должна быть безопасной для статора и ротора во время испытания и хранения	Вода нефть, SAE 140 смесь нефти и воды
Содержание механических примесей в жидкости	Документально подтвержденные критерии приемки уровня загрязнения имеются в наличии у поставщика/ изготовителя	-
Температура жидкости, °С	Максимально допустимое отклонение менее 5°С в пределах заданной температуры. Испытания нужно замерять по пути движения потока	30, 40, 50, 60, 90
Внешняя температура корпуса статора	Измерять и регистрировать температуру в середине секции статора в начале и в конце испытания	-
Давление на входе насоса	Максимально допустимое отклонение во время испытания 70 кПа	-
Дифференциальное давление насоса	Минимальное время на каждой точке - 2 мин.	Минимум, номинальное давление насоса и три промежуточных значения
(а) На основании фактических показаний приборов. Данное требование относится к контролируемости процесса и не связано с точностью приборов.

С.3.5 Обработка результатов испытаний

Фактическая производительность насоса при заданной частоте вращения и дифференциальном давлении определяется посредством измерения объемного расхода жидкости с давлением менее 350 КПа (0,35 МПа) в нагнетательной линии испытательного стенда (см. рисунок С.1).

Дифференциальное давление исчисляется как разность между давлениями на выходе и на входе насоса.

Объемный , выраженный в процентах, составляет

,

(С.1)

где - подача при данном дифференциальном давлении ;

- подача при < 350 КПа.

Примечание - Этот показатель по ГОСТ 17398 соответствует понятию "идеальная подача насоса", который выражает суммарное расчетное изменение рабочих камер в единицу времени.

Входная мощность на валу привода насоса

,

(С.2)

где - крутящий момент на валу;

- угловая скорость вала.

Гидравлическая мощность

,

(С.3)

где - подача при данном дифференциальном давлении ;

- дифференциальное давление.

Общий КПД насоса при данном дифференциальном давлении и подаче, выраженный в процентах, рассчитывают по формуле

,

(С4)

С.3.6 Оформление протоколов испытаний

В отчете о проведенном стендовом испытании должна содержаться следующая информация:

a) место проведения испытания;

b) дата проведения испытания;

c) квалифицированное лицо, проводившее испытания;

d) тестовая жидкость и уровень вязкости при стандартных условиях (если жидкостью является не вода);

e) потребитель/заказчик, если необходимо;

f) описание насоса:

- модель насоса, индивидуальное обозначение статора, индивидуальное обозначение ротора и код эластомера;

- измерения ротора в соответствии с таблицей С.2;

g) температура тестовой жидкости (начальная и конечная);

h) внешняя температура статора (начальная и конечная);

i) температура окружающей среды при проведении испытания;

j) давление на входе;

k) критерии готовности к эксплуатации и результаты проверки и испытания;

I) фактическая производительность;

m) базовые точки измерений и кривые для отражения подачи, объемного КПД, крутящего момента и общего КПД насоса как функции дифференциального давления и частоты вращения.