【石油天然气行业标准(SY)】 石油装备用离心涡轮液力变矩器

ICS75.180.10
CCSE92
中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T5141—2022
代替SY/T5141—2010
石油天然气钻采设备
离心涡轮液力变矩器
Petroleum drilling and production equipment-Hydraulic torque converter with centrifugal turbine2022-11-04发布
国家能源局
2023-05-04实施
规范性引用文件
术语和定义
型号表示方法及基本参数
型号表示方法
基本参数
技术要求
通用要求
材料要求
加工及装配要求
涂装要求
性能要求
外观要求
试验方法
试验条件
试验需要测量、记录的参数
密封性试验
性能试验
外观检查
大修要求
7.2大修条件
7.3大修零件修复技术
常用大修零件技术要求
大修装配要求
大修试验
大修检验
检验规则
检验分类
出厂检验
型式检验
SY/T5141—2022
SY/T5141—2022
抽样检验
标志、
包装、运输和贮存
9.4贮存
附录A（资料性）
附录B(资料性)
附录C（资料性）
铸造铝合金化学成分及力学性能灰铸铁抗拉强度及硬度
变矩器匹配试验总表
SY/T5141—2022
本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件代替SY/T5141—2010《石油钻机用离心涡轮液力变矩器》，与SY/T5141—2010相比除结构调整和编辑性修改外，主要技术内容变化如下：a）名称更改为《石油天然气钻采设备离心涡轮液力变矩器》；b）更改了“范围”（见第1章，2010年版的第1章）；c）更改了“规范性引用文件”（见第2章，2010年版的第2章）；d）更改了“术语和定义”（见第3章，2010年版的第3章）；e）更改了“型号表示方法及基本参数”（见第4章，2010年版的第4章）；f）更改了“技术要求”（见第5章，2010年版的第5章）；g）更改了“试验方法”（见第6章，2010年版的第7章）；h）更改了“大修”（见第7章，2010年版的第6章）；i）更改了“检验规则”（见第8章，2010年版的第9章）。j）删除了“变矩器与发动机配套机组的匹配试验及验收”（见2010年版的第8章）；k）增加了“铸造铝合金化学成分及力学性能”（见附录A）；1）增加了“灰铸铁抗拉强度及硬度”（见附录B）；请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国石油钻采设备和工具标准化技术委员会（SAC/TC96）提出并归口。本文件起草单位：中国石油集团济柴动力有限公司、石油工业标准化研究所、天水电气传动研究所集团有限公司。
本文件主要起草人：元俊勇、郭进举、董占春、张玉、王有云、石际亮、孙成磊、李思源、朱奇先、李舜昌、李永强、胡志峰、张聂红、马向平。本文件及其所替代文件的历次版本发布情况为-1986年首次发布为SY/T5141一1986，1993年第一次修订，2002年第二次修订；-2010年第三次修订时，并入了SY/T5716.9-1995《石油钻机大修理技术条件液力变矩器》的内容；
一本次为第四次修订。
1范围
石油天然气钻采设备
离心涡轮液力变矩器
SY/T5141—2022
本文件规定了石油钻采设备用离心涡轮液力变矩器（以下简称“变矩器”）的型号表示方法及基本参数、技术要求、试验方法、大修、检验规则及标志、包装、运输和贮存等。本文件适用于变矩器的设计、制造、大修、检验和验收。2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB146.1标准轨距铁路限界第1部分：机车车辆限界GB146.2标准轨距铁路限界第2部分：建筑限界GB/T1173铸造铝合金
9汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸、轴荷及质量限值GB1589
GB/T1859.1往复式内燃机声压法声功率级的测定第1部分：工程法往复式内燃机声压法声功率级的测定第2部分：简易法GB/T1859.2
GB/T2820.9
往复式内燃机驱动的交流发电机组第9部分：机械振动的测量和评价液力传动术语
GB/T3858
往复式内燃机防火
GB4556
GB/T7680
液力变矩器性能试验方法
GB/T9239.1一2006机械振动恒态（刚性）转子平衡品质要求第1部分：规范与平衡允差
的检验
GB/T10856
GB/T13306
GB/T13384
GB/T17107
双涡轮液力变矩器
技术条件
机电产品包装通用技术条件
锻件用结构钢牌号和力学性能
GB/T20651.1
JB/T5936
JB/T5937
JB/T5942
JB/T5943
往复式内燃机安全第1部分：压燃式发动机工程机械机械加工件通用技术条件工程机械
工程机械
灰铸铁件通用技术条件
自由锻件通用技术条件
工程机械
焊接件通用技术条件
JB/T5945—2018
8工程机械装配通用技术条件
JB/T5946
JB/T10223wwW.bzxz.Net
工程机械
涂装通用技术条件
液力变矩器清洁度检测方法及指标工程机械
SY/T5141—2022
3术语和定义
GB/T3858和GB/T10856界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
石油钻采设备用离心涡轮液力变矩器hydraulictorqueconverterwithcentrifugalturbineusedforpetroleumdrillingandproductionequipment-种安装在石油钻采动力机（如发动机）与工作机（如绞车、转盘和钻井泵）之间，以液力传动油为工作介质、将动力机的功率传递给工作机的无级变速柔性传动装置。3.2
enginehydraulictorqueconverterset发动机变矩器机组
由发动机与变矩器配套而成的动力设备（以下简称“机组”）。3.3
清洁度cleanliness
被测定对象包含固体污染物的量值。4型号表示方法及基本参数
型号表示方法
变矩器的型号表示方法如图1所示。YB
改变能容的变矩器，与基本型变矩器相比，增加(+)、减少(-)的百分数，基本型变矩器为1，省略冷却方式：独立风冷为Dr
联合水冷为Lh：
联合风冷为L，
安装方式：直接与发动机飞轮连接为Zh：用法兰与发动机连接为F；
独立安装为D
最高效率工况的转速比的百分数（若为0.45，可省略）变矩器工作腔直径，单位为毫米（mm）离心涡轮充油调节为LT（若不带充油调节，可省略）液力变矩器
示例1：
工作腔直径为900mm，最高效率工况转速比为0.45，独立安装，单独风冷，能容增加20%的变矩器表示为：YBLT900-DDr(+20)。
示例2：
工作腔直径为770mm，离心涡轮充油调节，最高效率工况转速比为0.92，用法兰与发动机连接，单独风冷，基本型的变矩器表示为：YBLT770-92FDr。图1变矩器型号表示方法
基本参数
变矩器的主要基本参数应符合表1的规定。表1变矩器主要技术参数
额定输人转速
额定输人功率
工作供油压力
工作油温
冷却装置容量
使用油品
公称力矩
最高效率工况转速比，
最高效率nm
高效范围Grs
启动变矩系数K
注：公称力矩
YBLT900/YBLT900（+15）
700/805
0.20~0.30
780/900
0.23~0.35
850/980
0.18~0.20
≤110
SY/T5141—2022
YBLT830
0.20~0.30
0.20~0.40
6号或8号液力传动油（当环境温度-20℃及以下时应采用8号液力传动油）3.869
2.64~2.78
-当变矩器泵轮转速为1000r/min，最高效率工况泵轮所吸收的力矩；高效范围-1.669
变矩器的效
率高于某一规定值的转速比区间，其值以此区间内最大转速比与最小转速比之比，以G，表示（例如在规定值n=75%时，写成Grs）：启动变矩系数5技术要求
通用要求
变矩器启动力矩与输入力矩之比。5.1.1变矩器应符合本文件的规定，并按照经规定程序批准的图样及文件制造。5.1.2变矩器的自制零部件，应有质量检验部门的合格标记或记录，外购件和协作件应有证明其合格的文件。
5.1.3变矩器各配套部件工作机构应可靠、操纵灵活、调整方便，应于-29℃～+45℃、相对湿度低于90%（+20℃时）的工作环境下正常工作。5.2材料要求
铸造铝合金
铸造铝合金零件（泵轮、涡轮、导轮等）材料应满足GB/T1173规定的ZL104、ZL115化学成3
SY/T5141—2022
分及力学性能的最低要求，不应有气孔、渣孔、砂眼、裂纹等缺陷。其他性能要求应符合GB/T1173的规定。ZL104、ZL115化学成分及力学性能要求见表A.1、表A.2。5.2.2灰铸铁
灰铸铁零件（箱体、端盖等）材料应满足JB/T5937规定的HT200、HT250抗拉强度及硬度的最低要求，不应有影响铸件使用性能的裂纹、冷隔、缩松等缺陷，其他性能要求应符合JB/T5937的规定。HT200、HT250抗拉强度等级和硬度要求见表B.1、表B.2。5.2.3锻件
5.2.3.1锻件（轴类零件、齿轮等）用钢的化学成分应以抽样分析的结果为依据，其值应符合GB/T17107的规定。
5.2.3.2锻件（轴类零件、齿轮等）应按规定做低倍检查和超声波探伤。超声波探伤时，应明确探伤部位、范围、深度、探伤方法及验收条件。5.2.3.3其他锻件的性能要求应符合JB/T5942的规定。5.3加工及装配要求
5.3.1加工要求
5.3.1.1机械加工件应符合JB/T5936的规定。5.3.1.2
焊接件应符合JB/T5943的规定。泵轮、涡轮、导轮流道表面粗糙度Ra不大于1.6um，叶片安装角误差不大于15。5.3.1.3
箱体铸件退火后应喷砂处理，不应有毛刺、裂纹和疏松等缺陷。，变矩器的泵轮、涡轮等主要旋转零件应进行动平衡，其要求为：5.3.1.5
a）机加工和铸造的叶轮及其组件，其平衡精度等级应不低于GB/T9239.1一2006规定的平衡品质等级G6.3级。
b）旋转件的不平衡量可用重径积Gr（N·m）表示。叶轮的不平衡量可在图样规定或允许的部位，用减（或加）质量的方法调整，但调整的总量不应超过质量的1%。5.3.2装配要求
5.3.2.1紧固件的装配应满足以下要求：a）图样或工艺文件中有注明拧紧力矩要求的紧固件，应紧固到规定的拧紧力矩，未注明拧紧力矩要求的紧固件，宜紧固到JB/T5945一2018表A.1规定的紧力矩；b）各种止动垫圈在螺母拧紧后，应随即弯转舌耳。5.3.2.2轴承装配应满足以下要求：a）轴承内圈端面应紧靠轴向定位面，其允许最大间隙：对圆锥滚子轴承和角接触轴承为0.05mm，其他轴承为0.1mm；
b）轴承外圈装配后与定位端面应接触均匀；c）轴承装配时，若采用加温装配，轴承温度不应超过100℃；d）滚动轴承装配后，相对运动件的转动应灵活、轻便。5.3.2.3相对运动的零件装配时，应在接触面涂抹润滑油。5.3.2.4
皮带装配时，带轮中心点连线应调整于同一竖直面上，并且轴线相互平行。对装配间隙、过盈量、灵活度等技术要求，应边安装边检查，并随时进行调整。SY/T5141—2022
5.3.2.6各种密封圈不应有损伤，安装时应在密封圈唇部、表面及相应配合表面上涂二硫化钼锂基润滑脂。
5.3.2.7装配完成后，各连接处不应有松动现象；各旋转件间不应有碰擦现象；输入、输出轴正向旋转时，应能自由旋转，无异常声响，无联动现象。5.3.2.8其他装配要求应符合JB/T5945-—2018的规定。5.4涂装要求
5.4.1变矩器的箱体、端盖等铸铁件的内壁应保证不发生锈蚀，可在其未加工内壁涂耐油漆。涂漆前应将影响涂漆质量的毛刺、油污、脏物等清除干净。5.4.2涂料中的底漆、腻子、中间漆、面漆、耐油漆、耐高温漆和耐潮湿漆应配套使用，或由制造商自行选择，推荐使用海洋漆或船壳漆。涂层体系应根据使用环境的腐蚀情况进行选择，当选用的涂料不是同一种类时应具备良好的配套性。5.4.3其他涂装要求应符合JB/T5946的规定。5.5
性能要求
5.5.1密封性
变矩器各通油部件、左右箱体接合面、各零部件与箱体结合面及各管接处不应有渗漏现象。5.5.2清洁度
变矩器的清洁度指标（残留异物重量）要求应符合表2的规定。表2变矩器清洁度限值
变矩器有效直径
5.5.3机组要求
变矩器与发动机配套成为机组时，应对机组进行性能匹配。安全
发动机变矩器机组的安全要求应符合GB/T20651.1的规定。3噪声
噪声指标应满足表3的要求。
机械振动
机组的振动应符合表4的规定。
清洁度指标
SY/T5141—2022
最大输入功率W
250500发动机
变矩器
5.5.3.5防火
3机组噪声允许值
表4机组的机械振动限值
振动位移限值
机组的防火要求应符合GB4556的规定。5.6
外观要求
振动速度限值
dB (A)
≤119
≤123
振动加速度限值
产品外观应整洁、无毛刺和明显缺陷，表面漆层应牢固、均匀、光亮，不应有起皱和剥落等缺陷。
试验方法
试验条件
6.1.1驱动设备宜用电动机或发动机，加载设备宜用电力测功机、水力测功机。试验设备应满足试验项目所规定的运转状态、运转范围和试验参数的测量，以及试验条件所提出的要求。2变矩器工作介质采用6号液力传动油。6.1.2
6.1.3在额定工作条件下，变矩器的供油压力应符合表1的规定。6.1.4变矩器磨合试验进口油温不大于80℃，出口油温不大于100℃，实用性能试验进口油温为80℃～100℃，出口油温不大于120℃。5力矩测量应直接反映变矩器输入轴和输出轴上的实际力矩值。6.1.5
6试验用计量器具量程的选择应与参数测量范围相适应，并在检定合格的有效期内，其精度应符6.1.6
合表5的规定。
机组试验前应对机组加注机油和冷却液，变矩器加注工作油。表5试验用计量器具精度
测量参数
基本性能
机组性能
试验需要测量、
记录的参数
试验需要测量、记录的参数如下：转速
a）环境状况（气温、气压、相对湿度）：℃，kPa，%；b）变矩器输人力矩M：N·m；
c）变矩器输出力矩Mz：N·m；
d）变矩器输人转速ni：r/min；e）变矩器输出转速n2：r/min；f）变矩器入口油温ti：℃；
g）变矩器供油压力po：MPa；
h）发动机进水、出水、机油温度（匹配试验时），℃；i）噪声：dB（A)。
6.3密封性试验
变矩器输出端不带负荷，输人转速为变矩器的额定输入转速。SY/T5141—2022
将被检查部位擦干净后运行变矩器，逐渐打开背压阀，至供油压力达到0.75MPa，稳定后连续运行20min以上，当入口油温为80℃～100℃时，检查各密封部位，不应有渗漏现象。6.4性能试验
变矩器磨合试验
试验程序
变矩器输出端不带载荷，输入转速从500r/min开始，按表6的试验程序依次进行试验。6.4.1.2试验要求
磨合试验要求如下：
a）不应出现异常振动或声响；
b）不应有任何外渗漏现象；
c）充油调节阀动作20次，不应有卡阻现象；d）磨合试验结束后，应排净变矩器工作油，并将滤油器清洗后，重新装入变矩器。表6变矩器磨合试验程序
输入转速
试验程序
额定输入转速
实用性能试验
试验程序
供油压力
(根据需要调整背压阀）
0.15~0.18
0.20~0.28
0.20~0.28
见表1
充油阀状态
入口油温
运转时间
变矩器输入转速逐步升速至额定输入转速，待转速稳定后，接通气源，将变矩器充油阀打开，使7
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