21. Уровни анализа технического состояния сэу.

Рассмотрим судовую энергетическую установку (СЭУ) как сложную систему, представляющую собой объект диагностирования. СЭУ можно подразделить на три уровня взаимосвязанных систем, различающихся между собой элементным свойством и межэлементными связями [17].

Первый уровень - это СЭУ в целом, которая состоит из агрегатов, аппаратов, устройств и механизмов, в которых последовательно происходит законченный цикл преобразования или передачи энергии. Такие элементы системы представляют собой функционально самостоятельные элементы (ФСЭ). Например, в паротурбинной установке: паровой котел, турбозубчатый агрегат, валопровод и гребной вал, конденсатор, конденсатный и питательный насосы, подогреватели конденсата. Физической основой связей между этими ФСЭ СЭУ являются процессы переноса рабочего тела. Эти связи могут быть названы энергетическими. Их количественной оценкой являются традиционно контролируемые параметры состояния рабочего тела или среды (давление, температура, расход, состав). Нарушение этих связей может привести к снижению мощности СЭУ, снижению тепловой эффективности и эксплуатационной надежности.

Таблица 2

Уровни анализа технического состояния СЭУ	Характер межэлементных связей	Параметры количественной оценки связей
I. СЭУ в целом, состо- ящая из ФСЭ	Энергетические	Параметры состояния рабочего тела
II. ФСЭ, состоящие из деталей, узлов	Механические	Структурные параметры
III. Детали узлы	Молекулярные	Структурные параметры

На втором уровне анализа СЭУ в качестве объектов диагностирования рассматриваются ФСЭ, т.е. машины, механизмы, аппараты и устройства, из которых состоит СЭУ. Элементами подсистемы этого уровня являются детали или узлы, а физической основой связей следует считать процессы взаимодействия деталей, определяемые наличием степеней свободы. По своей природе связи между деталями являются механическими. Они типичны для агрегатов, кинематические пары которых имеют число степеней свободы 1 и более. Это полностью характеризует положение и движение деталей агрегатов и количественно определяется обобщенной координатой механической системы. Под ней понимают каждый из независимых друг от друга параметров, однозначно определяющих соответствующее им положение деталей относительно неподвижной системы координат. Эти параметры называют структурными (зазор, межцентровое расстояние, прогиб и т. п.) и они являются количественной характеристикой механических связей.

На третьем уровне анализа будут элементы ФСЭ - детали, узлы. Их структура характеризуется молекулярными связями. Нарушение этих связей приводит к появлению в конструкционном материале деталей оборудования трещин, эрозионных и коррозионных повреждений и т.п., размеры которых можно также считать структурными параметрами.

Таким образом, по параметрам рабочего тела и структурным параметрам можно определить работоспособность и техническое состояние объектов диагностирования.

22. Причины изменения технического состояния ОД. При диагностировании используют вектор структурных параметров объекта

R={r₁, r₂, r₃, . . . , r_m} , где r_i , i=1,2,3, . . . m - отклонение i-го параметра технического состояния от его номинального значения.

Состояние сложного объекта диагностирования обычно оценивается множеством структурных параметров r_i, изменение которых со временем наработки приводит к отказу. На основе изучения статистических отказов механизма составляется перечень слабых узлов, лимитирующих ресурс механизма, составляется также перечень подлежащих диагностированию дефектов, обусловленных выходом того или иного структурного параметра за допустимые пределы (например, зазоры в подшипнике, степени износа поршневых колец, значения дисбаланса ротора и др.).

Нарушение работоспособности объекта диагностирования со временем наработки, называемое в теории надежности отказом, хотя и является случайным событием, обусловлено, тем не менее, вполне определенными физическими и химическими процессами, протекающими в материалах деталей механизма при его эксплуатации и вызывающими старение материалов и износ элементов. Эти деградационные процессы в свою очередь зависят от ряда внешних и внутренних факторов: принципа действия механизма, его конструкции, используемых материалов, технологии изготовления, режимов и условий работы.

Комплекс внешних и внутренних факторов, воздействующих на механизм, приводит к изменениям структурных параметров. Процесс приближения технического состояния объекта диагностирования к отказам характеризуется движением случайно изменяющегося с течением времени эксплуатации вектора структурных параметров R к границе рабочей области, при достижении которой объект теряет работоспособность.

23. Параметры, из которых формируются информативные диагностические параметры. В процессе эксплуатации объектов диагностирования, как правило, не представляется возможным прямое измерение структурных параметров. Поэтому приходится использовать диагностические параметры, с помощью которых косвенно определяются структурные параметры, а по ним и категория технического состояния объекта.

Диагностические параметры принимаются из числа параметров, описывающих объект диагностирования. Это входные, выходные и внутренние параметры.

Входные параметры - это внешние условия и управляющие воздействия (положение органов управления, характер подачи топлива, рабочих и вспомогательных сред).

Выходные параметры (реакции): а) параметры, показывающие поведение объекта (характеризующие основные заданные функции - мощность, частота вращения, подача и др.; б) параметры различных сред (выпускные газы, охлаждающая вода, масло, конденсат и т. д.) на выходе из объекта; в) параметры физических полей, возникающих вокруг (на поверхности) объекта диагностирования - виброакустические, тепловые, магнитные, акустическая эмиссия, люминесценция и др.

Внутренние параметры: а) параметры, характеризующие рабочие процессы, происходящие внутри объекта диагностирования; б) структурные параметры, т. е. параметры, определяющие структуру объекта (размеры деталей объекта, зазоры, сплошность и др.).

Влияние входных параметров при определении технического состояния объектов должно быть исключено посредством приведения выходных и внутренних параметров к стандартным условиям.

При выборе диагностических параметров следует учитывать тот факт, что не все выходные параметры (реакции) могут быть использованы для определения структурных параметров.