Отчёты по практике / RYMO / Rymo отчет

4 Безопасное техническое использование, техническое обслуживание,

диагностирование и ремонт систем автоматики и управления главной двигательной

установкой и вспомогательные механизмы

Электрооборудование в каждый момент времени может находиться в одном из двух состояний – исправном или неисправном. Исправное электрооборудование соответствует всем требованиям, установленным документацией. Неисправным электрооборудование считается в том случае, если оно не соответствует хотя бы одному из этих требований, т.е.

когда в нем имеется один или несколько дефектов.

Каждое несоответствие электрооборудования установленным требованиям называют дефектом.

Если в электрооборудовании имеется несколько дефектов, то часто наиболее ярко проявляется один, а все другие на его фоне не наблюдаются. Если в электрооборудовании существует более одного дефекта, то к их поиску переходят после устранения первого и получения информации о существовании другого (других) дефекта.

Дефекты принято разделять на явные и скрытые. Явные дефекты могут быть обнаружены предусмотренными документацией правилами, методами и средствами контроля.

Остальные дефекты считаются скрытыми и обнаружить их можно в том случае, если применять другие, не предусмотренные документаций средства контроля.

Дефекты могут привести к разным последствиям. Если наличие того или иного дефекта исключает использование электрооборудование по назначению, такой дефект (или дефекты)

называют критическим. Наличие значительных дефектов ограничивает использование электрооборудования по назначению либо влияет на его долговечность. Электрооборудование с малозначительными дефектами может без ограничений использоваться по назначению.

Таким образом наличие или отсутствие дефекта всегда влияет на способность электрооборудования выполнить свои функции. Поэтому в дополнение к известным двум состояниям электрооборудования (исправное и неисправное) целесообразно ввести еще два – работоспособное и неработоспособное.

Работоспособным называют такое состояние, в котором оно способно выполнять заданные функции, при этом значения контролируемых параметров остаются в установленных заранее пределах. Про работоспособное электрооборудование не всегда можно сказать, что оно исправно, но будучи исправным, оно всегда работоспособно.

Из исправного состояния в неисправное электрооборудование переходит в результате события, называемого повреждением. При этом несущественное повреждение не влияет на его работоспособность, а существенное приводит к отказу – нарушению работоспособности.

Таким образом, отказ электрооборудования может явиться следствием появления в нем дефектов, но не всегда наличие дефектов приводят к отказу.

В зависимости от последствий и причин соответственно различают частичные и полные, систематические и случайные отказы.

Частичные отказ не препятствует использованию электрооборудования по назначению,

но ограничивает эффективность этого использования. После этого отказа использование электрооборудования по назначению становится невозможным. Систематические отказы электрооборудования могут возникать при нарушении технологических процессов его изготовления, монтажа, настройки, эксплуатации и ремонта. Причины их возникновения могут быть установлены и устранены. Возникновение случайных отказов представляет собой естественное явление, вероятность появления которого определяется показателями надежности элементов и электрооборудования в целом и характерно для любого технического объекта.

Признаки, позволяющие установить факт нарушения работоспособности электрооборудования и тем самым отнести его фактическое состояние к одному из известных,

называются критериями отказа или дефекта и задаются документацией в виде перечня параметров с указанием допустимых пределов их изменения – допусков. Уход параметра за пределы допуска является критерием, по которому узнают о неработоспособности электрооборудования. Конкретные изменения, происходящие в электрооборудовании

(например, обрыв провода, неправильное соединение элементов между собой, замыкание токоведущих частей и т.п.), называют характером отказа или дефекта и подразделяют на электрические и неэлектрические.

После установления на основе критериев и характера отказа факта существования в электрооборудовании дефекта переходят к его поиску. Поиск дефектов в любом изделии может быть представлен совокупностью тех или иных проверок, в том числе разнообразных измерений, а так же расчетов выполняемых в определенной последовательности. Для удобства и краткости будем в дальнейшем все проверки называть технологическими переходами.

Технологические переходы подразделяются на косвенные и непосредственные. Косвенные – позволяют найти дефект или ошибку измерения каких-либо параметров по признакам,

косвенно связанным с исправным или несправным (работоспособным или неработоспособным) состоянием электрооборудования, а непосредственные помогают обнаружить дефект после измерения параметров или определения характеристик.

Косвенными переходами являются визуальный контроль, замена (исключение) блока,

введение ошибки; непосредственными – проверка электрических цепей, измерения,

промежуточные измерения, сравнение. Для успешного поиска дефектов необходимо уметь

выполнять технологические переходы в реально выбранной последовательности, т.е. знать методы поиска дефектов.

4.1 Методы поиска дефектов

Комбинационный метод Комбинационный метод поиска дефектов заключается в том, что после установления

факта существования дефекта выполняют в произвольном порядке технологические переходы, цель которых — определение параметров (характеристик) электрооборудования

(называемого далее объект контроля) или его элементов. Этот метод характеризуется тем, что результаты выполнения предыдущих технологических переходов не влияют на выполнение последующих. Затем, проанализировав результаты выполнения всех переходов, определяют причину дефекта.

При любом методе поиска дефектов для анализа результатов выполнения перехода необходимо иметь предварительную информацию об исправном и неисправном состояниях объекта контроля, в котором ищут дефект.

Суждение о причине дефекта выносят, сопоставляя предварительную информацию с информацией, полученной после выполнения всех или некоторых переходов. Объем информации, требующейся в каждом конкретном случае, определяется тем, какой моделью заменяют реальный объект контроля при поиске данного дефекта. Невозможность использовать непосредственно объект контроля обусловлена тем, что объем информации о его элементах и связях, а также различных особенностях значительно превышает уровень,

необходимый для отыскания этого дефекта. Моделью можно представить любое устройство.

Кроме того, один и тот же объект контроля может быть представлен различными моделями в зависимости от того, какие его характеристики нас интересуют. При этом замена одной модели другой может происходить в процессе поиска одного и того же дефекта. Моделью может быть также аналогичный, но исправный объект контроля. В этом случае дефект может быть найден сравнением информации, получаемой от исправного объекта контроля

(физической модели), с информацией, получаемой от неисправного.

Последовательный метод При последовательном методе поиска дефектов результат выполнения каждого

технологического перехода анализируется и по его результатам либо считают, что причина дефекта найдена, либо принимают решение о необходимости выполнения следующего технологического перехода. Порядок выполнения переходов при этом методе поиска дефектов

может быть, как фиксированным, установленным заранее (его называют также формальным),

так и условным, зависящим от результатов выполнения предыдущих переходов.

Эвристический метод Эвристический метод поиска дефектов в отличии от рассмотренных не задает жестких

и обязательных правил выполнения технологических переходов и не требует выполнения предварительного составления перечня всех возможных дефектов в объекте контроля и разработки сложных моделей.

По своей сущности эвристический метод можно называть методом гипотез, так как поиск дефектов начинают, выдвигая гипотезы о возможных их причинах. Выдвижение и проверка гипотез характерны не только для начального этапа. При получении результата выполнения тех или иных технологических переходов выдвигают уточняющие гипотезы о причине дефекта, которые так же проверяют и так поступают до обнаружения дефекта.

Приведенная последовательность действий хотя и не дает полной гарантии быстрого нахождения дефекта за вполне определенное и заранее известное число проверок, но значительно повышает вероятность того, что дефект будет найден, делает его поиск целеустремленным и существенно повышает эффективность действий.

Необходимо отметить, что все действия и результаты, полученные при выполнении тех или иных технологических переходов, следует оценивать критически.

Если результаты выполнения того или иного перехода вызывают сомнение, его следует повторить. Любые из полученных при выполнении перехода результатов можно использовать только при полной уверенности.

Если сразу не удается выдвинуть абсолютно правильную гипотезу, не следует считать,

что время на проверку ложной гипотезы потрачено зря. Результат проверки опровергающий гипотезу, точно так же приближает к истине потому, что ограничивает круг неисправных элементов и, следовательно, уточняет информацию о причине дефекта.

Визуальный осмотр Визуальный контроль представляет собой проверку исправности элемента, изделия,

объекта контроля или правильности их схем внешним осмотром. При визуальном контроле возможно использование средств технологического оснащения, которые не являются измерительными, но увеличивающих восприимчивость органов зрения (например, лупы). За кажущийся простотой выполнения визуального контроля скрывается его сложность. Выявить обрыв или повреждения действительно просто, но увидеть неодновременность или неправильную последовательность замыкания контактов, обратить внимание на характер изменения тока или напряжения значительно сложнее. Следует учитывать так же, что большинство дефектов не имеет явно выраженных визуальных признаков, что не позволяет

считать этот технологический переход универсальным или использовать его во всех случаях поиска дефектов.

Для эффективного использования визуального контроля необходимо иметь некоторый объем информации о правильной работе объекта контроля. Постоянно сравнивая эту информацию с информацией о работе проверяемого изделия, получаемой при его визуальном контроле принимают решения.

Таким образом, всегда при визуальном контроле применяют технологический переход

«сравнение». Существенным недостатком технологического перехода «сравнение» при поиске дефектов и ошибок в уникальных объектах контроля является необходимость аналогичного исправного устройства или данных проверки его по специальной программе. Но для большинства объектов контроля этот недостаток превращается в преимущество так как практически всегда на предприятии используется насколько единиц однотипного электрооборудования (генераторов, электродвигателей, контакторов, пускателей и др.),

работу которых можно сравнить с работой проверяемого.

Сочетание технологических переходов «визуальный контроль» и «сравнение» эффективно при поиске дефектов в реальных объектах контроля, но и при изучении документации для оценки реальности схемного решения, а так же для нахождения ошибок в схемах сопоставлением изучаемой схемы с описанием ее работы.

5 Навигационное оборудование и системы связи на мостике

5.1 Магнитный компас

Все суда водоизмещением от 150 GT и выше должны быть оснащены рулевым компасом. Самые древние простые компасы – магнитные. Они используют земной магнетизм.

Недостаток магнитного компаса – направление магнитного поля земли не совпадает с направлением оси вращения земли.

Южный полюс магнитной стрелки, если подвесить её свободно в воздухе, будет показывать на Северный магнитный полюс земли. Этот полюс сейчас расположен примерно в

100 милях в стороне от географического полюса. Стандартные магнитные компасы до сих пор должны быть на всех судах.

Положение магнитного северного полюса всё время меняется. Кроме того, магнитное поле, наблюдаемое на борту судна, находится под влиянием стали, из которой судно сделано.

Поэтому компас должен быть откалиброван, чтобы компенсировать магнитное поле самого судна, при вводе в эксплуатацию, и в дальнейшем, когда девиация станет слишком большой.

На компас также может влиять чувствительный к магнетизму груз.

Рисунок 5.1 - Стандартный магнитный компас

5.2 Гирокомпас

Суда водоизмещением 500 GT и выше должны быть оборудованы гирокомпасом.

Существует 3 различных вида гирокомпасов:

-жидкостные

-сухие

-волоконно-оптические.

В противоположность магнитному компасу, гирокомпас зависит от угловой скорости земли, так как устанавливает себя вдоль оси вращения земного шара. По существу, гирокомпас состоит из гироскопа, который, вращаясь с высокой скоростью, поддерживает направление своей оси постоянным в пространстве, независимо от того, как поворачиваются или наклоняются поддерживающие диски. Это свойство известно, как устойчивость оси (в

пространстве). Магнитные силы не влияют на установившееся направление.

Жидкостной гирокомпас устанавливается в нактоузе – специальном ящике, где гироскоп (волчок)находится в шарообразном кожухе. Шар плавает в специальной жидкости,

где её удельный вес удерживает шар точно вертикально в другом кожухе, позволяя гироскопу находить своё направление в пространстве. Внутри плавающего шара установлен электромотор, гироскоп – его ротор. Электроконтакты подсоединяются через сложные скользящие механизмы.

При определённых условиях ось гироскопа устанавливается в направлении истинного севера. Из-за вращения земли ось (раскрутившегося) гироскопа должна двигаться

(относительно нактоуза), при этом сохраняя своё направление в пространстве. Движение оси

– сочетание дрейфа и крена, вместе образующие это кажущееся движение (можно сказать, что на самом деле это нактоуз движется относительно оси гироскопа – прим. перев.). Дрейф – это горизонтальное отклонение от выбранного направления в пространстве, из-за вращения земли.

Величина и направление дрейфа зависят от широты места. При наличии трения (которое уже присутствует из-за жидкости, в которой плавает шар) ось гироскопа будет постепенно смещаться к направлению оси земли, т. е. истинному северу. Крен (наклон) – результат широты места. На экваторе направление оси гироскопа совпадает с горизонтом. В более высоких широтах это будет направление в точку над Северным полюсом Земли, образуя вертикальный угол наряду с горизонтальным.

Это может быть откорректировано силой тяжести, т. е. весом, или системой из регулируемых поплавков в ртути. Добавленный вес придаёт шару положение, параллельное горизонту. Настройки зависят от текущей широты места. Движение корабля может также вносить своё отклонение.

Гироскоп скорректирует свои показания до равнодействующей истинного курса судна и направление вращения Земли, на восток. Инструмент сам по себе имеет некое постоянное отклонение, эта девиация компенсируется электроникой.

Нактоуз обычно устанавливается в техническом помещении рядом с мостиком судна.

Часто его помещают на нижних палубах (ближе к центру масс корабля – прим. перев.), чтобы уменьшить поперечные силы от движения корабля (качки). В различных местах, где это нужно, устанавливаются репитеры, показывающие курс судна, для навигации и других целей.

Обычно это место рулевого, на обоих крыльях мостика, иногда около магнитного компаса для облегчения его калибровки.

Принцип действия сухого гирокомпаса тот же, что и у жидкостного. Большое его преимущество в том, что сухой гирокомпас не требует обслуживания на протяжении его срока между неисправностями (mean time between failure, MTBF).

5.3 Волоконно-оптический гирокомпасы

Последние разработки в сфере гироскопов, также электрические – волоконно-

оптические гирокомпасы. Это полностью твердотельное устройство, в котором нет вращающихся или других движущихся частей. Основа его – лазерный луч, проходящий через горизонтальную катушку с намотанным стекловолокном. На входе в катушку луч разделяется на две равные части, одна часть идет налево, другая направо (навстречу друг другу).

Если катушка не вращается, оба луча приходят одновременно. Если катушка провернулась, лучи не вернутся в исходную точку одновременно, образуя фазовое отклонение. Три катушки по осям X, Y и Z дают возможность вычислить направление истинного севера. Этому твердотельному устройству нужно совсем мало времени на приведение (определения севера).

5.4 Электронный магнитный компас (Fluxgate compass)

Компас Fluxgate (основанный на датчиках магнитного потока) – полностью электрический компас. Две катушки, расположенные под углом 90° друг к другу, дают электрический ток, когда магнитный поток (от магнитного поля Земли) проходит через них.

По разнице измеренных токов вычисляется направление на магнитный север.

5.5 Сигнализация об отклонении курса

Когда судно во время прохождения отрезка пути произвольно меняет курс

(нежелательно отклоняясь от заданного курса на значение, больше допустимого), на мостике должен звучать предупреждающий сигнал. Часто это устройство совмещается с гироскопом.

Возможно использование для этих целей и магнитного компаса.

Требуется установить допустимое отклонение от курса. При использовании гироскопа это происходит автоматически.

Рисунок 5.2 – Вид на открытый гирокомпас Кольцевая линия показывает «кажущееся» движение оси гороскопа вокруг Полярной

звезды при отсутствии маятниковой массы. Добавление маятниковой массы (нижняя часть рисунка) превращает кольцевое движение в эллиптическое; эллиптическое движение при наличии затухания вырождается в точку, гироскоп становится гирокомпасом, показывающим на истинный север.

5.6 Радар

Радар (RADAR, Radio Detection and Ranging) с автоматической функцией прокладки

(ARPA, Automatic Radar Plotting Aids) и вращающейся передающей/принимающей антенной,

обычно Х-диапазона (частоты 8-12 ГГц). Для судов больше чем 3000 GT должен устанавливаться второй радар, обычно S-диапазона (частоты 3-4 ГГц). Причина выбора двух радаров с разными частотными диапазонами – их отличающиеся возможности справляться с условиями окружающей среды, такими как туман, дождь, помехами от волн.

Радарная установка состоит из приемопередатчика и вращающейся антенны. Результат отображается на дисплее. Приемопередатчик – ящик, закрепленный прямо под антенной. Сама антенна (сканер) устанавливается на радарной мачте, обычно над рулевой рубкой.

Сканер вращается. Очень короткий радиоимпульс посылается от лучевой трубки на отражатели сканера и покидают его в виде тонкого луча. Когда этот луч отражается от объекта,

часть его энергии возвращается назад и может быть принята сканером. По временному интервалу между передачей и приемом сигнала может быть вычислено расстояние до объекта.

Направление даётся позицией сканера относительно центральной линии судна.

Отраженный импульс виден на дисплее как точка.

Досягаемость (максимальная дальность обнаружения из-за кривизны поверхности моря) радара определяется высотой сканера и высотой цели над уровнем моря.

Разумные меры предосторожности Если радарное оборудование должно работать в порту, для соблюдения разумных мер

предосторожности необходимо обеспечить:

-никто не находится рядом (в пределах нескольких метров) с антенной;

-если работа требует, чтобы сканер не вращался, он должен быть направлен на ненаселенные районы, например в сторону моря;

-никто не должен заглядывать в излучающую сторону щелевого волновода (подобие открытой коробки) сканера;

-никто не сможет попасть между выходным «рожком» передатчика и отражателем большего сканера;

-нельзя упускать из виду риск быть ударенным вращающимся сканером, если необходимо работать рядом.

Любая работа с этим оборудованием должна проводиться компетентным персоналом,

использующим безопасные методы работы, так что бы ни они, ни окружающие не

подвергались риску.