Kamkin_-_Expluatatsia_sudovykh_dizeley_-_1990

Химические присадки, будучи растворенными в охлаждающей воде, пассивируют металлы, создавая на них защитные окисные пленки, способствуют переводу в шлам накипеобразователей и ней­ трализации кислотности воды — повышению показателя pH. При использовании химических препаратов предъявляют повышенные требования к жесткости воды (не выше 1,5 мг-экв/л), так как вы­ сокая жесткость влечет за собой реакцию солей жесткости с вводи­ мыми щелочами и, как следствие, обильное выпадение шлама. Наилучшими ингибирующими свойствами обладают присадки на основе хроматов (бихромат натрия или калия + едкий натр или кальцинированная сода), однако они токсичны, поэтому их при­ менение требует особой осторожности (в системах, где вода не ис­ пользуется в качестве теплоносителя в опреснительных установ­ ках). Существенным недостатком этих присадок является также чувствительность к концентрации в охлаждающей воде.

Рекомендуемая дозировка бихромата и едкого натра — по 0,1 %. Снижение их концентрации приводит к оголению отдельных анодных участков поверхности металла и интенсивному разруше­ нию в форме точечной (питтинговой) коррозии. При этом скорость процесса разрушения может в несколько раз превысить скорость коррозии в воде, вообще не содержащей ингибитора, так как уве­ личивается соотношение между катодной поверхностью и оголен­ ным участком анодной поверхности.

Большую часть химических присадок к охлаждающей воде го­ товят на нитритно-боратной основе; в отличие от хроматных приса­ док они не токсичны, поэтому могут быть рекомендованы для си­ стем охлаждения всех типов. Нитрит хорошо известен как пассиватор стали и сплавов олова. Эффект защиты от коррозии достигает­ ся окислением корродирующих продуктов до высших солей, обра­ зующих плотную и прочную изолирующую пленку на поверх­ ности металла. Присутствие в присадке бора необходимо для ста­ билизации показателя pH раствора. В рецептуру присадок часто вводят также специальные органические ингибиторы и дисперга­ торы. Присадка обладает высокой эффективностью, дешева. Оп­ тимальная концентрация в зависимости от состава присадки состав­ ляет 0,25—0,5 %> поэтому требуется в небольших количествах. Снижение или превышение концентрации не сказывается на кор­ розии.

Некоторые присадки, в частности фирмы «Перолин», обладают способностью очищать поверхности охлаждения от ранее образо­ вавшихся ржавчины, накипи и шлама. Для этого рекомендуется удвоить вводимую в воду дозу присадки и периодически спускать часть воды из системы.

Недостатки нитритно-боратных присадок: присадка не может быть использована в системах с элементами, изготовленными из алюминия, с оцинкованными трубами или трубками с иными видами гальванических покрытий; нитрит ядовит, смертельная доза со­

321

ставляет 3—4 г твердого нитрита; определение концентрации при­ садки в воде требует наличия специальных приборов.

Неорганические пассиваторы (нитраты, хроматы и др.) эффек­ тивны только при защите металла от коррозионных процессов, ско­ рость которых определяется скоростью массопереноса окислителя (кислорода) к корродирующей поверхности. При локальных кор­ розионных процессах (кавитационная коррозия, коррозионная усталость и др.) эти ингибиторы неэффективны.

Новое, третье поколение ингибиторов представляет собой водо­ растворимые ингибирующие композиции на основе органических поверхностно-активных веществ. Барьерные свойства композиций улучшаются введением в их состав неорганических пассиваторов (нитритов, хроматов и пр.). К числу присадок третьего поколения относятся Амероид DEWT-NC, Формет-326, Веком D-99, отечест­ венная присадка Кавикор-24М.

Принципиальное отличие присадок третьего поколения от эмуль­ сионных масел состоит в том, что барьерные свойства в эмульсион­ ных ингибиторах выполняют слои масла, способные ухудшать теплопередачу и закоксовываться, а в водорастворимых компози­ циях — неорганические пассиваторы, образующие защитные ок­ сидные пленки с высокой теплопроводностью. Присадки защищают системы охлаждения не только от коррозионно-кавитационных раз­ рушений, но и от осаждения накипи и железоокисных соединений. В результате взаимодействия элементов присадки с соединениями железа, кальция и магния в охлаждающей воде образуется легко­ подвижная, не осаждающаяся на охлаждаемых поверхностях взвесь.

Водоэмульсионные присадки — это антикоррозионные мас­ ла, которые, будучи введенными в охлаждающую воду, образуют с ней устойчивую эмульсию молочного цвета. При омывании эмуль­ сией охлаждаемых поверхностей на них образуется пленка масла, предотвращающая коррозию и отложения накипи. Кроме того, бла­ годаря демпфирующему эффекту масляная пленка существенно сни­ жает, а иногда и устраняет кавитационные разрушения поверхно­ стей. В этом состоит существенное преимущество водоэмульсион­ ных присадок. Недостатком является опасность местных перегре­ вов из-за ухудшения теплообмена при увеличении толщины масля­ ной пленки, что возможно при увеличении концентрации эмуль­ сии в воде. Обычно это происходит, когда периодически добавляют эмульсию в воду без должного контроля за ее содержанием в систе­ ме охлаждения. По этой же причине водоэмульсионная присадка не рекомендуется для системы с опреснительными установками. Во избежание перегревов особенно жесткие требования предъявляют к чистоте систем охлаждения. Наличие в системе твердых включе­ ний в виде шлама, склеиваемых маслом присадки, способствует об­ разованию на поверхностях изолирующих покрытий» препятствую­ щих теплоотдаче.

322

слизистых известковых мыл, загрязняющих полости охлаждения. При нормальной эксплуатации рабочая концентрация антикор­ розионного масла должнц составлять 0,5 %, допустимое снижение 0,3 %.

Рекомендуемые антикоррозионные масла: Экстрол (разработка ВНИИНП) взамен малоэффективной присадки ВНИИНП-117, Дромус Оил-В и Донакс-С фирмы «Шелл», Сольвак-1535 фирмы «Мобил Оил», Дикул-1 фирмы «Кастрол» и др.

Контрольные вопросы

1.Какая доля теплоты отводится с охлаждающей водой и маслом?

2.Какие существуют виды системы охлаждения?

323

Г л а в а 10

ИСПЫТАНИЯ ДИЗЕЛЕЙI

10.1. Общие положения

После сборки на заводском стенде дизель проходит прокрутку и обкатку. Прокрутка позволяет дать общую оценку правильно­ сти сборки отдельных узлов дизеля, а обкатка — обеспечить на­ чальную стадию приработки трущихся деталей и тем самым подго­ товить дизель к последующим испытаниям. Каких-либо единых программ обкатки не существует: каждый дизелестроительный завод полагается на свой собственный опыт, задавая режимы на­ грузки, частоту вращения, время обкатки, сорта топлива и масла.

Построенный дизель до момента ввода его в постоянную экс­ плуатацию на судне проходит серию приемо-сдаточных испытаний, которые состоят из отдельных этапов: на стенде дизелестроитель­ ного завода (стендовые испытания), на швартовах, у причальной стенки судостроительного завода (швартовные испытания), в мо­ ре (ходовые испытания).

Для каждого этапа приемо-сдаточных испытаний разрабатывают особую программу. Для главных дизелей с прямой передачей на ВФШ она является наиболее полной по объему, так как меняются

вающей влияние винта и корпуса судна.

После завершения ходовых испытаний подписывают акт о при­ емке в эксплуатацию не только главного дизеля и всей энергетиче­ ской установки, но также всех систем, механизмов и устройств, обслуживающих судно в целом. Дальнейшее наблюдение за тех­ ническим состоянием и технико-эксплуатационными показателями СЭУ осуществляет судовладелец (пароходство).

Служба технической эксплуатации флота (СТЭФ) каждого паро­ ходства имеет отдел теплотехники, который в плановом порядке проводит различные теплотехнические испытания с целью получе­ ния технико-эксплуатационных характеристик механизмов и нор­ мирования показателей работы судна. При этом контролируется исполнение Правил технической эксплуатации судовых техниче­ ских средств, соответствие элементов комплекса двигатель—кор­ пус—винт, анализируются недостатки в работе энергетической установки и т. д.

Чтобы конкретизировать задачи теплотехнических испытаний, их делят на контрольно-регулировочные, наладочные и паспорт­

324

ные. Особые задачи имеют специальные испытания. При всех ис­ пытаниях, кроме специальных, в основном используются штатные контрольно-измерительные приборы, прошедшие проверку через Службу метрологии пароходства. Специальные испытания ввиду узкой направленности требуют применения сложной электроизме­ рительной аппаратуры.

Контрольно-регулировочные испытания проводят раз в год для того, чтобы выяснить, в какой мере эксплуатационные режимы ра­ боты энергетической установки соответствуют данным предыдущих испытаний. При этом анализируют записи в исполнительной до­ кументации (вахтенном машинном журнале, формулярах техниче­

ние отдельных рабочих параметров (температуры, давления, рас­ ходов).

Наладочные испытания имеют цель выявить оптимальные режи­ мы работы дизельной энергетической установки данного судна. Результаты наладочных испытаний используют в дальнейшем как рекомендуемые при эксплуатации дизельных установок остальных судов данной серии.

Паспортные испытания проводят на новых судах или на судах, прошедших капитальный ремонт. Эти испытания должны быть закончены не позднее шестимесячного срока после ввода судна в эксплуатацию. Цель испытаний — установить технические показа­ тели работы судна в грузу и в балласте, частоту вращения вала (скорость судна) в обоих случаях, нормы расхода топлива и масла, уровни параметров рабочих процессов в цилиндре, системах газо­ обмена и топливоподачи. Программой предусматриваются испыта­ ния главных и вспомогательных дизелей, котельных установок, судовой электростанции.

По результатам паспортных испытаний строят характеристики: скоростные — для главных двигателей, нагрузочные— для вспомо­ гательных, расхода пара на потребители и топлива на вспомога­ тельные котлы — для котельной установки.

Специальные испытания требуются тогда, когда в отдельных элементах дизельной установки наблюдаются систематические не­ поладки или отказы в работе, например перегрузка отдельных ци­ линдров, недостаточное давление продувочного воздуха, помпаж турбонагнетателей, сильные износы рабочих втулок или подшип­

Отчеты по теплотехническим испытаниям всех видов представ­ ляют в СТЭФ, утверждает их главный инженер пароходства.

325

10.2. Стендовые испытания

Стендовые испытания проводят с целью проверки качества из­

10448—80). Испытаниям следует подвергать каждый построен­ ный дизель, однако разрешается проводить испытания и выборочно, если по этому поводу есть указания в технических условиях. Ос­ новным документом заводских испытаний является программа и ме­ тодика приемо-сдаточных испытаний на заводском стенде. В ней содержатся требования к оборудованию стенда, перечисляются условия обкатки и регулирования дизеля, последовательность ре­ жимов испытаний, порядок ревизий и т. д. Программа утвержда­ ется главным инженером завода-изготовителя, главным инженером специального конструкторского бюро по дизелестроению и ин­ спектором Регистра СССР.

К испытаниям допускается дизель, прошедший обкатку и регу­ лирование. Эту работу, как и последующие испытания, выполняют специалисты сборочного цеха с участием представителя ОТ К. После завершения обкатки дизель, принятый ОТК, предъявляют заводской инспекции Регистра СССР и представителю заказчика для проведения стендовых испытаний (ОТК завода подает инспек­ ции Регистра СССР заявку о готовности дизеля к испытаниям). К заявке прикладывают документы об окончании регулирования, испытаниях дизеля на режимах обкатки (протокол испытаний) и акт приемки дизеля ОТК завода.

По стандарту установлены следующие обязательные режимы на­ грузки двигателя на стенде: холостой ход; 25, 50, 75 и 100 % но­ минальной мощности; максимальная мощность (110 % номиналь­ ной); минимально устойчивая частота вращения вала; задний ход.

Для дизелей, выпускаемых по лицензии, режимы испытаний устанавливают с учетом лицензионных документов, где могут быть указаны особые требования фирм. Например, фирма МАН — Бур­ мейстер и Вайн дает понятия мощностей: длительная эксплуата­ ционная, длительная максимальная и перегрузочная, составляющие соответственно 100, 110 и 120 % номинальной; для них устанавли­ вается своя продолжительность испытаний. Нужно иметь в виду также требования специального издания ГОСТ 15.311—82, касаю­ щегося постановки на производство продукции по лицензиям.

При стендовых испытаниях в качестве нагрузочного устройства, как правило, используют гидротормоза. Закономерность измене­ ния нагрузки на тормозе определяется назначением дизеля и зада­ ется соответствующей характеристикой, режимные точки которой устанавливаются программой испытаний. Для главных судовых дизелей с прямой передачей на ВФШ испытания проводят по тео­ ретической винтовой характеристике. Параметры ее отдельных режи-

326

Продолжительность работы дизеля на каждом установившемся режиме должна быть достаточной для проведения необходимых за­ меров, но на режиме номинальной (100%-ной) мощности число из­ мерений должно быть не менее трех.

Какие-либо регулировочные или наладочные работы во время стендовых испытаний не разрешаются. На заводском испытатель­ ном стенде имеются собственное оборудование и контрольно-из­ мерительные приборы, которые обеспечивают соответственно полу­ чение и контроль всех показателей работы двигателя по заданной характеристике. Топлива и масла, используемые при стендовых испытаниях, должны отвечать техническим условиям на поставку.

В программе испытаний обязательно оговариваются атмосфер­ ные и рабочие условия, при которых должны быть обеспечены за­ явленные номинальные параметры работы дизеля.

Стандартными атмосферными условиями являются: барометри­

пуске фиксируются в протоколе испытаний.

Если условия испытаний на стенде отличаются от тех, что за­ ложены в программе, то мощность дизеля и расход топлива должны быть пересчитаны на фактические атмосферные и рабочие условия. ГОСТ 10448—80 допускает испытания дизеля на стенде при искусст­ венно измененных условиях, имитирующих те, которые ожи­ даются на месте установки дизеля. Имитация атмосферных и рабо­ чих условий достигается снижением давления воздуха на входе в турбокомпрессор (с одновременным равным снижением давления выпускных газов за турбиной), дросселированием на входе в турбо­ компрессор или на выходе (за турбиной), повышением температуры воздуха на входе в турбокомпрессор, воды на входе в воздухоох­ ладитель и топлива (путем искусственного подогрева).

При стендовых испытаниях, кроме показателей мощности и эко­ номичности, замеряют все параметры, по которым можно судить о качестве рабочих процессов в цилиндре, системах газообмена — наддува и топливоподачи, а также параметры системы охлаждения и смазывания.

Перечень регистрируемых параметров, а также максимально допускаемая погрешность их измерения оговариваются стандартом.

327

газов перед турбиной T q (± 2 0 К), охлаждающей жидкости (на входе и выхо­ де из цилиндра, в отдельных цепях) T'cool ( ± 4 К), смазочного масла (на вхо­

П р и м е ч а н и я . 1. Следует иметь в виду, что регламентируемые ГОСТ 10448—80 обозначения и подстрочная индексация в значительной степени от­ личаются от привычных, часто применяемых в литературе по дизельной спе­ циальности, в том числе в настоящем учебнике.

2. Указанные обозначения параметров отвечают упомянутому ГОСТ и Международному стандарту ISO и приняты в дизельной индустрии СЭВ.

Состав измерительной аппаратуры, ее класс, места расстанов­ ки датчиков и регистрирующих приборов установлены в програм­ ме стендовых испытаний.

В стендовые приемосдаточные испытания, кроме замеров пере­ численных параметров работы дизеля и его систем, входят проверки: средств автоматики, аварийно-предупредительной сигнализации и защиты (ГОСТ 10150—82, 10511—83, 11928—83); системы ДАУ (ГОСТ 18174—83); системы пуска и реверса на соответствие требо­ ваниям технических условий; шума и вибрации (ГОСТ 12.1.003—83 и 12.1.012—78); работоспособности дизеля при температуре воды внешнего контура охлаждения 305 К (32 °С); требований безопас­ ности (ГОСТ 10150—82).

После окончания стендовых испытаний в соответствии с програм­ мой проводят ревизию состояния сборочных узлов и деталей дизеля путем осмотра, замеров, а при необходимости — полную разборку по требованию представителя органа надзора — Регистра СССР.

Следует обратить внимание на особую роль инспекции Регист­ ра СССР.

Постоянные представители инспекции Регистра СССР на маши­ ностроительных и судостроительных заводах осуществляют не­ прерывный технический надзор за изготовлением материалов, ос­ новными технологическими процессами постройки и сборки машин, механизмов и устройств. Руководство по техническому надзору устанавливает формы, порядок и объем надзора. Требования Ре­ гистра СССР обязательны для всех организаций и заводов, осущест­ вляющих проектирование, постройку, ремонт и переоборудование судов. Но нужно учесть, что в требованиях Регистра СССР выде-

328

ляется только главное, а именно: надежность работы поднадзор­ ного объекта, безопасность жизни человека и состояние груза, пре­ дотвращение загрязнения моря с судна. Поэтому позиция инспек­ тора Регистра при испытаниях или обследовании любого поднад­ зорного объекта является определяющей: заметив дефект в работе, представитель Регистра не допустит не только выхода объекта с за* вода, но и его дальнейших испытаний независимо от наличия какихлибо предписаний.

Если результаты стендовых испытаний дизеля одобрены завод­ ской инспекцией Регистра, то она выдает Сертификат Регистра

СССР — документ, в котором очень кратко сказано: дизель изго­ товлен и испытан в соответствии с требованиями Правил Регистра

СССР. После этого на фирменной табличке, прикрепленной к ди­ зелю, ставят клеймо Регистра СССР.

Все изложенное касается правил приемки и методов испытаний серийных дизелей, производство которых уже налажено заводомизготовителем. Но на заводе проходят испытания и так называе­ мые головные образцы дизелей — те первые опытные модели, раз­ работка и производство которых в целом закончены.

Между постановкой головного образца дизеля на заводской стенд и датой выпуска его в серийное производство существует период доводки, в течение которого выполняются конкретные работы по оптимизации конструктивных решений отдельных узлов и дета­ лей, процессов в системах воздухоснабжения и топливоподачи, повышению надежности и т. д. Доводка головного дизеля проис­ ходит на так называемом опытном отсеке с уменьшенным числом цилиндров.

По завершении доводки отсека головной дизель изготовляют в полноразмерном варианте и устанавливают на стенде сборочного цеха. Заводские приемо-сдаточные испытания делят в таком слу­ чае на два этапа: вначале дизель принимает заводская комиссия с участием инспектора Регистра СССР (как это было для серийного дизеля), затем — межведомственная комиссия (МВК), состоящая из представителей Министерства судостроительной промышлен­ ности, Министерства морского флота и того министерства, которому подчинен завод-изготовитель. МВК оценивает качество дизеля, сов­ ременность его конструкции и рабочих параметров (выполнение технических условий), надежность, безопасность, межремонтные сроки. Решение МВК определяет целесообразность серийного вы­ пуска дизеля.

10.3. Швартовные испытания

Дизель поступает на судостроительный завод в собранном или разобранном виде. Сборочные работы на судне производят специа­ листы монтажно-сдаточного цеха под руководством шеф-монтаж­

329

ников дизелестроительного завода. Когда дизель собирают на судо­ строительном заводе, он (согласно ГОСТ 21792—76) должен быть предварительно обкатан по программе завода-изготовителя.

Поскольку на судне дизель работает в составе энергетической установки, то к швартовным испытаниям предъявляется не только сам главный дизель, но и все входящие в СЭУ механизмы, систе­ мы и устройства: дизель-генераторы, вспомогательный и утилиза­ ционный котлы, топливная, масляная, воздушная и охлаждающая системы с их оборудованием, средства автоматизации и контроля, электросети и т. д.

До начала швартовных испытаний все перечисленные элементы СЭУ проходят предварительную проверку на качество монтажа и регулирования, а также на работу по прямому назначению. При­ нятый ОТК сдаточного цеха тот или иной механизм получает соот­ ветствующее удостоверение на пригодность к работе в составе СЭУ. В связи с этим к началу официальных швартовных испытаний судо­ строительный завод подготовляет для инспекции Регистра СССР

и заказчика судна полный журнал удостоверений проверки и прием­ ки всех элементов, механизмов и, кроме того, акты госпроверки контрольно-измерительных приборов, сертификаты на принятые топливо и масло, технические описания и инструкции по обслужи­ ванию и эксплуатации всех элементов СЭУ. Цель швартовных ис­ пытаний — оценить правильность сборки дизеля на судне и цент­ ровки валопровода, работу всех механизмов СЭУ, обслуживающих главный дизель, работу общесудовых систем, а также якорных, швартовных, рулевых и других устройств, пусковые и реверсив­

Согласно ГОСТ 21792—76 нагрузку главного дизеля во время швартовных испытаний следует изменять в зависимости от типа передачи: при передаче мощности дизеля на ВФШ — по швартов­ ной винтовой характеристике крутящего момента М е (я), на ВРШ —

на генератор электрического тока — по нагрузочной характеристи­ ке N e (Ме) при п = const.

Режимы швартовной винтовой и нагрузочной характеристик определяются зависимостями, приведенными в табл. 10.1.

Поскольку для современных судовых дизелей заводы-изготови- тели выдают характеристики ограничения нагрузки, необходимо, чтобы режимы швартовных нагрузок не выходили за пределы огра­ ничительных. При назначении режимов швартовных испытаний по любым характеристкам учитывают надежность швартовных крепле­ ний, прочность причалов и состояние акватории судостроительного завода.

330