Основы теории надежности и диогностики / 16 Особенности диагн.СТС

16. Особенности контроля и диагностирования СТС

При организации контроля и диагностирования в процессе эксплуатации совре­менных СТС и судового оборудования (СО) необходимо учитывать:

1. Большое разнообразие СТС и судового оборудования.

2. Большое разнообразие конструкций СО, что требует построения средств диагностирования с их учетом, а также затрудняет получение универсальных решений и усложняет алгоритмы диагностирования.

3. Наличие на судах как дискретных (ЭВМ, реле, контакторы), так и непрерывных (электрические машины, системы управления), объек­тов что требует различного подхода при решении задач диагностиро­вания.

4. Различия в структуре СО.

5. Различный уровень надежности СО, затрудняющий органи­зацию диагностирования. Трудность сбора статистических данных, характеризующих надежность СО.

6. Различные режимы использования оборудования на судах. Су­довое оборудование может использоваться в длительном режиме, кратковременном режиме и повторно-кратковременном режиме .

7. Высокая степень автоматизации производственных процес­сов на судах. В зависимости от степени автоматизации Регистром уста­новлены для судов знаки автоматизации:

- А1 - для судов, на которых техническими средствами автоматизации обеспечивается возможность эксплуатации судна без постоянной вахты в машинном отделении (МО), включая центральный пост управления (ЦПУ);

- А2 - для судов, где обеспечена возможность эксплуатации судна без постоянной вахты в МО, но контроль за энергетической установкой обеспечивается посто­янной вахтой в ЦПУ.

8. Ограниченные возможности восстановления СО, что объясня­ется недостаточным числом и невысокой квалификацией обслуживаю­щего персонала и ограниченным объемом запасных частей. Это приво­дит к включению в алгоритм диагностирования задач контроля работо­способности и поиска наиболее вероятных дефектов.

9. Большое разнообразие условий диагностирования оборудова­ния. Условия диагностирования на судах во многом определяются мес­том расположения ОД В ряде случаев место расположения ОД может повлиять на глубину диагностирования и выбор задач диагностирования.

Знание особенностей диагностирования СО позволит правильно организовать эксплуатацию оборудования и обеспечить поддержание его надежности.

При определении технического состояния дизелей ставятся следующие задачи:

- определение технического состояния дизеля в момент проверки (задача контроля и технической диагностики);

- прогнозирование технического состояния дизеля;

- определение технического состояния, в котором находился дизель в некоторый момент времени в прошлом (задача технического генеза).

Технический контроль и диагностика составляют основу поддержания дизеля в исправном состоянии в процессе эксплуатации, позволяют решать задачи прогнозирования остаточного ресурса и изучать прошлые технические состояния (в случае необходимости).

Диагностический анализ предусматривает:

- определение отклонения измеряемых параметров в работе дизеля;

- вычисление рабочих параметров и сравнения их с эталонными;

- определение изменения параметров работы СЭУ и экономический расчёт целесообразности работ по восстановлению ее элементов.

Возможности оценки технического состояния дизеля путем непосредственного измерения параметров технического состояния весьма ограничены без полной или частичной разборки дизеля. Разборки же связаны с выводом дизеля из эксплуатации, что не всегда желательно и возможно. В эксплуатации при контроле и диагностике параметры технического состояния дизеля, определяют как путём непосредственного измерения параметров, так и косвенно с помощью измерения:

- давления и температуры газов и жидкостей;

- уровней шума и вибрации;

- концентрации в смазочном масле продуктов износа трущихся деталей;

- расхода, состава и свойств выпускных газов, смазочного масла, охлаждающей воды, температуры деталей и др.

Эти параметры достаточно полно отражают техническое состояние и качество функционирования дизеля и содержат необходимую для диагностики информацию. Эти параметры называются диагностическими и в зависимости от содержащейся информации могут быть обобщенными или частными. Обобщенные диагностические параметры (расход топлива, мощность, общие уровни шума и вибрации, концентрация продуктов износа в масле) характеризуют техническое состояние дизеля или его агрегатов в целом. Частные диагностические параметры (уровни вибрации отдельных элементов или узлов и т. д.) характеризуют техническое состояние конкретного узла или детали.

Для количественной оценки технического состояния дизеля по результатам измерений диагностических параметров должны быть известны их нормативные значения:

- номинальное (начальное),

- допустимое

- предельное.

Номинальное значение диагностического параметра характеризует нормальное первоначальное техническое состояние дизеля.

Допустимое значение параметра соответствует исправному техническому состоянию дизеля, когда он при выполнении функций еще сохраняет эксплуатационные технико-экономические показатели в заданных пределах.

Предельное значение диагностического параметра – его наибольшее или наименьшее допустимое значение, за границами которого дальнейшая эксплуатация дизеля может привести к существенному снижению эффективности его использования, поломкам или авариям.

Нормативные значения диагностических параметров позволяют определять работоспособность и исправность дизеля в данный момент и прогнозировать остаточный ресурс его исправной работы. Это достигается путем сравнения замеренного текущего значения диагностического параметра с допустимым. Нормативные значения диагностических параметров устанавливают заводы-изготовители дизелей и организации, эксплуатирующие их, с учетом конструктивных, технологических, эксплуатационных и других технико-экономических факторов. Диагностика дизеля выполняется по принципу: от целого к частному. Процесс диагностики (независимо от выбранных диагностических параметров) проводится по определенной схеме, включающей следующие основные этапы:

- обеспечение определенного режима работы дизеля;

- регистрация процесса (процессов), в котором содержится диагностическая информация;

- анализ диагностической информации, т. е. разделение ее на составляющие, каждая из которых характеризует только один элемент дизеля;

- измерение показателей этих составляющих;

- сравнение измеренных показателей с эталонными значениями и принятие решения о техническом состоянии отдельных элементов и дизеля в целом.

Контроль и диагностика дизеля, проводимые в процессе эксплуатации, перед ремонтом, в процессе и после ремонта осуществляются различными методами и решают различные задачи.

16.1. Задачи и методы контроля работы дизеля и его систем

Контроль процессов, протекающих в двигателе, контроль правильности функционирования основных элементов его конструкции составляют основу повседневного технического обслуживания и служат целям своевременного обнаружения всех возможных отклонений от заданного режима, которые могут привести к нарушению работоспособности и экономичности двигателя, появлению внезапных и преждевременных отказов, влекущих за собой серьезные аварийные повреждения.

Контроль состоит из наружных осмотров, периодически проводимых вахтенным персоналом, и оценки состояния дизеля и обслуживающих его систем на основе измерения и анализа параметров, прямым или косвенным образом характеризующих работу. Выбор параметров контроля определяется необходимостью иметь наиболее полную информацию о состоянии объекта с помощью относительно простых, надежных и доступных измерительных средств: термометров, термопар, манометров, расходомеров, счетчиков частоты вращения, штатно устанавливаемых на двигатель и обслуживающие его системы.

В настоящее время применяемые на современных судах СЦК обладают недостаточностью предоставляемой информации для детальной и достаточно точной оценки состояния двигателя и определения причины появления той или иной неисправности в его работе. Особенно затруднена оценка нарушений вследствие медленно развивающихся процессов механического и эрозионного изнашивания, химической, электрохимической и газовой коррозии, процессов отложений на рабочих поверхностях накипи, нагара, асфальтосмолистых и прочих соединений.

Под действием высоких знакопеременных тепловых и механических нагрузок, которым в первую очередь подвергаются детали камеры сгорания, в них возникают упругие и пластические деформации, под влиянием термической усталости и ползучести меняются механические характеристики металлов, что приводит к образованию микротрещин, а в дальнейшем - к потере работоспособности.

Поэтому, чтобы наиболее полно и объективно оценить техническое состояние двигателя, его компонентов и систем, в дополнение к информации, получаемой от приборов СЦК, вынуждены прибегать к непосредственному освидетельствованию путем разборки и измерения геометрических размеров, зазоров, визуального осмотра рабочих поверхностей отдельных деталей и узлов.

Информационную ценность данных непосредственных измерений трудно переоценить, они служат основой для планирования профилактических и ремонтных работ. Однако получение их сопряжено с необходимостью вывода двигателя из эксплуатации, вскрытия и частичной разборки, что связано с затратами значительного времени и средств.

Поэтому в последние годы все больше внимания уделяется разработке и внедрению в практику эксплуатации методов безразборной диагностики, с помощью которых можно оценивать техническое состояние двигателей во время работы, определять отклонения от нормы и устанавливать их причины.

4