Определение дефектов деталей силовых установок обмером

Значительную часть дефектов судовых механизмов выявляют об­мером рабочих поверхностей деталей. При этом степень износа детали определяют при помощи микрометрических измерительных инструмен­тов и сравнивают с нормами допустимого износа, установленными за­водами-строителями или правилами обслуживания и эксплуатации су­довых механизмов.

Детали, у которых износ превышает установленные нормы, заме­няют новыми или ремонтируют (при уверенности, что после этого они будут вполне надежны в работе).

Обмер рабочих цилиндров и втулок. Втулки или рабочие цилинд­ры д. в. с. воздушных продувочных, гидравлических насосов и ком­прессоров, изнашиваясь в процессе работы, изменяют свою первона­чальную цилиндрическую форму. Из-за выработки увеличивается диаметр втулок (цилиндров) в разных сечениях по длине. Кроме того, вследствие ненормального износа поперечные сечения принимают эллиптическую (овальную) форму.

Больше всего втулки рабочих цилиндров д. в. с. обычно изнаши­ваются в районе камеры сгорания, т. е. в верхней части, на Уз своей высоты.

Ниже перечислены причины образования эллиптичности в попе­речных сечениях втулок и рабочих цилиндров.

В плоскости, проходящей через ось коленчатого вала.

Ось цилиндра не перпендикулярна оси коленчатого вала; в резуль­тате происходит усиленное истирание стенок цилиндра в тех местах, где к ним прижимается поршень.

Ось движения поршня неперпендикулярна к оси коленчатого ва­ла. Из-за этого поршень односторонне прижимается к стенкам ци­линдра.

Боковые поверхности нащечин параллелей непараллельны оси ци­линдра. Получается перекос и скольжение поршневого движения с местными прижатиями поршня к стенкам цилиндра.

Ось мотылевой шейки непараллельна оси коленчатого вала и раз­вернута относительно плоскости, проходящей через ось коленчатого вала. В результате во время работы двигателя поршень прижимается то к одной, то к другой стенке втулки цилиндра.

При сборке двигателя не было учтено влияние теплового удлине­ния коленчатого вала; из-за этого во время работы двигателя полу­чаются перекосы поршневого движения.

В плоскости, перпендикулярной оси коленчатого вала.

Параллель непараллельная оси цилиндра.

Несвоевременно компенсировался прокладками износ белого ме­талла ползуна.

Действие перпендикулярных усилий (в безкрейцкопфных тронковых двигателях) на стенки втулки цилиндра.

Из-за перечисленных причин поршень сильно прижимается к стенкам рабочей втулки или рабочего цилиндра в плоскости, перпен­дикулярной оси коленчатого вала. В результате стенки втулок и рабо­чих цилиндров вырабатываются в этом направлении.

При измерении износов рабочий цилиндр или втулку делят на не­сколько частей по длине. В сечениях, соответствующих полученным де­лениям, микрометрическим штихмассом измеряют диаметры парал­лельно и перпендикулярно оси коленчатого вала. Полученные данные заносят в формуляры доремонтного состояния двигателя и сличают с нормами допускаемого износа. Если износ превышает эти нормы, про­изводят расточку втулок или цилиндров. При этом допускаемое умень­шение толщины стенок определяют расчетом.

Допускаемые величины эллиптичности, конусности, а также наи­большего увеличения диаметра рабочих втулок д. в. с. определяют по номограмме, представленной на рис. 4.

Обмер поршней. Вследствие износа и расточки втулок или цилинд­ров зазор между поршнем и втулкой (цилиндром) увеличивается. При чрезмерном увеличении этого зазора возможна поломка поршневых колец и серьезная авария механизма. Поэтому, если диаметр рабочих втулок или рабочих цилиндров возрастает сверх допустимых норм, необходимо поршни заменить новыми или электронаплавкой (сталь­ные поршни) увеличить их диаметр.

Поршни у различных механизмов изнашиваются от трения о стен­ки цилиндров, а у

д. в. с, кроме того, подвергаются действию высоких температур, вследствие чего деформируются. В результате продолжи­тельной работы поршни неравномерно изнашиваются по длине и полу­чают эллиптическую форму в поперечных сечениях. Для определения величины износа и деформации направляющей части поршня (тронка) производят обмеры по двум взаимно-перпендикулярным направлениям: вдоль и перпендикулярно оси коленчатого вала.

Первый обмер делают на расстоянии 10—15 мм ниже верхней кромки тронка, последующие — через каждые 100—200 мм (в зависи­мости от длины тронка), а в случае необходимости реже или чаще.

Результаты обмеров заносят в формуляр доремонтного состояния поршня и сличают с нормами его допустимого износа.

Допускаемая эллиптичность и разность диаметров поршня по дли­не для бескрейцкопфных двигателей приведена в номограмме (см. рис. 4).

Для крейцкопфных двигателей износ поршней допускается на 50% больше, чем для бескрейцкопфных.

Обмер уплонительных колец поршней. Уплотнительные кольца поршней д. в. с, приводных компрессоров, продувочных насосов изна­шиваются в местах прилегания к опорным поверхностям канавок порш­ней и по наружной цилиндрической поверхности, соприкасающейся с цилиндром. Поэтому после продолжительной работы поршневые кольца становятся ниже, зазоры в канавке и замке увеличиваются, а упру­гость колец уменьшается. Зазор колец в канавках поршня по высоте измеряют щупом по всей окружности кольца при надетых на поршень кольцах. Для измерения зазора в замке кольца снимают с поршня и вводят в наименее разработанную часть рабочего цилиндра.

Результаты обмеров сличают с нормами допустимого износа. Уплотнительные кольца при зазорах в канавке и замке, превышающих допустимые нормы, подлежат замене.

Наибольшие допустимые за­зоры в канавке и замке поршне­вых колец дизелей, компрессо­ров и продувочных насосов оп­ределяют по номограмме (см. рис. 4).

Обмер поршневых штоков. Поршневые штоки д. в. с. двой­ного действия, компрессоров, продувочных и гидравлических насосов, а также некоторых ма­рок д.в.с. простого действия изнашиваются от трения в уп-лотнительных сальниках, отчего уменьшаются в диаметре и при­обретают эллиптическую форму в поперечных сечениях.

При измерении цилиндриче­скую часть поршневого штока, соприкасающуюся с сальнико­вой набивкой, условно делят по длине на равные части с проме­жутками в 100—200 мм и в этих местах измеряют диаметр по двум взаимно перпендикулярным направлениям. Результаты об­мера заносят в формуляр доре-монтного состояния поршневых штоков.

Если эллиптичность или не­равномерность диаметра по дли­не штока выходит за пределы норм, шток необходимо прото­чить или прошлифовать.

Штоки со значительным утонением за­меняют новыми. Допустимое уменьшение диаметра опреде­ляют расчетом.

Допустимая величина эллиптичности и разности диаметров по длине поршневых штоков двигателей внутреннего сгорания двойного действия, компрессоров и продувочных насосов приведена в номограм­ме (см. рис. 4).

Обмер рабочих шеек валов. У рамовых и мотылевых шеек колен­чатых валов с течением времени изменяются размеры и возникает эллиптичность в поперечных сечениях и конусность по длине.

При определении износа рамовых и мотылевых шеек коленчатых валов на каждой шейке условно выбирают три сечения. Одно посере­дине шейки, а два по краям, отступая от щек на 15—20 мм. В этих се­чениях микрометрической скобой измеряют диаметры в вертикальной и горизонтальной плоскостях (рис. 5, а).

При этом вертикальные обмеры производят в плоскости, прохо­дящей через ось вала и ось шейки мотыля № 1, для чего мотыль ставят в верхнее мертвое положение. Результаты обмера заносят в формуляр.

Шейки, у которых эллиптичность и конусность превышают нормы допустимого износа, подвергают проточке и шлифовке.

Допустимые величины эллиптичности и конусности рамовых и мо-тылевых шеек коленчатых валов д. в. с. приведены в номограмме (см. рис. 4). Аналогично измеряют шейки поперечин крейцкопфа, поршне­вых пальцев, а также шейки упорного и промежуточных валов вало-провода. Допустимые величины эллиптичности и конусности поршневых пальцев и шеек поперечины даны в номограмме. Для валов вало-проводов эти величины в 1,2 раза больше, чем для шеек коленчатых валов.

Определение эллиптичности и конусности рамовых шеек коленча­того вала микрометрической скобой связано с производством трудоем­ких работ, включающих разборку двигателя и подъем коленчатого вала. Поэтому в последнее время для определения величин эллип­тичности и конусности рамовых шеек коленчатого вала получила рас­пространение трехконтакная скоба типа «наездник», которая позволяет произвести обмер рамовых шеек коленчатого вала без его подъема.

Обмер рамовых шеек коленчатых валов трехконтактными скоба­ми типа «наездник» производится следующим образом. Снимают крыш­ки рамового подшипника с верхним вкладышем и на шейку 9 (рис. 5, б) устанавливают скобу. По измерительному штифту (микро­метрический винт 3, толкатель 4 и индикатор 7) определяют расстоя­ние ВО = Н в четырех или восьми положениях по окружности. Макси­мальная разность этих размеров в двух взаимно перпендикулярных положениях дает величину АЛ. Поделив АН на коэффициент 2, опреде­ляют эллиптичность шейки в данном сечении. Призматические вкладыши 2 создают между собой угол 2 а, ве­личину которого определяют из соотношения зш сс= -^ = -д- при

а=19°28/16,7". При этом отрезок ВВ — Н — расстояние от вершины уг­ла между призматическими вкладышами до замеряемой поверхности, определяемое измерительным штифтом, всегда равно диаметру изме­ряемой цилиндрической поверхности.

Чтобы определить характер износа облицовок или необлицованных шеек дейдвудного вала, последние условно делят по длине на равные части с промежутками 200—300 мм. В сечениях, соответствующих по­лученным делениям, микрометрической скобой измеряют диаметры по двум взаимно перпендикулярным направлениям.

Наибольший износ облицовки не должен превышать 50% ее пер­воначальной толщины.

Эллиптичность облицовки или необлицованных шеек дейдвудных валов не должна превышать:

Для шеек и облицовок диаметром до 150 мм . . . 0,01 6.

Для шеек и облицовок диаметром от 150 до 250 мм . . 0,007 с?

Для шеек и облицовок диаметром свыше 250 мм .... 0,005 й (й — диаметр шейки вала или наружный диаметр бронзовой обли­цовки, мм).

Неравномерность диаметра по длине облицовки или необлицован-ной шейки вала допускается в 1,2 раза больше эллиптичности.

Если эллиптичность и неравномерность диаметра по длине превы­шают нормы допустимого износа, шейки и облицовки подвергают про­точке. При этом допустимую толщину облицовок определяют расчетом.

Измерение зазоров в рамовых, мотылевых и головных подшипни­ках двигателей и подшипниках гребных валов. При износе подшипников увеличиваются их масляные зазоры. Измеряют эти зазоры свин­цовыми проволочками толщиной 0,6—1,5 мм, которые накладывают на шейку или цапфы крейцкопфа в трех местах, а затем, после сборки верхней половины подшипника, выжимают болтами или шпильками до отказа. Толщина выжатой проволочки, измеренная микрометром, по­казывает величину масляного зазора.

В бескрейцкопфных двигателях, где головные подшипники чаще всего представляют собой неразъемные втулки, для измерения масля­ного зазора пользуются щупом.

В подшипниках, у которых масляные зазоры превышают допу­стимые нормы, излишнюю слабину устраняют удалением мелких про­кладок или перезаливкой белого металла.

Наибольшие допустимые зазоры при износе подшипников для д. в. с. приведены в номограмме (см. рис. 4).

Предельно допустимые зазоры в упорных подшипниках между сег­ментами и гребнем в 1,2 раза больше приведенных в номограмме.

Предельно допустимые зазоры в бакаутовых, лигнофолевых и ре­зиновых подшипниках дейдвуда:

Для шеек вала диаметром до 100 мм 0,04 й

» » » » от 100 до 150 мм 0,03 й

» » » » от 150 до 200 мм 0,025 с?

» » » » от 200 до 250 мм 0,02 й

» » » » свыше 350 мм 0,017 с?

d — наружный диаметр бронзовой облицовки дейдвудного вала).

При баббитовых подшипниках предельно допустимые зазоры в 1,2 раза меньше указанных.

Рамовые, мотылевые, головные подшипники и подшипники проме­ жуточного валопровода, имеющие баббитовую заливку, подлежат пе­ резаливке при следующей толщине белого металла: При шейке диаметром менее 150 мм до 2 мм

» » » от 150 до 300 мм до 3 мм

» » » более 300 мм до 4 мм

У быстроходных двигателей, подшипники которых имеют тонко­стенную заливку из свинцовистой бронзы или других износостойких сплавов, подшипники подлежат перезаливке, если оставшийся сплав вдвое тоньше, чем допускается для баббитовых подшипников. Набор дейдвудных втулок заменяют, когда зазоры достигают предельно до­пустимых величин.

Замер износа параллелей и ползунов. У параллелей и ползунов изнашиваются рабочие и боковые поверхности. Зазоры между ползу­ном и параллелью с рабочей и боковых поверхностей измеряют при трех установках ползуна: в в. м. т., в н. м. т. и в среднем положении. Результаты измерений заносят в формуляр доремонтного состояния и сличают с нормами. Если зазоры превышают допустимые величины, удаляют прокладки из-под нащечин, а при значительном износе белого металла перезаливают ползун.

Наибольшие допустимые зазоры между параллелью и рабочей по­верхностью ползуна приведены в номограмме (см. рис. 4).

Наибольшие допустимые зазоры между параллелью и боковой по­верхностью ползуна в 1,2 раза больше зазоров между параллелью и рабочей плоскостью ползуна, указанных в номограмме. Ползуны под­лежат перезаливке при следующей толщине белого металла: При диаметре шеек поперечины до 150 мм менее 2 мм

» » » » больше 150 мм менее 3 мм

Обмером величин зазоров в лопаточном аппарате, уплотнениях, опор­ных и упорных подшипниках, а также диаметров валов роторов вы­являют дефекты в деталях и узлах паровых и газовых турбин и осевых компрессоров. Допустимые и монтажные зазоры, а также допустимые

нормы износов деталей приводятся в инструкциях заводов-строителей и Правилах технической эксплуатации судовых паровых и газовых, турбин.

На рис. 6 приведены места замеров Зазоров в проточной части ступеней заднего хода турбины низкого давления и лабиринтовых уплотнениях турбин и осевых компрессоров.

Выявление дефектов стального корпуса судна осмотром и обмером

Осмотром и обмером выявляют следующие дефекты стального корпуса судна.

1. Полное разрушение металла в виде пробоин, трещин и разры­вов корпусных связей.

2. Утонение металла связей корпуса вследствие коррозионного износа и истирания.

3. Гофрировка и бухтиноватость настилов судовых перекрытий.

4. Вмятины наружной обшивки, настилов палуб, двойного дна, пе­реборок и остаточные деформации набора.

5. Повышенные общие остаточные деформации судна.

6. Нарушение непроницаемости сварных клепаных соединении или чрезмерный износ швов и головок заклепок.

7. Износ кромок швов с клепаными швами.

8. Интенсивный эррозионный износ выступающих частей и наруж­ной обшивки в подводной части кормовой оконечности судна.

Для проведения дефектации подводной части корпуса судно ста­вят в док или на другое судоподъемное средство на клетки такой вы-

Результаты замеров и вычислений заносят в таблицу соответ­ствующей формы для сравнения с величинами допускаемых износов,. приведенных в брошюре ЦНИИМФа «Методика дефектации и замены отдельных стальных конструкций корпусов морских транспортных су­дов», издательство «Морской транспорт», 1963 г. Допустимые величи­ны износов для различных связей колеблются в пределах от 20 до 50% от строительной толщины.

Оценка прочности корпусов морских сухогрузных и наливных су­дов всех типов (за исключением ледоколов), находящихся длительное время в эксплуатации, производится на основании расчета по предель­ным допускаемым напряжениям, превышение которых недопустимо.

Поскольку по статическим данным среднегодовой износ основных корпусных связей составляет для сухогрузных судов 0,10—0,12 мм в год, для танкеров 0,15—0,20 мм в год, то необходимость в определении коррозионного износа и расчетах на прочность корпусов морских су­дов не возникает ранее, чем через 12 лет после постройки сухогрузных судов и через 8 лет после постройки наливных судов. Однако отдельные конструкции корпуса судна, подверженные более интенсивному изно­су, как, например, палубы и платформы в санитарно-бытовых и слу­жебных помещениях, цистерны, используемые как теплые ящики и для стока конденсата, палубы под котлами, настил второго дна и палубы под котлами и т. д, подлежат дефектации по истечении 6—8 лет службы.

Гофрировкой называют прогибы листов обшивки и насти­лов между несколькими балками судового набора (без деформации последних), которые придают корпусу ребристый вид. Гофрировка ха­рактеризуется стрелкой наибольшего прогиба, длиной гофр и районом распространения по длине или высоте судна.

Гофрировку наружной обшивки и настила палуб допускают лишь в том случае, когда наибольшая стрелка прогиба гофр не превышает 1/50 шпаций при поперечной системе набора, 1/35 расстояния между балками днищевого и палубного набора при продольной системе на­бора и 1/35 шпации на бортовой обшивке. При этом протяженность гофр по палубе и днищу не должна превышать двух шпаций по длине судна и двух ширин листа по периметру поперечного сечения. Гофри­ровка, превышающая указанные величины, должна быть выправлена.

Бухтиноватостью называется отдельные, ограниченных размеров, прогибы листов между ребрами жесткости без деформа­ции последних. Бухтиноватость характеризуется стрелкой прогиба от­дельных бухтин, их длиной и шириной.

Бухтина подлежит правке, если величина стрелки прогиба состав­ляет более пяти толщин листа, если нужно сохранить плавность обво­дов для уменьшения сопротивления воды при движении судна в море, а также при необходимости сохранения красивого внешнего вида судна.

Вмятиной называется прогиб обшивки, настила палуб или вто­рого дна совместно с набором. Вмятина характеризуется длиной и ши­риной, а также стрелкой прогиба в наиболее деформированном месте по отношению к первоначальной форме поверхности.

Все вмятины корпуса, как правило, подлежат правке. Могут быть оставлены без правки до ближайшего планового ремонта только еди­ничные вмятины, длина или ширина которых не больше четырех шпаций, а отношение стрелки прогиба к наименьшему размеру вмя­тины не более 1/20, если при этом не наблюдается потери устойчивости набора и нарушение сварных и заклепочных соединений.

Остаточные деформации продольного и поперечного набора, пе­реборок и стального настила второго дна допускаются со стрелкой прогиба такой же величины, что и для вмятин.

В случае, если гофрировку или вмятины не удается устранить правкой, то деформированные участки обшивки корпуса судна за­меняют.

При осмотре корпуса судна обращают особое внимание на состоя­ние сварных, а на судах старой постройки заклепочных швов, подвер­женных значительной коррозии. Кроме того, стараются выявить тре­щины, их количество, район расположения и причины возникновения.

Сварные швы обшивки, имеющие трещины или высоту из-за кор­розионного износа меньшую толщины листов, должны вырубаться до здорового металла и подвариваться вновь. Все виды трещин должны быть устранены. Водотечные и ослабевшие заклепки должны быть за­менены.

ВЫЯВЛЕНИЕ ДЕФЕКТОВ СИЛОВЫХ УСТАНОВОК

И КОРПУСА СУДНА ПРИМЕНЕНИЕМ

ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЕФЕКТОСКОПИИ

Выявление дефектов гидравлическим испытанием

Наружным осмотром не всегда удается определить состояние де­тали и ее годность для дальнейшей работы. Поэтому многие детали и части силовых установок, систем и корпуса судна дополнительно под­вергают гидравлическим испытаниям, а также проверке при помощи дефектоскопии, основанной на использовании свойств магнитного по­ля, электромагнитных волн, электро- и теплопроводности, звуковых волн, молекулярных свойств жидкостей.

Трещины, пористость, неплотности прилегания сопрягаемых по­верхностей неподвижных разъемных соединений выявляют гидравли­ческим испытанием в тех агрегатах, деталях и частях, которые пред­ставляют собой сосуды, заполняемые паром, газом и различными жидкостями при определенных давлениях. К числу таких агрегатов, деталей и частей относятся паровые котлы, цилиндровые втулки, кла­панные коробки, арматура машин, двигателей и насосов, баллоны, коллекторы, паропроводы, газопроводы, трубопроводы, отсеки корпуса судна и т. д.

У этих агрегатов, деталей и частей перед испытанием закрывают все отверстия крышками, заглушками, пробками и специальными при­способлениями. Затем заполняют агрегаты и детали водой доверху и гидравлическим насосом повышают давление до рабочего плюс дополнительное, регламентирумое соответствующим ГОСТом, ведомст­венными нормалями и Правилами Регистра СССР. Давление повыша­ют до пробного постепенно в течение 5—10 мин небольшим плунжер­ным насосом, а в отсеках корпуса судна, как правило, наливом. Проб­ное давление выдерживают в течение времени, достаточного для осмотра испытываемой детали, но не более 5 мин, после чего его сни­жают до рабочего и поддерживают постоянным до конца испытаний.

Паровые котлы обычно подвергаются гидравлическому испыта­нию после ремонта для проверки прочности и плотности соединений.

Величины пробного давления для отдельных узлов и всего котла принимают по ГОСТ 1999—60 или по Правилам Регистра СССР. Эти величины приведены в табл. 2.

Водогрейные котлы испытываются в сборе в цехе и на судне проб­ным гидравлическим давлением, равным 1,25 р, но не менее чем 3 кГс/см², где р — рабочее давление в водогрейном котле.

Гидравлическое испытание котлов производят без изоляции с плотно пригнанными крышками лазов и горловин, снятыми или на­дежно выключенными предохранительными клапанами и тщательно

притертой арматурой. На судне котел испытывают вместе с главным паропроводом; для измерения давления к нему присоединяют конт­рольный манометр. Давление в котле создают переносным ручным гидравлическим насосом; использование других насосов и инжекторов воспрещается во избежание резкого повышения давления выше допу­стимого. Испытание можно проводить при температуре воды и окру­жающего воздуха не ниже 5° С. Во время гидравлического испытания котла на судне нельзя выполнять работы, связанные со стуком и шумом.

Порядок испытаний следующий: котел осматривают снаружи, на­полнив его водой и присоединив ручной насос. Затем насосом посте­пенно в течение 5—10 мин повышают давление до рабочего, после че­го тщательно осматривают котел с наружной стороны и со стороны топочного пространства (сварные и заклепочные швы, водогрейные и дымогарные трубы, связи, крепление арматуры и т. п.). Если дефек­тов нет, давление доводят до пробного, под которым котел и главный паропровод выдерживают в течение 5 мин. После этого давление сни­жают до рабочего и поддерживают в течение всего времени осмотра котла.

Котел считается выдержавшим гидравлическое испытание, если не обнаружено местных выпучин, течи соединений и трубок, остаточных деформаций. Все мелкие дефекты (течь швов, трубок, связей и др.) устраняют после полного снятия давления. Устранив неисправности, производят повторное испытание котла при рабочем давлении. Котлы, отремонтированные в цехе, подвергают гидравлическому испытанию дважды: первый раз на судоремонтном предприятии, а второй — на судне после установки на фундамент (в описанном выше порядке).

Кроме гидравлического испытания, проводят паровую пробу кот­ла для проверки качества ремонта, а также работы приборов и меха­низмов, обслуживающих котел.

Эту пробу котла проводят при полном рабочем давлении. Котлы с рабочим давлением до 8 кГ/см² испытывают в течение 4 ч, а котлы с рабочим давлением более 8 кГ/см² — в течение 8 ч.

Котел считается выдержавшим паровое испытание на плотность, если отсутствуют пропуски пара и воды.

Теплообменные аппараты „

(подогреватели воды, нефти и масла; паровоздушные эжекторы; испарители и опреснители; охла-дители конденсата, пара и возду­ха и т. д.) испытываются на проч-ность и плотность, в зависимости от давления и температуры ра­бочей среды, пробным гидрав-лическим давлением по ГОСТ

где р — рабочее давление, кГ/см²;

к — коэффициент, определяемый по диаграмме (рис. 8).

Пробное давление при гидравлическом испытании паровой арма­туры, включая котельную и главных механизмов, принимается не ни­же двойного рабочего давления для насыщенного пара и 2,5-кратно­го — для перегретого пара и котельно-питательных клапанов.

Арматура в сборе испытывается на плотность пробным гидравли­ческим давлением, равным 1,25 р, где р — рабочее давление (котла, насоса или давление, на которое устанавливается предохранительный клапан).

Арматура и литые соединительные части трубопроводов, работа­ющие при давлении менее 1 кГ/см² или в условиях вакуума, испыты-ваются на прочность и плотность гидравлическим давлением, равным 2 кГ/см².

Большинство трубопроводов силовых установок и судовых систем испытывается на прочность по элементам в цеховых условиях пробным давлением, равным 2 р, и на плотность в собранном состоянии на суд­не пробным давлением, равным 1,25 р, но не менее 4 кГ/см², где р-рабочее давление. К числу этих трубопроводов относятся: паропрово­ды свежего пара и трубопроводы продувания котлов при р 7 кГ/см²; паропроводы отработавшего пара; конденсатные питательные трубо­проводы до приемных патрубков питательных насосов; охлаждающие трубопроводы пресной и забортной воды главных и вспомогательных механизмов и теплообменных аппаратов; трубопроводы гидроприво­дов и систем регулирования; масляные трубопроводы, включающие трубопроводы наливные, приемные, перекачивающие, циркуляционные главных механизмов, гидроприводов и систем регулирования; трубо­проводы сжатого воздуха; трубопроводы грузовой и зачистной систем.

Паропроводы свежего пара и трубопроводы продувания котлов при р>7 кГ/см², а также питательные напорные от питательных насо­сов, насосов циркуляции котлов и напорные после испарителей испы-тываются на прочность пробным давлением, равным 2,5 р, и на плот-кость пробным давлением 1,25 р.

Топливные нагнетательные трубопроводы испытываются на проч­ность и плотность пробным давлением, равным 2 р, но не менее 10 кГ/см².

Топливные трубопроводы от насосов высокого давления к форсун­кам двигателей внутреннего сгорания и масляные трубопроводы от лубрикаторов до штуцеров для смазки цилиндров испытываются на прочность пробным давлением, равным 1,5 р, и на плотность в действии.

Трубопроводы судовых систем: балластный и осушительный; на­ливные, воздушные и измерительные трубы; газоотводные трубы; шпигатные трубы; топливные переливные, сточные и спускные; мас­ляные напорные трубопроводы, находящиеся под гидростатическим давлением, и масляные переливные, сточные и спускные трубопроводы испытываются на прочность пробным давлением, равным 4 кГ/см², и на плотность — заполнением на всю их высоту. При этом трубопрово­ды балластной и осушительной систем испытываются на плотность пробным давлением, равным 4 кГ/см².

Трубы и арматура считаются годными для эксплуатации, если при испытании на прочность в течение 5 мин пробным давлением, а также на плотность не обнаружено признаков неплотности, свищей, просачивания и потемнения.

По Правилам Регистра СССР детали паровых турбин, компрессо­ров, насосов, сепараторов, вентиляторов и других судовых машин и механизмов (за исключением д.в.с), предназначенные для работы под давлением или в условиях вакуума, при температуре среды от 0 до 500° С должны при испытании на прочность и плотность материала подвергаться пробному гидравлическому давлению. Величина этого давления определяется по следующей формуле:

p_вр=(1,5+0,1 k) р кГ/см²

где р — рабочее давление в испытываемой полости, кГ/см²;

к — коэффициент, определяемый в зависимости от материала де­тали и температуры рабочей среды.

Узлы и детали, испытывающие давление менее 1 кГ/см² или пред­назначенные для работы в условиях вакуума, подвергают гидравличе­скому испытанию на прочность и плотность материала пробным дав­лением 2 кГ/см².

Детали и узлы, предназначенные для работы под гидростатическим давлением жидкостей (нефть, масло и др.) или заполняемые парами последних, испытывают на плотность керосином. Уровень керосина, наливаемого в испытываемую полость, должен превышать уровень рабочей жидкости не менее чем на 25%, но не подниматься выше плос­костей разъема деталей.

При испытании на плотность деталей больших размеров (напри­мер, корпусов редукторов главных турбин) допускается вместо керо­сина применять воду или сжатый воздух. При этом величины давления должны быть согласованы с Регистром СССР.

Корпус конденсатора и водяные камеры испытывают гидравличе­ским давлением в 2 кГ/см². Проницаемость уплотнений трубок в труб­ных досках проверяют гидравлическим или воздушно-гидравлически­ми испытаниями при разности давлений не менее 1 кГ/см².

По Правилам Регистра СССР все полости деталей д.в.с, подвер­гающиеся давлению, должны быть проверены гидравлическими или воздушными испытаниями. Величину пробного гидравлического или воздушного давления определяют в зависимости от рабочего давления р в испытываемой полости (согласно инструкции по эксплуатации двигателя) или максимального давления сгорания р~.

Пробным давлением, равным 1,5 р₂, испытывают втулку рабочего цилиндра на ^]/з длины от бурта, в зоне высоких давлений (для двига­телей с противоположно движущимися поршнями на Уз длины хода поршня от оси форсунки в обе стороны); крышку рабочего цилиндра — со стороны камеры сгорания; поршень рабочего цилиндра — со сторо­ны камеры сжатия.

Пробным давлением, равным 1,5 р, испытывают: отдельные ци­линдры, цилиндровые блоки и блок-картеры; зарубашечное простран­ство рабочей втулки в сборе с рубашкой или блоком; полости охлаж­дения крышки рабочего цилиндра, поршня рабочего цилиндра, корпуса выпускных и всасывающих клапанов; воздушные полости цилиндра поршневого продувочного насоса, корпуса главного маневрового кла­пана и клапанов пуска и реверса; зарубашечное пространство выпус­кного коллектора и глушителя.

Пробным давлением, равным 2 р, испытывают: воздушные поло­сти корпуса пускового клапана и пускового распределителя; детали устройства охлаждения поршней, подвергающиеся давлению охлаж­дающей жидкости. Рабочая втулка цилиндра, за исключением зоны рысоких давлений, испытывается пробным давлением не менее 5 кГ/см².

Воздушным испытаниям, как правило, при регулировке подверга­ют: предохранительный клапан рабочего цилиндра пробным давлени­ем, равным 1,25 р; предохранительные клапаны воздухохранителей, воздушного трубопровода и компрессоров пробным давлением, рав­ным р+(1~2) кГ/см².

Для всех д.в.с. (кроме глушителей) давление при гидравлическом испытании водяных, масляных и топливных полостей должно быть равно или больше 4 кГ/см², а для воздушных равно или больше 3 кГ/см.². Гидравлические испытания производят в течение 5 мин. По­следующее освидетельствование деталей и узлов осуществляется при рабочем давлении р или максимальном давлении сгорания р₂.

При испытании воздухом неплотности выявляют по пузырькам, образующимся на испытываемой поверхности, смоченной мыльной во­дой, по отклонению пламени свечи или по пузырькам, поднимающимся при погружении детали в воду. При испытании воздухом падение дав­ления за один час не должно превышать 5% установленного.

Для выявления дефектов корпус судна и его элементы подверга­ют испытаниям на непроницаемость и герметичность в соответствии с ГОСТ 3285—65.

Под непроницаемостью понимается способность корпусных конст­рукций, дельных вещей, устройств и оборудования не пропускать воду или другую жидкость. Поэтому испытанию на непроницаемость под­вергаются все конструкции корпуса, дельные вещи и другое оборудо­вание, которые в эксплуатационных или предусмотренных расчетом аварийных случаях могут соприкасаться с водой или другой жидко­стью и при этом не должны пропускать ее.

Под герметичностью понимается способность корпусных конструк­ций, дельных вещей, устройств и оборудования не пропускать газооб­разные вещества. Поэтому испытанию на герметичность подвергаются конструкции, которые по своему назначению и условиям эксплуатации должны защищать ограничиваемые ими пространства от проникнове­ния газообразных веществ.

Все части корпуса, которые обеспечивают нахождение судна на плаву, а также конструкции, которые не доступны для осмотра их со всех сторон при нахождении судна на плаву, испытываются на не­проницаемость при нахождении судна на стапеле судоподъемного сооружения (дока, слипа и т. д.).

Все отсеки и корпусные конструкции судна в отношении методов и норм испытаний на непроницаемость делятся на две группы:

1. отсеки и цистерны, в которых во время эксплуатации временно или постоянно будет находиться жидкость, а также форпик, ахтерпик, кингстонные ящики, пустотелые рули, направляющие насадки;

2. все прочие отсеки и конструкции корпуса, которые по условиям эксплуатации должны быть непроницаемыми.

Отсеки, цистерны и другие конструкции первой группы испытыва­ют наливом воды под напором или надувом воздуха.

Например, наливом воды под напором обязательно испытывают форпики, ахтерпики, междудонные отсеки, отсеки двойного борта, а также другие конструкции первой группы, осмотр которых затруднен вследствие часто расстановленного набора, узких проходов или когда в составе этих конструкций имеются клепаные соединения (пазы и стыки). Нормы испытаний на непроницаемость подробно приведены в ГОСТ 3285—65. Согласно этому ГОСТу, например, форпик и ахтерпик, используемые в качестве водяных отсеков, испытываются наливом во­ды с напором до верха воздушной трубы, но не менее чем на 1 м над палубой переборок; форпик и ахтерпик, не предназначенные для за­полнения водой, испытывают наливом воды с напором 0,3 м над палу­бой переборок; выше этого уровня — поливанием струей воды под напором; междудонные отсеки испытывают наливом воды с напором до палубы переборок или до верха воздушной трубы (по большему напору); отсеки двойного борта, предназначенные для хранения воды или жидких нефтепродуктов испытывают наливом воды с напором до верха воздушной трубы, но не менее 2,5 м от палубы, ограничивающей отсек сверху и т. д.

При испытании отсеков надувом воздуха величина избыточного (испытательного) давления воздуха принимается равной 0,3 кГ/см².

При этом падение давления сжатого воздуха в течение 1 ч не должно превышать 5% от первоначального испытательного давления. При испытании отсеков, предназначенных для хранения керосина, бензина и других легких нефтепродуктов, падение давления воздуха в те­чение 1 ч не допускается.

До испытания отсеков надувом воздуха расчетом проверяют проч­ность конструкции на испытательное давление воздухом.

При этом напряжения, возникающие во время испытаний в набо­ре наиболее слабого перекрытия, не должны превышать 0,8 величины предела текучести материала конструкции.

Отсеки и конструкции второй группы испытывают на непроницае­мость одним из следующих методов; наливом воды без напора; смачи­ванием керосином; обдувом струей сжатого воздуха; поливанием струей воды под напором; поливанием рассеянной струей воды.

Метод испытаний при этом (кроме испытаний наливом воды без напора и поливанием рассеянной струей воды) выбирается судоре­монтным предприятием с учетом условий ремонта судов и опыта пред­приятия, по согласованию с контролирующей инспекцией Регистра СССР. Смачиванием керосином испытывают только сварные соедине­ния (за исключением соединений в нахлестку).

Испытание на герметичность помещений и отсеков проводится надувом воздухом.

Отсеки, к которым помимо непроницаемости представляются тре­бования герметичности и которые в период ремонта или модернизации судна испытывались на непроницаемость наливом воды под напором или надувом воздуха, специальному испытанию на герметичность не подвергаются.

Испытание на герметичность наружного контура судна проводит­ся в период ходовых испытаний по окончании всех остальных видов испытаний прохождением судна через стойкую завесу нейтрального дыма в течение 10 мин. При этом проникновение дыма через грузо­вые люки, если к ним не предъявляются специальные требования гер­метичности, не является бракующим признаком.

При подготовке и проведении испытаний на непроницаемость и герметичность проводят ряд работ и соблюдают определенные прави­ла, которые указаны ниже.

Устанавливают напорные трубы диаметром не менее 25 мм и манометры для создания и измерения в отсеке гидростатического напора на палубе, платформе или втором дне (т. е. на конструкциях, ограни­чивающих отсек сверху). Сверлят специальные отверстия диаметром 8—10 мм для выпуска воздуха из испытываемых отсеков для устранения воздушных подушек. Эти отверстия заваривают после окончания испытаний.

Продолжительность нахождения отсека под давлением воды опре­деляют временем, необходимым для осмотра отсека, но не менее 1 ч..

Отсеки считают непроницаемыми, если на контрольной поверхно­сти испытываемых конструкций не будут наблюдаться течи в виде струй или капель.

Испытание поливанием струей воды под напором производят с помощью пожарного ствола. При этом диаметр выходного отверстия насадки ствола должен быть не менее 16 мм, а напор воды в шланге должен обеспечивать высоту струи воды, выбрасываемой из ствола у места испытания, не менее 10 м. Струю воды направляют перпенди­кулярно к поверхности шва с расстоянием от ствола до испытываемо­го участка не более 3 м.

Испытания поливанием струей воды под напором и поливанием рассеянной струей производятся только при положительной темпе­ратуре.

Испытание обдувом струей сжатого воздуха производится при температуре окружающего воздуха до минус 10° С. При этом испыты­ваемый участок перед обдувом воздухом просушивается нагревом до

положительной температуры для удаления замерзшей влаги. Давление сжатого воздуха в шланге принимается не менее 4 кГ/см². Струя воз­духа направляется перпендикулярно поверхности, а для клепаных соединений с нечеканенной стороны. Конец шланга снабжается ниппе­лем диаметром 10—20 мм и подводится к поверхности испытываемого соединения на расстоянии не более 100 мм. Одновременно противопо­ложная поверхность испытываемого соединения смачивается пенообразующим раствором (мыльным, лакричным и др.). Отсеки или другие конструкции считаются непроницаемыми, если не будет наблю­даться образования воздушных пузырьков на обмазанных пенообразующим раствором соединениях.

Дефектоскопия, основанная на молекулярных свойствах жидкостей

Для выявления поверхностных дефектов деталей судовых меха­низмов (усталостных трещин или трещин, образовавшихся вследствие термических напряжений) используют молекулярные свойства жидко­сти (вязкость, поверхностное натяжение и др.). т. е. применяют жид­кости, обладающие хорошей смачивающей способностью, имеющие небольшую плотность и высокий коэффициент поверхностного натя­жения.

Различают следующие способы дефектоскопии (пробы), основан­ные на молекулярных свойствах жидкости: керосиновый, масляный, парафиновый, содовый, цветной и люминесцентный. Наиболее широ­кое распространение в судоремонте получили керосиновая, цветная и люминесцентная пробы.

Керосиновая проба. Этот способ широко применяется для выявления проницаемости сосудов, работающих под давлением, и от­ливок после предварительной обработки. К числу таких деталей отно­сятся: крышки цилиндров д.в.с. (со стороны воздействия газов), ци­линдровые втулки д.в.с, донышки поршней д.в.с. и т. д. Кроме того, керосиновой пробой выявляют также дефекты лопаточного аппарата и дисков паровых и газовых турбин, ослабление посадки, охватываю­щей детали в неподвижных разъемных соединениях, непроницаемость сварных конструкций корпуса судна и т. д.

Испытываемую деталь на 15—30 мин погружают в керосин и после извлечения сушат струей воздуха или обтирают ветошью. У гро­моздких деталей керосин на исследуемое место наносят кисточкой. После сушки на проверяемую поверхность накладывают слой меловой обмазки консистенции сметаны. Через несколько минут меловая об­мазка в месте, имеющем трещину, начинает темнеть. Лопатки турбины при проверке легким ударом молотка заставляют колебаться, керосин из трещин вытекает и они темной линией обозначаются на меловой обмазке.

При проверке непроницаемости сварных конструкций корпуса судна, контролируемую сторону сварных швов покрывают меловым раствором и после его высыхания противоположную сторону швов смачивают периодически керосином по мере его стекания. Время вы­держки в зависимости от толщины и положения шва составляет от 40 до 120 мин. Конструкции считаются непроницаемыми, если за вре­мя выдержки под действием керосина на контрольной поверхности сварных швов не появятся пятна керосина.

Цветная проба. Сущность пробы заключается в следующем: деталь тщательно очищают и на поверхность наносят (кистью или по­гружением) смесь керосина с трансформаторным маслом и ярким кра­сителем—-пигментом. После выдержки в течение 5—10 мин поверх­ность промывают струей воды, а затем покрывают слоем каолина,

разведенного в воде, и сушат в струе теплого воздуха. Трещины выявляются в виде красных полос на белом фоне каолинового по­крытия.

Состав красящей смеси следующий: керосина — 65%, трансформа­торного масла — 30%, скипидара — 5%. В качестве пигмента добав­ляют красители «Судан» или «Жировой оранж»— 5—6 г па I л смеси. Входящие в состав смеси керосин и трансформаторное масло облада­ют высокой смачивающей способностью, а скипидар растворяет кра­ситель.

Люминесцентная проба. Этот способ применяют для оп­ределения наружных пороков деталей. На обезжиренную поверхность детали наносят

флуоресцирующее вещество (люминофор), затем его удаляют, а деталь обмывают, сушат и подвергают ультрафиолетовому | облучению. При этом оставшееся в трещинах вещество ярко светится зеленоватым цветом.

В качестве люминофоров при люминесцентной пробе применяют 1 красители дефектоль зелено-золоти­стый и дефектоль нориол, разрабо­танный Академией наук Грузин­ской ССР. Рекомендуются такие составы люминесцентных смесей:

1. трансформаторного масла — 25%, керосина — 50%, бензина—• I 25%, дефектоля зелено-золотисто­ го — 0,25 г на 1 л;

2. керосина — 75% по объему, вазелинового масла — 15%, бензола I или бензина—10%, дефектоля зе­ лено-золотистого — 0,2 г на 1л, эмульгатора ОП-7 — 2—3 г на 1 л * (эмульгатор ОП-7 вводят для улуч­ шения смачивающей способности смеси);

3. керосина или лигроина — 50% по объему, дефектоля нориола —50%.

Чтобы флуоресцирующая смесь лучше проникала в трещины, со­став подогревают до 70—80° С. Флуоресцирующую смесь наносят на деталь кисточкой, а мелкие детали погружают в смесь на 10—15 мин, после чего состав смывают водой я сушат в струе теплого воздуха.

Для более эффективного выявления впитывающихся красок, на деталь наносят тонкий слой порошка углекислого магния, талька или силикагеля, которые впитывают в себя состав из трещин. Через не­сколько минут избыток порошка с поверхности удаляют, а деталь об­лучают ультрафиолетовыми лучами, выявляя светящиеся полосы. Источниками ультрафиолетового света служат ртутно-кварцевые лампы.

На рис. 9 показан прибор «Ультрасвет», выпускаемый отечествен­ной промышленностью. Из рассмотренных проб люминесцентная явля­ется наиболее чувствительной. Пользуясь этой пробой, можно выявить дефекты следующих деталей судовых механизмов: штоков, шатунов, валов, втулок, пальцев, крышек, шестерен, лопаток турбин, кулачко­вых шайб, пружин и др. Особенно целесообразно применение этого вида контроля для немагнитных металлов, а также деталей из неме­таллических материалов.