Вредность частых переборок дизелей достаточно известна, хотя очень трудно характеризовать ее конкретными величинами износов. Однако не менее трудно определить и длительность работы основных узлов дизеля, особенно ЦПГ, между переборками. Нормальный износ, установившийся после периода приработки деталей, характеризуется прямой линией на диаграмме (с координатами время — износ), почти параллельной горизонтальной оси. Переход прямой в кривую, поднимающуюся вверх, означает начало прогрессирующего износа, т. е. необходимость переборки данного узла дизеля. Но как может узнать об этом судовой механик, какими приборами он может определить начало прогрессирующего износа какого-либо узла у работающего дизеля?
До недавнего прошлого таких приборов не существовало и состояние, а также степень износа основных узлов дизеля определяли только при профилактических разборках в определенные сроки, когда узел отработал предусмотренное число часов. И в настоящее время этот способ является основным.
Но быстрое развитие измерительной техники позволило создать принципиально новые способы оценки технического состояния узлов дизеля, не разбирая их. Эти способы объединены понятием технической диагностики.
В современном понятии техническая диагностика представляет собой комплекс теории и способов проверки технического состояния сложных механизмов и устройств. В этот комплекс входят замеры давлений, частоты вращения, напряжений, возникающих под действием процесса сгорания, вибраций в звуковых и сверхзвуковых диапазонах и т. д. Отдельные зарубежные фирмы, в частности, американские, уже разработали обоснованные системы технической диагностики и измерительные приборы.
В Советском Союзе также разработано несколько способов технической диагностики, применимой и для судовых дизелей.
Пока что сделаны первые шаги в применении технической диагностики. В дальнейшем потребуется разработка новых способов и приборов, но затраты на разработки могут окупиться сравнительно быстро, учитывая результаты, которых можно достичь с помощью этих способов: возможность оценки технического состояния механизма без разборки.
Безусловно, нельзя допускать износ до предельных величин, поэтому дизелестроительные заводы и руководящие органы паро-ходств устанавливают обязательные сроки профилактических переборок основных узлов главных дизелей, и прежде всего деталей ЦПГ. Нет нужды пояснять, что сроки работы узлов дизеля назначаются в пределах, далеко не исчерпывающих времени нормального износа, но это время невозможно определить конкретно для каждого дизеля.
По мере усовершенствования технологии изготовления деталей дизеля, применения материалов высокого качества, разработки более совершенных способов контроля состояния узлов, подбора наиболее благоприятных условий смазки цилиндров сроки между переборками деталей ЦПГ все более увеличиваются. ПроследихМ ' это хронологически.
В конце 50-х годов в состав БМП начали поступать теплоходы с дизелями Зульцер 9SD72. Поскольку в инструкции фирмы срок работы цилиндров между вскрытиями был установлен в полгода, пароходство решило вскрывать их после 2000 ч работы. В процессе эксплуатации стало ясно, что срок этот слишком мал и при тщательном наблюдении за дизелями к концу 60-х годов интервал между вскрытиями был доведен до 5000 ч.
В 1961 г. для дизеля марки 9UEC75 (#=12 000 э. л. с. при /г=1200 об/мин), работавшего на тяжелом топливе с содержанием серы 3%, износ втулок величиной 0,2 мм на 1000 ч японские специалисты [84] считали очень незначительным, а срок между вскрытиями в 3500 ч — некоторым достижением.
Спустя всего два года, в том же источнике были опубликованы данные об эксплуатации дизелей Бурмейстер и Вайн 1274VTBF160 мощностью 15 000 э. л. с, строившихся фирмой «Хитачи». У одного из дизелей впервые после постройки цилиндры были вскрыты спустя 6546 ч работы, а вторично — спустя 13 696 ч. Для 1963 г. это было рекордом, который фирма объясняла хорошо разработанной технологией постройки дизелей и тщательным контролем за качеством топлива и смазочного масла.
В 1960 г. главный дизель Бурмейстер и Вайн 550VTBF110, установленный на танкере «Коканд», отработал с постройки до первого вскрытия цилиндров 5500 ч с удельным износом в верхней части втулок 0,08—0,09 мм на 1000 ч [15].
К концу 1961 г. у дизеля Бурмейстер и Вайн 674VTBF160, установленного яа танкере «Апшерон», после 49 000 ч цилиндровые втулки еще не нуждались в замене, а в подшипниках коленчатого вала сохранились построечные масляные зазоры.
В 1958 г. фирма «Фиат» приступила к созданию судового дизеля марки 900S. В процессе доводки дизеля в 1960 г. была достигнута цилиндровая мощность 3000 э. л. с, что для того времени было рекордом, а сроки между вскрытиями цилиндров дошли до 6000—7000 ч, причем, поршневые кольца в замене не нуждались. В 1964 г. этот срок продолжал оставаться рекордным, так как в дизеле обнаружилось много недостатков различного характера.
К 1964 г. среднее время между вскрытиями цилиндров дизелей различных марок в японском флоте достигло 5000 ч, а удельный износ втулок в зависимости от марки применяемого топлива находился в пределах 0,05—0,2 мм.
По английским данным за те же годы для мощных дизелей Бурмейстер и Вайн время между вскрытиями цилиндров составляло 7000—8000 ч, а в отдельных случаях 14 000 ч.
Исключительной износостойкости основных деталей дизелей марки РС-2 добилась фирма «Пилстик» в середине 60-х годов. Дизель имеет следующие данные: D=425 мм; 5 = 460 мм; #ЦИл = 465 э. л. с. при «=500 об/мин, число цилиндров до 18. Два одинаковых дизеля этого типа, установленные на двух с>дах, были впервые разобраны после 28 000 ч работы. Ни на одном судне не было необходимости замены цилиндровой втулки из-за износа. Ориентировочный срок службы этих дизелей не менее 100 000 ч.
Были установлены следующие величины износов:
диаметральный износ верхних поясов цилиндровых втулок 0,005—0,02 мм на 1000 ч работы;
износ рамовых и мотылевых шеек коленчатого вала 0,04 мм при эллиптичности 0,02 мм;
износа рамовых и мотылевых подшипников почти не было. Защитная антифрикционная пленка толщиной 0,05 мм сохранилась почти по всей поверхности подшипников.
На основании анализа износов других деталей были установлены следующие сроки службы (в часах): поршней — 40000, поршневых пальцев — 60 000, клапанов — 28 000. После такого анализа фирма «Пилстик» решила, что вскрывать цилиндры можно через 8000—10 000 ч.
Примерно такой же износостойкостью обладают и дизели Паксман, применяемые как приводы дизель-генераторов.
В 1966 г., когда фирма пустила в серию дизель марки GRPHXZ, один из них вскрыли после постройки спустя 5167 ч и состояние деталей было признано отличным. Вторично дизель вскрыли спустя 10 034 ч после постройки с тем же результатом.
Было отмечено, что после второго осмотра и обмера деталей в их состоянии по сравнению с первым осмотром почти ничего не изменилось. Подшипники коленчатого вала видимого износа не имели, так как защитные пленки толщиной всего в 0,019 мм на всех подшипниках полностью сохранились. Шейки вала сохранили полировку, и износ их обычным измерительным инструментом не улавливался. На основании этого фирма установила, что первое вскрытие дизелей после постройки можно производить спустя 10 000 ч работы
Высокая износостойкость деталей среднеоборотных дизелей, примеры которой показаны выше, обеспечила им устойчивое, а с 1964 г. все возрастающее применение в качестве главных дизелей. В 1970 г. в Швеции был создан новый среднеоборотный дизель УДАБ (D=520 мм; 5 = 570 мм; #=1200 э. л. с. при п= 425 об/мин). Основное внимание было уделено упрощению обслуживания, при этом расчетное время между вскрытиями цилиндров доведено до 15 000 ч.
В 1968 г. фирма «Сторк» создала четырехтактный среднеоборотный дизель марки ТМ410 ф = 410 мм; S = 470 мм; #цил = 500э л. с). После целого комплекса усовершенствований в 1972 г. фирма добилась увеличения цилиндровой мощности до 667 э. л. с. и уменьшения удельного износа втулок до 0,001— 0,005 мм. На основании этого было принято решение увеличить срок между вскрытиями цилиндров до 25 000 ч.
Среднеоборотные дизели могут работать и в очень тяжелых условиях. На одном из английских морозильных траулеров, на котором установлен дизель Мирлесс KGMR8, произвели контрольные обмеры деталей после 21 700 ч. Этот дизель отработал в качестве главного в течение трех лет на промыслах в северной части Атлантики (дизель восьмицилиндровый с #=2880 э. л. с, при п= =450 об/мин).
Осмотр показал, что рабочие клапаны и форсунки ремонта не требуют. Износ цилиндров составлял 0,0635 мм, зазор в замках поршневых колец увеличился до 1,73 мм при допуске для новых колец 1,16—1,35 мм.
Фирма «Бритиш Поляр» выпускает по лицензии среднеоборотные четыреч-тактные дизели серии «F Нохаб», разработанные фирмой «Поляр» (D = 241 мм; 5 = 299; #Цил —150э. л. с). Срок службы дизелей 100000 ч при сроках ремонта (10 000 ч без снятия цилиндровых крышек или осмотра рабочих клапанов и
20 000 ч до выемки поршней).
Увеличивается срок службы между ремонтами и у малооборотных дизелей. Так, у новых дизелей Бурмейстер и Вайн марок KEF, KFF и KGF выпускные клапаны не требуют притирки ранее чем через 12 000—15 000 ч, в то время как в дизелях прежних моделей этот срок составлял 8000 ч. Удельный износ втулок снижен до 0,01—0,02 мм на 1000 ч работы.
Во время дискуссии, проведенной в Голландии в апреле 1972 г., о методах наиболее экономичного технического обслуживания судовых дизелей представители некоторых ведущих норвежских судоходных компаний высказывались за частые планово-профилактические вскрытия цилиндров для своевременного обнаружения износа и замены поршневых колец и втулок.
Однако большинство участников считали, что правильнее применять другие методы снижения износов (хромирование, новые виды обработки, использование более стойких материалов, новых масел и т. д.), несмотря на повышенные затраты, с целью удлинить время между вскрытиями цилиндров до 2—4 лет.
Очевидно, наиболее правильным будет промежуточное решение: наряду с повышением надежности деталей и узлов дизелей увеличивать срок их работы между очередными осмотрами.
Этот обзор сделан с целью показать, насколько быстро совершенствовалась технология производства дизелей за короткий отрезок времени — всего 15 лет.
Правда, каждая фирма старается показать свою продукцию в лучшем виде и рекламирует свои высшие достижения, поэтому необходимо учитывать, что при самой тщательной отработке конструкции и технологии производства все же каждый серийный дизель приобретает и некоторые индивидуальные качества.
Судовые механики неоднократно убеждались в том, что при переходе с одного судна на другое с однотипным дизелем здесь встречались уже другие дефекты, не характерные для дизеля предыдущего судна (несмотря на то, что оба дизеля построены одним и тем же заводом, по тем же чертежам и технологии). Причины этого явления достаточно подробно изложены в предыдущих главах.
ССХ назначает сроки между вскрытиями цилиндров и других узлов дизелей несколько меньшими, чем рекомендует фирма-строитель. Если это и увеличивает трудоемкость обслуживания, то одновременно увеличивает и безотказность работы дизелей при эксплуатации. Правда, имеются примеры и обратного характера, когда ССХ разрешают выходить механикам за пределы сроков, рекомендованных фирмами, но это делается только для хорошо изученной серии дизелей.
В данном случае от судовых механиков требуются соблюдение сроков вскрытия цилиндров и других узлов дизелей и такое их обслуживание, которое не приведет к необходимости сокращения этих сроков или к обнаружению во время плановых вскрытий износов и других дефектов в значительно больших количествах, чем предполагалось.
До недавнего прошлого таких приборов не существовало и состояние, а также степень износа основных узлов дизеля определяли только при профилактических разборках в определенные сроки, когда узел отработал предусмотренное число часов. И в настоящее время этот способ является основным.
Но быстрое развитие измерительной техники позволило создать принципиально новые способы оценки технического состояния узлов дизеля, не разбирая их. Эти способы объединены понятием технической диагностики.
В современном понятии техническая диагностика представляет собой комплекс теории и способов проверки технического состояния сложных механизмов и устройств. В этот комплекс входят замеры давлений, частоты вращения, напряжений, возникающих под действием процесса сгорания, вибраций в звуковых и сверхзвуковых диапазонах и т. д. Отдельные зарубежные фирмы, в частности, американские, уже разработали обоснованные системы технической диагностики и измерительные приборы.
В Советском Союзе также разработано несколько способов технической диагностики, применимой и для судовых дизелей.
Пока что сделаны первые шаги в применении технической диагностики. В дальнейшем потребуется разработка новых способов и приборов, но затраты на разработки могут окупиться сравнительно быстро, учитывая результаты, которых можно достичь с помощью этих способов: возможность оценки технического состояния механизма без разборки.
Безусловно, нельзя допускать износ до предельных величин, поэтому дизелестроительные заводы и руководящие органы паро-ходств устанавливают обязательные сроки профилактических переборок основных узлов главных дизелей, и прежде всего деталей ЦПГ. Нет нужды пояснять, что сроки работы узлов дизеля назначаются в пределах, далеко не исчерпывающих времени нормального износа, но это время невозможно определить конкретно для каждого дизеля.
По мере усовершенствования технологии изготовления деталей дизеля, применения материалов высокого качества, разработки более совершенных способов контроля состояния узлов, подбора наиболее благоприятных условий смазки цилиндров сроки между переборками деталей ЦПГ все более увеличиваются. ПроследихМ ' это хронологически.
В конце 50-х годов в состав БМП начали поступать теплоходы с дизелями Зульцер 9SD72. Поскольку в инструкции фирмы срок работы цилиндров между вскрытиями был установлен в полгода, пароходство решило вскрывать их после 2000 ч работы. В процессе эксплуатации стало ясно, что срок этот слишком мал и при тщательном наблюдении за дизелями к концу 60-х годов интервал между вскрытиями был доведен до 5000 ч.
В 1961 г. для дизеля марки 9UEC75 (#=12 000 э. л. с. при /г=1200 об/мин), работавшего на тяжелом топливе с содержанием серы 3%, износ втулок величиной 0,2 мм на 1000 ч японские специалисты [84] считали очень незначительным, а срок между вскрытиями в 3500 ч — некоторым достижением.
Спустя всего два года, в том же источнике были опубликованы данные об эксплуатации дизелей Бурмейстер и Вайн 1274VTBF160 мощностью 15 000 э. л. с, строившихся фирмой «Хитачи». У одного из дизелей впервые после постройки цилиндры были вскрыты спустя 6546 ч работы, а вторично — спустя 13 696 ч. Для 1963 г. это было рекордом, который фирма объясняла хорошо разработанной технологией постройки дизелей и тщательным контролем за качеством топлива и смазочного масла.
В 1960 г. главный дизель Бурмейстер и Вайн 550VTBF110, установленный на танкере «Коканд», отработал с постройки до первого вскрытия цилиндров 5500 ч с удельным износом в верхней части втулок 0,08—0,09 мм на 1000 ч [15].
К концу 1961 г. у дизеля Бурмейстер и Вайн 674VTBF160, установленного яа танкере «Апшерон», после 49 000 ч цилиндровые втулки еще не нуждались в замене, а в подшипниках коленчатого вала сохранились построечные масляные зазоры.
В 1958 г. фирма «Фиат» приступила к созданию судового дизеля марки 900S. В процессе доводки дизеля в 1960 г. была достигнута цилиндровая мощность 3000 э. л. с, что для того времени было рекордом, а сроки между вскрытиями цилиндров дошли до 6000—7000 ч, причем, поршневые кольца в замене не нуждались. В 1964 г. этот срок продолжал оставаться рекордным, так как в дизеле обнаружилось много недостатков различного характера.
К 1964 г. среднее время между вскрытиями цилиндров дизелей различных марок в японском флоте достигло 5000 ч, а удельный износ втулок в зависимости от марки применяемого топлива находился в пределах 0,05—0,2 мм.
По английским данным за те же годы для мощных дизелей Бурмейстер и Вайн время между вскрытиями цилиндров составляло 7000—8000 ч, а в отдельных случаях 14 000 ч.
Исключительной износостойкости основных деталей дизелей марки РС-2 добилась фирма «Пилстик» в середине 60-х годов. Дизель имеет следующие данные: D=425 мм; 5 = 460 мм; #ЦИл = 465 э. л. с. при «=500 об/мин, число цилиндров до 18. Два одинаковых дизеля этого типа, установленные на двух с>дах, были впервые разобраны после 28 000 ч работы. Ни на одном судне не было необходимости замены цилиндровой втулки из-за износа. Ориентировочный срок службы этих дизелей не менее 100 000 ч.
Были установлены следующие величины износов:
диаметральный износ верхних поясов цилиндровых втулок 0,005—0,02 мм на 1000 ч работы;
износ рамовых и мотылевых шеек коленчатого вала 0,04 мм при эллиптичности 0,02 мм;
износа рамовых и мотылевых подшипников почти не было. Защитная антифрикционная пленка толщиной 0,05 мм сохранилась почти по всей поверхности подшипников.
На основании анализа износов других деталей были установлены следующие сроки службы (в часах): поршней — 40000, поршневых пальцев — 60 000, клапанов — 28 000. После такого анализа фирма «Пилстик» решила, что вскрывать цилиндры можно через 8000—10 000 ч.
Примерно такой же износостойкостью обладают и дизели Паксман, применяемые как приводы дизель-генераторов.
В 1966 г., когда фирма пустила в серию дизель марки GRPHXZ, один из них вскрыли после постройки спустя 5167 ч и состояние деталей было признано отличным. Вторично дизель вскрыли спустя 10 034 ч после постройки с тем же результатом.
Было отмечено, что после второго осмотра и обмера деталей в их состоянии по сравнению с первым осмотром почти ничего не изменилось. Подшипники коленчатого вала видимого износа не имели, так как защитные пленки толщиной всего в 0,019 мм на всех подшипниках полностью сохранились. Шейки вала сохранили полировку, и износ их обычным измерительным инструментом не улавливался. На основании этого фирма установила, что первое вскрытие дизелей после постройки можно производить спустя 10 000 ч работы
Высокая износостойкость деталей среднеоборотных дизелей, примеры которой показаны выше, обеспечила им устойчивое, а с 1964 г. все возрастающее применение в качестве главных дизелей. В 1970 г. в Швеции был создан новый среднеоборотный дизель УДАБ (D=520 мм; 5 = 570 мм; #=1200 э. л. с. при п= 425 об/мин). Основное внимание было уделено упрощению обслуживания, при этом расчетное время между вскрытиями цилиндров доведено до 15 000 ч.
В 1968 г. фирма «Сторк» создала четырехтактный среднеоборотный дизель марки ТМ410 ф = 410 мм; S = 470 мм; #цил = 500э л. с). После целого комплекса усовершенствований в 1972 г. фирма добилась увеличения цилиндровой мощности до 667 э. л. с. и уменьшения удельного износа втулок до 0,001— 0,005 мм. На основании этого было принято решение увеличить срок между вскрытиями цилиндров до 25 000 ч.
Среднеоборотные дизели могут работать и в очень тяжелых условиях. На одном из английских морозильных траулеров, на котором установлен дизель Мирлесс KGMR8, произвели контрольные обмеры деталей после 21 700 ч. Этот дизель отработал в качестве главного в течение трех лет на промыслах в северной части Атлантики (дизель восьмицилиндровый с #=2880 э. л. с, при п= =450 об/мин).
Осмотр показал, что рабочие клапаны и форсунки ремонта не требуют. Износ цилиндров составлял 0,0635 мм, зазор в замках поршневых колец увеличился до 1,73 мм при допуске для новых колец 1,16—1,35 мм.
Фирма «Бритиш Поляр» выпускает по лицензии среднеоборотные четыреч-тактные дизели серии «F Нохаб», разработанные фирмой «Поляр» (D = 241 мм; 5 = 299; #Цил —150э. л. с). Срок службы дизелей 100000 ч при сроках ремонта (10 000 ч без снятия цилиндровых крышек или осмотра рабочих клапанов и
20 000 ч до выемки поршней).
Увеличивается срок службы между ремонтами и у малооборотных дизелей. Так, у новых дизелей Бурмейстер и Вайн марок KEF, KFF и KGF выпускные клапаны не требуют притирки ранее чем через 12 000—15 000 ч, в то время как в дизелях прежних моделей этот срок составлял 8000 ч. Удельный износ втулок снижен до 0,01—0,02 мм на 1000 ч работы.
Во время дискуссии, проведенной в Голландии в апреле 1972 г., о методах наиболее экономичного технического обслуживания судовых дизелей представители некоторых ведущих норвежских судоходных компаний высказывались за частые планово-профилактические вскрытия цилиндров для своевременного обнаружения износа и замены поршневых колец и втулок.
Однако большинство участников считали, что правильнее применять другие методы снижения износов (хромирование, новые виды обработки, использование более стойких материалов, новых масел и т. д.), несмотря на повышенные затраты, с целью удлинить время между вскрытиями цилиндров до 2—4 лет.
Очевидно, наиболее правильным будет промежуточное решение: наряду с повышением надежности деталей и узлов дизелей увеличивать срок их работы между очередными осмотрами.
Этот обзор сделан с целью показать, насколько быстро совершенствовалась технология производства дизелей за короткий отрезок времени — всего 15 лет.
Правда, каждая фирма старается показать свою продукцию в лучшем виде и рекламирует свои высшие достижения, поэтому необходимо учитывать, что при самой тщательной отработке конструкции и технологии производства все же каждый серийный дизель приобретает и некоторые индивидуальные качества.
Судовые механики неоднократно убеждались в том, что при переходе с одного судна на другое с однотипным дизелем здесь встречались уже другие дефекты, не характерные для дизеля предыдущего судна (несмотря на то, что оба дизеля построены одним и тем же заводом, по тем же чертежам и технологии). Причины этого явления достаточно подробно изложены в предыдущих главах.
ССХ назначает сроки между вскрытиями цилиндров и других узлов дизелей несколько меньшими, чем рекомендует фирма-строитель. Если это и увеличивает трудоемкость обслуживания, то одновременно увеличивает и безотказность работы дизелей при эксплуатации. Правда, имеются примеры и обратного характера, когда ССХ разрешают выходить механикам за пределы сроков, рекомендованных фирмами, но это делается только для хорошо изученной серии дизелей.
В данном случае от судовых механиков требуются соблюдение сроков вскрытия цилиндров и других узлов дизелей и такое их обслуживание, которое не приведет к необходимости сокращения этих сроков или к обнаружению во время плановых вскрытий износов и других дефектов в значительно больших количествах, чем предполагалось.
Комментариев нет:
Отправить комментарий
Примечание. Отправлять комментарии могут только участники этого блога.