Эксплуатационные повреждения и надёжность морской техники.

Всякое техническое устройство имеет своё назначение: насос должен качать жидкость, теплообменный аппарат - передавать тепло от горячего теплоносителя к холодному, запорный клапан - перекрывать трубопровод и т.п. Способность соответствующего элемента оборудования выполнять заданные функции называется работоспособностью. Количественная оценка работоспособности выполняется путём сопоставления фактических значений функциональных параметров с их нормативными значениями.

Например, центробежный насос, работающий в составе гидравлической системы, должен обеспечивать номинальную расход-напорную характеристику. При заданной характеристике гидравлической системы в режимной точке 1 работоспособный насос должен поддерживать номинальные значения функциональных параметров: напора H1 и расхода жидкости Q1.

В результате износа рабочего колеса и уплотнений характеристика насоса несколько изменится, в связи с чем при той же частоте вращения и той же характеристике сети насос будет создавать несколько меньший напор при меньшем расходе.

Возможность выполнения заданных функций закладывается в процессе проектирования и изготовления соответствующего узла оборудования и характеризуется совокупностью параметров, описывающих форму и взаимное расположение отдельных деталей, характеристики конструкционных материалов, чистоту поверхности и т.п. Эти параметры, характеризующие внутреннюю структуру оборудования, называются механическими параметрами. Совокупностью значений механических параметров характеризуется техническое состояние оборудования.

Если все механические параметры находятся в поле допусков, установленных проектной документацией, оборудование называют исправным, нарушение этого условия приводит к неисправности оборудования.

Неисправность оборудования является причиной нарушения его работоспособности, однако выход за допустимые значения механических и функциональных параметров далеко не всегда происходит синхронно, поэтому оборудование во время эксплуатации может находиться в одном из следующих состояний:

· исправно и работоспособно;

· неисправно, но работоспособно;

· неисправно и не работоспособно.

Ухудшение функциональных характеристик оборудования, приводящее к некоторому снижению качества его эксплуатации, называется частичной потерей работоспособности. Если функциональные параметры изменяются настолько сильно, что дальнейшее функционирование оборудования становится невозможным, говорят о полной потере работоспособности, т.е. об отказе оборудования.

В процессе эксплуатации судового энергомеханического оборудования, наиболее нагруженные узлы и детали испытывают влияние комплекса разрушающих воздействий, вызывающих процессы постепенной деградации их технического состояния (усталость материала, износы, эрозия, коррозия и т.п.).

Несмотря на постоянное повышение качества схемных и конструктивных решений, применение прогрессивных конструкционных материалов и технологий изготовления, пока не удаётся обеспечить уровень надежности оборудования, достаточный для его эффективной и безотказной эксплуатации на протяжении назначенных ресурсных периодов, без проведения персоналом специальных работ, обеспечивающих поддержание работоспособности оборудования (осмотров, испытаний, освидетельствований, мелких, средних и капитальных ремонтов).

В качестве примера можно привести результаты анализа опыта эксплуатации судовых малооборотных дизелей, выполненного фирмой MAN. Проанализировав статистические данные за 4-х летний период эксплуатации 80 дизелей типа KZ с наработкой до 10 лет, специалисты фирмы выделили 42 группы узлов, лимитирующих надежность и эффективность эксплуатации дизеля. Затем из них были выделены 10 групп узлов с наибольшими трудозатратами и наибольшей частотой проведения работ по техническому обслуживанию : Таблица 1.

В зависимости от конструктивных и функциональных особенностей того или иного вида оборудования, требований к надежности и безопасности его эксплуатации, уровня автоматизации, контролепригодности и диагностического обеспечения для поддержания работоспособности оборудования могут применяться различные стратегии обслуживания (табл. 2).

Таблица 2. Стратегии обслуживания судового оборудования

Обслуживание по факту отказа предъявляет минимальные требования к уровню информационного обеспечения персонала, однако не обеспечивает повышение вероятности безотказной работы оборудования и не может быть применено в тех случаях, когда отказы недопустимы по соображениям безопасности или при возможности возникновения лавинообразных процессов.

Регламентное обслуживание, в основе которого лежит профилактическое воздействие на оборудование в соответствии с расчетно-экспериментальными характеристиками его долговечности и обобщением опыта эксплуатации аналогичных объектов, является действенным способом повышения эксплуатационной надежности, особенно в тех случаях, когда разброс фактических сроков службы элементов оборудования относительно назначенных ресурсов сравнительно невелик.

При значимых величинах коэффициентов вариации ресурса, характерных для большинства видов судового энергетического оборудования в связи с большими отличиями индивидуальных спектров режимов и условий эксплуатации, эффективность применения регламентного, т.е. ориентированного на временные периоды, способа обслуживания существенно снижается. Значительная часть оборудования к назначенному сроку выполнения очередных работ R_н (осмотров, замен, ремонтов и т.п.) либо оказывается в достаточно удовлетворительном состоянии, не требующем вмешательства персонала, либо уже в аварийном состоянии (закрашенные области на рис. 2).

Рис. 2. Распределение фактических сроков службы оборудования

Для устранения этого противоречия, а также для обоснованного выбора объемов профилактических работ и последующих режимов использования оборудования персонал должен располагать информацией, как о текущем фактическом состоянии оборудования, так и о прогнозируемом изменении этого состояния в течение планируемого периода эксплуатации.

***