Курников А.С. Технология судоремонта : курс лекций

Подождите немного. Документ загружается.

ГОСТ 13377–75 устанавливает основные определения надежности.

Надежность – свойство объекта (судна, дизеля, агрегата, узла) выпол-

нять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных

эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих

режимам и условиям использования. Надежность судна обусловливается

безотказностью, ремонтопригодностью, сохраняемостью, а также долго-

вечностью его частей.

Работоспособность – состояние объекта, при котором оно способно

выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных в пределах,

установленных нормативно-технической документацией.

Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособности объекта.

Под устранением отказов подразумевается восстановление работо-

способности.

Неисправность – состояние объекта, при котором оно не соответству-

ет хотя бы одному из требований, установленных нормативно-

технической документацией.

Наработка – продолжительность или объем работы объекта.

Безотказность

– свойство объекта непрерывно сохранять работоспо-

собность в течение некоторого времени или некоторой наработки.

Долговечность – свойство объекта сохранять работоспособность до

наступления предельного состояния при установленной системе техниче-

ского обслуживания и ремонтов. Предельное состояние изделия опреде-

ляется невозможностью его дальнейшей эксплуатации или снижением

эффективности, или требованиями безопасности и оговаривается в техни-

ческой

документации. Показателями долговечности могут служить ре-

сурс, срок службы.

Ремонтопригодность – свойство объекта, заключающееся в приспособ-

ленности к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неис-

правностей путем проведения технического обслуживания и ремонтов.

Сохраняемость – свойство объекта непрерывно сохранять исправное и

работоспособное состояние в течение и после срока хранения и транспор-

тирования.

Наработка на

отказ – отношение наработки восстанавливаемого объ-

екта к математическому ожиданию числа его отказов в течение этой нара-

ботки. Если наработка выражается в единицах времени, можно применять

термин среднее время безотказной работы.

Ресурс – наработка объекта от начала эксплуатации до предельного

состояния, оговоренного в технической документации. В отношении суд-

на и его агрегатов

можно различать ресурс до капитального, среднего или

текущего ремонтов.

Срок службы – календарная продолжительность эксплуатации объек-

та до момента возникновения предельного состояния, оговоренного в тех-

нической документации. Различают срок службы до капитального, сред-

него или текущего ремонтов, срок службы до списания и др.

Время безотказной работы представляет собой случайное явление, по-

этому статистические характеристики надежности носят вероятностный

характер и могут быть определены на основе статистических данных.

Если t – время, в течение которого необходимо определить вероят-

ность безотказной работы P(t), а T – период времени его работы до перво-

го отказа, тогда вероятность безотказной работы

(

)

(

)

tTPtP >

(1.6)

Вероятность безотказной работы является убывающей функцией вре-

мени. Другие свойства этой вероятности:

(

)

≤

tP ,

(

)

P ,

(

)

∞

P .

(1.7)

Событием, противоположным вероятности безотказной работы, явля-

ется вероятность отказа q:

(

)

(

)

tPtq

−

(1.8)

так как

(

)

(

)

tTPtP >

(1.9)

то

(

)

(

)

tTPtq

≤

(1.10)

Вероятность безотказной работы на протяжении наработки:

() ()

dttftP

∫

∞

= .

(1.11)

Статистически

()

(

)

tP = ,

(1.12)

где N – число изделий, оставшихся работоспособными до конца на-

работки;

n – общее число наблюдаемых изделий.

Интенсивность отказов представляет собой отношение плотности рас-

пределения наработки до отказа f(t) к вероятности безотказной работы P(t):

()

(

)

()

t =

;

(1.13)

Статистически

()

(

)

(

)

ttNtN

∆

−

(1.14)

где N(t) – количество работоспособных изделий к рассматриваемому

моменту времени;

∆t

– выражает число изделий, отказавших в единицу времени.

Для ремонтируемых изделий (для новых) определяют следующие по-

казатели надежности.

Среднее число отказов:

()

∑

iср

(1.15)

где n – общее число наблюдаемых изделий.

Поток отказов

()

() ()

tmttm

∆

−∆+

∑∑

== 11

(1.16)

то есть отношение числа отказов в единицу времени к общему числу на-

блюдаемых изделий.

Наработка на отказ за период (t

– t

)

() ()

tmtm

срср

−

= .

(1.17)

Вероятность безотказной работы в период между наработками (t

– t

)

(

)

(

)()

[

]

2112

exp tHtHttP

−

(1.18)

где

()

tH и

(

)

– характеристики потока отказов за периоды t

и t

В общем виде:

() ()

ntmtH

∑

∞→

lim

(1.19)

Надежность судна как сложной системы зависит от надежности от-

дельных деталей и равна произведению вероятностей безотказной работы

отдельных деталей:

() () () () ()

∏

=⋅=

inc

tPtPtPtPtP

... .

(1.20)

В идеальном случае

(

)

PtP =

Высокое качество и эксплуатационная надежность отремонтирован-

ных судов (дизелей) могут быть достигнуты на специализированных

предприятиях.

1.5. Система технического обслуживания

и ремонта судов. Виды ремонтов

Для исправления дефектов судна при Министерстве транспорта РФ

создана специальная система по обслуживанию и ремонту судов

(СТОРС).

Система представляет собой совокупность технических средств, ма-

териалов и исполнителей, организационных и технических мероприятий,

положений и норм, необходимых для поддержания и восстановления тех-

нико-эксплутационных характеристик судов, установленных нормативной

документацией.

СТОРС решает три задачи:

1) использование судов по назначению (эксплуатация);

2) техническое обслуживание судов – проведение комплекса работ,

необходимых для поддержания технического

состояния судов;

3) ремонт судов – то есть восстановление технического состояния су-

дов, постепенно утрачиваемого в процессе эксплуатации.

Основным руководящим документом для правильной организации тех-

нического обслуживания флота являются Правила технической эксплуата-

ции речного транспорта, утвержденные Министерством транспорта РФ.

СТОРС является планово-предупредительной, послеосмотровой сис-

темой. Это означает, что каждый вид обслуживания

и ремонта проводится

в сроки, устанавливаемые в результате осмотров и дефектаций. Эти сроки

и объемы ремонта могут отличаться по необходимости от рекомендаций,

установленных Правилами ремонта. При этом каждое последующее об-

служивание включает все предыдущие и дополнительные усложняемые

работы.

СТОРС состоит из пяти звеньев (рис. 1.7).

Рис. 1.7. Структура СТОРС

I звено – эксплуатационная обкатка (60 ч для быстроходных ДВС и

150 ч – для тихоходных). Предназначено для правильной подготовки уз-

лов и сопряженных деталей к восприятию полных эксплуатационных на-

грузок и для устранения недостатков закончившегося ремонта. Эксплуа-

тация судна или механизмов в этот период происходит на щадящих ре-

жимах – не более 80–95% номинальной мощности с применением специ-

альных способов для ускоренной приработки деталей трущихся пар с до-

бавлением в смазку и топливо специальных добавок для предупреждения

задиров и улучшения скольжения (сернистые присадки в топливо, графит

в смазку).

В этот период осуществляется повышенный контроль за всеми узлами

механизмов, их температурой,

чистотой смазки. Чаще меняется масло,

промываются топливные и масляные фильтры, контролируется затяжка

крепежа. Для этого периода характерно наличие повышенных износов и

возможных отказов механизмов, что видно из рис. 1.8.

Рис. 1.8. Интенсивность отказов при эксплуатации механизмов:

I – период эксплуатационной обкатки; II – период нормальной обкатки;

III – период прогрессирующих износов

Период нормальной эксплуатации определяет ресурс механизма до

ремонта. Чем длиннее этот период, тем эффективнее и с меньшими затра-

тами будет эксплуатироваться механизм.

Третий период характеризуется зазорами, превышающими предельно-

допустимые. При этом появляется стук и удары деталей, дальнейшая экс-

плуатация которых может привести к аварии – работа в этот период за-

прещена.

Период нормальной эксплуатации конкретного механизма можно уд-

линить за счет грамотного ухода повахтно, а также за счет применения

специальных режимов приработки трущихся пар.

II звено – техническое обслуживание (ТО). Проводится через уста-

новленные промежутки времени наработки механизма в часах. Виды ТО

установлены Министерством транспорта РФ и техническими условиями

на двигатель (табл. 1.3).

Таблица 1.3

Виды и периодичность технического обслуживания

Периодичность, ч

Вид ТО

Быстроходные ДВС

(М-400)

Тихоходные ДВС

(Г-70)

Каждодневное

(повахтно)

– –

ТО-1

Экипаж

60 150

ТО-2 120 500

ТО-3

БПУ (во время

эксплуатации)

240 1000

ТО-4 480 2500…3000

ТО-5

Завод (по окон-

чании навигации)

960 –

Как уже указывалось, каждое ТО включает работы предыдущего и

свои специфические работы. Так, например:

ТО-1 включает обязательные контрольно-диагностические, моечно-

очистительные, бункеровочно-заправочные, смазочные и крепежные;

ТО-3 включает ТО-1, ТО-2 и перекомплектовку деталей поршневой

группы;

ТО-5 включает все предыдущие работы, в том числе полную перебор-

ку механизма.

Во время ТО проверяется

состояние деталей, прокладок, крепежа, за-

меняются быстроизнашиваемые детали, устраняются выявленные недо-

делки, то есть принимаются все меры для предупреждения нарастания

износов – это основная задача ТО.

БПУ – береговые производственные участки, созданные для проведе-

ния ТО и размещающиеся, как правило, в районе крупных портов (на ба-

лансе близлежащего ремонтного завода). БПУ представляет

собой плаву-

чую или береговую мастерскую, имеющую небольшой станочный парк и

большой запас приспособлений, инструмента и средств механизации для

сборочно-разборочных работ, запас расходных материалов и запасных

частей.

БПУ придаются 2–3 катера со сварочными установками и разъездными

бригадами слесарей, 1–2 машины технической помощи для обслуживания

на берегу грузовых районов. Задачи БПУ – выполнение ТО

-2 – ТО-4 непо-

средственно на ходу для транзитных судов, для остальных – во время по-

грузочно-разгрузочных работ или ожидания их на рейде.

БПУ имеет диспетчерскую двухсменную службу и радиосвязь с суда-

ми, принимает заявки и выполняет их разъездными бригадами в обеих

сменах. БПУ выполняет обслуживание по главным ДВС, холодильным

установкам, компрессорам, реверс-редукторам, электрооборудованию и

средствам дистанционного управления.

К выполнению всех ТО всегда привлекаются силы экипажа. Допуска-

ется при ТО оказывать помощь судам по выполнению ремонтных работ в

объемах не более 10% от общих затрат на обслуживание.

III звено – технические осмотры. Является главным звеном в системе,

позволяющим планировать потребность в техническом

обслуживании и

ремонтах, а также прогнозировать техническое состояние судов и затраты

на ремонты на ближайшую перспективу и до конца нормативного срока

службы судов.

Технические осмотры выполняют каждодневно, повахтно при любых

ТО и ремонтах, а также понедельно, помесячно механиком и капитаном

судна. Групповыми механиками проводятся ежемесячные осмотры. Про-

водятся также осмотры

комиссиями завода, пароходства, Министерства

транспорта РФ.

Кроме этого, существуют специализированные осмотры судов, вы-

полняемые контролирующими организациями – Российским Речным Ре-

гистром, Государственной санитарной инспекцией, судоходными инспек-

циями, инспекциями профсоюзов.

Технические осмотры позволяют накапливать информацию об изно-

сах, причинах возникновения, мерах предупреждения и методах устране-

ния, то есть дают научно обоснованные и статистические

данные для со-

вершенствования СТОРС. Также осмотры дают сведения для проекти-

ровщиков и строителей, для повышения сроков службы и надежности

судов и механизмов.

IV звено – ремонт судов. ТО значительно предупреждают износы, но

со временем они накапливаются и требуют применять более крупные ме-

ры для восстановления технического состояния путем проведения раз-

личных

видов ремонта. Согласно ГОСТ 18322–78 ремонтом называют

комплекс мероприятий по восстановлению работоспособности и ресурсов

изделий или их составных частей. Виды ремонтов регламентирует

ГОСТ 24166–80. Ремонты судов в этом ГОСТ систематизированы по сле-

дующим признакам (табл. 1.4).

V звено – хранение. Предназначено для того, чтобы уберечь судовую

технику от коррозионного, преждевременного старения (снижения устало-

стной прочности

) и разукомплектования. Суда и их элементы изнашивают-

ся не только в период работы, но и не в рабочий период, то есть при их хра-

нении. Это происходит из-за коррозии, деформации, повреждения поверх-

ностей и других причин. Исследованиями установлено, что детали, поверх-

ности которых подверглись коррозии, при работе изнашиваются в 1,5–2

раза быстрее по сравнению с деталями, защищенными от ее воздействия.

Таблица 1.4

Виды ремонтов судов по ГОСТ 24166–80

Признак систематизации Термин

Степень восстановления технико-

эксплуатационных характеристик

Капитальный ремонт (КР); средний

ремонт (СР); текущий ремонт (ТР)

Место ремонта Доковый ремонт (ДР); заводской ре-

монт (ЗР)

Время ремонта Межнавигационный ремонт (МР);

поддерживающий ремонт (ПР)

Устранение причин и последствий

отказов

Гарантийный ремонт (ГР); аварийный

ремонт (АР); восстановительный ре-

монт (ВР)

Регламентация выполнения ремонта

емонт по техническому состоянию (РТ)

Планирование ремонта Плановый ремонт; неплановый ремонт

Хранению подлежат суда в целом, расходный фонд оборудования,

обменный фонд, сменные части, узлы и детали во время ремонта и транс-

портировки.

По времени различают два вида хранения: кратковременное – нерабо-

чий период от 10 дней до двух месяцев и длительное – более двух меся-

цев. По условиям хранения различают способы: открытый, закрытый и

комбинированный

П л а н о в ы е в и д ы р е м о н т а

Капитальный ремонт (КР) проводят для восстановления технико-

эксплуатационных характеристик до значений, близких к построечной, с

заменой или восстановлением любых элементов, включая базовые.

КР проводится для судов со сроком службы до 30 лет и более один раз

после 15–18 лет эксплуатации при условии, если стоимость ремонта не

будет выходить за 40% от балансовой. Проводится

силами завода за счет

амортизационных отчислений в срок до года. При этом должно выпол-

няться до 20% смены конструкций корпуса по массе, до 100% замены об-

стройки помещений, трубопроводов, кабельных сетей электрооборудова-

ния. В большом объеме ремонтируются судовые устройства, дельные ве-

щи, вспомогательные механизмы по данным дефектации. Главные и дру-

гие механизмы, работающие

в непрерывном режиме, получают вид ре-

монта в зависимости от наработки часов.

КР судна может сопровождаться модернизацией, обеспечивающей

улучшение технико-эксплуатационных характеристик судна с целью при-

ближения к значениям характеристик однотипных судов, строящихся в

этот период. КР может выполняться в несколько этапов. Учитывая значи-

тельные затраты на КР, целесообразность его проведения определяют

технико-экономическим обоснованием.

Средний ремонт (СР) выполняют для восстановления технико-

эксплуатационных характеристик судна до заданных значений с заменой

или восстановлением элементов ограниченной номенклатуры. СР произ-

водится через 5–7 лет за счет амортизационных отчислений силами завода

в срок межнавигационного зимнего периода.

При СР заменяют

до 8% от массы наружной обшивки, до 100% заме-

няют трубопроводы, делаются декоративные и отделочные работы, 100% -я

окраска корпуса. Механизмы, работающие в постоянном эксплуатацион-

ном режиме, могут ремонтироваться любым ремонтом в зависимости от

наработки. Базовые элементы при СР дефектуются, накапливается ин-

формация об их техническом состоянии, но ремонт их не проводят.

По

стоимости СР не должен превышать 15% от балансовой стоимо-

сти. СР является основополагающим видом ремонта, в том числе при СР

производят узловой КР, а также модернизацию.

Текущий ремонт (ТР) выполняется для поддержания технико-

эксплуатационных характеристик судна в заданных пределах с заменой или

восстановлением отдельных быстроизнашивающихся элементов. ТР осуще-

ствляется 1 раз в

2 года за счет эксплуатационных расходов силами экипажа

в межнавигационный срок. Завод оказывает услуги, обеспечивает сменны-

ми деталями и выполняет на судне работы, несвойственные экипажу.

При ТР допускается выполнять модернизационные работы только по

выполнению требований охраны окружающей среды. Во время ТР заменя-

ются до 3% наружной обшивки по массе, устраняют накопившиеся износы

и повреждения, выполняют пусконаладочные и центровочные работы и

другие работы по данным дефектации. Механизмы, работающие в постоян-

ном эксплуатационном режиме, ремонтируются по наработке часов.

Доковый (слиповый) ремонт является частью СР, КР или может

быть самостоятельным видом ремонта. Проводится за счет амортизацион-

ных отчислений с целью ремонта, осмотра, очистки и окраски подводной

части корпуса, ДРК, доннозаборной арматуры, а также для проведения

предварительной дефектации судов перед СР. Суда, используемые для

ледокольных работ, ставят на слиповый ремонт ежегодно. Плановый сли-

повый ремонт судов класса «М» и «О», эксплуатирующихся в прибреж-

ных районах, проводят не реже 1 раза в 2 года.

Межнавигационный ремонт (МР) является уменьшенным

по объе-

му ТР (до 60%). Выполняется, в годы, когда нет других видов ремонта,

производственными силами экипажа и имеет те же характерные работы –

в основном замена быстроизнашивающихся деталей, устранение нако-

пившихся дефектов, выполнение работ по ТО, пусконаладочных и регу-

лировочных работ.