CC BY
107
где Бпс! _ стоимость непланового ремонта при использовании диагностических средств, р;
Кпс1 - количество неплановых ремонтов при использовании диагностических средств.
Затраты от простоя на неплановых ремонтах с диагностированием, р:
КпСП- 1
Znrd =
н
D2:
Tnd-Spr
(15)
Суммарные затраты на плановых ремонтах при применении диагностических средств, р:
^(^¿(Брг-Тр^ КрсО. (16)
Суммарные затраты от простоев на плановых ремонтах, р:
гргс! = ^(8рс11 Крс1;). (17)
Суммарная стоимость средств диагностирования, р:
=
j=i
(18)
где т — коэффициент отнесения стоимости диагностических средств к расчетному периоду, р.
В относительных единицах суммарные затраты на поддержание работоспособности локомотивного парка при применении диагностических средств, р/км:
и _7А + гс!о + 7рг + '¿пй -I- ¿тй + 2рс1 + ¿ргд + гс^
Оценка эффективности оснащенности диагностического процесса мо;хет осуществляться по коэффициенту
Kd
Zck-
(20)
Изменение составляющих диагностической системы будет оказывать влияние на значение коэффициента Кс1. Значение коэффициента Кс1 должно быть больше единицы при условии, что применение средств диагностирования эффективно.
ОВЧАРЕНКО Сергей Михайлович, кандидат технических наук, доцент, докторант кафедры «Локомотивы».
Дата поступления статьи в редакцию: 14.03.06 г. © Овчаренко С.М.
УДК 621.431.74.052:421.515 д Q АНИСИМОВ
О. В. БАЛАГИН А. В. ЧУЛКОВ
Омский государственный университет путей сообщения
ТЕХНОЛОГИЯ
ТЕПЛОВИЗИОННОГО КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СЕКЦИЙ ХОЛОДИЛЬНИКОВ ТЕПЛОВОЗНЫХ ДИЗЕЛЕЙ
В статье приводится технология контроля технического состояния секций холодильников тепловозных дизелей в условиях эксплуатации. Для оценки уровня загрязнения секций холодильников используется новый диагностический параметр — температурный напор стенки трубки секции. Внедрение разработанной технологии контроля в систему ремонта и обслуживания локомотивов обеспечивает повышение экономичности и надежности тепловозов в эксплуатации.
На основе комплекса выполненных теорети- — выдачи заключения о необходимости де-ческих и экспериментальных исследований раз- монтажа и очистки секций холодильника теплово-работана технология оценки технического состоя- за, не обеспечивающих требуемой теплорассеиваю-ния секций холодильников тепловозных дизелей на щей способности.
основе метода тепловизионного контроля [1], Предлагаемая технология контроля ориенти-
состоящаяиз: рована на использование портативного тепловизора
— операций подготовки и нагружения теплово- ИРТИС 2000, адаптированного к применению на за до номинального нагрузочного и теплового ре- тепловозе; при реализации в системе ремонта и жима работы; технического обслуживания локомотивов может
— безразборного оперативного измерения быть элементом общего технологического цикла температурных полей на внешней поверхности диагностирования тепловоза, либо рассматриваться секций холодильника в последовательности, согласно как самостоятельная задача.
разработанной схеме контроля (рис. ij; Выбор информативною режима работы силиьой
— математической обработки результатов изме- установки тепловоза очевиден — это режим но-рения с помощью созданного программного обес- минальной мощности дизеля, характеризуемый печения; максимальным тепловыделением в систему охлаж-
Секции первого контура
Жалкш холодильника
—-J
и 2 10 7 8 1 6 а 4 а 24 21 22 ¡2 20 И 12 и 16 и 14 и 12 2 ш 1 2 6 2 з
1 Г 1 1 1 ♦ ! * \ 1 1
П......I.......I.......I
42 12 45 & 41 У 37 35 ?Э 31 V 55 23 21 V гз
50 48 46 44 42 3£ 36 я 32 30 28 26 24 22 20 18 16 И
Жалюзл
' \ :-:[Ш1ПИЛьН1Ш
Рис. 1. Схема термографирования секций холодильника
дения. В качестве нового диагностического параметра используется температурный напор стенки трубки секции Д^1 (между охлаждающей жидкостью и внешней поверхностью секций холодильника), "С:
ди = I,
(1)
где 1:и — температура воды на входе в радиаторную секцию ¡-го контура, "С;
— температура поверхности трубки секции ¡-го контура, "С.
] — номер секции.
Холодильник системы охлаждения подвергается обследованию в процессе проведения реостатных испытаний тепловоза.
На рис. 2 представлен алгоритм последовательности выполнения операций подготовки и термосъемки холодильника тепловоза согласно разработанной технологии контроля.
Перед началом диагностирования необходимо провести ряд подготовительных работ:
— секции холодильника предварительно продуть сжатым воздухом, для исключения влияния пылевых отложений на результаты контроля;
— необходимо убедиться в отсутствии подсоса воздуха в шахту холодильной камеры, в закрытом положении вентилей межконтурного перепуска теплоносителей (мимо теплообменников, из одних систем в другие), перекрытых вентилях подачи воды к топливоподогревателю, отопительно-вентиляционному агрегату кабины машиниста, резервуару противопожарной установки, бачку санузла;
— настроить и проверить тепловизор в соответствии с инструкцией по его эксплуатации.
Необходимым условием применения тепловизора для целей диагностирования является то, что в момент съемки поверхность объекта измерений должна находиться в прямой видимости под углом наблюдения не менее 60 Поверхности секций охлаждения в период тепловизионных обследований не должны подвергаться дополнительному тепловому воздействию от посторонних источников,
Тепловизионные измерения необходимо производить при режиме теплопередачи, близком к стационарному. Стационарности процесса достигают путем прогрева дизеля на 15-й позиции контроллера машиниста в течении 15-30 мин. до стабилизации значений температуры воды и масла дизеля.
В процессе прогрева тепловоза фиксируют значение температуры наружного воздуха, воздуха в шахте холодильника.
Далее останавливают дизель-генераторную установку и приступают к термографированшо.
Алгоритм обработки результатов термографирования и выдачи заключения о техническом состоянии радиатора тепловоза представлен в [1]. При обработке полученных термограмм необходимо пользоваться табл. 1, в которой представлены результаты расчета по разработанной математической модели — критические соотношения количества укороченных и стандартных секций холодильника с различной степенью загрязнения в охлаждающем устройстве тепловоза, позволяющие сделать заключение о необходимости демонтажа и очистки секций, не обеспечивающих требуемой теплорассеивающей способности.
Тепловое изображение внутренних поверхностей секций (видимая часть поверхности секции со стороны шахты холодильника) просматривают и снимают обзорные термограммы. Каждую термограмму обрабатывают в режиме термопрофиля (по десяти сечениям для типовых секций и пяти для укороченных) и определяют температуру поверхности ^ в каждом сечении. Далее по выражению (1) вычисляется температурный перепад в каждом сечении секции, определяется среднее значение А^' и сравнивается с нормативным (минимально допустимым) значением из табл. 1. Таким образом обрабатывается термограмма каждой секции и в итоге формируется база данных.
Далее, согласно требованиям табл. 1, все результаты контроля разбиваются на группы по величине Д^,1 и делается заключение о способности системы охлаждения тепловоза обеспечивать требуемую теплорассеивающую способность.
При контроле холодильника тепловоза возможна ситуация, когда количество секций с различной
Рис. 2. Алгоритм технологии контроля секций холодильников
Таблица 1
Критическое количество загрязненных секций в холодильнике тепловоза
Уровень загрязнения секции —. мм 5: ' Минимально допустимый 2J> ¿5 ¿5 (L5
L5 0,5 0,5 1,0 1,5 2,0 2,0
Количество секций 13 12 10 9 ü 5
первого контура Т/ 13 9 8 7 4 4
Количество секций 25 20 17 15 9
второго контура Ъ,' 25 16 И 12 7
Температурный напор Д^,1. "С 3-4 5-7 10 - 12 16 - 18 30 - 32
степенью загрязнения окажется меньше, чем в представленных соотношениях. В этом случае необходимо сложить секции с каждой степенью загрязнения и сравнить с количеством секций с минимальным уровнем загрязнения ZZ^m||l согласно данным табл. 1. В случае если <Хг:|1т1п, то система охлаждения тепловоза в норме. В противном случае делается заключение о необходимости демонтажа и последующей очистки загрязненных секций.
Особенность конструкции шахты холодильника тепловоза 2ТЭ10М приводит к необходимости съемки секций по частям. Программа обработки термограмм позволяет провести совмещение полученных изображений и привести их к единой температурной шкале.
Процесс контроля рекомендуется проводить при нахождении тепловоза на- станции реостатных испытаний на ТР-2 и ТР-3, Контроль на ТР-2 позволит вовремя выявить секции, не обеспечивающие необходимую теплорассеивающую способность, и тем самым предотвратить увеличение отбора мощности на привод вентилятора, исключить увеличение расхода топлива на 1 — 1,5 % и не допустить возможный перегрев дизеля в эксплуатации.
Контроль технического состояния секций на ТР-3 позволит оценить качество ремонта и в случае необходимости принять соответствующие меры для улучшения технического состояния системы охлаждения тепловоза.
Также тепловизионный контроль рекомендуется использовать при подготовке тепловоза к зимнему периоду эксплуатации. Своевременное выявление секций холодильника со значительной степенью загрязнения вну тренней поверхности трубок и последующая их очистка позволят избежать пере-мерзание и разрыв трубок в дальнейшем.
Для реализации предложенной технологии контроля в технологии ремонта тепловозов разработано программное обеспечение. Программа отличается доступностью и достаточной простотой в применении.
Разработанная технология контроля прошла успешные эксплуатационные испытания и внедрена в локомотивных депо Карасук Западно-Сибирской железной дороги и Ачинск Красноярской железной дороги. В целом экспериментальная проверка технологии контроля состояния секций охлаждения тепловозных дизелей и тепловизора для регистрации выбранного параметра контроля показала их работоспособность. Тепловизор отвечает большинству требований, предъявляемым к техническим средствам диагностирования. Технология контроля доступна и позволяет оперативно оценить техническое состояние системы охлаждения. Весь процесс контроля, включая обработку данных и выдачу заключения, занимает 1,5 — 2 часа. В зависимости от модели тепловизора участие в работе могут принимать один или два человека.
Научная новизна представленной технологии контроля заключается в обосновании и применении нового диагностического параметра и его нормативных значений для секций холодильников тепловозов с различным уровнем загрязнения.
Библиографический список
1. Разработка технологии тепловизионного контроля технического состояния секций холодильников тепловозных дизелей: Отчет о НИР (промежут.) / Омский гос. ун-т путей сообщения; Руководитель А. И. Володин. № Г. Р. 01.20.05 00666. Омск, 2004. - 92 с.
АНИСИМОВ Александр Сергеевич, к.т.н., доцент кафедры «Локомотивы», зам. декана заочного факультета.
БАЛАГИН Олег Владимирович, преподаватель кафедры «Локомотивы».
ЧУЛКОВ Алексей Владимирович, к.т.н,, доцент кафедры «Локомотивы».
Дата поступления статьи в редакцию: 21.06.06 г. © Анисимов A.C., Балагин О.В., Чулков A.B.
Новые научно-технические разработки
Ультразвуковой дефектоскоп УД9812
Институт физики металлов УрО РАН разработал дефектоскоп, предназначенный для неразрушающего ультразвукового контроля металлических изделий, заготовок, сварных швов. Прибор позволяет определить наличие дефектов типа несплошностей: трещин, непроваров, пор, шлаковых включений, раковин. Дефектоскоп переносной, микропроцессорный, выполнен на современной элементной базе. Сертифицирован Агентством по техническому регулированию и разрешен к применению на территории РФ. Не оказывает никаких вредных воздействий.
Екатеринбург, (343)374-79-22.
